当前,我国正在向海洋大国迈进,舰艇、邮轮等新型国产船舶令世界刮目相看,生产出这些船舶的船厂功不可没。笔者参与了多个大型造船厂的建筑设计,其中一大类就是仓库。仓库的功能虽然只是储藏,但是因为储藏物品的不同,仓库所处的地理位置不同,仓库建筑也呈现出不同形态与不同设计。本文对船厂仓库的建筑设计进行总结与反思,以期对这一类型建筑设计的效率提高与技术进步起到抛砖引玉的作用。
船厂仓库不同于一般工业建筑的物流仓库,基本均为一层,储存的物品也以造船相关的材料和部件为主,有时需要吊车辅助运输大型金属零件。仓库通常较为高大,运输小车直接进入仓库内,不需要卸货平台,也不需要垂直电梯。船厂仓库一般按照保管物品的形态分类,主要分以下三类:
1)普通仓库:一般是指船厂中具有常温保管、自然通风、无特殊功能的仓库,例如机电仓库、部件仓库、综合仓库等。
2)恒温仓库:一般是指船厂中具有保持一定温度、湿度功能的仓库,例如绝缘箱仓库等。
3)危险品仓库:主要是指船厂中存放易燃性、易爆性、腐蚀性、有毒性和放射性等对人体和建筑物有一定危险的物资的仓库,例如油漆库、危险化学品库、汽油库、危废库等。
船厂中的仓库建筑通常独立设置,有时也与厂房建筑组合设置,设计中应注意以下几个问题:
如果仓库独立设置,根据工艺专业确定的火灾危险性类别,复核仓库与周边其他建筑、罐区的防火间距,要特别注意危险品仓库与其他建筑、罐区的防火间距;除危险品仓库外,但应设置防火墙,独立设置防火分区,满足相关防火要求。
仓库内经常有运输车辆进出,室内外高差不宜太高,一般为150mm。如果仓库内储存物品的防水要求较高,需要适当加大室内外高差,但不宜大于300mm。
船厂中的普通仓库通常包括:机电仓库、部件仓库、综合仓库等,这些仓库主要存放船厂加工船体需要的各类金属构件及设备,生产的火灾危险性一般为丁、戊类仓库。普通仓库一般为单层钢结构厂房。
普通仓库平面柱网尺寸、柱子形式及尺寸、柱间支撑、抗风柱布置,变形缝位置等应根据工艺资料、与结构专业协调后确定。一般船厂的普通仓库的柱距为9米或12米。船厂仓库储存的物品基本为船体重型金属构件,所以仓库内需要设置电磁吊、桥吊、半门吊等各类吊车,吊车可能在不同轨高运行,须确定、核实吊车与建筑构件、上下层吊车之间的安全距离。
上驾驶室钢梯的设置一般遵循一台吊车设一个钢梯的原则,如两台吊车驾驶室均集中在中间柱两侧,可设置一个钢梯,通过外挑钢平台分别到达驾驶室,钢平台外边线离驾驶室的安全距离不小于100mm。上驾驶室钢梯角度宜为45度。钢梯钢平台或钢踏步至上部构件的净距不应小于1800mm。
普通仓库的地坪荷载由工艺专业来确定,地坪通常采用钢筋混凝土地坪。仓库地面面层通常采用的是混凝土随捣随抹光、混凝土固化剂或者环氧砂浆等材料。有车辆进出的出入口坡道构造应满足车辆荷载要求,坡度不宜大于1/10。
普通仓库屋面做法常因地理位置不同而有所差异。北方寒冷地区因保温需要,多采用发泡水泥复合板或钢骨架膨石轻型板等大型屋面板,与钢结构屋架组合;南方夏热冬冷或夏热冬暖地区通常采用彩色压型钢板屋面。船厂仓库位于海边,风荷载较大,彩色压型钢板屋面宜采用360度咬合锁边连接,压型钢板基板厚度不应不小于0.6mm(指屋面外板),且应满足电气专业防雷设计要求。
多跨或大跨度的普通仓库,其屋面应当设采光带,应当满足《建筑采光设计标准》GBT50033的要求。采光带板型应当与屋面金属板板型相匹配,宜通长设置。有的通风器同时具有通风、采光功能,因此屋面采光带面积可相应减少。
普通仓库外墙面通常采用彩色压型钢板,彩色压型钢板外墙下部应采用砌体墙裙,主要是为防止货物搬运过程中可能发生的碰撞,通常设计高度至少为1.8米。彩色压型钢板应满足防盐雾腐蚀要求。
普通仓库立面设计应以简洁、明快、实用、美观为设计原则,与整个厂区建筑风格协调。仓库女儿墙高度不宜太高,一般为0.6~1.0米左右,宜顺屋面坡度设置。如考虑美观,屋顶女儿墙拉齐,除考虑风荷载外,北方寒冷地区还应考虑屋顶积雪的处理措施。
仓库宜设置高窗及屋面天窗采光。高窗位置应避免吊车梁遮挡。仓库大门宜采用彩钢板大门或钢大门,一般为平开门、推拉门、卷帘门等。门洞宽度大于6米时,不宜设置卷帘门。
普通仓库的火灾危险性一般为丁、戊类,占地面积及防火分区根据《建筑设计防火规范》GB50016规定设计。仓库的钢柱、柱间支撑、钢梁、钢屋架、钢楼梯、钢平台等承重构件应刷防火涂料,耐火极限应满足《建筑设计防火规范》GB50016规定。
船厂中的恒温仓库主要是指绝缘箱仓库。
恒温仓库的建筑平面、地面、屋面、墙面、立面、防火设计同普通仓库,节能设计要特别注意。
恒温仓库如设置较大外门,宜设置有两道外门的门斗,以利于节能。恒温仓库外墙如采用彩色压型钢板,须为双层彩色压型钢板,中间设置保温板,保温板厚度须通过节能计算确定。恒温仓库的地面应设置保温层。
船厂中的危险品仓库通常包括:油漆库、危险化学品库、汽油库、危废库等。这类仓库中储藏的物品的火灾危险性基本为甲、乙类,部分还有爆炸危险,防火防爆设计是这类建筑的设计重点。
危险品仓库通常独立设置,为单层钢筋砼框架结构,屋面为满足泄爆,采用彩钢板屋面。
危险品仓库一般由多间仓库组成,有连成一排组合,有“田”字形组合。无论哪种组合,都要增加每间仓库直接对外的墙面,每间至少有两个方向外墙,满足泄爆需要。危险品仓库每间仓库之间均采用钢筋砼防爆墙。
危险品仓库地坪通常采用钢筋混凝土地坪,地面面层应当采用洁净的、坚固的、易清洁材料,应当为不发火地坪,通常的做法是采用混凝土内添加石灰石、白云石等材料做骨料。
危险品仓库中的油漆库、汽油库等有液体泄漏的仓库,在出入口大门处需要设置门槛,须高于地坪150mm,防止废液流到门外。门槛朝向室内的一侧,通常设置1.2米至1.5米宽的缓冲坡。该仓库的地坪须向室内中央找坡,地坪中央设置集油井,上置成品玻璃钢格栅板。
危险品仓库根据火灾危险性,通常需要泄爆,屋面通常采用彩色压型钢板屋面,属于泄压设施的轻质屋面板,单位质量不能超过60kg/m[2]。危险品仓库屋面需要设置无动力风帽,及时排出室内废气。
如危险品仓库由多间库房组成,各库房之间的钢筋砼防爆墙应升起,超过屋面0.5米以上。
危险品仓库外墙面通常采用砌体墙,墙体材质及厚度与当地气候有关,北方寒冷地区通常采用加气砌块等保温效果好的砌体,厚度通常为不小于240mm。危险品仓库库房之间应为钢筋砼防爆墙。
危险品仓库墙体下部应采用不发火墙裙,主要是为防止货物搬运过程中可能发生的碰撞、污染及防爆,通常设计高度至少为1.2米,采用石灰石和白云石砂的水泥砂浆墙裙。
危险品仓库的外门窗玻璃应采用安全玻璃,防止爆炸时产生尖锐碎片。
危险品仓库的生产火灾危险性一般为甲、乙类,耐火等级不低于二级,不允许采用多层、高层及地下仓库。仓库占地面积及防火分区根据《建筑设计防火规范》GB50016规定进行设计。
有爆炸危险的危险品仓库应有泄压设施,可以采用轻质屋面、轻质墙体、易于泄压的门窗,泄压面积计算及泄压设施的要求应满足GB50016《建筑设计防火规范》有关规定。
美国建筑设计大师沙利文曾经说过“形式追随功能”,可以说,目前的船厂仓库设计还是在很朴素地执行这一理念。形式与内容的统一也让仓库在某些过于矫揉造作的建筑面前显得更自然和率真。新科技带来的新材料、新理念都可以为仓库披上时代的外衣,这是我们每一位建筑师的责任。
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