本文选自国家级期刊《城市建筑》，《城市建筑》杂志是经国家新闻出版总署批准，住建部指导的一本建筑行业核心杂志，本刊由中国建筑学会、黑龙江科学技术出版社联合创办。国际刊号 ISSN：1673-0232，国内刊号CN：23-1528/TU。邮发代号14-23。本刊为半月刊。在国内外建筑界影响深远。
摘要：我国纺织工业已经发展成为一个门类齐全，原料、设备基本立足国内，生产技术具有一定水平的“大纺织”工业部门。纺织工业工艺技术流程和技术装备的科学发展趋势，将是向机械化、自动化、短流程、高速、宽幅、大卷装、机电一体化、节能、降低粉尘方向发展，对各类设备都注重从化纤、纯棉和混纺的通用性、适用性方面进行研制。本文主要阐述了现代纺织工业厂房的类型以及对未来发展方向的展望。
关键词：纺织,工业厂房,结构类型,发展
引言
在当代科学技术日新月异的发展形势下，人们预测在未来几十年内，一个由工业社会转入信息社会的新技术革命浪潮将会冲击整个社会。作为使用年限长达数十年的工业厂房，它的设计必须从开始就要考虑纺织工业科技发展的长远需求，使其具有适应发展变化的潜在能力。
1、纺织工业厂房的结构类型及特点
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,现就各类厂房的特点进行分析。
1.1锯齿形厂房
在我国现有纺织厂中,多数采用锯齿形厂房结构。这类厂房主要特点是采用风道大梁、三角架结构承重和屋面板围护结构(见图1)。
图1锯齿形厂房
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,有利于防排烟。结构大梁和送风道有机结合,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12m～16m,柱距可达10m,基本满足纺织厂主要机器设备排列。这种厂房的缺点是:夏季热量通过天窗进入室内,而冬季热损失较多,厂房结构构件多,装配较困难,施工周期较长。
1.2封闭式风道大梁排架结构厂房
这种结构形式仍采用锯齿风道大梁,但去除三角屋架部分,屋面直接采用6m预应力空心板或槽板(见图2)。适当增加风道大梁的宽度,可使柱距宽至8.6m,跨度方向仍可保持12m～16m,以满足纺织主机设备排列要求。屋面排水采用结构和建筑专业共同找坡的方式,满足雨水排放的需要。
图2封闭式风道大梁排架结构厂房
这种形式厂房的主要优点是:采用封闭厂房结构,保温保湿效果好,空调送风和结构受力有机结合,工程造价低,施工周期短,车间环境优美,厂房耐久性较好,维护工作量较少。和原锯齿厂房不同的是没有自然照明,需用人工照明。
1.3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(见图3)。其优点是:主要构件工业化制作,现场装配,施工周期短,厂房部分工程造价较低,车间跨度较大、柱子较少,便于机器排列,面积利用率较高,外形美观,在新建和扩建纺织企业中被广泛地应用。这类厂房通过对钢结构系统的优化设计,可使每平方米厂房含钢量控制在24kg～28kg,耗用钢材较少。
图3轻钢结构厂房
轻钢门式结构厂房由于车间跨度大(最大可达36m),比较适合于纺织设备密集的排列,通过采用必要的保温、隔潮、保湿措施,可以达到纺织厂的保温保湿要求。需设计单独的送风管道,在车间进行吊顶后,环境美观。但也存在着一些不足之处,首先是保温隔汽结构施工要求严格,需要采用保温效果好、隔汽性能强的超细玻璃棉和W58聚丙烯防潮贴面结构,挤塑板防冷桥结构,并需进行合理的设计计算及严密的施工组织,否则会导致屋面隔汽层及保温层失效,造成屋面大面积结露。其次由于轻钢结构的耐火性能较差,不能满足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。再者,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,防潮层被破坏,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。
1.4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厂房抗震性能好、节约用地。缺点是受柱网尺寸的限制承重不能太大,车间内机器排列受限,施工难度较大、周期较长、工程造价较高,生产的大量半成品需要垂直运输,生产效率较低,容易产生疵品。各楼层中间送回风管道大量交叉,检修工作量大,需要设计上人吊顶,防火性能也不是很好。楼板承重有限,不宜布置振动较大的设备(如织机等),这类厂房近年来已较少采用。
1.5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(见图4),车间的跨度和轻钢结构基本相同,达18m～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,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有机结合,车间美观并降低工程造价。缺点是需要常年人工照明,双T形板较难施工,土建造价较高等。
图4双T形板大跨度结构厂房
2、纺织工业厂房未来的展望
2.1建筑采光和照明
纺织工业的生产从原料到成品大都是纤细又有反光的织物。为便于工人操作，这就要求生产车间内具有明亮、均匀，而又不眩目的光线。对于这一点，天然采光厂房往往不能满足设计要求。纺织厂房的宽度一般都在42m以上（排两列细纱机），侧窗采光的厂房需要中部辅以人工照明，就形成室内两种光源的混合，同时阳光有可能从侧窗射进车间，对工人辨别纤细的纱线是不利的，也影响车间温湿度。采用天窗采光的厂房，虽然能解决眩光问题，但由于天然光线的强度是随着季节和时间的变化而变化的，即使在同一时间，各个不同的工作地带的照度也是不同的。采用人工照明之后，就可以人为的严格控制住光线的强度和均匀度，满足生产的需求，保证工人的身体健康。
在纺织厂中采光、照明标准应以对采光要求最高的车间即细纱车间和织布车间的工作精度来考虑，根据规范，这两个车间天然采光等级属第Ⅱ级，其天然照度系数C为大于或等于3%。无窗厂房的照度应比有窗厂房适当提高。
锯齿天窗是一种单面型顶部采光天窗。这种天窗不但能直接透过天空扩散光，且有利于利用倾斜天花板的反射光，因此采光效率比其他形式的垂直天窗要高。由于窗口朝北基本上和避免阳光直接射入车间。锯齿天窗的方向性强，因此车间内机器布置均应与天窗垂直，否则不能保证需要的照度。
无窗厂房采用近代照明设备——荧光照明，它具有高度的照明质量，发光效率也较高。它的光谱曲线接近天然光的光谱曲线，其放射出几乎与目光光谱一致的可视光谱，纺织工人可以正确区别色度，照度充足且均匀，荧光灯下可以清楚的分辨细度0.3mm的纤维。照明器具热度很小，有利于工人操作和产品的温湿度控制。由于荧光灯发出的可见光中含有各种紫外线，而紫外线能促进人体各种物质的新陈代谢，所以采用荧光灯有利于工人的身体健康且适合于纺织生产，并且荧光灯耐久性较强，光线柔和，其寿命可达3000h。
从光源与被照面的关系看出，工作面的照度与光源在这个方向发光强度和入射角成正比，与光源至表面的距离的平方成反比。说明被照面离灯愈近，它的照度愈高，而且是按平方增长。为增加工作面照度，应将灯放低一些，尽可能放在工作面的正上方，提高照明效果，节约能源。目前有的纺织厂照明设计采用支架照明形式，将灯具用支架直接装设在机器工作面的上方，增加照度效果显著。
2.2厂房内的空气调节
空气调节的主要目的在于满足各工艺过程对温湿度的要求，以及为工人劳动创造良好的卫生条件。由于纤维的重量、强度、伸长率、弹性等物理性能与车间温湿度有密切的关系。合适的温湿度使纱线加工顺利、质量提高，否则就会影响产品的加工和质量。同时，合适的车间温湿度，也有利于工人身体健康和车间环境卫生。
在现代化的纺织工厂里，由于生产工艺的需求，都设置有强大的机械化或自动化的空气调节设备，不断的将经过处理的新鲜空气通过特设的风道系统向车间内输送，同时不断的排除车间内已经污浊的空气，及时的将生产过程中散发在空气里的飞花、尘土和有害气体清除处理，从而保证车间内空气的清洁，使工人工作在具有适宜温湿度的新鲜空气环境中。
空气调节能耗量在建筑物总能耗中占有最大的比重。而改善建筑物外围护结构的热工性能，历来是空气调节的一个主要途径。从空调设备负荷角度看，室外气候变化的影响非常大。由此可见，对一幢建筑物来说，最容易也最敏感的是受室外气候影响的部分，乃至它的周边区域。所谓周边区域，既是指凡具有与室外空气直接接触的表面如地板、外墙和屋面等的建筑物部分。因此建筑物的围护结构质量与空调有着密切关系，故此在纺织厂采用无窗既密闭厂房形式是有利于空调节能和有效的保证车间有较稳定的空气参数。至于空调系统本身的节能，为了满足生产工艺的要求，主要涉及的有关参数是温度、湿度和新鲜空气量。从传热与作用温差的基本关系中，可以直接看到有空调的车间内空气温度的设定值与空调负荷和能耗之间的密切关系。在采暖工况下车间内温度设定值每降低1度，可节能5%~10%；在降温工况下，车间内温度设定值每升高1度，可节能10%~20%。相对湿度的设定值主要取决于生产工艺的要求。为避免能量的浪费，经济合理的确定系统的最小设定新风量和尽量利用车间内的回风量是最重要的。其次，是采用新型节能空调加自动化装置及合理的气流组织来有效调控车间内空气参数，也是空调节能的一个有效措施。
2.3厂房内部劳动环境
管理和保护好生产环境，是现代化建设的一项基本任务。良好的车间劳动环境，是保证生产顺利进行和工人身体健康的必要条件，它不仅是生产工艺的需要，也是劳动保护和环境保护所要求的，这对提高产品质量也是具有积极意义的。
纺织工艺生产的自动化、连续化和保护工人身体健康都对生产环境提出较高要求。现代化纺织厂中都应有较好的劳动环境。
目前国外新厂的空调标准是比较高的，对车间温湿度标准和换气次数都比国内标准要高。因此车间空气较新鲜。
纺织厂在加工纤维的过程中散发出来的飞花和灰尘都是对人体有危害的物质，人们长期在含尘浓度较高的场合下工作，将引起呼吸道和肺部疾病，因此必须设法减少和排除这些灰尘和短绒，使车间空气的含尘浓度控制在3mg/m3以下。现代化纺织厂中，都采取了防止散发和积极收集灰尘、短绒的有效措施。除纺织设备本身增加吸尘点和提高密闭性外，一般还采取加大吸尘风量和上送下回的送排风形式，使尘埃不致在空气中到处飘扬。此外，还装有设备完善的自动集尘和排杂装置，并加以分离和过滤，然后进行打包。除尘装置一般都与空调系统相连，这样做可使车间空气较为干净、新鲜。
纺织厂噪声主要来自发声较大的车间机台，如织布车间的织布机、弹力丝车间的弹力丝机、筒摇车间的筒子机和空调室的风机等处，噪声达到90dB。在密闭型的无窗厂房中，噪声回响也较大。降噪处理的途径，首先应从声源上降低，制造低噪声的新型设备，改进机器设备的结构和提高制造精度，这是一个根本的办法。目前新型的无梭织机单机噪声已控制在90dB以下。其次是从噪声的传递途径上加以控制，合理的进行平面布置及厂房内采用吸声、隔声、消声等方法，在设计中采用经济有效的围护结构，在车间的顶棚和墙面做多孔的吸音饰面及消声、隔声、减振等装置，来降低车间噪声。国外有采用铝制吸音板作天花板和墙壁，这种板具有不沾尘、耐脏的特点，据测定能吸声4~6dB。空调室传入车间的噪声，主要是风机振动的噪声通过送风、回风系统而产生的，送风系统的降噪措施可采用地沟回风；风机采用低噪型风机并设有减振装置来减少风机本身噪声值；在进风、回风处有降噪效果的消声装置，以隔绝空调室的噪声传人车间。纺织厂房的建筑防火设计应遵守规范的规定。
3、结束语
随着科学技术的迅速发展，纺织工艺技术和设备的不断进步，纺织厂房建设必然地将会大步的朝着实现现代化方向迈进。为了适应新技术革命浪潮的挑战，纺织工业建筑就必须具有适应纺织工业科技发展的需求和应变的能力，为实现纺织工厂现代化总目标作出更大贡献。
参考文献：
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