工厂总平面布置及运输设计

第二章工厂总平面布置及运输设计第一节任务和程序工厂的总平面及运输设计，是根据工厂的生产性质、规模、生产过程的组织及特点，在已选定的厂址上，对主要生产工艺设施、辅助生产设施及办公生活设施等所进行的总体设计和竖向布置，并全面地解决它们互相间的协调问题。一、设计任务1．在满足生产要求的条件下，经济合理地进行厂区划分，并确定厂区内各建筑物、构筑物、堆场及其他设施之间的相互位置；2．选定厂外与厂内的交通运输系统，合理地组织人流及货流；3．确定竖向布置方案，包括场地平整、厂区防洪和排水，选择所有建筑物、构筑物、堆场及各种管线、铁路和道路的标高；4．布置地上和地下的各种工程技术管道；5．完善卫生防火条件，进行厂区的绿化和美化，为工人创造良好的工作条件和休息场所；6．合理地布置厂前区，使之与居住区和城市有较好的联系，并选择合适的建筑物形式，组成完整的建筑群体。原始资料：工厂的生产工艺流程、工厂组成。生产特点和各个建筑物、构筑物、堆场及其它设施之间的生产联系、厂址场地地形、工程地质、水文地质和气象、厂区周围环境、居住区、交通运输、电力、动力、水源以及卫生、防火、地震等方面的资料，然后进行总平面及运输设计工作。二、设计程序1．进行厂区的划分，并确定它们之间的位置；2．绘制各建筑物、构筑物和堆场的面积和形状；3．选定厂内外和车间相互之间的运输方式和运输设施；4．在以上各项基础上，绘制总平面布置图的设计方案；5．按照总平面设计方案，编制运输线路并确定竖向布置的方式和方法；6．进行方案的分析比较，在所考虑的各种方案中选定经济合理的最佳方案；7．在已选定方案基础上，做进一步详尽的总平面及运输设计，即具体的总平面布置、交通运输和竖向布置。第二节总平面布置的原则一、基本原则1．厂区内的建筑物、构筑物及交通运输线路的布置应使工艺流程顺捷，并保证合理的生产作业线；2．原料、燃料、半成品和成品的运输应当是连续的短距离运输，避免交叉和往返；3．适当地把厂区划分成几个地段，把生产性质、防火、卫生条件、动力要求和交通运输等同类的建筑物、构筑物布置在一个地段，按生产作业线分布于工厂的厂区内；4．建筑物、构筑物的外形应简单，布置应紧凑，以便厂区利用率达到最大限度；5．辅助车间及仓库应尽可能地靠近所服务的主要车间；6．动力设施应尽量靠近负荷中心；7．厂内人行道距离应最短，并尽可能避免与货运线路交叉，特别是在工作紧张及行人往返多的地段内；8．厂区的管线网，除必须转弯外，应尽可能取直，不应在铁路和道路路基下面敷设各种管线，集中埋放地下管线地带应位于建筑物和道路之间；9．布置建筑物时应考虑日照方位及主导风向，应保证室内天然采光、自然通风及防止日照辐射热的投入，若有往大气中大量排出煤气、烟、灰尘及不良气体的建筑物，当主导风向非常明显时，该建筑物须布置在其他建筑物的下风侧；10．必须根据工厂的发展预先考虑将来扩建的可能，以便在用少量的投资，不影响工厂的正常生产、不改变原有总平面图的设计意图和不拆毁较大建筑物、构筑物的条件下，达到扩建的目的；11．根据地形起伏、工程地质和水文地质等条件，把主要建筑物、构筑物布置在条件好的地段，以节约建设投资；12．应满足运输线路、防火卫生条件及工程技术管线的要求；13．应使厂内外铁路、公路、动力线路、卫生工程线路和本地区的其它设施连接合理、工厂与住宅区的联系方便；14．易燃、可燃和燃料仓库必须布置在生产性建筑物和构筑物的下风侧，经常散出大量火花以及有明火源的车间，均应布置在易燃、可燃和燃料仓库的下风侧；15．合理地选择建筑型式，使之便于生产并缩小工厂占地面积，缩短工程技术管线及运输线路；16．厂区内不允许修建医疗所、消防、警卫人员宿舍和运动设施等，但某些设施可设在厂区外的防护区内；17．规模较大的企业分期建设时，必须尽量缩减第一期工程的占地面积和生产作业线长度，以降低工厂的建设投资和经营费用；18．工厂总平面图应有合理的艺术性，建筑物和构筑物应与周围的环境及建筑物相配合，外观轮廓和道路系统平直整齐，各个建筑物相互协调，适当地美化绿化使工厂成为一个建筑艺术的整体；19．建筑物、构筑物应作行列式或节间式布置，并应与建设场地的长轴或短轴线平行或呈一小角度。二、主要措施1．按功能划分厂区①主要生产区：②辅助生产区：③仓库、堆场区：④动力区：⑤厂前区：2．合理组织人流、物流3．选择建筑形式工厂的厂房可分为两大类:单层厂房与多层厂房。多层厂房占地面积较小，可以缩短物料的运输线路，生产工序联系较紧密。可以按照生产工艺要求适当选用，如立体空间工艺设施较多的车间。单层厂房的形式又可以分为分离式和联合式两种。分离式厂房是将一个车间或一个工段布置于一个建筑物中，整个工厂形成了一组整齐的建筑行列群。4．布置紧凑（1）建筑物轮廓力求简单规正（2）沿建筑红线布置建筑物5．考虑扩建与改建（1）扩建（2）改建6．防火卫生要求第三节工厂组成及总平面布置图的内容一、工厂的组成主要生产车间，辅助及修理车间，生产服务设施。（一）主要生产车间1．水泥厂（1）石灰石破碎车间（2）粘土烘干车间（3）生料粉磨车间（4）熟料烧成车间（5）混合材烘干车间（6）水泥粉磨车间（7）水泥包装车间2．陶瓷厂（1）坯料制备车间（2）成型车间（3）焙烧车间（4）上釉及彩饰车间（5）检查和装配车间3．玻璃厂（1）原料车间将进厂的大块原料进行破碎及精选；（2）熔制、成型车间将配合料熔制成玻璃液并成型；（3）切裁及包装车间(二)辅助生产车间1．陶瓷厂的匣钵、耐火材料车间2．陶瓷厂的石膏模车间3．实验室及试制工场4．金工车间5．铸锻车间6．木工车间(三)动力设施1．锅炉房与煤气站2．变电所和配电房(四)仓库设施1．总材料库2．金属材料库3．油库和危险品库4．成品库和半成品库5．废料堆场(五)行政管理和生活福利设施1．厂部办公楼2．食堂、托儿所、哺乳室(六）运输设施1．汽车库2．电瓶车库二、总平面布置图的内容（一）初步设计1．工厂总平面轮廓图（资料图）2．工厂总平面布置图（初步设计成品图）在调整、补充、完善工厂总平面轮廓图的基础上，绘制工厂总平面布置图（比例一般为:1:500、1:1000或1:2000），作为初步设计主要附图之一，由总图专业人员完成。图面内容：厂区地形测量座标网和等高线；厂区设计座标网；所有建筑物和堆场的平面位置、名称、设计地坪标高，铁路和道路的平面布置和设计标高等；图上标注工厂总平面设计的主要技术指标和风向玫瑰图。风向玫瑰图:1、风向与总平面布置：——厂内环境；工厂与村镇位置。2、风向玫瑰图的画法：1）收集气象资料，计算某方向年刮风百分数或日数；2）画方位坐标图（4，8，16）；3）按某方向年刮风百分数或日数截取线段；4）连接各线段顶端组成封闭的多边形既是风向玫瑰图。——风频图。夏季风频图全年风频图风速频率3、风向玫瑰图表达的意义：1）所示风向由外边吹向中心；2）向心线最短的风向，表示最小频率风向。4、全年风向玫瑰图、夏季风向玫瑰图工厂总平面图的主要技术指标：（1）厂区面积（m2）；（2）建筑面积（m2）；（3）厂区建筑系数（%）；（4）厂区利用系数（%）；（5）铁路长度（km）；（6）道路长度（km）；（7）围墙长度（km）；（8）绿化面积（%）。厂区的建筑系数：——指建筑物、构筑物和堆场的面积总和占全厂面积的百分数。——反映厂内建筑的密度。建筑系数太高，表示建筑分布太密，可能对防火、卫生和生产经营管理有不利影响；建筑系数太低，表示建筑物分布太疏，既浪费用地又增加车间之间运输和管线等的投资和经营管理费用。——工厂的建筑系数，一般在22～30%之间，工厂扩建后，一般在27～35%之间。厂区的利用系数：——指建筑物、构筑物、堆场、铁路、道路、地下管线的总占地面积占全厂面积的百分数。——反映厂区面积有效利用的程度。（二）施工图设计l．工厂总平面资料图根据初步设计审批意见，调整工厂总平面布置，绘制工厂总平面资料图，规定各项建筑物、构筑物、交通道路、管线的相对位置及标高，作为各专业人员绘制施工图的依据。2．工厂总平面布置施工图施工放线的依据，具体表示设计坐标网与测量坐标网的关系数字和铁路、公路及所有建筑物、构筑物的坐标和标高数字。（1）竖向布置图：（2）土方工程图：（3）铁路专用线施工图：（4）厂区道路及雨水排除施工图：（5）管线汇总施工图：第四节总平面布置的竖向布置一、竖向布置设计任务竖向布置的任务是对厂区的天然地形进行改造，使之适合企业的建设和生产经营要求;合理地确定建筑物、构筑物、铁路和道路的标高，使相互之间的关系协调，满足生产和运输技术的要求;合理地组织场地排水，确定排水措施，保证及时排出厂区的积水，不受雨水和洪水的危害。在完成上述任务时，要最大限度地节约土石方工程量，以节省投资、缩短建设周期。力求填方、挖方能就近平衡。确定建筑场地标高时应避免大挖、大填。二、竖向布置的方法（一）竖向布置的方式1．连续式竖向布置这种方式是将整个厂区的地面进行全面平整，如图2.4—1所示。适用于厂区建筑密度大，建筑系数大于25%，地下管线较复杂，有密集的铁路或道路，厂区面积不大和地形比较平坦的工厂。图2.4—1连续式竖向布置l.自然地面2.整平地面3.道路中心4.厂房332．重点式竖向布置这种布置方式只是平整建筑物、构筑物及其它工程有关地段和为了排水所必须整平的区域。厂区的其余部分仍保留自然地形，如图2.4—2所示。采用重点式竖向布置的厂区上，道路一般为郊区型且有明沟排水。这种布置方式一般适用于厂区建筑密度不大，建筑系数小于15%，运输线路及管线较简单且自然地形起伏较大的工厂。图2.4—2重点式竖向布置1—自然地面2—整平地面3—道路中心4—厂房3．混合式竖向布置（区段式竖向布置）在整个厂区内预先按地段分出连续和重点两种布置方式。这种竖向布置方式可以在大中型工厂中采用。因场地大，可按上述两种系统分区布置。上述三种布置方式应视厂区自然地形及生产工艺特点而定。厂址的地质构造对竖向布置方式有很大影响。（二）地面的连接方法1．平坡法将设计地形整平为向一个方向或几个方向倾斜的整平面。在各个主要平面连接处，设计坡度与设计标高没有急剧的变化，如图2.4—3所示。此法一般适用于厂区较宽和自然地形坡度不大于2%的地面。当厂区宽度很小，自然地形坡度虽然达到3%～4%也可采用平坡法。图2.4—3平坡式连接1—自然地面2—整平地面3—道路中心4—厂房2．阶梯法两个连接的整平面高差较大，整平面的连接处采用陡坡式挡土墙，如图2.4—4所示。一般适用于厂区布置在自然地形坡度大于3%～4%的地区。当厂区宽度超过500米和自然地形坡度大于2%时，也可考虑采用此法。它的主要优点是可以节省土方工程量。图2.4—4阶梯式连接1—自然地面2—整平地面3—道路中心4—厂房5—挡水沟（三）竖向标高的选择竖向布置设计中选择标高的根据是:——所采用的竖向布置方式、主要整平面的连接方法以及竖向布置所涉及的其它各种因素，例如建筑物和构筑物的地坪标高、城市干道标高、交通运输的联系条件和附近地段的整平情况等。——厂区的铁路、道路的标高要与国家铁路和附近公路的标高相适应，与厂内建筑物、构筑物及其他设施的标高相协调。还要满足各种运输设备允许的坡度，如电瓶车4%、手推车1.5%，汽车8%和火车2%，(如果条件困难时，不得大于8%)。场地的水文地质条件也是影响因素。第五节工厂总平面布置实例一、新型干法水泥厂在现代化干法水泥厂中，普遍利用350℃左右的窑尾废气来烘干原料或利用冷却机的热风来烘干混合材。因此，常将原料烘干及粉磨设备布置在窑的预热器附近，以缩短高温废气管道的长度。用预均化堆场、圆形库或环形库等储存物料。现代水泥厂总平面布置的特点是设置中央控制室，主机机组和喂料点都围绕中心控制室集中布置。图2.5—1为一日产2500t熟料的现代化干法生产水泥厂的总平面布置。场地较小且不规整，生产线的布置受到一定限制。总体呈L形布置，中央控制室布置在窑头附近，生料粉磨、窑系统、熟料库直线排布；水泥粉磨、水泥库、水泥包装及成品库一字排列。窑尾