房屋建筑學_16工業(yè)建筑環(huán)境設計

1、第第5篇篇 工業(yè)建筑設計工業(yè)建筑設計第第2章章 工業(yè)建筑環(huán)境設計工業(yè)建筑環(huán)境設計1. 基本概念基本概念 為了保證室內(nèi)空氣溫度、濕度恒定，將進入室內(nèi)的為了保證室內(nèi)空氣溫度、濕度恒定，將進入室內(nèi)的新鮮空氣加溫或降溫，及加濕或干燥（降濕），達到規(guī)新鮮空氣加溫或降溫，及加濕或干燥（降濕），達到規(guī)定要求的過程，稱為空氣溫濕度處理。這種廠房稱為恒定要求的過程，稱為空氣溫濕度處理。這種廠房稱為恒溫恒濕廠房溫恒濕廠房 恒溫恒濕廠房同時有恒溫恒濕廠房同時有溫濕度基數(shù)溫濕度基數(shù)和和精度的要求精度的要求 例如：例如：t=23 t=23 0.5 0.5 ，=71%=71%5%5%。 2.1 廠房的熱環(huán)境廠房的熱環(huán)境

2、2.1.1 恒溫恒濕廠房恒溫恒濕廠房2.恒溫恒濕廠房對建筑的要求恒溫恒濕廠房對建筑的要求（1）合理選擇廠房的朝向：為了減少太陽輻射得熱，北向布置最好，其次是東北或西北；西向最差；為了防止冬季冷風的影響，廠房縱墻面宜與當?shù)囟局鲗эL向平行西安的風玫瑰 2.1.1 恒溫恒濕廠房恒溫恒濕廠房 2. 恒溫恒濕廠房對建筑的要求恒溫恒濕廠房對建筑的要求 （2）恒溫恒濕廠房對建筑圍護結(jié)構(gòu)的要求： 對外墻、屋頂?shù)囊螅?2.1.1 恒溫恒濕廠房恒溫恒濕廠房 對外窗、外門的要求：2. 恒溫恒濕廠房對建筑的要求恒溫恒濕廠房對建筑的要求 （2）恒溫恒濕廠房對建筑圍護結(jié)構(gòu)的要求：（3）恒溫恒濕廠房的布置： 恒溫恒濕廠

3、房宜集中布置，可以同層水平集中、分層豎向?qū)R集中，也可混合集中或布置在地下室2. 恒溫恒濕廠房對建筑的要求恒溫恒濕廠房對建筑的要求 （4）恒溫恒濕廠房體形要求： 恒溫恒濕廠房的體形應方整，體形系數(shù)要小，盡量減少外墻長度。室內(nèi)凈高應盡可能降低 （5）恒溫恒濕廠房的空間利用： 在剖面設計時，還應配合空調(diào)系統(tǒng)、風口位置并按充分利用空間的原則來布置管2. 恒溫恒濕廠房對建筑的要求恒溫恒濕廠房對建筑的要求（6）恒溫恒濕廠房選址要求： 恒溫恒濕廠房一般還有潔凈、防振等各方面的工藝要求，因此在布置廠房時要注意這方面的要求第第2章章 工業(yè)建筑環(huán)境設計工業(yè)建筑環(huán)境設計 3. 恒溫恒濕廠房中空調(diào)機房的布置恒溫恒濕

4、廠房中空調(diào)機房的布置 （1）空調(diào)機房的布置原則 空調(diào)機房一般應布置在恒溫室的附近，靠近其負荷中心，以減少冷熱能量的損失，縮短風管長度，節(jié)約投資但由于風機有振動，機房還應遠離需要防振、防噪聲的恒溫車間。有時也可以利用變形縫將兩者分開布置（2）空調(diào)機房的布置方式 集中式 分散式 2.1.2 廠房的自然通風廠房的自然通風 基本概念基本概念 （1）機械通風：依靠通風機的力量為空氣流動的動力 （2）自然通風 ：利用自然力作為空氣流動的動力)(nWhgp2. 自然通風的基本原理自然通風的基本原理 （1）熱壓作用 ： 熱壓大小取決于兩個因素，即上下進排風口的中心距離和室內(nèi)外溫度差(2) 風壓作用風壓計算公式

5、gKgp222. 自然通風的基本原理自然通風的基本原理原理：根據(jù)流體力學原理，當風吹向房屋時，在迎風面上形成正壓區(qū)，建筑物屋頂、兩側(cè)及背風面形成負壓區(qū) 3. 自然通風設計一般原則自然通風設計一般原則（1）建筑朝向的選擇 從減少建筑物接受太陽輻射和組織自然通風角度綜合來說，廠房南北朝向是最合理的 （2）建筑群的布局 一般建筑群的平面布局有行列式、錯列式、斜列式、周邊式、自由式五種。行列式和自由式能爭取到較好的朝向和自然通風，錯列式和斜列式的布局更好 （3）廠房開口與自然通風 為了獲得舒適的通風，開口的高度應低一些，使氣流才能作用到人身上。高窗和天窗可以使頂部熱空氣更快散出。室內(nèi)的平均氣流速度只取

6、決于較小的開口尺寸，通常，取進出風口面積相等為宜，進風口小些為佳（4）導風設計 窗扇，中軸旋轉(zhuǎn)窗扇，水平挑檐、檔風板、百頁板，外遮陽板及綠化均可以擋風、導風，有效地組織室內(nèi)通風3. 自然通風設計一般原則自然通風設計一般原則 4. 冷加工車間的通風冷加工車間的通風 冷加工車間夏季通風的主要方式 ： 限制廠房寬度并使其長軸垂直夏季主導風向； 在側(cè)墻上開窗，在縱橫貫通的通道端部設大門； 室內(nèi)少設和不設隔墻 ； 當廠房較寬時，應輔設機械通風 ； 未設天窗時，為排出積聚在屋蓋下部的熱空氣， 可設置通風屋脊 5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風南方地區(qū)熱車間剖面示意圖 （1）進排風口設置 南方地區(qū)散熱量

7、較大車間 ：墻下部為開敞式，屋頂設通風天窗。為防雨水濺入室內(nèi)，窗口下沿應高出室內(nèi)地面6080厘米。因冬季不冷，可不設窗扇，但必須設擋雨板 5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風 （1）進排風口設置北方地區(qū)熱車間剖面示意圖 1-夏季氣流； 2-冬季氣流； 3-工業(yè)爐 北方地區(qū)散熱量較大車間 ：由于冬夏季溫差較大，進排風口均須設置窗扇。夏季可將進排風口窗扇開啟組織通風 5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風 （2 2）通風天窗的選擇 矩形通風天窗：u 設計要點：l常用的L/h值是當天窗挑檐較短時，可用L/h=1.11.5；當天窗的挑檐較長時，可用L/h=0.91.25 l 喉口寬度b與窗高h之間的

8、關(guān)系為： b6米，h=（0.40.5）b； b6米，h=（0.30.4）b 5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風 （2 2）通風天窗的選擇 矩形通風天窗： 符合下列條件時，天窗前可不設擋風板：廠房的邊跨，滿足下表條件時，可不設擋風板。符合下表的情況，低跨天窗靠近跨一側(cè)的排風口可不設擋風板兩相鄰天窗間距l(xiāng)5h時，兩天窗互起擋風板作用，可不設 擋風板。 （2 2）通風天窗的選擇 矩形通風天窗：5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風 通風天窗通風天窗水平口設擋雨片 下沉式通風天窗u優(yōu)點：它降低了廠房高度45米；減少了風荷載；減少了屋架上集中荷載；可節(jié)省鋼材和混凝土；抗震性能好；通風穩(wěn)定；布置靈活，

9、熱量排除路線短；采光均勻等 。u缺點 ：屋架上下弦受扭；屋面排水處理復雜；如設窗扇時，構(gòu)造復雜；屋面板下沉室內(nèi)會產(chǎn)生壓抑感。中井式天窗廠房剖面 邊井式天窗廠房剖面 （2 2）通風天窗的選擇5. 熱加工車間的通風熱加工車間的通風 u下沉式通風天窗的分類：井式天窗 ： u下沉式通風天窗的分類：中縱向下沉式天窗廠房剖面 邊縱向下沉式天窗廠房剖面 橫向下沉式天窗 橫向下沉式天窗廠房 縱向下沉式天窗 第第2章章 工業(yè)建筑環(huán)境設計工業(yè)建筑環(huán)境設計 基本概念基本概念 我國建筑采光設計標準（GB/T50033-2001）規(guī)定，在采光設計中，天然采光標準以采光系數(shù)為指標 采光系數(shù)：是室內(nèi)某一點直接或間接接受天空

10、漫射光所形成的照度與同一時間不受遮擋的該天空半球在室外水平面上產(chǎn)生的天空漫射光照度之比 照度：是水平面上接受到的光線強弱的指標，照度的單位是lx，稱作勒克斯2.2 廠房的光環(huán)境廠房的光環(huán)境2.2.1 天然采光標準天然采光標準2.2.1 天然采光標準天然采光標準 2. 天然采光的質(zhì)量要求天然采光的質(zhì)量要求 （2）為避免眩光影響采取的主要措施有： 作業(yè)區(qū)應減少或避免直射陽光； 工作人員的視覺背景不宜為窗口； 可采用遮陽設施降低窗戶亮度或減少天空視域； 窗戶內(nèi)表面或窗戶周圍的內(nèi)墻面，宜采用淺色粉刷（1）廠房采光設計應注意： 應避免對生產(chǎn)工作產(chǎn)生遮擋和不利的陰影 采光應均勻照亮整個車間 應采取措施以減

11、小不舒適眩光影響 窗地面積比 ：是指窗洞口面積與室內(nèi)地面面積之比。如果一般廠房對采光要求不十分精確時，利用窗地面積比可以簡單地估算出采光窗口面積 采光窗窗地面積比 2.2.2 采光窗口面積的確定采光窗口面積的確定2.2 廠房的光環(huán)境廠房的光環(huán)境2.2 廠房的光環(huán)境廠房的光環(huán)境 1.側(cè)面采光側(cè)面采光 （1）側(cè)面采光分：單側(cè)采光和雙側(cè)采光兩種 。u 單側(cè)采光：單側(cè)窗采光不均勻， 房間的天然光照度隨進深的增 加而迅速降低，采光系數(shù)衰減 很快 u 單側(cè)采光的有效進深約為側(cè)窗口上沿至地面高度d的1.52.0倍，即B=1.52.0d。即單側(cè)采光房間的進深一般不超過窗高的1.52倍為宜單側(cè)采光光線衰減示意圖

12、單側(cè)采光光線衰減示意圖2.2.3 天然采光方式和采光窗的選擇天然采光方式和采光窗的選擇 （2）側(cè)窗可分為：高側(cè)窗和低側(cè)窗u 高側(cè)窗投光遠，光線均勻，能提高遠窗點的采光效果。 u 低側(cè)窗投光近，對近窗點光線有利。u 高低側(cè)窗結(jié)合布置，不僅是結(jié)構(gòu)構(gòu)件位置所分隔，而且也充分利用各自窗特點，解決較高、較寬廠房的采光問題。u 側(cè)窗造價便宜，構(gòu)造簡單，施工方便，能減少屋頂承重的集中荷載。 1.側(cè)面采光側(cè)面采光 （3）應注意的問題：u為方便工作（如檢修吊車軌等）和不使吊車梁遮擋光線，高側(cè)窗下沿距吊車梁頂面一般取600毫米左右為宜。低側(cè)窗下沿（窗臺）一般應略高于工作面的高度（0.8米左右）u窗間墻愈寬，光線愈

13、明暗不均，因而窗間墻不宜設得太寬，一般以等于或小于窗寬為宜。如沿墻工作面上要求光線均勻，可減少窗間墻的寬度或取消窗間墻做成帶形窗 高低側(cè)窗示意圖高低側(cè)窗示意圖 1.側(cè)面采光側(cè)面采光側(cè)窗2.2.3 天然采光方式和采光窗的選擇天然采光方式和采光窗的選擇 2. 頂部采光頂部采光 頂部采光形式包括矩形天窗、鋸齒形天窗、平天窗等 。（1）矩形天窗u優(yōu)點：當窗扇朝向南北時，室內(nèi)光線均勻，直射光較少。由于玻璃面是垂直的，受污染程度小，易于防水。窗扇可開啟，有一定的通風作用。 u缺點：增加了廠房的體積和屋頂承重結(jié)構(gòu)的集中荷載，屋頂結(jié)構(gòu)復雜，造價高，抗震性能不好。矩形天窗廠房剖面 u為了獲得良好的采光效果，合適

14、的天窗寬度為1/21/3廠房跨度。兩天窗的邊緣距離L應大于相鄰天窗高度和的1.5倍，即L1.5（h1+h2） 天窗寬度與跨度的關(guān)系 （1）矩形天窗 矩形天窗（2）鋸齒形天窗鋸齒形天窗 u優(yōu)點：室內(nèi)光線穩(wěn)定、均勻，無直射光進入室內(nèi)，避免產(chǎn)生眩光及不增加空調(diào)設備負荷。采光效率高，在滿足同樣的采光標準的前提下，鋸齒形天窗可比矩形天窗節(jié)約玻璃面積30%左右。由于玻璃面積少又朝北，因而在炎熱地區(qū)防止室內(nèi)過熱也有好處。 鋸齒形天窗廠房剖面 2. 頂部采光頂部采光 鋸齒形天窗 （3）橫向天窗橫向天窗橫向下沉式天窗 u優(yōu)點：采光面大，效率高，光線均勻等。u橫向下沉式天窗：將一個柱距或幾個柱距內(nèi)的屋面板下沉，支

15、承在屋架下弦上，相鄰屋面板仍支于屋架上弦上，利用兩部分屋面板位置的高差（即屋架上下弦高差）作采光口，這種天窗稱之為橫向下沉式天窗。 2. 頂部采光頂部采光 橫向采光窗 （4）平天窗平天窗u優(yōu)點：采光效率高，采光均勻，它比矩形天窗平均采光系數(shù)要大23倍，即在同樣采光標準要求的采光面積為矩形天窗的1/31/2，可節(jié)約大量的玻璃面積。u缺點：在采暖地區(qū)，玻璃面上容易結(jié)露；如設雙層玻璃，則造價高，構(gòu)造復雜。在炎熱地區(qū)，通過平天窗透過大量的太陽輻射熱；在直射陽光作用下工作面上眩光嚴重。此外，平天窗在塵多雨少的地區(qū)容易積塵和污染，使采光效果大大降低。2. 頂部采光頂部采光 平天窗積灰塵的采光帶 u平天窗采

16、光口可分采光板、采光罩和采光帶三種u在實踐中還有：三角形天窗：將玻璃面抬高（一般與水面成3045），寬度為36米，須設天窗架 三角形天窗廠房剖面圖 （4）平天窗）平天窗 折板屋頂?shù)牟晒馓齑安贾脷んw結(jié)構(gòu)的采光處理 折板屋頂?shù)牟晒馓齑安贾?殼體屋頂采光示意u在實踐中還有： 1. 基本概念基本概念 （1） 噪音的定義：u 廣義的噪聲 ：凡人們不愿聽的各種聲音都是噪聲。u從物理學的角度來看，噪聲是指由頻率和強度都不同的各種聲音雜亂地組合而產(chǎn)生的聲音。 （2）噪音的危害：u噪聲可以使人聽力衰退，嚴重的可導致噪聲性耳聾；u噪聲會引起多種疾病；噪聲會影響人的正常生活；u噪聲使勞動生產(chǎn)率降低等。 2.3 廠房

17、的聲環(huán)境廠房的聲環(huán)境2.3.1 噪聲允許標準噪聲允許標準 第第2章章 工業(yè)建筑環(huán)境設計工業(yè)建筑環(huán)境設計 噪聲允許標準噪聲允許標準 我國現(xiàn)已頒布的和工業(yè)建筑聲環(huán)境有關(guān)的噪聲控制標準有： 中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法、 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準、 工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準 城市區(qū)域環(huán)境振動標準 但尚無工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生振動標準 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準城市區(qū)域環(huán)境噪聲標準Leq（dBA） （GB3096-93） 工業(yè)建筑室內(nèi)允許噪聲級（工業(yè)建筑室內(nèi)允許噪聲級（dBA） （GBJ 87-85） 各類廠界噪聲標準各類廠界噪聲標準Leq（dBA） （GB3096-93） 2.3 廠房的聲環(huán)境

18、廠房的聲環(huán)境 1. 控制噪聲源控制噪聲源 ：控制噪聲源是控制噪聲的最有效辦法。 2. 接受者防護接受者防護：個人防護是一種經(jīng)濟而又有效的措施。常用的防護用具有耳塞、防聲棉、耳罩、頭盔等。此外，在車間可使用隔聲間對工人進行保護。2.3.2 廠房內(nèi)噪聲的控制廠房內(nèi)噪聲的控制 （4）采取聲學控制手段：工業(yè)企業(yè)主要采用隔聲、吸聲、隔振與阻尼等噪聲控制技術(shù) 3. 在噪聲傳播途徑上控制噪聲在噪聲傳播途徑上控制噪聲 （1）利用鬧靜分開的方法降低噪聲； （2）利用地形和聲源的指向性控制噪聲； （3）利用綠化降低噪聲 ； 隔聲降噪設計隔聲降噪設計隔聲罩：采用隔聲罩來控制車間內(nèi)獨立的強噪聲源。隔聲罩可降低噪聲10

19、40dB不等隔聲間：隔聲間設計降噪量可達到2050dB。隔聲間分為封閉式和半封閉式兩種，一般多用封閉式結(jié)構(gòu)隔聲屏障：隔聲屏障是用來遮擋聲源和接收點之間直達聲的措施2.3.2 廠房內(nèi)噪聲的控制廠房內(nèi)噪聲的控制 吸聲降噪設計：吸聲降噪設計：在室內(nèi)屋頂和墻壁內(nèi)表面貼以吸聲材料或吸聲結(jié)構(gòu)，在室內(nèi)空間懸掛一些吸聲體或設置吸聲屏，機器發(fā)出的噪聲，碰到吸聲材料部分聲能會被吸收掉，使反射聲減弱，操作人員聽到的只是從聲源發(fā)出的經(jīng)過最短距離到達的直達聲和被減弱的反射聲，這時總的噪聲級就會降低，這就是吸聲降噪設計。 隔振設計：隔振設計：隔振的主要方法是在振源與結(jié)構(gòu)之間裝設減振裝置。 u設備基礎隔振u管道隔振 （4）

20、采取聲學控制手段：工業(yè)企業(yè)主要采用隔聲、吸聲、隔振與阻尼等噪聲控制技術(shù) 減振阻尼：減振阻尼：為了有效地抑制金屬板振動，需在薄的鋼板上貼上或噴涂一層內(nèi)摩擦阻力大的材料，如瀝青、軟橡膠或其他高分子涂料配成的阻尼漿，這種措施稱之為減振阻尼，簡稱阻尼u常用阻尼材料：瀝青、軟橡膠、石棉漆、石棉瀝青膏等。 u常用的阻尼結(jié)構(gòu)：自由層阻尼處理；約束層阻尼處理 （4）采取聲學控制手段：工業(yè)企業(yè)主要采用隔聲、吸聲、隔振與阻尼等噪聲控制技術(shù) 2.4 潔凈廠房設計潔凈廠房設計 2.4.1 潔凈廠房與潔凈度潔凈廠房與潔凈度 潔凈廠房是應用潔凈技術(shù)實現(xiàn)控制生產(chǎn)環(huán)境空氣中的含塵、含菌濃度、溫度、濕度與壓力，以達到所要求的潔凈度與其他環(huán)境參數(shù)。它可分類為： （1）. 工業(yè)潔凈廠房 （2）. 生物潔凈廠房 第第2章章 工業(yè)建筑環(huán)境設計工業(yè)建筑環(huán)境設計潔凈室及潔凈區(qū)空氣中懸浮粒子潔凈度等級空氣潔凈度等級（N） 大于或等于表中粒徑的最大濃度限制（pc/m3) 0.1m 0.2m 0.3 m 0.5