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关键词:信息时代; 工业建筑; 建筑教育; 教学改革
Abstract:This paper expatiates the actuality and the development trend of the industrial architecture in information era, points out the differences of the design level of the industrial architecture between China and the Occident developed countries, analyses the reasons of the differences by combining the actuality of the education of the industrial architecture in Chinese colleges and universities, calls on attach importance to the industrial architecture education, and puts forward some constructive opinions of the industrial architecture education in our colleges and universities.
Keywords:information era; industrial architecture; architecture education; teaching innovation
中图分类号:TU279
文献标识码:A
文章编号:1008-0422(2009)07-091-02
1引言
2008年10月,中国建筑学会工业建筑专业委员会在北京召开了第七届全国工业建筑学术研讨会,参加会议的单位有设计部门、科研单位和高等院校。通过这次会议交流,我们惊喜的发现:许多工业建筑设计院越来越重视建筑师在工业建筑项目中的地位,年轻的建筑师们对工业建筑的创作热情日益高涨,一批高水准、高质量的工业建筑精品让我们耳目一新,特别是上海1933老场坊的改造设计项目[1],经过建筑师匠心独具改造后的内部空间让参观者都颇为感动。但是,不可否认,近几年来,业界对工业建筑的教育关注不够,特别是高等院校的建筑教育体系中依然忽视了工业建筑教育,在这次研讨会上仅有2～3所大学建筑院系的代表与会,该现象反映了工业建筑教育在我国高校建筑教育中受到忽视的现状。
2我国工业建筑的发展现状
2.1我国工业建筑的成就
全国解放以来,我国工业建筑经过了半个多世纪的发展,取得了辉煌的成就。特别是在改革开放以后,工业建筑无论是在量还是在质方面都有了较大的提高,出现了新的面貌。主要表现在以下几个方面[2]。
2.1.1新兴的工业园区迅速发展
高新技术在向生产力转变的过程中出现了更多的工业建筑类型,新概念、新思想、新形式不断涌现,诸如高新技术产业区、科技园、软件园、创业园等。这些新兴的工业园区都纳入了城市总体规划,除了生产建筑之外,还有完善的办公、娱乐、科研等多种功能的辅助配套建筑,并精心设计了优美的厂区环境,把生产、工作与生活设施综合起来,有效地提高了生产效率和生活质量,体现了企业精神和城市现代风貌。
2.1.2 工业建筑的厂房设计向大跨度和“弹性”大空间发展
为了满足企业改建、扩建的生产需要,工业建筑的厂房设计向大跨度和“弹性”大空间发展,厂房内部空间环境引入人性化的设计,保护了工人的身心健康,提高了生产效率。
2.1.3 工业建筑结构类型趋向多样化
大开间、大跨度的柱网形式,型钢与混凝土组合结构、预应力结构、空间网架结构、轻型钢结构、桁架结构、悬索结构、空间膜结构等结构体系以及压型钢板墙体和屋面体系等广泛应用于工业建筑。
2.1.4 旧工业建筑的改造和再利用得到重视
建筑并不是一次性的易耗品,目前,尚有一些因工艺落后而废弃的工业建筑其建造质量仍能满足其他用途。因此,以可持续发展的态度来对待因时代变迁而出现的众多旧工业建筑,重视对其进行改造和再利用,已成为我国现代工业建筑设计中的一个重要课题。近年来,我国老工业基地的一些工厂企业通过调整生产结构、挖潜改造,重新焕发青春,如长春一汽大众新厂。旧城中的老厂有的易地重建,有的旧貌换新颜,如前文所提到的1933老场坊的改造,将已废弃的工业遗产盘活,现已改造成为一个环境优美的时尚之都。
2.2 信息时代下工业建筑的发展趋势
随着数字信息化时代的来临,现代工业生产的模式也在发生变革,已从早期以加工业为主,转型为以电子信息工业、化学、生物、金属机械工业为主的高科技产业:即从劳动密集型转型为技术密集型。在全球范围内可持续性发展观念和各种文化思潮的兴起,都极大地促进了工业建筑创作的进一步繁荣。在当今信息时代下工业建筑有以下几个发展趋势[3]:生态、节能、省地、可持续发展的趋势;人类工程学的应用以及空间环境人性化设计的趋势;高科技化及多元化的趋势;文化性趋势。
2.3 我国工业建筑与国外的差距
与过去相比,我国工业建筑的发展取得了辉煌的成就。但是,与发达国家相比,我国的工业建筑在观念方面、体制方面、技术方面和教育方面都还存在着较大的差距[4]。这里固然有各专业工业设计院在“以工艺为主”的思想指导下,建筑师们普遍认为工业建筑仅仅在工艺流程之外依附结构“涂脂抹粉、穿衣戴帽”,对工业建筑创作缺乏热情等原因,但长期以来我国建筑教育界对工业建筑教育的忽视却更值得我们深思。
3我国高等院校中的工业建筑教育
工业建筑设计水平就是建筑师技术水平的体现,而建筑师的技术水平与学校教育、在职培训等有着密切的关系。通过调查发现,我国高等院校的建筑教育中普遍存在着严重忽视工业建筑教育的问题。因此,如何尽快全面提高我国工业建筑的整体水平,缩短与发达国家的差距,解决我国高等院校的工业建筑教育中所存在的问题已迫在眉睫。
3.1我国高校建筑院系工业建筑教育的现状
3.1.1 课程开设方面
国内大多数高校建筑院系不重视或完全忽视了工业建筑的教育。据统计,在我国设置了建筑院系的高校已超过60所,但在这些院校的建筑学教育中,基本上取消了工业建筑设计原理的讲授和相关的课程设计。根据调查,只有重庆大学、北京建筑工程学院、中南大学等不到十所高校的建筑院系开设了工业建筑设计原理这门课程。长期以来,高校建筑教育对工业建筑的忽视造成了优秀工业建筑设计人才的缺乏,严重影响了我国现代工业建筑设计水平的提高,导致我国工业建筑创作思想领域一直处于比较低沉的局面。
3.1.2 教学师资力量方面
各高校建筑院系具备工业建筑实践经验的师资力量严重不足,高校建筑学专业的教师大部分只是具有民用住宅、公共建筑等方面的工程实践经验,现有的师资力量无法满足工业建筑教学的需求。
3.1.3 教辅教材方面
与工业建筑相关的教材严重匮乏,现有的教材内容旧,技术落后,所讲述的创作思想远远滞后于当代建筑理论的发展,已不能满足当前信息时代下工业建筑课程的教学需要。目前,市面上介绍国内外优秀的工业建筑作品,以及新技术、新材料、新的建筑理念在工业建筑中的应用等相关的参考书籍寥寥无几。
3.2加强工业建筑类型特色教育,培养宽口径设计人才的建议与对策
3.2.1 加强培养学生的基础素质
建筑教育的教学计划及大纲应加强培养学生的基础素质,拓宽专业,增加社会适应性,构建以学科为基础,学科交叉、文理渗透为途径的人才培养体系;加强学生的自然科学基础、人文社会科学基础、专业理论基础和基本技能训练,将学生培养成为专业基础扎实,实践动手能力强的建筑设计人才。
3.2.2 重视工业建筑教育,加强学生对工业建筑的全面认识
通过建筑历史、设计原理、材料构造、工程实践等环节,让学生了解工业建筑的历史、现状和发展方向。引导学生对工业建筑设计产生兴趣,培养学生运用科技新知识解决工业建筑的整体性、综合性、灵活性等问题,加强新结构、新材料、新技术、新工艺的综合性知识的学习,处理好工业建筑大尺度、大比例、大空间的相互关系,进而训练其发展思维,鼓励其独创性,以弥补传统建筑教育中的不足。
3.2.3 引导学生树立可持续发展的建筑设计思想
工业建筑能耗在社会总能耗中占有较大的比例。无论旧工业的改造还是新工业的开发,工业建筑始终与城市规划、环保、节能、地理环境、经济、文化、人居都有着密切的关系。在现代工业建筑设计中,必须把可持续发展作为一个重大战略来实施,使经济建设与人口资源、环境相协调,实现良性循环。可通过在建筑设计教学活动中加强对学生可持续建筑理论教育,鼓励学生关注环境,探索高舒适、低能耗建筑设计,探索新能源、可再生资源的利用与建筑一体化设计,培养学生关注环境、生态、艺术、技术的可持续发展的建筑设计理念。
3.2.4 重视工业建筑生产和生活区域的环境设计
在教学中贯彻“以人为本”的建筑设计思想,重视工业建筑生产和生活区域的环境设计。随着现代化工业生产的生产工艺、管理高度科学化及人们经济文化生活的不断提高,人们对生产条件、劳动环境的要求也越来越高。因此在工业建筑设计中,也应更多地强调以人为本的设计理念,注重人的生理和心理感受,在设计上表现为注重营造室内外环境。
3.2.5 改革教学方法
在教学模式上,可以采取跨学科的教学与实践相结合的方法,采取“请进来带出去”的教学方法。例如,在学校开设工业建筑设计课程时,聘请设计院具有实践经验的建筑师、结构工程师、暖通设备工程师来学校给学生讲授各学科与工业建筑相关的知识,并结合设计院现有的工业建筑项目给学生布置课程设计题目,让学生“真题真做”;学校与设计部门联合建立实习基地,毕业设计时将学生分派到设计院去,在实践中学习和运用工业建筑设计的相关原理,加深对工业建筑相关规范的理解和执行,同时着重培养学生在设计中的跨学科交流和协作能力。
3.2.6 建筑教育是终身的教育
要着重培养学生的自学能力、研究能力、表达能力、组织管理能力以及团队协作能力,能随时吸取新的创作思想,运用新的科技成果,发展、整合专业思想,在今后的工作实践中才能不断突破自我,不断取得创新和发展。
4结语
近几年来,我国科学技术的迅速发展和经济的持续高速增长,为工业建筑的发展提供了千载难逢的机遇;在当今瞬息万变的信息社会,科技的进步使得新工艺、新材料、新设备、新技术不断推陈出新,工业建筑的发展同样面临着新的挑战。回顾我国工业建筑发展的历史,我们已取得了卓越的成就;但不可否认我国工业建筑的发展还存在各种各样的问题,与欧美发达国家相比在设计理论、技术、教育等方面存在着较大的差距。
吴良镛先生在《北京》中提倡“全方位教育”,并指出“未来建筑事业的开拓、创造以及建筑学术的发展寄希望于建筑教育的发展与新一代建筑师的成长”[5]。为了更快更好地提高我国工业建筑创作的整体水平,应对信息时代所带来的新的挑战,在此,我们建议高校建筑院系重视和加强工业建筑教育,呼吁更多的建筑大师、建筑教育界的有识之士、工程界有经验的工程师,都来参与我国高校建筑院系的工业建筑教育事业,共同开创我国工业建筑设计蓬勃发展的新局面。
参考文献:
[1] 赵崇新.变身、平台、再生-图说1933老场坊改造过程[J].工业建筑,2008,38(10) :4-7.
[2] 费麟.中国工业建筑面临新世纪挑战[J].新建筑,2004,(03):4-10.
[3] 袁渊.现代工业建筑发展趋势探析(硕士学位论文).重庆:重庆大学.2005.
关键词：工业建筑；建筑设计；发展趋势
Abstract: to improve the overall quality of industrial architecture aspects from code for design of industrial buildings and high level, improve the overall quality of industrial building is conducive to promoting the development of China's industrial construction. In this paper, the principle of modern industrial building design and industrial design problems, the Countermeasures of industrial building design.
Keywords: industrial building; architectural design; development trend
中图分类号：TU318 文献标识码：A 文章编号：
一、设计面临的问题
伴随着我国市场经济建设的深入和今年来国有企事业单位体制改革的深化，及以大、中型工业企业的项目建设为依托，甚至指定由某个国有大中型建筑设计院来设计的情况已经很少出现了。现今的市场竞争的压力和可供选择对象的增多，促使大部分企业在进行厂区建设时，不在是只关注满足基本生产流程上，他们的更多关注点已经转移到企业的发展和形象上来。因此，如何提高生产区的环境质量，创建优美、宜人的工作氛围，如何使工业建筑在使用上有更大的灵活性和更高的生产效率，如何通过建筑形象来提升企业知名度，在工业建筑的设计中起着越来越重要的作用。全球经济一体化要求科技产业化与产业科技化共同发展。这两者一方面给工业建筑创作提供了多种建筑手法，另一方面也给工业建筑的实践带来了新的机遇和挑战。这样工业建筑在发展中不断的与自然环境相协调协调，在借鉴民用建筑中比较流行的建筑手法的同时，也不断的谋求自身的新的发展。
二、关于工业建筑设计的原则
1、开放性原则
随着越来越多的企业特别是一些高科技产业、通讯业等都非常重视自身发展，通过各种手段加大企业的透明度和对外自我宣传的力度来提高企业的知名度，为打入国际市场做准备，有的把自己的工业理念作为一个参观点，间接的做成了工业旅游项目，为此，这个过程中就建筑设计方面布置了适宜对外开放的参观路线，在参观途中还可以接触或购买该企业宣传的展销产品。
2、主导性原则。
当今的社会在市场经济条件下竞争越来越激烈，一方面不仅要抓住自身企业的特点制定合理的发展模式，另一方面还要考察相关行业企业的发展情况，以便找出差距，及时采取措施。目前竞争不仅仅来自于国内，改革开放的实施也使很多国外企业加入竞争中，为了更好的发展，企业在进行工业建筑设计时自我形象应该具备主导性原则，要积极的做好对外自我宣传、加强企业与外界的沟通。从前那种对外封闭自守的建筑设计概念已经不再适应现在的经济发展，要想把企业做活做大，就必须使企业具有新的功能概念，努力营造环境优美、选材精致、造型新颖、跟进发展步伐的国际工业建筑体系。
3、安全环保原则。
现在随着新能源的开发和利用，环境污染已得到了一些控制。俗话说“安全第一，环保先行”。这不仅仅体现的是以人为本的原则，更重要的是考虑到眼下整个地区、国家以至全人类的安全。在整个工业建筑设计初期，作为设计者就应该秉着此项原则，结合生产过程中的某些特殊情况，并对工艺流程有所了解，以便合理布局，避免日后人身、设备事故的发生。除此以外，有些工业涉及到半导体、医药以及生物化工、原子能电站等，这些企业在建筑设计中需特别创造一些洁净工作区间，以防止各种辐射给人体带来损害。
三、工业建筑设计的对策
要提高我国工业建筑的创作水平，可以归纳出以下三个应对策略: 第一，建筑师不但要具备较高的美学修养，更要对材料的性能和特性有精深的了解。建筑师在设计中必须从工业建筑的整体设计来考虑选择合适的材料，因为不同材料、不同的施工工艺具有不同的视觉和触觉效果，只有熟悉其特点和做法，才能创造出符合建筑师要求的效果，而整个建筑物就是由无数的“小效果”所组成的。
在很多工业建筑设计方案招投标中，建筑透视图都非常漂亮，但建成后则被改得面目全非。其重要的原因之一就是建筑师对建造材料不够熟悉，对材料的构造做法不够了解，对当地惯用的建筑材料知之甚少，这样的建筑建成后肯定与透视图相去甚远。这样的建筑设计注定不会有市场支持，也就更谈不上什么经久不息的感染力。
其次，在满足工业生产基本需要的前提下，关注工业建筑的结构选型至关重要。从某种意义上讲，工业建筑物采用的结构形式对建筑物最后的造型、体量、空间具有决定性的意义。随着社会经济的不断发展，环保和节能的观念已经深入人心，大家普遍认识到建筑结构的本身是一个客观存在，以其真实的面目示人，符合建造逻辑也体现了当代社会的美学追求，这种观念的日益深入无疑给我们提升工业建筑的建构美学提供了舞台。
最后，应该充分关注工业建筑的构造细部，使工业建筑经得起细看和推敲。长期以来，建筑师在国内大学所受到的大多是学院派的教育，注重建筑美学，忽视建筑技术。我国建材行业的相对落后和施工队伍的技术素质不高，造成了建筑质量低下，但这绝不能成为建筑师忽视构造节点的借口。建筑师设计支撑构件和构造做法不仅是为了满足支撑和保护建筑物的需要，同时也须体现出在美学上的追求，要在满足结构和设备专业要求的前提下，设计“耐看”和经得住推敲的节点。目前，国内各个地区由于气候和地质、环境等的不同，各种构造做法差异很大，但是建筑师在设计时对其重视程度明显不够，往往简单地套用本地区的“习惯”做法来做“标准化设计”。无视当地的传统工艺做法，一味追求自己的所谓恢宏、大气的想法，这不但是对当地数百年、甚至上千年来形成的营造做法的亵渎，更与当地建筑人文环境相背离。
关键词：工业建筑；结构设计；问题
工业建筑作为我国建筑设计体系的重要构成，其一方面带有传统建筑设计的特点，另一方面又具备了自身较为独特的设计及施工特性。工业建筑与一般建筑不同，其主要是为工业生产的实施提供物质基础，因此，其建筑结构需要突出较强的功能性和科技性。
一、 江苏省冶金设计院有限公司基本概况及其工业建筑结构设计实践
江苏省冶金设计院有限公司是江苏省甲级工程设计及研究单位，其以工业设计为主要业务，通过科技及技术创新，成为江苏省工程勘察设计的标杆单位，公司依托于神雾集团，在工业建筑设计及节能减排领域申请了多项设计专利，其业务遍及世界众多国家。在工业建筑结构设计实践上，江苏省冶金设计院有限公司开展了诸如苏州钢铁厂烧结车间、丰盛超导有限公司生产厂房建设工程（其中，钢结构厂房18000O，特殊气体厂房900O）、安德里茨日照镀锌线塔架钢构设计等众多设计项目，保障合作企业取得了良好的经济及社会效益。
二、 工业建筑结构设计中需注意的相关问题分析
工业建筑结构设计中，由于工业建筑的特殊性，在受力结构组合机结构构件上要求极为严格，其设计及施工要点众多，笔者结合江苏省冶金设计院有限公司工业建筑结构设计实践，对其设计施工要点加以探析。
（一） 地基设计
工业建筑涉及到较大面积的地基基础，受制于复杂的地质状况，在工业建筑地基设计中应注重综合运用多种设计形式。根据工业建筑所承受的荷载力大小，可以将其设计为弹性地基、条形基础、独立基础、桩基基础等，一般而言，在工业建筑结构地基设计上，较常采用桩下条形基础的设计形式。在地基混凝土选用上，以C25型混凝土为宜，适当将地基基础的配筋率调低，并严格按照工程图纸对条形基础部位的钢筋开展施工[1]。如工业建筑结构的墙体涉及到较大荷载，要将地基的宽度适度增大。
（二） 梁板设计
工业建筑结构考虑到其承载重量，一般要增加梁柱的截面积，在截面高度的设计上，钢筋的稠密情况能够对混凝土浇筑质量造成影响，进而影响梁柱稳定性。在开展工业建筑梁板设计时，应将其截面高度适度提高，并将配筋率加以调低，以避免出现钢筋堆积现象。配筋率一般以1.7%-2.5%为宜。
工业建筑挑梁不具备过大的自重荷载，可将其设计为截面形式，要视挑梁的悬挑、荷载及挠度情况确定其钢筋率大小，如挑梁需要贯穿工业建筑墙体，则要对其抗倾翻的相关数据加以计算，以确保其稳固安全。工业建筑过梁设计中，要结合施工图纸进行，明确其设计方法及型号。过梁需要承载较大荷载重量时，应对其荷载承受力加以计算。在过梁的浇筑上宜与圈梁浇筑同步，在其配筋率上，要顾及到过梁的抗震及支撑作用，适度将其配筋率提高。
为避免设计中出现人为失误，一般选用PMCAD等软件进行工业建筑现浇板配筋的计算工作，配筋计算中的要点如下：1.计算时要注重塑性变形重这一要素，对工业建筑板上筋及板下筋分别乘以折减及放大系数，取值范围分别为0.8-0.9，1.1-1.2。2.根据弹性力学对板钢筋应力进行计算时，取计算结果即可，不需再行修改。3.工业建筑砌体结构配筋计算时，要注意其外墙板负筋取值应合适，不能过于偏大，以免产生附加弯矩。
（三） 柱形件、楼梯及预埋件设计
在柱形件设计中，考虑到工程的经济性，通常选用型钢格构柱及钢管混凝土柱，纵向系杆在使用数量上可以适度增加，以减少工业建筑厂房柱的计算面积。在杆件结构上，主要选择单拉杆及挤压杆相结合的形式，在确定杆件结构时，要兼顾到杆件的具体长度及施工荷载力情况[2]。
工业建筑以板式结构为主，在梯梁间要设置预留高度，高度差以20cm为宜。保持梯段板钢筋与工业建筑休息平台的连接性和配合性，在首段梯板基础部位要进行梯梁设置，以提高楼梯的稳定度。工业建筑预埋件设计要紧跟施工图纸设计标准，做好预埋件的技术交底工作，以免出现遗漏。在预埋件设计及埋设时，为避免其出现位移，要对其滑膜程度加以检验。
（四） 钢结构设计
钢结构在工业建筑结构中采用较多，如江苏省冶金设计院有限公司设计的丰盛超导工业厂房即采用了钢结构设计方法，该工程在选用了轻型门钢结构，运用强度较高的螺栓对梁柱进行连接。在钢结构装配中，工程人员一方面对螺栓的布置进行了科学设计，并采用了防锈及防腐蚀施工工序；另一方面在底部螺栓位置预留出空间，以便于扳手进入，为后期维保提供便利。
钢结构设计中，杆件与节点之间的构造设计极为重要。在节点构造设计中要选用科学的工艺，达到钢结构受力、传力的明确性及均衡性。节点构造要设定出足够的安全系数及焊缝长度，一般安全系数范围为15%-20%，焊缝长度≥120mm[3]。为确保钢结构施工中的稳定及安全性，要保持杆件截面的稳定，不能随意将其加大。
结语：
工业建筑结构设计要本着实用、经济、安全等原则，在严格参照相关设计规范的基础上，对工艺流程及工艺质量制约要素加以全面统筹，从而使工业建筑结构融安全性、稳定性及技术性于一身，促进我国工业建筑结构设计水平的提升。
参考文献：
[1] 魏保敏.工业建筑结构设计体会[J].山西建筑，2011，（14）：33-34.
【关键词】半刚性连接；框架；工业建筑；应用
通常来说，工业建筑实际结构设计过程中，一般利用假定的方法，认为钢梁与钢柱实际连接过程中，始终保持完全刚接，又或者保持理想铰接状态。然而，这种假设忽略了现实情况，容易造成设计方面的问题。如果是完全刚性状态下，钢梁与钢柱之间较为固定，一旦出现框架变形现象，不会出现明显的转动，这显然与实际情况不符。理想铰接状态下，钢梁与钢柱间尽管可以发生转动，但是二者在力学传统方面受到影响，弯矩难以进行有效传递。由此可见，只有半刚性结构才真正符合现实，因而工业建筑结构设计应出于半刚性连接加以考虑。
一.各国关于工业建筑建设中半刚性连接方面规定
目前来说，欧美等国家经过长期实践探索，已经逐渐认可半刚性连接，并通过相关规范对半刚性连接进行明确规定[1]。在1992年制定的EC3规范中，明确规定半刚性框架结构，与刚性连接、柔性连接共同组成了基本的框架结构类型。在1986年-1989年期间，美国AISC经过研究最终规定，钢框架设计阶段，不仅应考虑到钢结构实际类型，还应充分考虑到连接形式。按照规范规定，最终确定钢框架连接形式主要包括以下三种：第一种，刚性连接形式。所谓刚性连接是指在实际设计过程中，梁结构与柱结构之间由于保持较大刚度，因而相交构件不会产生较大位移。第二种，简支连接形式。通常在假定设计中，这种连接形式在力学传递方面仅仅进行垂直剪力的传递，而不进行弯矩的传递。第三种，半刚性连接形式。在力学传递过程中，这种方式既可以进行垂直剪力的传递，同时又可进行弯矩传递。相对而言，半刚性连接更加符合工业建筑设计建设实际，因而工业建筑实际建设过程中，应切实考虑半刚性连接设计。
二.半刚性连接钢框架在工业建筑中的实际运用
（一）半刚性连接模型
通常来说，在结构设计的过程中，还应注重模型方面的确定。按照连接形式划分，半刚性连接又包括多种形式，例如顶底角钢连接形式、矮端板连接形式、双腹板连接形式以及单腹板连接形式等。在工业建筑设计过程中，应根据节点弯矩及其转角等，科学确定连接处刚度[2]。然而，在实际研究设计中，半刚性连接模型的设计相对较为复杂。为此，欧美等国在大量实践基础上，加强M-θ曲线研究。一般来说半刚性连接相关的模型主要包括以下几种：第一种，多项式模型。所谓多项式模型，主要是利用齐次方多项式加强半刚性连接设计方面的描述。第二种，幂函数模型。利用M-θ幂函数关系式，对半刚性连接设计进行有效表达。第三种，指数函数模型。指数函数模型通常涉及到多个参数参与。第四种，双线性节点方面的强化模型。由我国沈祖炎教授和丁洁民教授共同提出，主张两个角度考虑，一方面为定性分析，另一方面为定量分析，这样可以使得结构计算更加方便。该模型在工业建筑实际运用过程中，可以将误差大大降低，可以使误差最多不会超过5%。
（二）半刚性钢框架研究设计
尽管欧美等国在过去一直致力于钢框架方面的研究设计，但是其设计计算过程中，仍然存在一定问题，直到近些年来钢框架计算才变得越来越成熟。通常来说，半刚性连接本身较为复杂，呈现出明显的形式多样特点，因此在实际研究的过程中，通常将其纳入非线性连接考虑范围内。基于上述现象，我们只有加强对非线性的了解，才能使钢结构框架设计更加科学合理。并且在设计中，还要与数据库进行有机结合，从而对设计进行良好的参照。根据Chen的相关研究，笔者提出了半钢性框架方面研究设计步骤，主要包括以下几个方面：第一步，应对各单元尺寸进行科学判断，同时对材料规格进行考虑。第二步，根据工业建筑实际情况，科学确定节点实际连接形式。第三步，借助于AISC等相关规范，对不同计算荷载进行有效组合。第四步，根据实际情况，选取三个参数作为参考，加强节点刚度方面的修改。第五步，进行一阶弹性分析，在此过程中，节点被当成弹簧单元。第六步，充分考虑到承载力极限，并在此状态下，加强框架稳定性方面设计与验算。第七步，加强框架强度方面的设计与验算，此过程只需正常使用极限条件即可。第八步，一旦设计出现问题，从第三步重新开始设计。然而，在实际方法运用的过程中，还应全面考虑到框架侧移等因素影响，这样才能充分满足实际工业建筑设计方面需求。
结语
本文浅要分析并探讨了工业建筑实际建设过程中，半刚性连接状态下钢框架结构实际运用，并提出自己相应看法。对于工业建筑实际结构设计而言，由于钢梁与钢柱实际连接过程中以半刚性连接为主，因而应从半刚性角度加以考虑进行设计。只有这样，才能使设计与工业建筑力学性能相符合，并有效促进工业建筑建设顺利进行。
参考文献
目前，美国多个州的法律已经规定政府投资项目必须使用BIM技术。而在2010年，日本国土交通省也宣布全国各级政府投资工程将全面推行BIM技术。英国在2011年要求政府工程必须在5年内普及BIM技术。新加坡建设局计划采用BIM技术的业者至2015年将达到80％。韩国则要求500亿韩元以上的建筑项目至2015年必须采用BIM技术进行管理，并在2016年实现BIM技术在全部公共设施项目中的普及[2]。而澳大利亚buildingSMART组织受澳大利亚DIISRTE（DepartmentofIndustry,Innovation,Science,ResearchandTertiaryEducation,工业、创新、科学、研究和高等教育部）委托于2012年的《国家BIM行动方案》（NationalBuildingInformationModelingInitiative）也建议至2016年7月1日，政府建筑采购全部使用基于开放标准的协同信息交换BIM技术。因此，BIM技术不仅是一次建筑设计方法的集成化技术革命，也是一轮建筑师设计思路的整体性颠覆：二维几何绘图表现开始转向了三维全信息构件信息模型集成；离散独立设计逐步走向了协同全过程整体设计。而根据美国斯坦福大学CIFE中心（CenterforIntegratedFacilityEngineering，集成设施工程中心)针对32个项目的深入数字统计研究表明：使用BIM技术可避免40％的预算外更改，节省80％的造价估算耗时，压低10％的成本价格，压缩7％的项目工期[3]。通过使用BIM技术还可以提高造价估算精确度，减少差错以及能源、资源消耗，并具有以下三点优势：1）关联协同的模型信息。BIM技术通过拓扑关系和三维几何建构关联协同的模型信息，全程整合设计信息与施工信息、管理信息：如构件名称、材料特性、结构类别、形体关系；施工工序、成本进度、土方计算、人力控制；工程安全、材料耐久性能、维护成本等。2）识别更新的模型构件。在设计的全生命周期中，BIM技术支撑的信息模型对象是可识别更新的，系统统计分析模型构件信息，并生成关联的文档图形和虚拟形体。同一构件模型能够自动识别，在不同阶段的构件对象修改都可同步整体更新。3）演化拓展的模型整体。BIM技术建立的模型整体概括了演化拓展的建筑全生命周期，设计中模型某个对象出现变更，与之关联的模型构件都会自动得到拓展，二维图纸与三维形体以及四维管理信息进行同步演化。
2当前工业建筑钢结构改造的客观局限性
钢结构建筑属于较为绿色环保的一类建筑，其迎合了可持续的建筑发展需要，已被广泛应用于工业厂房改造建设中。同时，在应力幅度内的钢结构具有良好弹性、韧性，具有较好的抗震性能。综合而言，其发展前景乐观，但由于材料、结构以及施工、设备特性，其长足发展受到一些客观条件的限制。1）工业建筑改造成本高。由于工业建筑改造带来建筑使用功能的变异，设计建造时的设计理论方法与改造后的功能有所不符，结构要求、空间使用要求、规范强制性条文要求也存在较大差异。所以，相对于新建建筑，工业建筑改造在设计初期必须对建造时的设计方案以及工业建筑现状进行全面了解，延续地域文脉，如图1所示。同时所需钢材量大价高，导致整个改造工程需要耗费大量人力物力，成本相对较高。2）施工精确度要求高。工业建筑由于其使用功能要求，空间较为开敞，结构跨度相对较大，但外表皮围护结构不太受重视且较为脆弱。因此，在进行钢结构改造过程中普遍要对原有工业建筑外表皮进行处理，必需对保留的工业遗产进行创新性的改造设计，赋予其全新的功能，使其融入现代城市生活，实现复兴与再生[4]。施工精确度必须较高才能达到预期改造效果，稍有不慎就会破坏原本希望保持的工业建筑风貌。3）钢结构设计难度较大。结构造型设计相较于传统梁板柱建筑较为复杂且成本较高。设计者必须对各种钢结构构架形式，材料受力性能，以及结构荷载进行合理分析计算以获取最优方案，其设计、施工以及维护难度相对较大。
3应用计算机模拟“BIM”技术进行工业建筑钢结构改造项目优势
通过“甩图板”，我国建筑设计行业进行了第一次技术革命，计算机技术开始全面应用于原本依靠手绘的建筑设计领域，然而传统设计软件是针对于传统设计的计算机信息平台，其功能也大多只是为了支撑传统设计流程，如图2所示，容易形成信息孤岛和断层。而应用计算机模拟“BIM”技术的第二次技术革命将二维平台转化为三维、四维、乃至五维应用，在工业建筑钢结构改造项目中具有传统技术无可比拟的优势。
3.1高效性——协调最优改造方案，显著提升工程改造效率在工业建筑改造的钢结构设计前期方案和初步设计阶段，运用BIM技术可以协调建筑师、结构以及设备等各专业工程师，并在BIM模型中进行各专业冲突以及碰撞检验，灵活提供可实现的备选方案[5]。同时向工程甲方以及施工方提供3D模型，以便直观对比得出最优化方案，进而可大幅度加快改造进度。
3.2经济性——控制工程造价，扩展钢结构工业建筑改造工程应用前景“BIM”平台建立了与成本相关数据的时间、空间、工序的5D维度关系，优化人力资源配比，可将工作分解后利用项目调度系统优化钢结构安装方案，统筹完善工业建筑改造的成本控制，如图3所示进行协作。在清晰表达造价关系的同时提供精确的成本信息，使实际成本数据得到高效处理分析，从而有效地控制钢结构工业建筑改造成本较高这一实践短板，扩展应用前景。
3.3便捷性——同步更改二维图纸，降低结构二次设计难度利用BIM模型,三维建筑构件及方案的更改都可以在二维设计图纸中进行同步更新。模型可自动生成同步的各层平面结构图与剖面图，快速完善导出2D结构条件图，制作钢结构的装配节点详图[6]。各视图下的修改内容（构件大小、位置）在关联的配筋、大样图中自动更新，大大降低了设计变更以及细节更改带来的结构二次设计难度。
3.4直观性——参数化搭建装配，可视化模拟四维模型BIM依托三维参数化软件CATIA及相关二次开发技术,可以模拟建立与工程相应的节点系统，自动批量地进行钢结构节点模型的创建，进而将钢结构构件与节点模型结合，搭建完整钢结构BIM模型，实现四维立体可视化，如图4所示。
3.5安全性——全生命周期监控，增加工业厂房改造工程安全性能基于“BIM”平台的建筑工程模拟，可以借助计算机整合各项工程数据，预测监控整个工业建筑钢结构改造项目全生命周期的建筑具体情况[7]，并在早期设计阶段发现后期真正施工阶段以及实际使用时所会出现的各种问题，提前整合并处理后期隐患，减少不必要的能源损失和资源耗费，提高施工、实际使用以及后期维护的工程安全。
4结束语
【关键词】工业建筑；电气设计
中图分类号：F407文献标识码： A
前言：
工业建筑的电气设计与民用建筑不同，工业建筑一般单层层高较高，单间面积大，动力负荷多，会接触到高压气体放电灯照明、明敷设线路、工艺设备配电等等方面的设计。
一、工业建筑电气设计的概念
1、设计的概念
设计是一个构思表达、再构思表达、反复推敲、不断深入发展和进行评价的过程。基本上可以概括为博览、创意、构思、表达等几个阶段。设计过程从一开始到深入下去，各阶段思维的广度、深度都不同，表达方式、工具也可能是多样化的。表达方式和工具要适应思维的速度，推动思维发展成熟。
2、服务的对象
设计是为甲方(业主)的功能需要服务的，也是为施工单位的施工需要服务的。在满足国家有关规定的前提下，设计人员应树立服务意识、树立合作观念、树立敬业精神。对建筑电气专业的设计人员而言，妥善处理与各个专业之间的关系是十分重要的事情，在协调上所用的时间甚至可能超过埋头设计的时间。部分工程（特别是规模较小的工程）不按建设程序办事，私雇资质等级不符合要求的设计人员及施工单位（或个体户）设计或承包工程。由于设计和施工人员技术水平有限，致使一些安装工程达不到规定指标的要求。工程设计是基本建设的龙头，设计文件是工程建设的主要依据，设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示，由设计原因导致的工程质量事故占40.1％；工程施工原因引起的占29.3％；其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6％。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
二、设计前的准备工作
1、 设计前首先要对设计对象有深入的了解。比如对该工业建筑的建筑分类、建筑规模、消防等级、室外消防水量、工艺流程等等一系列问题要有个清楚的认识，这些问题清楚后才会知道怎么设计才能满足规范和工艺方面的要求。
2、与工业建筑有关的部分重要规范。（1）《建筑设计防火规范》GB50016-2006。（2）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92。这是相对于民用建筑电气设计来说工业建筑电气设计中应用更为广泛的两本规范，所以设计中要更加重视。
3、照明
a)照明灯具的选择。工业厂房的照明灯具根据厂房的单层层高不同可采用荧光灯光带(槽式灯)或气体放电灯具。照明灯具的安装高度在 4 米左右时，可以选择荧光灯；安装高度在 5 米左右及以上时，一般选择适用的高压气体放电灯。高压气体放电灯主要有高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯。高压钠灯光效高，金属卤化物灯显色性好，高压汞灯显色性差。光效高的灯具一般用于室外场地，显色性好的灯具一般用于显色性要求高的场所。
b) 应急照明。应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。疏散照明分为疏散应急照明，用来确保疏散照度，以及疏散指示标志（分为灯光疏散指示标志和蓄光疏散指示标志）。目前很多工业建筑的设计中厂房内部大开间的疏散线路都设置灯光疏散指示标志，应该酌情而定，中小规模的工厂内部工人经常在这个环境工作，对内部环境已经较为熟悉，在疏散时只要有一定照度，很容易找到出口，因此在一般情况下对于内部并不复杂的工业厂房只要设置一些在事故断电时能保证安全的照明就可以了，以避免内部工艺设备造成的人员危险；备用照明是用于确保正常活动继续进行的照明，它的设置要看工业厂房生产工艺上有没有这方面的要求。至于消防用的应急照明《建筑设计防火规范》只针对疏散走道有所规定。但要注意安全出口灯还是要设置的，这点条文有规定。
c) 配电设备的选用。工业的特殊场所如多尘场所采用密闭式防尘设备，潮湿场所采用防潮设备，有腐蚀性气体场所采用防腐设备，火灾危险场所采用防燃设备，有爆炸危险场所采用防爆设备。
d)接地装置。接地装置的做法、接地电阻的大小与民用建筑相同。与民用建筑不同的是有些工艺设备、工艺管道需要单独接地，这样我们就要在其对应的设备房间内设接地干线，接地干线做法可以参考图集《接地装置安装》03D501-4。接地干线（可采用-40X4 镀锌扁钢或其它导电材质）沿墙明敷设，在经过门处转为暗敷设，其它位置埋地敷设或者在电缆沟内明敷设。
e）动力配电。动力配电包括工艺设备、给排水设备、暖通空调设备及消防等设备的配电。一般情况下干线系统采用放射式与树干式相结合系统，由配电箱引至各用电设备的支线则采用放射式系统。
f）火灾自动报警系统。应根据《建筑设计防火规范》和《火灾自动报警系统设计规范》并结合厂房的生产类别或堆放物品的性质确定是否设置火灾自动报警系统并确定保护等级。火灾自动报警的设备选择应根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92判断是否选用防爆、本安型的设备。对小面积二级保护对象可以采用区域报警系统，报警主机设置在有人值班的值班室或管理室就可以了，大面积的厂房可以视情况采用集中报警系统，这时要设置专用消防控制室。
g) 线路敷设。现代的工业厂房以钢结构厂房为主，电气线路无法暗敷设，以明敷设为主。线路较少的直接穿钢管明敷设，线路集中且多的地方可以采用金属线槽、金属桥架或在电缆沟内敷设。金属线槽主要用来敷设电线，金属桥架主要用来敷设电线电缆。要注意采用金属线槽或金属桥架敷设线路金属线槽或金属桥架及其支架都必须接地，且金属线槽桥架接地点不能少于两处，每隔一定距离还要考虑重复接地。
h）电缆防火 。电缆防火必须以防为主。（1）要注意因电缆内部绝缘的缺陷、老化、受潮、损伤等引起电缆短路，短路电弧引燃电缆而着火。而一旦电缆绝缘不良，要能及时发现并退出运行。（2）要保证电缆沟、电缆隧道排水畅通、通风良好。不能让热力系统的废气、废水流入电缆沟和电缆隧道。那些将电缆防火门长期处于关闭状态、把电缆防火板封闭起来、把电缆沟盖板的缝隙统统填充封闭起来，影响电缆通风和散热的做法都是不妥当的，都会加速电缆绝缘的老化和损伤。（3）电缆在使用前和检修中所做的电缆预防性试验必须严格按《电力设备预防性试验规程》的要求进行。
三、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求，即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
1、 设计违背或偏离设计规范的规定，安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
2、 设计深度不够
目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍，主要是设计文件可实施性方面的缺陷，将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现，将影响项目建成的使用功能。
例如：按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来，我国电工产品市场异彩纷呈，国内外各种型号规格的产品琳琅满目，国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要，这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号，使设备订货无所适从，并往往造成错误。比如某项目电气照明设计，设计者在系统图断路器符号旁仅标注了"A063M 20A"，设备表中亦然，而未注明名称及详细参数，施工单位理解为20A普通断路器，因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对，原"A063M"乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号，额定电流20A，额定漏电动作电流值30mA。可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。
结束语：
设计文件是工程施工与监理的最主要根据，设计能否认真执行国家规定、设计文件的深度及相关专业的密切配合问题等等都直接影响工程质量。近年来设计质量滑坡现象已成为不争的事实，究其原因可能是多方面的，诸如设计市场恶性压价竞争，迫使设计单位减少投入以降低成本等等，本文不拟探讨。设计人员认真学习相关设计规范，加强设计过程管理、重视设计会签与评审，便可以基本根治。
参考文献：
关键词：工业建筑 节能 规范 技术
Abstract: at present, our country industry building energy consumption, and the total amount of total social and the ratio of the energy consumption of continuous improvement. Influence factors of industrial building energy consumption is complex, although in recent years in the use of energy saving technology in our country and promotion made some progress, but compared to developed countries still have significant gap. We urgently need to establish the national standards for industrial buildings, and gradually improve and enhance technical measures, make industrial building energy saving got generally and high quality implementation.
Keywords: industrial building energy efficiency standard technology
中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
1. 研究工业建筑节能的现实意义
1.1我国建筑能耗现状
中国是一个能源消耗大国，其中建筑能耗（包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等）占全社会总能耗的30%以上，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源（占全社会总能耗的16.7%），则建筑相关的能耗将占到社会总能耗的46.7％。
随着我国工业化程度的不断提高，建筑能耗的比例将继续提高。按目前的趋势发展，到2020年，我国建筑能耗将达到10.9亿吨标准煤。
1.2我国工业建筑能耗现状
目前，我国的工业建筑处于持续增长阶段，调查表明，我国每年完成的建筑工程投资额中，工业建筑占了多半。
以东莞地区为例，该地区是我国制造业名城，工业企业数量庞大。2011年工业企业用电量接近450亿千瓦时。各类型企业所占的比重及构成见（图1）。
根据近年东莞地区工业用电占总用电量的变化曲线图（图2）可以看出，以2005年耗电量比例为基础，5年来，工业耗电量占总用电量的比例依次为12.3%、13.7%、31.3%、19.3%、30.2%，工业耗电量占总用电量的平均增长率为21.3%，工业建筑的能耗比例增长很大。
由此可见，提高工业建筑节能意识，降低工业建筑能耗，是当前建筑节能的重要领域，是需要迫切解决和深入研究的问题。
2. 我国工业建筑的能耗构成及特点
我国工业建筑的采暖、空调能耗相当可观，单位面积能耗是发达国家的几倍。且目前对工业建筑的节能没有相关的法律法规，可能建设中强调一次性投资的节省，忽略了维护结构的节能效果，因此在运行中产生大量能耗。
2.1建筑能耗大
工业建筑的跨度及层高大大超过民用建筑，体形系数较大，随着厂房类型、功能和采光通风的要求不同，多数情况下窗墙比大于普通民用建筑，这也势必增加厂房的运行能耗。
2.2环境控制要求高
有些工业建筑为了满足机器设备运行环境或者工艺要求，采暖空调系统需要采用恒温恒湿控制，与居住和公用建筑相比，环境设备消耗很大。
2.3设备发热量高
工业建筑中常有一些发热量大的设备，其产生的热量及对流和热辐射的方式传递到室内空气和围护结构，形成冷负荷，因而加大空调设备的能耗。
2.4 能耗影响因素复杂
在工业建筑所耗用的能量，除了取决于建筑物本身围护结构由于室内外温差传热所形成的能耗外，还包括空调、照明、通风换气和以及生产过程中产热所形成的能耗。由于生产工艺流程和操作特点不同对建筑耗能有很大的影响，并与设备运行时间和工作班次等因素密切相关。
表1 东莞地区工业厂房耗能构成抽样调查
表2东莞地区工业厂房单位面积耗电量抽样调查
从调查统计结果可以分析得出：
(1) 生产工艺对湿热环境要求高的建筑（1.2.3），空调能耗所占的比例在50%以上；对湿热环境要求一般的厂房（4.5.6），空调能耗在30%以上。可见，降低空调能耗在工业建筑节能中有重要地位。
(2) 车间照明所消耗的能量占有相当大的比例，故照明系统节能有很大改进空间。
(3) 由于厂方使用时间、热湿环境要求不同，其单位面积折算能耗差别较大。生产精密产品、特殊工艺等对湿热环境要求较高的厂方耗能指数高于一般环境要求的厂房。
3. 节能技术的使用
目前一些工业建筑使用了较先进的节能技术，但对比我国大量的工业建筑，仍然是一小部分。
3.1 呼吸幕墙
呼吸幕墙采用双层幕墙结构，在阳光照射、热辐射以及热传导等性能方面都优于传统的单层玻璃幕墙。据德国有关资料表明：呼吸幕墙与传统的单层玻璃幕墙的能源消耗相比，采暖时可节约能源42% ~ 52%，制冷时可节约能源38% ~ 60%。由此可见，呼吸幕墙具有非常优异的节能性能。此外，其隔声效果也非常显著，用于厂区内的办公楼，可以大大改善相应的办公条件。
现阶段我国使用的呼吸幕墙产品以德国技术为主，其中一些主要五金附件和关键材料需要从德国进口。考虑到建筑成本，计算和实践表明，这种幕墙在使用6年之后，其造价相当于普通中空玻璃幕墙；使用10年经济效益明显。
此外，呼吸式幕墙与电子计算机系统结合在一起，发展了智能幕墙。采用智能幕墙系统的建筑其能耗只相当于传统幕墙的30％。成为节能环保幕墙发展的新的目标。
国内工程实例 表3
序号 工程名称 位置 类型
1 国家会计学院教学楼 北京 敞开式外循环
2 中国人寿广场 江苏南京 敞开式外循环
3 旺座中心 北京 敞开式外循环
4 扬州牧羊工程技术中心大楼 江苏扬州 敞开式外循环
5 “久来”大厦 上海 敞开式外循环
6 2008年奥运会北京射击馆 北京 双层外循环
7 中石油大厦 北京 双层内循环智能
8 凯晨世贸中心 北京 双层智能
3.2 阳光导入照明
我国大量地区的平均日照率在60%以上，这对太阳能采光或照明十分有利。
阳光导入照明系统是根据光的反射特性，通过采光罩将阳光收集，使用导光管或导光纤维将光传入室内。其的末端是一个高透光、高扩散的漫射器，可将阳光均匀扩散。具有节能环保、安全健康、用途广泛的优点。
该系统可以替代普通照明灯具，单个系统每年可以节约电能500度以上。利用日光进行照明，不会产生普通灯光对于人眼视力的损伤，也不会产生火花和电弧，能够适用于需要防火防爆的特殊场所。由于自然光的不稳定，须装配人工光源作为后备。
此类产品使用寿命在25年以上，能够显著降低建筑物内部80%以上的照明能源和10%以上的空调制冷能耗成本回收周期3-5年。
国内工程实例 表4：
浙江中烟“十一五”易地改造项目 杭州中策橡胶有限公司
杭州中萃食品有限公司 杭州博世电动工具中国有限公司
嘉兴玛氏食品有限公司 杭州钱江经济开发区能源与环境产业园
嘉兴中节能能源产业园 百事可乐（重庆、广州、昆明、天津）工厂
北京卫星精密加工车间 北京联兴盛业印刷有限公司
北京金自天正智能公司工厂 苏州工业园物流中心
苏州博世汽车部件有限公司 沈阳飞机制造厂
大连固特异轮胎有限公司 云南红塔烟草项目
3M中国研发中心 无锡纽迪西亚
安徽鹏远工业园 新乡平原新区科技产业园
3.3 太阳能光电系统
太阳能光电技术多年来得到政府的大力支持推广。工业厂房的屋面面积大，平屋面加装支撑或使用锯齿形高侧窗的斜面，都可以形成使用光电板的理想角度，且光电板能在平屋面上起到一定的遮阳作用。该系统成熟可靠，应用较多。
4. 国内外工业建筑节能设计标准对比
4.1 国内现行节能标准
针对工业建筑，目前我国尚无国家标准，但某一些行业已经编制了适用于本行业的节能设计标准。但各个规范编制组有不同的认识，掌握的尺度也有所不同。例如：
现行《医药工业企业合理用能设计导则》YY/T0247-1996，为行业行为规范；对主要工艺、制药生产装置、制药企业厂房建筑，及其热力系统、电力系统、给排水系统、空气系统、制冷系统的节能主要环节提出了定性要求。
现行《机械行业节能设计标准》JBJ14-2004，为行业规范；侧重于对生产工艺的节能要求，为对机械行业建筑物（包括维护结构以及建筑物内给排水、暖通、电气等设施）提出节能设计标准。
现行《水泥工厂节能设计规范》GB50443-2007，为国家标准；明确提出工艺的量化的能耗设计指标；将水泥工厂的建筑物分为四类，每类执行国家的相关标准。其中，工业厂房、仓库及其配套建筑物，只提出其围护结构参照执行《民用建筑热工设计规范》GB50176的要求。
4.2 国外规范
4.2.1 加拿大
国家建筑设计节能规范NECB，适用于各类公共建筑和工业建筑。该规范对建筑物的维护结构、照明、供热、通风、空调系统、生活热水、电力等均提出了节能的量化指标要求，起相关内容与我国现行《公用建筑节能设计标准》类似。
4.2.2 美国
节能模式规范，将建筑物分为住宅和非住宅两大类，要求使用认定的计算工具，对建筑物的年能耗进行分析。其中包括使用可再生能源的分析，对建筑物的围护结构、机械体统、水加热、电力与照明系统提出构建性能法或常规做法标准。
4.2.3 德国
现行节能设计规范EnEv2007，将建筑物分为居住建筑与非居住建筑两类，要求对设计的建筑物作整体节能设计与计算，通过全面的节能设计措施，计算出建筑物所需的一系列能耗值；考虑不同能源形式的能量转化系数，要求建筑物在使用期间的能耗不超过规定的限值。该规范强调正对每一栋建筑物做整体的量化计算，不局限于仅仅遵守量化条文。
5. 现阶段应采取的措施
5.1 制定节能设计标准
建筑规范和标准是工程技术人员进行设计的准则和依据，制定标准势在必行，这也是各个节能环节中最首要的一点。作为起步晚的国家，我们具有后发优势，现有的节能经验和措施可以直接利用。特别是现有发达国家的节能规范值得参考。
目前，融合现行《公共建筑节能设计标准》和现行的工业行内标准；考虑工艺生产和设备的节能标准以及建筑物维护结构和其照明、采暖、通风、空调、给排水等方面；同时逐步积累基础性参数，未来实现建筑物模型整体模拟计算比较，而不是简单的量化标准。
将《公共建筑节能设计标准》有选择的扩大实施，同时不断积累统计数据，将我国厂房进行分类，最后建立相应模型，进行权衡计算。
5.2 建立广义的节能理念
工业建筑与民用建筑的最大区别在于直接或间接影响能耗的因素多，既有物流运输能耗、又有工艺生产能耗、产生污染造成对环境的影响。从建筑全寿命周期来看，这些因素也是切实影响工业建筑的耗能。
5.3 整体设计观
工业节能设计的系统工程，需要各个专业的协作，在整体目标指导下制定本专业的目标及节能措施，达到整体最优，而不是盲目的追求本专业最优而影响了其他专业的节能效果。
5.4 利用可再生能源
工业建筑一般层数不多，有些是单层；且多为大柱网、高大空间、室内隔墙少，有利于充分利用天然采光，减少人工照明消耗；也利于自然通风，减少空调设备或机械通风的能耗。
5.5 关注各个阶段的建筑节能
一些项目的节能设计符合国家或地方先行的节能标准，但其效果并不好甚至个别项目适得其反。其原因在于仅在施工图设计阶段才考虑节能问题，并把符合能够通过国家条文作为工作目标。这样，忽略了节能设计应该贯穿建设生命的全过程，前一个阶段产生的问题，很可能会在下一个甚至更下一个阶段表现出来。
综上所述，在能源日益紧张、环境保护越发重要的情况下，我国工业建筑节能需要加快发展，需要国家强制执行，以及有责任心的设计师和有长远目光的投资者共同努力。
参考文献
[1]《公共建筑节能设计指南》徐吉浣 寿炜炜 主编，同济大学出版社，2007
[2]《节能生态技术在建筑中的应用及实例分析》从大鸣 主编，山东大学出版社，2009
[3]《绿色建筑》中国城市出版社，2008
[4]国内外建筑能耗调查与统计研究，左现广 唐鸣放 《重庆建筑》2003(2);23-26
[5]表皮•细部•建筑――2008奥运会北京射击馆、飞碟靶场建筑表皮设计研究，祁斌，《建筑设计•创作》
[6]双层热通道玻璃幕墙结构总体设计浅析，莫英光 魏东海，《门窗幕墙技术交流》
[7]利用阳光照明新技术――导光管式照明，兰栋，《城市建设理论研究》 2011年第26期
[8]基于太阳能光伏技术的节能建筑系统的设计与研究，梁祥莹，《应用能源技术》2009年第2期
【关键词】工业建筑；建筑理论；建筑设计；常见问题；解决对策
设计是工程建设龙头,施工、监理都以设计图纸为中心展开,设计起着关键性的作用。目前国内建设的现状是工期紧,任务重,导致设计人员整天忙于完成设计任务,无暇认真研究新规范,学习新技术、新材料,不能很好的了解现场实际施工情况,结果导致部分设计现场施工很难实现或带来其它问题。
一、工程施工中原材料和质量的控制
原材料是任何工程中都需要重点控制的关键因素，因为材料的特殊性，因此对材料质量的控制成为施工质量控制措施的重点。原材料的质量控制，施工用材料应当资质齐全，具备质量说明书，品种、规格、性能等都应当按照设计并符合相关的国家标准。在材料到达现场后，在施工前应当对材料进行必要的检测或者试验，以此保证材料的基本性能符合设计的要求，必要的检测手段有：理化检测、无损检测等。原材料的变形控制。质量控制中首先从审查开始，应对图纸进行必要的会审和交底，施工图是施工的主要依据，工程开始前必须组织施工人员对图纸进行审议和技术交底，同时按照施工图对技术条件、人员、设备条件等进行了解，如出现遗漏或准备不足的应当及时调整。质量和材料的验收，此项目虽然有材料检测环节作为保障，但是在施工前安装前还需要对材料和构件进行必要的检查，保障质量。
二、建筑设计说明部分存在的问题
1.装饰做法光是文字说明表达不完整。最好是有各种材料做法一览表+各部位装修材料一览表方能完整地表达清楚，少数能做到，多数工程还只是文字说明。总说明中占地面积一般都缺标注。
2.门窗表。一般都有，但关键对一些组合窗，非标准窗表示不清楚，对组合窗及非标窗，应画出立面图，并应把拼接件选择、固定件、窗扇的大小、开启方式等内容标注清楚。
3.防火设计说明普遍存在问题。要求每层建筑平面中要注明防火分区面积和分区分隔位置示意图，宜单独成图。
4.有关“夏热冬冷地区”节能设计的说明，也普遍存在问题
外窗，特别东西窗缺保温隔热措施；导热系数的主体部位值与平均值概念不清；缺节能设计计算书及节能设计审查文件，造成节能设计不经济。
5.特殊的屋面工程，与其它特殊构造，对其设计、制作、安装等技术要求未加说明。
6.墙体预留孔及楼板预留孔，管道井楼层的封堵方式等未说明。
7.屋面防水等级未说明，或屋面具体做法不符合相应的防水等级要求。常见问题为：把屋面砼结构层作为一道防水设防，或卷材厚度不符合相应防水等级要求，防水层与天沟、檐口、山墙、女儿墙交接处应留凹槽，用密封油膏嵌填。
三、建筑平面图存在的问题
1.平面图纸常见问题平面设计功能不明，图纸绘图主次混乱，无详细尺寸数据。
2.地下室尤其高层地下室无防火分区示意图或不标注建筑面积，有喷淋等设备时不设集水井等；地下室封闭楼梯间无外窗排烟通风时未按防烟楼梯间设计；
3.地下消防控制室、变压器室等未布置在建筑物靠外墙部位；疏散门均不能直通室外或直通安全出口
4.首层建筑平面图不注明室内外标高建筑面积或防火分区示意图。
5.工业建筑首层平面防火分区，设置防火墙不能开门开窗，一些人为了使用厂房便利会在防火墙上设防火门，这是坚决不可取的。防火墙两侧水平窗距2m，直角距4m。
6.工业厂房设计中疏散外门不可采用卷帘门，应采用防火平开门。
四、建筑立面图审查中的一些问题
1.立面图与平面不一致。立面图两端无轴线编号，立面图除图名还需标比例。
2.立面图外轮廓尺寸及主要结构和建筑构造的部位。立面图上应该把平面图上、剖面图上未能表达清楚的标高和高度均标注清楚。
3.立面图上装饰材料名称、颜色在立面图上标注不全。特别是底层的台阶、雨篷、窗细部较为复杂的未能标注。
4.立面设计要和周围的坏境相一致，追求整体协调统一，不能只追求设计的特立独行。
五、剖面图审查中常见的问题
1.剖面位置不是选择在层高不同、层数不同、内外空间比较复杂，具有代表性的部位。局部较复杂的建筑空间以及平面、立面表达不清楚的部位，也没有绘制局部的剖面图。
2.剖面图漏注墙、柱、轴线编号及相应尺寸，特别是厂房，其墙、柱、轴线之间的尺寸关系未标注清楚。
3.剖切到或可见的主要结构和建筑构造部位。
4.节点构造详图索引号在平面图上、立面图上表示不清楚。而应在剖面图上标注详图索引的，也未能标注。
六、构件安全与防火性能审查中常见的一些问题
1.梯段踏步级数。有出现违反不应超过18步，亦不小于3步的规定，出入口平台下(梁下尺寸)不满足≥2.0米，梯段净高不满足≥2.2米 的规定。楼梯平台净宽不满足，应从扶手中心线标起，不小于梯段宽度，并不得小于1.20米。
2.需设防烟楼梯间的建筑。室外辅助防烟楼梯，在楼梯周围2米 范围内的墙上开设窗洞口。
3.封闭楼梯间及防烟楼梯间前室的内墙上。有开设其它门洞或封闭楼梯间门采用一般胶合门板等，应采用乙级防火门或双向弹簧门。
4.需设封闭楼梯间的建筑的首层楼梯间。将走道和门厅等包括在楼梯间内形成扩大的封闭楼梯间，应采用乙级防火门等防火措施与其它走道和房间隔开。
七、工业厂房防火设计的问题
建筑物的防火设计首先要确定该建筑物的耐火等级，通常根据《建规》来确定建筑物的耐火等级。大型工业厂房多采用轻钢结构，厂房的承重构件一般为钢柱、网架，建筑外表面覆以铝锌钢板或镀铝锌钢板等。根据《建规》，其柱、梁的耐火时间均为0.25～0.5小时，建筑物的耐火等级仅为四级(耐火等级较低)。解决的方法:建筑专业设计时可在柱、梁表面覆以一定厚度的防火隔热涂料，满足规范要求，这样，建筑物的耐火等级可按二级考虑。对于工业厂房的消防设计应从防火分区、设备地下室、火灾自动报警系统三方面进行考虑。随着社会科学技术的不断发展，工业厂房建筑逐渐趋于多样化，这就对消防设计提出了越来越高的要求，设计人员必须根据具体情况来决定采用何种设计，并在不断的学习和实践中寻找更加可行、经济的方案，以达到既保证建筑功能、又保证消防安全的要求。
八、对实际设计中的自我认知
设计一个新建筑可以给建筑师更多的空间表达其设计理念,但工业建筑项目由于要受诸多条件的限制,留给建筑师发挥的空间很小,满足新工艺生产的要求,这是一件费力又不见成效的工作。但建筑设计就其本质是一个服务行业,满足业主的要求是建筑师的职责,利用工艺要求对建筑进行空间设计并满足节约能源与可持续发展的大环境，是对建筑师的一个考验。只有想方设法解决问题,不断积累经验,才能为业主提供全面优质的服务,同时也使自己在这一领域更具竞争力。
【关键词】 工业建筑 结构设计 安全性 复杂性
【Abstract】 With the rapid economic development， and gradually expand the scale of industrial buildings， industrial buildings are increasingly high requirements. This paper the author on the different industrial buildings and civil， according to the characteristics and design principles of industrial design of building structures， focusing on its complexity and security to discuss and analyze.
【Key words】 Industrial buildings；Structural design；Security；Complexity
随着国民经济的提高以及人们生活水平的提高，我国工业建筑的规模也在逐渐扩大，在我国工业建筑中常用的结构形式有钢结构和钢筋混凝土结构两种形式。本文笔者就工业建筑和民用建筑的不同，根据工业建筑结构设计的特点，结合自身的实践经验，着重就工业建筑结构设计的安全性和复杂性进行探讨和分析。
1 工业建筑的概述
（一）工业建筑的定义
工业建筑是指人民从事各类生产活动的构筑物或者建筑物，比如烟囱、水塔和厂房等，其中工业厂房一般分为特殊工业厂房和通用工业厂房。
（二）工业建筑的特点
工业建筑的特点主要有以下几点：第一，必须要有足够的空间和面积；第二，建筑技术的要求高；第三，应该符合生产工艺的需求；第四，针对生产工作的不同内容及其特点，工业建筑结构的形式也会有所不同，同时其构造处理、屋面排水、通风以及采光施工工艺比较复杂。
2 工业建筑结构设计的复杂性和安全性分析
（一）工业建筑的选型
在工业建筑结构设计过程中，其建筑应该能够灵活地应对生产的容量和设备的变化而发生改变，同时其建筑物和设备的使用寿命必须要长，其设计要和工业建筑的投资预算要求相一致。在工业建筑结构设计中，首先要做的一点就是合理选型，工业建筑结构选型的原则主要有以下几点内容：
1.在工业建筑结构设计中，其受力构件一般选用Q345-B和Q235-B钢，梯子、栏杆和平台板应该采用Q235-A钢，吊车梁一般采用Q345-C和Q235-C钢，确保其所采用的材料的力学性能和化学成分应满足国家标准的相应规定，若采用一些特殊钢材，应该和工程业主、施工单位进行协商，协调好后方能使用。此外，在工业建筑结构设计过程中，如果工业厂房的跨度不超过15m，其柱距不超过4m，通常采用砖混结构。
2.钢结构的应力和变形控制要求： 钢梁应力必须要达到强度设计值的90%左右，钢柱应力应该达到强度设计值的95%，钢构件的变形应达到变形容许值的100%。钢梁、钢柱通常一般使用焊接H型钢。墙皮檩条一般采用的是组合檩条加槽钢， 其他檩条则采用的是卷边槽形冷弯薄壁型钢，在计算墙皮檩条时无需考虑阵风系数，其中大荷载平台钢格板应选用WB405/2PT类型的， 当活荷载为5kN/m2时其最大跨度是2. 4m。楼梯踏步钢格板和小荷载平台应选用WA255/1PT，其活荷载在2. 5kN/m2的时候，其最大跨度为1.8m。
3.目前我国最常用的结构形式为钢筋混凝土结构和钢结构。钢筋混凝土结构的施工便利，其建筑材料比较容易获取，不仅能进行预制同时还能在施工现场中进行浇筑，具有耐火耐腐蚀的特点，其建筑适应面比较广。而钢结构一般使用工业体的建筑，不仅能够节约成本，同时还能有效地缩短工期，但是在使用的过程中，应该注意防腐蚀和防火方面的设计，目前钢结构主要是用于大空间、振动较大或者大跨度生产车间的建造上。
（二）工业建筑结构设计的相关数据
在进行工业建筑结构设计的时候，应以经济合理、安全、保证工程质量为其原则，根据现行的国家相关规程和规范，严格按照此标准及工业建筑结构设计的要求来进行设计。工业建筑结构设计的相关数据主要包括以下几个：地面粗糙度；地震设防烈度、设计地震分组、地下水位、场地土类别、最高温度和最低温度、基本雪压、基本风压等，尤其是在进行抗震设计的时候，必须要严格按照工程设计的相关规范要求来进行设计，确保工业建筑的抗震性符合工程要求。
（三）符合工程生产工艺需求
工业建筑一般主要用于生产活动的运作，因此在工业建筑结构设计中应从生产出发，生产工艺的要求主要如下：
1.建筑结构的类型应该符合建筑生产方式和运输工具的要求，同时在设计过程中，还应进行防腐蚀设计，以此保证建筑物具有防腐蚀功效。针对生产流程，其结构设计不能对生产造成影响，注意生产工程和各工段次序之间的关系。
2.在工业建筑结构设计过程中，应注意建筑的排风通道，尤其是一些生产有粉尘的车间以及散发热量的热加工厂房，解决其通风问题。同时还应设置隔声间或者采取降噪措施，以此保证生活和生产之间互不影响。在空间结构和建筑平面设计上，必须要考虑一些特殊工艺的车间，根据其是特点采取相应的措施，确保其能够正常、顺利的使用。综合考虑建筑未来生产工作的压力，在保证其舒适度的同时，应该注意绿化的点缀和色彩的运用。
（四）基础地基的处理
在处理一些重要建筑物和构筑物地基的时候，可针对场地的实际情况选用合适的处理方案，比如钻孔灌注桩、地基处理桩、人工挖孔桩以及预应力混凝土管桩等。在设计桩基时，应将单桩承载力控制在单桩承载力的特征值80%范围内，当新建筑物或者构筑物和原有建筑物的距离比较近时，应选择适合的桩型，以此减少桩基施工过程中对原有建筑物的影响。
在处理一些次要建筑物或者构筑物地基的时候，直爬梯基础、电缆沟、室外水沟或者钢梯等可以选用比较浅的土层来作为建筑基础持力层，其原土必须要夯实，同时在超挖分层的时候应换填相应厚度的砂夹石，并将其压实。
（五）合理布置空间
在工业建筑结构设计的过程中，首先要做好总平面布置。根据生产流程和生产工艺，明确建筑的选址、分区和布局，尤其是运输道理和管道之间的分布等，并配置相应的公用设施。在生产区应该划分好行政管理用房、生产辅助用房以及经营管理用房等，将这些用房设置在生产区内，便于工作的开展，但是对于一些比较特殊的生产行业，如果含有不利于人体接受的元素或者带有一定腐蚀性的元素等用房，不应将其划分到生活区内。
在总平面布置的还应考虑环境污染问题和保护问题。在生活区内的生活用房应该包括保健用房、休息室、餐厅以及卫生用房等，不管是生活区还是生产区，布置的关键为联系和分隔，从发展的角度出发综合考虑各方面的因素，通过多方案的比较，或者利用计算机来进行辅助设计，以此来选取更为合理、科学的设计方案。
（六）防腐蚀设计
由于很多工业建筑在生产过程中经常会使用一些盐酸盐类型的侵蚀性溶剂，使生产环境中的水质、空气及土壤等都会含有一些侵蚀性物质，造成建筑物的腐蚀，因此在工业建筑结构设计时要特别注意防腐蚀的设计。
1.在工业建筑结构设计中，集中设计带有腐蚀性的生产房，将其垂直布置在水流的下游或者下风侧，设置排水明沟，并确保其具有足够的排队坡度。同时在厂区内，一些气体通道或者长期需要输送侵蚀性液体的管道应该集中埋置在下层，防止其影响其他的正常管道。此外，在厂区外，排污口应该和建筑保持一定的距离，尽量远离人群聚居地。
2.在工业建筑空间布置、选用材料和结构设计时，应采取相应的防腐蚀措施，可将建筑设计成为敞开式或者半敞开式，使其具有良好的通风，从源头上减轻或者制止腐蚀的发生。除此之外，在围护结构设计的时候，还应该考虑到湿度和温度，门窗的材质可以选用玻璃钢、塑料或者木质，同时在其他金属构件表面涂上具有耐腐蚀的涂料。而在楼面或者地面，可以将其做成具有耐酸碱地坪，比如选取水玻璃混凝土、玻璃钢、花岗岩、聚氯乙烯、陶瓷、沥青混凝土等材料作为面层材料，其中隔离层的材料可以选用再生橡胶油毡或者石油沥青油毡等，其他建筑部位也应该使用抗腐蚀材料，并采取相应的构造措施，以此减少建筑的腐蚀性。
3.防腐蚀建筑通常是以钢筋混凝土结构为主，在处于高湿环境中的板、梁、柱、屋架且具有强腐蚀性气体的钢筋混凝土测承重构件中，除了要提高混凝土密实性和标号以外，同时还要加大钢筋保护层，并在其表面涂上耐腐蚀的涂料。如果建筑物采用的是铝、钢等金属结构，除了要加强表面防护和节点构造以外，还要适当地提升其安全性。此外，在建筑基础部分，为了避免生产过程中的侵蚀性液体渗入到地下造成腐蚀，必须要设置相应的排水设施，选用适合的基础材料，增强混凝土中的钢筋保护层，做好基础表面的防腐蚀措施。
结束语
综上所述，随着社会经济的快速发展以及信息技术的不断进步，人们对于工业建筑的要求也越来越高，在工业建筑结构设计中，必须要从建筑的复杂性和安全性出发，按照工业建筑结构设计原则，不断优化其设计概念，促使其符合生产使用的需求，推动工业建筑的发展。
参考文献
[1] 胡中汉 .关于工业建筑结构设计的复杂性与安全性概述[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（8）
[2] 冯超.对我国现代工业建筑结构设计中几个问题的探讨[J].黑龙江科技信息，2012，（3）：218-218
[3] 靳晓光，王.工业建筑结构设计常见错误分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（27）