第五節　常用紡織廠房結構型式及熱工指標

紡織企業經過多年的發展，形成了多種具有顯著特點的紡織廠房，現對目前常用的紡織廠房類型，從建筑熱工、車間溫濕度控制，建筑采光照明、綜合能耗、一次性投資等方面進行分析。

一、常用紡織廠房結構型式及綜合性能

（一）常用紡織廠房結構型式及特點

1.鋸齒廠房　在我國現有紡織廠中，仍有多數企業采用鋸齒型廠房結構。這類廠房主要特點是采用風道大梁、三角架結構承重、屋面板圍護結構（圖2-7）。可以利用鋸齒屋頂的側向天窗進行采光，節約照明用電，白天有自然光進入，勞動衛生條件好，有利于防煙、排煙，結構大梁和送風道結合，在結構承重的同時完成空調送風，車間環境好，工程造價低，車間跨度可達12～16m，柱距可達10m，基本滿足紡織主機工藝設備排列。缺點是夏季通過天窗進入室內熱量和冬季熱損失較多，結構構件多，裝配困難，施工周期長等。

2.封閉式風道大梁排架結構廠房　該種結構型式仍采用鋸齒風道大梁，去除三角屋架部分，屋面直接采用6m預應力空心板或槽板（圖2-8）。適當增加風道大梁的寬度，可使柱距達到8.6m，跨度方向仍可保持12～16m，滿足紡織主機設備排列要求，屋面排水和建筑專業相結合，采用結構找坡的方式，滿足雨水排放的需要。

如圖2-8所示，該種廠房的主要優點是采用封閉廠房結構，保溫保濕效果好，空調送風道和結構受力構件有機結合，工程造價低，施工周期短，車間環境優美，廠房耐久性好，維護工作量小。和原來鋸齒廠房的不同點是：沒有自然照明，常年需采用人工照明方式。

3.輕鋼結構廠房　輕鋼門式結構廠房采用輕鋼門式屋架結構承重，彩鋼板屋面圍護系統保溫（圖2-9），其主要優點是：主要構件工廠化制作，現場裝配，施工周期短，廠房部分工程造價低，車間跨度大、柱子少，便于機器排列，面積利用率高，外形美觀等，被廣泛應用到新建和擴建紡織企業中。

輕鋼門式結構廠房由于車間跨度大（最大可達36m），非常適合于紡織類設備密集的排列，通過采用必要的保溫、隔潮保濕措施，保溫效果也可以達到紡織類工廠的保溫保濕要求，但隔熱效果稍差。需設計單獨的送風管道，車間進行吊頂后，環境美觀。但也存在著一些不足之處，首先是保溫隔氣結構施工要求嚴格，需要采用保溫效果好、隔氣性能強的超細玻璃棉和W58聚丙稀防潮貼面結構，擠塑板防冷橋結構，并需進行合理設計計算選用和嚴密的施工組織，稍有不慎，便會出現屋面隔氣層破壞，保溫層失效，造成屋面大面積結露的現象；其次由于輕鋼結構的耐火性能差，不能滿足對紡織丙類生產廠房的耐火等級要求，需要噴涂價格昂貴的耐火涂料才能達到要求；再是這類廠房的冷熱變形量大，很容易將原來施工較為完善的保溫、防潮體系破壞，廠房經過幾年使用后，防潮層連接處破壞，保溫層失效，主要構件生銹等都會造成廠房需要有較大的維修工作量。

4.多層框架式廠房　多層框架廠房主要采用鋼筋混凝土梁柱、現澆鋼筋混凝土板承重結構，其主要構造特點是現澆鋼筋混凝土框架結構熱工性能、廠房抗震性能好，節約用地。主要缺點是柱網尺寸承重受限不能太大，車間內機器排列受限，施工難度大、周期長、工程造價高，運輸不方便。各樓層中間空調送、回風管道大量交叉，檢修工作量大，需要設計成上人吊頂，防火性能也不是很好。因樓板承重的原因，也不宜布置震動較大的設備（如布機等），這類廠房近年來已較少采用。

5.雙T形板大跨度結構廠房　這類廠房采用鋼筋混凝土柱、梁和雙T形板受力結構（圖2-10），車間的跨度和輕鋼結構基本相同，可達18～24m，可實現大跨度結構，便于機器排列。屋面排水也可以采用結構找坡，節省建筑造價。建筑圍護結構較穩定，熱工性能好，較容易達到保溫隔濕的要求，承重圍護構件容易達到防火的要求。適當的設計可以將雙T形板和空調送風管道結合，車間美觀并降低工程造價。其主要缺點是：常年人工照明，雙T形板較難施工，土建造價較高等。

（二）常用紡織廠房綜合性能比較

由于建設地區材料價格、施工水平、氣候條件有很大區別，上述各類廠房的綜合性能較難進行準確的分析與比較?，F對近年來在大型紡織工廠設計過程中紡織企業關心的主要技術經濟指標進行分析比較，各類廠房綜合性能見表2-13。

表2-13　各類廠房綜合性能

二、廠房型式選擇原則

根據以上分析比較，各類紡織廠房均有一定的優越性，也同時存在著一些不足，紡織企業在選擇廠房型式時，可以從以下幾方面進行分析。

1.地域條件　不同的區域由于室外氣象參數相差較大，施工水平各異，對選擇不同類型廠房有較大的影響，如東北、西北、華北等寒冷、嚴寒地區，冬季保溫防結露要求高，采用鋼結構較難保證防結露問題，廠房由于保溫性能要求較高也不宜采用鋸齒型廠房。在此類地區宜采用風道大梁排架結構和雙T形板結構。在東南沿海地區，由于海風的腐蝕作用和臺風的影響，也不宜采用輕鋼結構廠房，在夏季天氣炎熱，要求保溫隔熱效果好，故此類地區宜采用耐腐蝕和抗臺風影響性強、便于保溫隔熱的鋼筋混凝土結構。在夏熱冬冷、夏熱冬暖及溫和地區可采用輕鋼結構、鋸齒天窗結構及各類封閉式廠房。

2.建筑材料及建筑技術　我國幅員廣大，各地建筑材料和建筑技術水平各異，廠房型式選擇要充分考慮這些問題，如北方地區預制構件水平較高，排架結構、雙T形板結構、鋸齒天窗結構都比較容易施工。南方地區因為已習慣采用現澆結構為主，構件的預制和吊裝相對困難，可采用現澆框架結構。輕鋼結構廠房由于構件和廠房材料均在工廠生產，不受地域和建筑技術水平的影響，相對適應性較強。

3.工程造價和維護　從表2-13可以看出，工程造價以輕鋼結構廠房為最低，雙T形板結構廠房為最高；但從日常維護方面來分析，輕鋼結構廠房維護費用最高，特別是構件的防火性能和生銹，是造成輕鋼結構紡織廠房安全的隱患。其他結構形式廠房相對維護費用較低。

4.綜合能耗　鋸齒廠房可以白天采用自然光，節省照明用電，車間生產環境較為舒適，但鋸齒天窗也增加了夏季的車間冷負荷及冬季的熱負荷。從表2-13可以看出，采用鋸齒廠房每平方米平均每年可節省照明用電12.28kW·h，但同時也增加了車間冷負荷2.1倍，增加車間熱負荷2.3倍。車間熱負荷可以采用車間余熱利用抵消，但車間冷負荷需要采用人工制冷的方式負擔，這樣制冷用電量增加，按制冷機每年開機3個月計算，克服天窗多傳熱部分需耗電能13.32（kW·h）/m2。由此可見，對于嚴格控制車間溫度標準低于33℃、采用制冷的車間，不宜采用鋸齒天窗廠房，以采用封閉廠房較好；但對于采用天然冷源或無冷源的企業，夏季車間溫度控制不嚴，或相對較高（有的企業可達36℃），采用鋸齒天窗不但可以利用自然光，還可以利用天窗適當排熱，反而有利于車間散熱。

紡織車間廠房型式選定不能以某個單項指標進行決定，而應該根據企業產品結構檔次、車間溫濕度標準、生產設備布置和生產管理、建筑地區地域條件、建材供應情況、施工技術水平、采用冷源方式、綜合能耗分析、工程造價等諸多因素綜合考慮，找出適合本企業情況的最佳方案。從綜合造價和生產管理等諸多因素考慮，大梁風道排架結構、輕鋼門式結構、雙T形板結構應為紡織廠房形式的主要選擇方向。

三、常用紡織建筑圍護結構熱工指標

紡織車間圍護結構的傳熱系數，應根據各車間溫濕度要求和當地室外氣象條件計算確定，在減少能耗、防止結露和有效隔熱的條件下，可根據不同地區的氣象條件針對不同的圍護結構進行選擇。常用紡織建筑圍護結構最大傳熱系數K值見表2-14。

表2-14　常用紡織建筑圍護結構最大傳熱系數K值[W/（m2·K）]

四、紡織建筑節能設計要點

紡織廠房由于要穩定室內溫濕度，常年需要使用空調，對建筑設計的節能要求較高，設計時應特別注意以下幾個方面。

1.正確選擇廠房型式　由于不同區域的氣象條件差異較大，建筑材料價格和建筑技術水平不同，對紡織廠房的型式選擇影響較大，各企業應根據當地的氣象條件、建材價格、建筑技術水平等因素選擇合適的廠房型式。對北方的廠房應重點考慮保溫隔濕的要求，南方的廠房應重點考慮隔熱效果。

2.廠房采光設計　利用自然光可以節省照明用電，但同時增加了太陽輻射對車間的影響，加大了夏季空調冷負荷。因此，對于采用人工制冷的企業，不宜采用天然采光；但對于無人工制冷，或冷量較少的企業，車間溫度較高，有時需要天窗排熱，適當采用鋸齒天窗采光，可節省大量的照明用電。

3.防結露設計　應嚴格防止廠房屋頂、外墻內表面冬季結露，影響車間正常生產，設計時應詳細計算確定外墻和屋頂的傳熱阻，合理布置保溫層和隔汽層的位置，杜絕屋面和墻體內表面結露和內部產生冷凝。

4.風道保溫隔濕設計　在設置屋頂主風道的紡織廠房，要充分注意屋頂主風道頂板和外側墻的保溫和隔濕設計，多數紡織企業主風道滴水或溫升過高，均系保溫隔濕設計不合理所致。

5.屋頂隔熱設計　對南方太陽輻射強的廠房，應采用屋頂安裝太陽能極板、頂棚隔熱、通風吊頂、屋頂隔熱等措施，減少太陽輻射對車間溫濕度的影響。