張 毅，孔靜雅

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng)471039;2.西南交通大學(xué)，四川 成都611756)

談?wù)勪X板帶項(xiàng)目科研樓的優(yōu)化設(shè)計(jì)

張 毅1，孔靜雅2

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽(yáng)471039;2.西南交通大學(xué)，四川 成都611756)

闡述了廣西南南鋁加工有限公司鋁合金板帶型材項(xiàng)目科研樓工程的建筑內(nèi)容、功能空間、技術(shù)要求并對(duì)建筑所涵蓋的環(huán)境、室內(nèi)空間設(shè)計(jì)及辦公自動(dòng)化等相關(guān)的技術(shù)措施進(jìn)行了有益的探討。

科研樓設(shè)計(jì);鋁廠建筑;鋁板帶項(xiàng)目;功能建筑

0 引言

廣西南南鋁加工有限公司鋁合金板帶型材項(xiàng)目主要生產(chǎn)大規(guī)格、高性能鋁合金板、帶、型材，均為技術(shù)含量高、需不斷研發(fā)新材料和新工藝的產(chǎn)品。為此，擬在新廠區(qū)內(nèi)建設(shè)1座6層科研樓(以下簡(jiǎn)稱為“科研樓”)。一方面，承擔(dān)項(xiàng)目生產(chǎn)中產(chǎn)品的各種檢測(cè)任務(wù)，另一方面承擔(dān)鋁合金新材料、新工藝的研究、開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，積極與國(guó)內(nèi)外著名的大專院校、科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行人才和技術(shù)交流與合作，吸納相關(guān)高技術(shù)人才，走產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合的科技創(chuàng)新之路，開(kāi)展鋁加工前沿領(lǐng)域的研發(fā)，力爭(zhēng)在鋁加工領(lǐng)域成為國(guó)家級(jí)的研發(fā)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)。

1 工程概況

廣西南南鋁加工有限公司鋁合金板帶型材項(xiàng)目的廠址位于南寧市江南區(qū)，位于已規(guī)劃的南寧市鋁加工工業(yè)園石柱嶺片區(qū)北部，利用已經(jīng)破產(chǎn)倒閉的原南寧合成纖維廠、南寧皮鞋廠等所在廠區(qū)進(jìn)行建設(shè)。擬建場(chǎng)地北面是廣西南南鋁箔有限責(zé)任公司，西面鄰南建路，東面是原合成纖維廠的宿舍樓區(qū)，東南面與威維制藥廠毗鄰，南面緊鄰白沙大道，項(xiàng)目用地面積約64.55 hm2，廠區(qū)用地面積(廠界內(nèi))約56.06 km2。整個(gè)項(xiàng)目包括熔鑄車間、擠壓車間、中厚板車間、冷軋車間、下料加工中心、表面處理中心、車輛型材加工中心等7個(gè)生產(chǎn)車間;科研樓、綜合倉(cāng)庫(kù)、110 kV變電站、空壓站和氮?dú)庹?、天然氣調(diào)壓站、水泵站、廢水處理站、桶裝油庫(kù)等輔助生產(chǎn)和公用設(shè)施;辦公樓、倒班宿舍、食堂、展廳和車庫(kù)等辦公生活設(shè)施。

科研樓工程為二類高層?？偨ㄖ娣e17 092.33 m2，基底面積:2 849.98 m2，建筑高度26.1 m，共6層。1～3層為實(shí)驗(yàn)和展覽室，4～5層為研究室，6層為可容納450人大會(huì)議室及后勤、管理用房。實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)較高，配備能夠滿足相關(guān)金屬材料各種實(shí)驗(yàn)檢測(cè)所需要的水、電、氣(燃?xì)夂蛣?dòng)力氣)，并且保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的恒溫恒濕、電話通訊、網(wǎng)絡(luò)通訊暢通等。展覽室分為實(shí)物展覽、視頻展覽。大會(huì)議室配備語(yǔ)音同步、網(wǎng)絡(luò)視頻及可調(diào)音響及燈光。辦公室、研究室配備了智能化辦公系統(tǒng)，安保自動(dòng)化。入口為6層共享大廳，設(shè)采光天窗。1～2層間設(shè)置合上雙分大樓梯，按照疏散要求另設(shè)6部疏散樓梯。大廳內(nèi)設(shè)2部觀光電梯。整個(gè)平面布局流線清晰，功能合理，處理不同功能的人流疏散問(wèn)題。

2 工程設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)理念上，采取個(gè)性加理性的設(shè)計(jì)手法，堅(jiān)持以人為本，從室外環(huán)境、室內(nèi)空間、建筑造型、技術(shù)措施等方面入手，堅(jiān)持“高起點(diǎn)，高標(biāo)準(zhǔn)，高科技，高效益”的設(shè)計(jì)原則(見(jiàn)圖1)。

圖1 廣西南南鋁加工有限公司鋁合金板帶型材項(xiàng)目科研樓效果圖Fig.1 Rendering of Research Activities Building for Aluminum Alloy Plate－Strip Project in Guangxi Nannan Aluminum Processing Co.Ltd.

建筑物南北長(zhǎng)154.32 m，東西寬33.6 m，為狹長(zhǎng)“一”形布局，建筑物總體為東西向。西側(cè)為規(guī)劃廠區(qū)主干道，東面是原合成纖維廠的宿舍樓區(qū)。北部與南南鋁加工有限公司原廠區(qū)相鄰，南部是擬建倉(cāng)庫(kù)。從環(huán)境規(guī)劃上，用6層高建筑物作為分隔廠區(qū)和家屬區(qū)的隔聲墻?？蒲袠堑闹車O(shè)置環(huán)繞的消防道路，道路轉(zhuǎn)變半徑最小為9 m，道路最小寬度為4 m。鑒于科研樓南北方向較長(zhǎng)，且使用地形為不規(guī)則“刀把”型，故將建筑物中部設(shè)過(guò)街門洞，并在過(guò)街門洞中設(shè)置了能通過(guò)建筑物的消防道路，道路寬度為4 m，最近處距建筑4 m;將圍繞建筑物的消防環(huán)道分為2個(gè)消防環(huán)道。

在造型設(shè)計(jì)上，一改以往辦公建筑對(duì)稱、呆板、程式化的設(shè)計(jì)，根據(jù)地形設(shè)計(jì)建筑，使建筑物在本來(lái)較狹窄的直線型用地上形成前后凹凸有致、左右動(dòng)靜對(duì)比、整體穩(wěn)定的均衡構(gòu)圖。在154.32 m范圍內(nèi)，將建筑物從左到右、從上到下分為3個(gè)段落。在豎直方向，檐口采用鏤空的飄架豐富建筑輪廓線，使建筑充滿動(dòng)感和雕塑感;墻身采用豎向幕墻或長(zhǎng)窗增加建筑物的視覺(jué)高度;基座用石材和墻身鋁塑復(fù)合板對(duì)比。在水平方向，北側(cè)為石墻面豎向長(zhǎng)窗，中間入口部位為通透玻璃幕墻，南側(cè)為豎向凸角飄窗，既突出入口重點(diǎn)，又強(qiáng)調(diào)建筑物的統(tǒng)一向上，突出建筑物左右構(gòu)圖間的動(dòng)靜和韻律。

在新材料的選擇上，多采用環(huán)保節(jié)能材料，外墻為加氣混凝土砌塊、擠塑板、鋁塑復(fù)合板、天然石材，保溫材料為硬質(zhì)巖棉板，采光采用中空玻璃幕墻和隔熱斷橋窗戶。

在室內(nèi)外空間及環(huán)境設(shè)計(jì)上，設(shè)置室外雨篷、檐廊、室內(nèi)回廊、共享空間等聯(lián)系室內(nèi)外的過(guò)渡空間，營(yíng)造移步換景的場(chǎng)所和空間。在南北兩個(gè)方向設(shè)觀景陽(yáng)臺(tái)，在主入口面向廠區(qū)設(shè)觀景電梯，屋面設(shè)屋頂花園，增強(qiáng)室內(nèi)外空間對(duì)話、將室外環(huán)境引入室內(nèi)。在此環(huán)境中，辦公人員既方便交流，又可遠(yuǎn)眺城市輪廓線，在繁重的案牘邊獲得一塊能使人身心愉悅的場(chǎng)所，使人和環(huán)境達(dá)到協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

在消防設(shè)計(jì)上，每層均為2個(gè)防火分區(qū)，分區(qū)間以防火墻及防火卷簾分隔，并設(shè)有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)噴淋的聯(lián)動(dòng)裝置。在無(wú)障礙設(shè)計(jì)上，入口設(shè)計(jì)無(wú)障礙坡道，1層設(shè)計(jì)無(wú)障礙廁衛(wèi)、1部電梯為無(wú)障礙電梯。

在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上，采用大直徑人工挖孔樁(墩)基礎(chǔ)，建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)。以圓礫④層為持力層。上部結(jié)構(gòu)選型分為:主樓采用抗震性能比較好的框架結(jié)構(gòu);大跨度多功能廳屋面采用網(wǎng)架，充分發(fā)揮網(wǎng)架在大跨度方面的優(yōu)勢(shì);中庭屋面采用輕鋼結(jié)構(gòu)加采光板，造型輕盈現(xiàn)代。為解決結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)問(wèn)題，采用后澆帶分段施工，待主樓封頂后再施工后澆帶;屋面配置溫度鋼筋;科研樓按照平面外形設(shè)抗震縫，分成2個(gè)較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。

科研樓用電負(fù)荷約1 530 kW，其中空調(diào)和通風(fēng)設(shè)備600 kW，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備280 kW，照明負(fù)荷160 kW，預(yù)留設(shè)備容量約400 kW?？蒲袠谴蟛糠钟秒娯?fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、防火卷簾門、排煙電機(jī)、疏散指示和火災(zāi)應(yīng)急照明等消防設(shè)施和電梯為二級(jí)負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷容量為100 kW。該設(shè)計(jì)選用1臺(tái)800 kVA動(dòng)力變壓器為科研樓供電，電源引自廠區(qū)10 kV配電站，并由廠區(qū)廢水處理站低壓供電系統(tǒng)為科研樓提供低壓聯(lián)絡(luò)、消防和電梯等二級(jí)負(fù)荷的備用電源。供電變壓器的計(jì)算有功功率為598 kW，補(bǔ)償后功率因數(shù) 0.92，視在功率650 kVA。

低壓供電采用變壓器至低壓配電柜放射式配電方式(TN－S系統(tǒng))。1～4層設(shè)實(shí)驗(yàn)室配電箱，各實(shí)驗(yàn)室設(shè)小配電箱為房間內(nèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備配電;1～6層設(shè)空調(diào)配電箱和照明配電箱。電梯、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、防火卷簾、排煙電機(jī)等二級(jí)和消防負(fù)荷均采用雙電源自動(dòng)切換箱供電，消防聯(lián)動(dòng)按樓層切斷非消防電源。

變壓器室和低壓配電室設(shè)在科研樓1層?xùn)|南角端頭，靠近電氣負(fù)荷中心，遠(yuǎn)離安裝有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的房間。動(dòng)力變壓器采用干式變壓器。

科研樓1樓設(shè)置1個(gè)通訊中心，負(fù)責(zé)滿足項(xiàng)目一期及科研自身通訊需求。在科研樓各層放置通訊機(jī)箱2個(gè)(主樓，副樓各一)用于負(fù)責(zé)各層通訊。各層重要位置設(shè)置監(jiān)控?cái)z像頭，在1層火災(zāi)報(bào)警控制室進(jìn)行顯示，并上傳信號(hào)至廠區(qū)辦公樓監(jiān)控中心?？蒲袠?層消防控制室設(shè)1臺(tái)聯(lián)動(dòng)型消防控制主機(jī)，帶24 V配電箱及消防電話總機(jī)和消防廣播設(shè)備。各層相應(yīng)位置設(shè)置感煙探頭，部分位置增加感溫探頭;設(shè)置手報(bào)按鈕及火災(zāi)廣播音箱;各層噴淋裝置水流指示器及壓力開(kāi)關(guān)處設(shè)置單輸入模塊;在各層有防火閥處設(shè)置單輸入單輸出模塊，頂層防火閥單輸入單輸出模塊放置于6層樓道處;各層防火卷簾控制箱處設(shè)置單輸入單輸出模塊，頂層排煙風(fēng)機(jī)控制由聯(lián)動(dòng)控制器及現(xiàn)場(chǎng)模塊給出，管線敷設(shè)至6層樓道處排煙風(fēng)機(jī)控制箱;各層消火栓處設(shè)置消火栓按鈕，除連接消防總線外并直連消防泵控制箱;在主樓配電控制室設(shè)置20個(gè)非消防電源切除模塊，在南樓1層配電箱附近設(shè)置6個(gè)非消防電源切換模塊;在7層電梯機(jī)房設(shè)置2個(gè)單輸入單輸出模塊，控制電梯遇到火警時(shí)做相應(yīng)動(dòng)作。主樓配電室設(shè)置2個(gè)單輸入模塊，對(duì)消防電源工作情況報(bào)警.每層樓梯口設(shè)1個(gè)火災(zāi)顯示盤。

建筑室內(nèi)消火栓消防用水量為20 L/s，室外消防用水量為20 L/s。消火栓給水系統(tǒng)引入管處設(shè)計(jì)壓力為0.5 MPa。消防水泵站設(shè)計(jì)出水壓力能滿足該建筑消火栓給水系統(tǒng)引入管處壓力要求。自動(dòng)噴淋給水系統(tǒng):本建筑室內(nèi)自動(dòng)噴淋給水系統(tǒng)按中危險(xiǎn)I級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)水量為26 L/s，自動(dòng)噴淋給水系統(tǒng)引入管處設(shè)計(jì)壓力為0.5 MPa。消防水泵站設(shè)計(jì)出水壓力能滿足該建筑消火栓給水系統(tǒng)引入管處壓力要求。室內(nèi)自動(dòng)噴淋給水系統(tǒng)設(shè)2組報(bào)警閥組，水流指示器按防火分區(qū)分層設(shè)置，水流指示器前的控制閥采用信號(hào)閥。噴頭布置根據(jù)每個(gè)開(kāi)間尺寸和規(guī)范要求均勻布置，6層多功能大廳采用直立型噴頭，其余均采用下垂裝飾型噴頭，噴頭動(dòng)作溫度均為68℃。噴頭高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)裝修確定。

建筑中庭面積為552 m2，中庭高度27.5 m，設(shè)置機(jī)械排煙系統(tǒng)，機(jī)械排煙量91 238 m3/h，排煙風(fēng)機(jī)放置于屋面上。共選用12臺(tái)HL3－2A/XYTINO5.5A消防混流風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)量8 697 m3/h?？蒲袠亲呃乳L(zhǎng)度超過(guò)60 m，自然排煙不能滿足規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，設(shè)置2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)放于科研樓屋面上。煙氣經(jīng)各層排煙口通過(guò)風(fēng)道由風(fēng)機(jī)排出室外。共選用2臺(tái)HL3－2A/XYT－INO9A消防混流風(fēng)機(jī)，單臺(tái)風(fēng)量23 610 m3/h。其余房間均有可開(kāi)啟外窗，滿足自然排煙要求。

科研樓中3層低倍金相、腐蝕室酸洗槽、4層化學(xué)分析室通風(fēng)柜、4層高溫室通風(fēng)柜、4層油品分析室通風(fēng)柜、4層前處理、標(biāo)配室通風(fēng)柜、4層ICP室排氣罩以及4層原子吸收室排氣罩在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有含酸廢氣產(chǎn)生，污染工作環(huán)境，危害人體健康，需設(shè)排風(fēng)系統(tǒng)。廢氣經(jīng)煙罩收集后通過(guò)風(fēng)管由風(fēng)機(jī)排出室外，風(fēng)機(jī)均放置于科研樓樓面上。

空調(diào)系統(tǒng)均為直流變頻空調(diào)系統(tǒng)。除中庭及6層多功能廳空調(diào)室外機(jī)放置于建筑屋面上外，其余房間空調(diào)室外機(jī)均掛墻安裝?？照{(diào)室內(nèi)機(jī)均采用四面出風(fēng)空調(diào)室內(nèi)機(jī)，室內(nèi)機(jī)嵌于各房間吊頂上。除6層多功能廳由新風(fēng)處理機(jī)提供空調(diào)新風(fēng)外，其余房間空調(diào)系統(tǒng)靠開(kāi)啟外門窗供給新風(fēng)。

3 結(jié)語(yǔ)

該建筑從與環(huán)境的結(jié)合、內(nèi)部功能的布局及空間的過(guò)渡、外部造型等方面均逐步實(shí)現(xiàn)了功能完整、造型獨(dú)特、充滿生機(jī)的實(shí)驗(yàn)室建筑的預(yù)期設(shè)想。

[1]彭一剛.建筑空間組合論[M].3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008:69－78.

[2](美)凱文·林奇，加里·?？?總體設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008:1－158.

Discussion on Optimization Design of Scientific Research Building for Aluminum Plate－Strip Project

ZHANG Yi1，KONG Jing－ya2
(1.China Nonferrous Metals Processing Technology Co.Ltd.，Luoyang，Henan 471039，China;2.Southwest Jiaotong University，Chengdu 611756，China)

By introducing the architectural content，functional space and technical requirements of scientific research building for Aluminum alloy plate－strip project in Guangxi Nannan Aluminum Processing Co.Ltd，helpful discussion on the relevant technical measures such as environment covered by building design，interior space design and office automation were carried out.

scientific research building design;Aluminum plant building;Aluminum plate－strip project;functional architecture

TU273.4

A

1004－2660(2012)02－0028－03

2012－04－09.

張毅(1972－)，男，河南人，高級(jí)工程師、國(guó)家一級(jí)注冊(cè)建筑師.主要研究方向:工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì).