第五节　常用纺织厂房结构型式及热工指标

纺织企业经过多年的发展，形成了多种具有显著特点的纺织厂房，现对目前常用的纺织厂房类型，从建筑热工、车间温湿度控制，建筑采光照明、综合能耗、一次性投资等方面进行分析。

一、常用纺织厂房结构型式及综合性能

（一）常用纺织厂房结构型式及特点

1.锯齿厂房　在我国现有纺织厂中，仍有多数企业采用锯齿型厂房结构。这类厂房主要特点是采用风道大梁、三角架结构承重、屋面板围护结构（图2-7）。可以利用锯齿屋顶的侧向天窗进行采光，节约照明用电，白天有自然光进入，劳动卫生条件好，有利于防烟、排烟，结构大梁和送风道结合，在结构承重的同时完成空调送风，车间环境好，工程造价低，车间跨度可达12～16m，柱距可达10m，基本满足纺织主机工艺设备排列。缺点是夏季通过天窗进入室内热量和冬季热损失较多，结构构件多，装配困难，施工周期长等。

2.封闭式风道大梁排架结构厂房　该种结构型式仍采用锯齿风道大梁，去除三角屋架部分，屋面直接采用6m预应力空心板或槽板（图2-8）。适当增加风道大梁的宽度，可使柱距达到8.6m，跨度方向仍可保持12～16m，满足纺织主机设备排列要求，屋面排水和建筑专业相结合，采用结构找坡的方式，满足雨水排放的需要。

如图2-8所示，该种厂房的主要优点是采用封闭厂房结构，保温保湿效果好，空调送风道和结构受力构件有机结合，工程造价低，施工周期短，车间环境优美，厂房耐久性好，维护工作量小。和原来锯齿厂房的不同点是：没有自然照明，常年需采用人工照明方式。

3.轻钢结构厂房　轻钢门式结构厂房采用轻钢门式屋架结构承重，彩钢板屋面围护系统保温（图2-9），其主要优点是：主要构件工厂化制作，现场装配，施工周期短，厂房部分工程造价低，车间跨度大、柱子少，便于机器排列，面积利用率高，外形美观等，被广泛应用到新建和扩建纺织企业中。

轻钢门式结构厂房由于车间跨度大（最大可达36m），非常适合于纺织类设备密集的排列，通过采用必要的保温、隔潮保湿措施，保温效果也可以达到纺织类工厂的保温保湿要求，但隔热效果稍差。需设计单独的送风管道，车间进行吊顶后，环境美观。但也存在着一些不足之处，首先是保温隔气结构施工要求严格，需要采用保温效果好、隔气性能强的超细玻璃棉和W58聚丙稀防潮贴面结构，挤塑板防冷桥结构，并需进行合理设计计算选用和严密的施工组织，稍有不慎，便会出现屋面隔气层破坏，保温层失效，造成屋面大面积结露的现象；其次由于轻钢结构的耐火性能差，不能满足对纺织丙类生产厂房的耐火等级要求，需要喷涂价格昂贵的耐火涂料才能达到要求；再是这类厂房的冷热变形量大，很容易将原来施工较为完善的保温、防潮体系破坏，厂房经过几年使用后，防潮层连接处破坏，保温层失效，主要构件生锈等都会造成厂房需要有较大的维修工作量。

4.多层框架式厂房　多层框架厂房主要采用钢筋混凝土梁柱、现浇钢筋混凝土板承重结构，其主要构造特点是现浇钢筋混凝土框架结构热工性能、厂房抗震性能好，节约用地。主要缺点是柱网尺寸承重受限不能太大，车间内机器排列受限，施工难度大、周期长、工程造价高，运输不方便。各楼层中间空调送、回风管道大量交叉，检修工作量大，需要设计成上人吊顶，防火性能也不是很好。因楼板承重的原因，也不宜布置震动较大的设备（如布机等），这类厂房近年来已较少采用。

5.双T形板大跨度结构厂房　这类厂房采用钢筋混凝土柱、梁和双T形板受力结构（图2-10），车间的跨度和轻钢结构基本相同，可达18～24m，可实现大跨度结构，便于机器排列。屋面排水也可以采用结构找坡，节省建筑造价。建筑围护结构较稳定，热工性能好，较容易达到保温隔湿的要求，承重围护构件容易达到防火的要求。适当的设计可以将双T形板和空调送风管道结合，车间美观并降低工程造价。其主要缺点是：常年人工照明，双T形板较难施工，土建造价较高等。

（二）常用纺织厂房综合性能比较

由于建设地区材料价格、施工水平、气候条件有很大区别，上述各类厂房的综合性能较难进行准确的分析与比较。现对近年来在大型纺织工厂设计过程中纺织企业关心的主要技术经济指标进行分析比较，各类厂房综合性能见表2-13。

表2-13　各类厂房综合性能

二、厂房型式选择原则

根据以上分析比较，各类纺织厂房均有一定的优越性，也同时存在着一些不足，纺织企业在选择厂房型式时，可以从以下几方面进行分析。

1.地域条件　不同的区域由于室外气象参数相差较大，施工水平各异，对选择不同类型厂房有较大的影响，如东北、西北、华北等寒冷、严寒地区，冬季保温防结露要求高，采用钢结构较难保证防结露问题，厂房由于保温性能要求较高也不宜采用锯齿型厂房。在此类地区宜采用风道大梁排架结构和双T形板结构。在东南沿海地区，由于海风的腐蚀作用和台风的影响，也不宜采用轻钢结构厂房，在夏季天气炎热，要求保温隔热效果好，故此类地区宜采用耐腐蚀和抗台风影响性强、便于保温隔热的钢筋混凝土结构。在夏热冬冷、夏热冬暖及温和地区可采用轻钢结构、锯齿天窗结构及各类封闭式厂房。

2.建筑材料及建筑技术　我国幅员广大，各地建筑材料和建筑技术水平各异，厂房型式选择要充分考虑这些问题，如北方地区预制构件水平较高，排架结构、双T形板结构、锯齿天窗结构都比较容易施工。南方地区因为已习惯采用现浇结构为主，构件的预制和吊装相对困难，可采用现浇框架结构。轻钢结构厂房由于构件和厂房材料均在工厂生产，不受地域和建筑技术水平的影响，相对适应性较强。

3.工程造价和维护　从表2-13可以看出，工程造价以轻钢结构厂房为最低，双T形板结构厂房为最高；但从日常维护方面来分析，轻钢结构厂房维护费用最高，特别是构件的防火性能和生锈，是造成轻钢结构纺织厂房安全的隐患。其他结构形式厂房相对维护费用较低。

4.综合能耗　锯齿厂房可以白天采用自然光，节省照明用电，车间生产环境较为舒适，但锯齿天窗也增加了夏季的车间冷负荷及冬季的热负荷。从表2-13可以看出，采用锯齿厂房每平方米平均每年可节省照明用电12.28kW·h，但同时也增加了车间冷负荷2.1倍，增加车间热负荷2.3倍。车间热负荷可以采用车间余热利用抵消，但车间冷负荷需要采用人工制冷的方式负担，这样制冷用电量增加，按制冷机每年开机3个月计算，克服天窗多传热部分需耗电能13.32（kW·h）/m2。由此可见，对于严格控制车间温度标准低于33℃、采用制冷的车间，不宜采用锯齿天窗厂房，以采用封闭厂房较好；但对于采用天然冷源或无冷源的企业，夏季车间温度控制不严，或相对较高（有的企业可达36℃），采用锯齿天窗不但可以利用自然光，还可以利用天窗适当排热，反而有利于车间散热。

纺织车间厂房型式选定不能以某个单项指标进行决定，而应该根据企业产品结构档次、车间温湿度标准、生产设备布置和生产管理、建筑地区地域条件、建材供应情况、施工技术水平、采用冷源方式、综合能耗分析、工程造价等诸多因素综合考虑，找出适合本企业情况的最佳方案。从综合造价和生产管理等诸多因素考虑，大梁风道排架结构、轻钢门式结构、双T形板结构应为纺织厂房形式的主要选择方向。

三、常用纺织建筑围护结构热工指标

纺织车间围护结构的传热系数，应根据各车间温湿度要求和当地室外气象条件计算确定，在减少能耗、防止结露和有效隔热的条件下，可根据不同地区的气象条件针对不同的围护结构进行选择。常用纺织建筑围护结构最大传热系数K值见表2-14。

表2-14　常用纺织建筑围护结构最大传热系数K值[W/（m2·K）]

四、纺织建筑节能设计要点

纺织厂房由于要稳定室内温湿度，常年需要使用空调，对建筑设计的节能要求较高，设计时应特别注意以下几个方面。

1.正确选择厂房型式　由于不同区域的气象条件差异较大，建筑材料价格和建筑技术水平不同，对纺织厂房的型式选择影响较大，各企业应根据当地的气象条件、建材价格、建筑技术水平等因素选择合适的厂房型式。对北方的厂房应重点考虑保温隔湿的要求，南方的厂房应重点考虑隔热效果。

2.厂房采光设计　利用自然光可以节省照明用电，但同时增加了太阳辐射对车间的影响，加大了夏季空调冷负荷。因此，对于采用人工制冷的企业，不宜采用天然采光；但对于无人工制冷，或冷量较少的企业，车间温度较高，有时需要天窗排热，适当采用锯齿天窗采光，可节省大量的照明用电。

3.防结露设计　应严格防止厂房屋顶、外墙内表面冬季结露，影响车间正常生产，设计时应详细计算确定外墙和屋顶的传热阻，合理布置保温层和隔汽层的位置，杜绝屋面和墙体内表面结露和内部产生冷凝。

4.风道保温隔湿设计　在设置屋顶主风道的纺织厂房，要充分注意屋顶主风道顶板和外侧墙的保温和隔湿设计，多数纺织企业主风道滴水或温升过高，均系保温隔湿设计不合理所致。

5.屋顶隔热设计　对南方太阳辐射强的厂房，应采用屋顶安装太阳能极板、顶棚隔热、通风吊顶、屋顶隔热等措施，减少太阳辐射对车间温湿度的影响。