浅谈化工企业总图设计的方法及应用

2018-06-17温旭

城市建设理论研究（电子版） 2018年33期

关键词：平面布置厂区厂房

温旭

福陆（中国）工程建设有限公司上海 200000

正文：

1.总平面布置的内容

工厂总平面布置的内容，根据企业的性质，规模和生产设施组成等不同略有区别，一般包括以下几项内容：

(1)合理的确定建构筑物，生产设施和公用工程等的平面位置。

(2)合理组织人流、物流，根据运输方式，进行铁路线路和厂区道路设计。

(3)进行厂区绿化设计。

工厂总平面布置的内容涉及面广，影响因素多，是一项非常复杂的工作，必须与工艺专业，储运专业，土建专业和公用工程专业等密切配合，相互协调才能做好。

2.总平面布置的原则

(1)符合当地工业园区工业整体规划。

(2)根据项目设计任务书，从实地出发，远近结合，统一规划。

(3)结合自然条件，满足工艺流程的要求，尽可能节约土地，节省投资，降低生产运营费用。

(4)满足消防，安全，卫生，环境等各方面的要求。

3.总平面布置的方法

本文主要介绍总平面布置的传统方法，主要有以下两钟：

(1)摆样块设计法

摆样块设计法即根据工艺专业和土建专业提供的建构筑物和生产装置平面图，利用计算机辅助设计软件，按照一定的比例（1：500、1：1000）制作图纸样块在厂区现有地形图上，根据生产工艺流程和物流流程，按照总平面布置的原则，来回移动样块，反复多次，直至满足各种规范、交通运输和绿化等要求时，总平面布置方案即完成。采用这种方法时，通常需要多做几套方案，进行技术经济分析后确定最佳布置方案。

(2)圆圈布置法

圆圈布置法是将主要生产装置、厂房和公用工程设施等布置在圆上，并用连接线表示他们之间的关系，然后在圆内对他们的位置进行调整，尽量将相互间有密切运输关系的装置、厂房等靠近布置，反复进行调整后找出最佳方案。

4.实例分析

上海某汽车涂料项目，获得2018年全球最佳电力/工业类别项目优秀奖。专家评审选取了来自6个大洲14个国家的典型项目，表彰23个全球最佳项目及优秀项目在2018年度为建筑和设计行业做出的卓越贡献。本人负责此项目的总图设计工作，现以此项目为例，简要阐述总平面布置的内容和方法，希望能给同行带来一定的参考价值。

(1)地理位置

本项目选址上海化学工业区，位于杭州湾北岸，规划面积为29.4平方公里，是“十五”期间中国投资规模最大的工业项目之一，是中国自改革开放以来第一个以石油和精细化工为主的专业开发区，同时也是上海六大产业基地的南块中心,紧邻杭州湾北岸，距离沈海高速约5公里，地理位置优越，水陆交通十分便利。

(2)项目概况

随着中国汽车涂料市场的迅猛发展，上海某涂料有限公司现有的工厂已不能满足未来汽车市场的产量需求，而且现有工厂已经没有土地发展空间，因此该汽车涂料公司决定在上海化学工业区投资一块新的生产基地（总占地面积约10公顷），用于逐步搬迁现有工厂及扩大生产能力，其一期项目（约1.6万吨/年汽车色漆，占地面积约 4.5公顷）已于 2014 年第二季度竣工投产，本项目为二期工程项目，产能7.9万吨/年，基地还预留了土地为三期项目做准备。

(3)总平面布置

在工艺流程和生产运营流畅的前提下，运用合理紧凑的布置手段，使建筑系数提高，是总平面布置中节约用的一个重要手段[2]。

本项目采用圆圈布置法和摆样块法相结合，先采用圆圈布置法，在一期工厂现有的竣工图纸上，根据各个建筑物和生产设施之间的交通物流和功能，将各种建构筑和生产设施分成三大区块：C700厂前区地块；C800仓储区地块；C900生产区地块；管廊、道路及各种地下管线贯穿三大区块，将三大区块连成一个有机的整体。分区布置好以后，再采用摆样块法在地块内对建筑物位置和大小进行调整，最终达到经济节能、工艺流程顺畅的要求。

图1

C700厂前区地块包括综合楼、成品仓库区及三期发展预留区。综合楼属于人员集中的场所，因此将综合楼布置在成品仓库西侧，在整个项目的最西南角，远离生产厂房的同时又避开生产厂房全年最大风频的下风侧，结合厂区一期规划此位置最为理想，北侧为三期发展预留地。

C800仓库区地块，由北向南依次为二期罐区，仓库和铝浆仓库，备品备件和溶剂回收，原料仓库。罐区布置在北侧距离生产厂房较近，既节省工艺管线等投资又靠近北侧主干道，便于油罐车进行装卸作业。原料仓库位于本地块南侧，成品仓库的东侧，厂内运输通道位于仓库北侧，采用电动叉车、小拖车等，仓库装卸平台靠近南侧布置，紧邻厂内南侧主干道，交通物流组织清晰，减少厂内厂外运输路线交叉。

C900生产区地块由北向南依次为一期、二期生产厂房，一期罐区，变压站冷冻机房，最南侧为仓库，新桶区，脏桶区和一期消防废水池等，生产厂房位于整个项目的最东北角。综合管廊贯穿C700，C800，C900三个地块，将各个地块的综合楼，仓库，罐区，公用工程和生产厂房相连接，节省了大量土地，本项目仅有少量雨水管，污水管，电信电缆等埋地铺设，工艺生产管线和主要动力电缆均布置在综合管廊中。

本项目在设计的过程中遇到以下难点:

第一，本项目一期生产厂房火灾危险性类别为甲类，二期生产厂房是在现有厂区内的扩建。由于一期预留用地紧张，若二期生产厂房与一期生产厂房分开布置，按照《建筑设计防火规范》（GB 50016-2014）的要求最小为12米，考虑厂房之间设置消防通道和各种管线的布置，则需要更大的空间，两座厂房之间通道宽度约需要20米左右，预留地块则不能满足工艺流程的需要。经过总图专业与建筑、工艺等专业的协调，在满足国家相关规范的前提下，又要满足工艺生产的需要，建筑专业将二期生产厂房和一期厂房合建，使一期厂房和二期厂房成为一个整体，定义为一栋厂房，中间设置防火墙，分成两个不同的防火分区，满足工艺生产流程的情况下，还大大节省了土地，使项目能够正常的进行。

第二，由于本项目是在一期项目的基础上进行的改扩建，项目的设计和施工难度比较大，一期局部预留空间过小，导致新建管廊基础和各种地下管线、污水沟等关系错综复杂。本项目采用降低管廊基础承台至场地地坪标高以下2米，管线和排水沟等从管廊基础承台上方穿过，保证了管线路由可行，提高了土地利用效率。如图2所示：

图2

第三，本项目新建建构筑物和现有建构筑物之间关系复杂，且业主方要求二期的施工建设不能中断一期厂区的正常生产运营，给设计方案和施工造成很大困难。原设计方案中的过路排水沟需要对现有道路进行开挖，不可避免，为了缩短施工周期，设计将部分过路段排水沟改为暗管，并且在一期工厂检修期快速施工完成，否则一期项目停产将对业主造成额外经济损失。

由此可见，总平面布置对工业企业生产运营意义重大，合理的预留扩建用地将减少二期建设对一期生产运营的影响，这也是总图设计的难点和重要课题。

(4)道路平面布置和交通物流组织

厂内道路是联系生产工艺过程及其工厂内外交通运输的线路，是实现正常生产和组织人流、货流的重要组成部分[3]。本项目道路分为三个级别：主要道路，用于分割各个不同的地块，地块大小约220米×120米，本项目约占用三个地块；次要道路用于分割地块内主要的建构筑物和设施；支路和车间引道主要用于分割占地面积小的建构筑物。

本项目基于生产和各类交通运输及货物流通，合理组织人、货流，并建立安全、畅通、便捷的交通体系等方面的考虑，厂区设有3个出入口。主要人流出入口为目前巴斯夫四氢呋喃厂区主出入口；主要物流出入口位于厂区西北角的D700地块，并沿纬六路设有汽车衡2台；紧急出入口位于巴赫大道西侧并连至楚华路。建设项目用地周边已采用通透性栅栏围墙围护，并与现有厂区围墙相连。

项目四周均布设有环状路网。北侧为纬五路，南侧巴赫大道，东侧为聚四氢呋喃大道，西侧为楚华路。各地块间由经一路、经二路、经三路分隔并由东西向和内部道路贯通，项目区块内道路也为环状路网布置，充分满足物流运输以及消防扑救的要求。厂内道路形式采用城市型沥青混凝土道路，双侧设路缘石，暗管排水。主要道路宽度为11米，其道路转弯半径为12米。次要道路宽度为7米，其道路转弯半径为12米或9米。支路和车间引道为6米或4米，其转弯半径为9米或6米。人行道宽度一般采用2米。部分开放铺装区内，其转弯半径不得小于6米。管道及其桁架跨越厂内铁路线的净空高度不应小于5.5米；跨越厂内道路的净空高度不应小于5米。

本项目道路平面布置合理，主要道路，次要道路和支路层次清晰满足生产和消防的要求。

(5)绿化

绿化布置应与总平面布置相协调，满足绿化率的要求，合理安排绿化用地，充分利用厂区零星空地进行绿化。满足检修，消防和卫生的要求，美化环境。本项目的绿化以道路两侧的行道树及建筑物周围的绿化为主，没有承重要求的场地宜种植小灌木及铺设草坪以美化厂区环境。工厂的绿化率按≥15%设计，并由全厂统一规划并实施。