化工建筑设计方法简析

周超

（天津渤化工程有限公司，天津300193）

工业建筑包括所有可以从事工业生产活动的建筑物或者装置，以及可以为生产原料及生产成品提供储存功能的建筑物及场地。除此之外，通常还包括为其提供配套服务的附属设施用房和公共用房。在我国的工业建筑发展历史中，直至19世纪50年代才开始大量进行工业厂区的建设。工业建筑种类繁多，根据不同的分类依据，可细分为好几小类。根据使用性质不同，常见的工业建筑有医药厂房、电子仪器厂房、化工厂房等等。根据建筑层数不同，又可以分为单层厂房、多层厂房和高层厂房。根据车间要求的洁净等级又可分为普通生产厂房、洁净厂房等。

1 研究范围

本文将重点研究化工类工业建筑的设计方法。化工厂区，顾名思义，是专门生产化学工业产品的企业。一般来讲，一个配置完整的化工厂区至少包括以下三个部分：主要生产用房（包括从原材料的加工到成品包装的完整生产过程所需要的建筑物及构筑物），辅助生产用房（包括为其提供动力的动力站、变配电站、控制室等），以及厂前区用房（包括办公楼、宿舍楼、食堂等以民用类型为主的建筑物群）。伴随着企业壮大发展，一些品牌意识较强的企业，会建设自己的展览馆这种公共建筑。下面分别将厂区内不同部分的建筑物的设计方法进行归纳。

2 建筑设计方法概述

2.1 主要生产用房的建筑设计方法

2.1.1 打破建筑专业为“龙头”专业的固有设计思想。在化工建筑中，工艺流程决定了整个建筑物的设计。房间布置、建筑高度、开窗形式等都受制于工艺生产要求。在这些生产厂房的设计过程中，建筑专业往往是接收条件再予以优化的“第二”专业。如何进行合理的优化，首先需要仔细了解工艺生产过程，还要了解生产原料和产出物料的物理性质，明白其房间布局的逻辑所在。其次要对其防火、防烟进行统一规划，进行分区。再统筹安排建筑安全疏散，虽然主要生产用房使用人数也许不多，但往往是火灾危险类别比较高的建筑，所以安全疏散是设计的重中之重，除了要保证平日里的安全生产，更要保证在事故发生时的紧急安全疏散。最后，在满足生产的前提下，在开窗形式、房间布置中努力提高建筑物的舒适性，例如在生产温度比较高的生产厂房中注意加强通风措施，要求精细生产的车间要给予良好的采光，在没有供暖的生产车间外围护结构上增设节能保温措施等。

2.1.2 将“安全生产”贯穿于设计始终。化工厂区的生产原料往往危险性较大，有易燃性、爆炸性或者腐蚀性，这就决定了在建筑构造措施中要认真考虑这些因素，严格做到“三防”（即防火、防爆、防腐蚀）。尤其在进行甲乙类厂房的设计中，一定严格执行相关规范的要求。例如有特殊功能要求的构筑物（包括火炬、管廊、冷却塔、设备装置等），虽然不算传统意义上的建筑物，但在设计时要首先保证结构设计的合理安全，经济适用。

2.2 辅助生产用房的建筑设计方法

2.2.1 秉持辅助生产用房的服务辅助功能为首位的设计思想。因为厂区内的生产过程复杂，辅助用房的布置要为生产用房提供最大的便利性。例如动力车间距离其主要服务的生产车间要近，这样不仅可以减少管线的布置，提高经济性，而且提高其远程控制能力。再例如变配电站在布置时，要首先确定是全厂性还是区域性的供电设备，在整个厂区的总体规划时，保证其走线距离短；房间布局时要考虑其进出电缆的便捷性和经济性，减少管廊的长度。

2.2.2 辅助生产用房必须满足特殊生产要求。例如会产生振动和噪音的生产房间要远离有精密要求的控制室尽量远一些，而且保证控制室必须位于爆炸危险范围外，并且控制室必须做好防震减躁的措施。例如对洁净要求较高的辅助用房和洁净厂房，还应布置在污染风向的上风向。例如对房间温湿度要求较高的生产用房，就需要增设机械设备来维持恒温和恒湿的状态。

2.3 厂前区用房的建筑设计方法

2.3.1 总体布局方面：由于生产厂房往往会释放一些有毒有害的刺激性气体，因此在进行厂区总体规划时，一定要将厂前区用房布置在整个厂区主导风向的上风向，防止污染，保证生产人员的职业健康安全。

2.3.2 建筑单体设计方面：厂前区的建筑通常生产类别为民用，我们按照民用建筑设计方法展开设计即可，不在本文的研究范围内。但当建筑内需要融合一些化工类特有的功能时，例如在办公楼中有带有实验、样品测试等功能，那么就不能单纯地按常规的民用建筑进行设计了（通常包含这些功能的建筑物生产类别为丙类）。这些功能建筑集合了工业生产建筑的火灾危险性和民用建筑的人员密集性。所以在房间布局中，要时刻把握一个原则，即“有危险性的房间”与“普通民用房间”之间必须采取防火、防污染等措施。

3 未来化工建筑设计趋势

3.1 从单一功能性生产厂房向综合性的联合厂房发展。因为工艺流程不断发展，新设备的应用，新产品的诞生使很多传统的生产工艺发生了改变，原先只需满足单一生产要求的厂房已经落后，转而向大空间大跨度的联合生产厂房发展。

3.2 生产模式从生产至上到人性化管理的转变。传统的化工生产车间有毒有害气体肆意排放，也没有采取有效的净化措施。而现代化的生产厂区可以通过增加有净化功能的绿植，增大绿化面积进而提高空气质量。而且现代化的生产厂区自动化生产越来越多，在厂区设计中增加自动控制专业的比例，远程控制生产不仅保障了生产人员的人生安全，而且节约人力，降低能耗，提高生产厂家的效益。

4 小结

伴随着科技进步，社会发展，新型化学材料的生生对厂区布局和建筑设计提出了新要求。化工建筑与民用建筑的最大区别就是其服务对象主体有所不同。传统民用建筑要以人为本，建筑的美观性要求往往较高。而化工建筑的主要服务对象其实是工艺生产流程，在保证高效高质进行生产的同时，也要保证其生产的安全性是建筑设计的重点。

近几年，化工厂生产事故频发，究其原因，无外乎前期设计不完善和后期生产安全无保障。化工建筑的设计方法有其独特之处，又与民用建筑的设计有相通之处，安全疏散、防火分区成为消防部门的重点监管部位，因此，必须加强对于建筑防爆、建筑排烟等的设计，严格执行规范要求,建设科学布局的现代化厂区。