淺談化工企業(yè)總圖設(shè)計(jì)的方法及應(yīng)用

溫旭

福陸（中國(guó)）工程建設(shè)有限公司 上海 200000

正文：

1.總平面布置的內(nèi)容

工廠總平面布置的內(nèi)容，根據(jù)企業(yè)的性質(zhì)，規(guī)模和生產(chǎn)設(shè)施組成等不同略有區(qū)別，一般包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

(1)合理的確定建構(gòu)筑物，生產(chǎn)設(shè)施和公用工程等的平面位置。

(2)合理組織人流、物流，根據(jù)運(yùn)輸方式，進(jìn)行鐵路線路和廠區(qū)道路設(shè)計(jì)。

(3)進(jìn)行廠區(qū)綠化設(shè)計(jì)。

工廠總平面布置的內(nèi)容涉及面廣，影響因素多，是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，必須與工藝專業(yè)，儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，土建專業(yè)和公用工程專業(yè)等密切配合，相互協(xié)調(diào)才能做好。

2.總平面布置的原則

(1)符合當(dāng)?shù)毓I(yè)園區(qū)工業(yè)整體規(guī)劃。

(2)根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)書，從實(shí)地出發(fā)，遠(yuǎn)近結(jié)合，統(tǒng)一規(guī)劃。

(3)結(jié)合自然條件，滿足工藝流程的要求，盡可能節(jié)約土地，節(jié)省投資，降低生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。

(4)滿足消防，安全，衛(wèi)生，環(huán)境等各方面的要求。

3.總平面布置的方法

本文主要介紹總平面布置的傳統(tǒng)方法，主要有以下兩鐘：

(1)擺樣塊設(shè)計(jì)法

擺樣塊設(shè)計(jì)法即根據(jù)工藝專業(yè)和土建專業(yè)提供的建構(gòu)筑物和生產(chǎn)裝置平面圖，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，按照一定的比例（1：500、1：1000）制作圖紙樣塊在廠區(qū)現(xiàn)有地形圖上，根據(jù)生產(chǎn)工藝流程和物流流程，按照總平面布置的原則，來回移動(dòng)樣塊，反復(fù)多次，直至滿足各種規(guī)范、交通運(yùn)輸和綠化等要求時(shí)，總平面布置方案即完成。采用這種方法時(shí)，通常需要多做幾套方案，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定最佳布置方案。

(2)圓圈布置法

圓圈布置法是將主要生產(chǎn)裝置、廠房和公用工程設(shè)施等布置在圓上，并用連接線表示他們之間的關(guān)系，然后在圓內(nèi)對(duì)他們的位置進(jìn)行調(diào)整，盡量將相互間有密切運(yùn)輸關(guān)系的裝置、廠房等靠近布置，反復(fù)進(jìn)行調(diào)整后找出最佳方案。

4.實(shí)例分析

上海某汽車涂料項(xiàng)目，獲得2018年全球最佳電力/工業(yè)類別項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)。專家評(píng)審選取了來自6個(gè)大洲14個(gè)國(guó)家的典型項(xiàng)目，表彰23個(gè)全球最佳項(xiàng)目及優(yōu)秀項(xiàng)目在2018年度為建筑和設(shè)計(jì)行業(yè)做出的卓越貢獻(xiàn)。本人負(fù)責(zé)此項(xiàng)目的總圖設(shè)計(jì)工作，現(xiàn)以此項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)要闡述總平面布置的內(nèi)容和方法，希望能給同行帶來一定的參考價(jià)值。

(1)地理位置

本項(xiàng)目選址上海化學(xué)工業(yè)區(qū)，位于杭州灣北岸，規(guī)劃面積為29.4平方公里，是“十五”期間中國(guó)投資規(guī)模最大的工業(yè)項(xiàng)目之一，是中國(guó)自改革開放以來第一個(gè)以石油和精細(xì)化工為主的專業(yè)開發(fā)區(qū)，同時(shí)也是上海六大產(chǎn)業(yè)基地的南塊中心,緊鄰杭州灣北岸，距離沈海高速約5公里，地理位置優(yōu)越，水陸交通十分便利。

(2)項(xiàng)目概況

隨著中國(guó)汽車涂料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，上海某涂料有限公司現(xiàn)有的工廠已不能滿足未來汽車市場(chǎng)的產(chǎn)量需求，而且現(xiàn)有工廠已經(jīng)沒有土地發(fā)展空間，因此該汽車涂料公司決定在上海化學(xué)工業(yè)區(qū)投資一塊新的生產(chǎn)基地（總占地面積約10公頃），用于逐步搬遷現(xiàn)有工廠及擴(kuò)大生產(chǎn)能力，其一期項(xiàng)目（約1.6萬(wàn) 噸/年汽車色漆，占地面積約 4.5公頃）已于 2014 年第二季度竣工投產(chǎn)，本項(xiàng)目為二期工程項(xiàng)目，產(chǎn)能7.9萬(wàn)噸/年，基地還預(yù)留了土地為三期項(xiàng)目做準(zhǔn)備。

(3)總平面布置

在工藝流程和生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)流暢的前提下，運(yùn)用合理緊湊的布置手段，使建筑系數(shù)提高，是總平面布置中節(jié)約用的一個(gè)重要手段[2]。

本項(xiàng)目采用圓圈布置法和擺樣塊法相結(jié)合，先采用圓圈布置法，在一期工廠現(xiàn)有的竣工圖紙上，根據(jù)各個(gè)建筑物和生產(chǎn)設(shè)施之間的交通物流和功能，將各種建構(gòu)筑和生產(chǎn)設(shè)施分成三大區(qū)塊：C700廠前區(qū)地塊；C800倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)地塊；C900生產(chǎn)區(qū)地塊；管廊、道路及各種地下管線貫穿三大區(qū)塊，將三大區(qū)塊連成一個(gè)有機(jī)的整體。分區(qū)布置好以后，再采用擺樣塊法在地塊內(nèi)對(duì)建筑物位置和大小進(jìn)行調(diào)整，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)節(jié)能、工藝流程順暢的要求。

圖1

C700廠前區(qū)地塊包括綜合樓、成品倉(cāng)庫(kù)區(qū)及三期發(fā)展預(yù)留區(qū)。綜合樓屬于人員集中的場(chǎng)所，因此將綜合樓布置在成品倉(cāng)庫(kù)西側(cè)，在整個(gè)項(xiàng)目的最西南角，遠(yuǎn)離生產(chǎn)廠房的同時(shí)又避開生產(chǎn)廠房全年最大風(fēng)頻的下風(fēng)側(cè)，結(jié)合廠區(qū)一期規(guī)劃此位置最為理想，北側(cè)為三期發(fā)展預(yù)留地。

C800倉(cāng)庫(kù)區(qū)地塊，由北向南依次為二期罐區(qū)，倉(cāng)庫(kù)和鋁漿倉(cāng)庫(kù)，備品備件和溶劑回收，原料倉(cāng)庫(kù)。罐區(qū)布置在北側(cè)距離生產(chǎn)廠房較近，既節(jié)省工藝管線等投資又靠近北側(cè)主干道，便于油罐車進(jìn)行裝卸作業(yè)。原料倉(cāng)庫(kù)位于本地塊南側(cè)，成品倉(cāng)庫(kù)的東側(cè)，廠內(nèi)運(yùn)輸通道位于倉(cāng)庫(kù)北側(cè)，采用電動(dòng)叉車、小拖車等，倉(cāng)庫(kù)裝卸平臺(tái)靠近南側(cè)布置，緊鄰廠內(nèi)南側(cè)主干道，交通物流組織清晰，減少?gòu)S內(nèi)廠外運(yùn)輸路線交叉。

C900生產(chǎn)區(qū)地塊由北向南依次為一期、二期生產(chǎn)廠房，一期罐區(qū)，變壓站冷凍機(jī)房，最南側(cè)為倉(cāng)庫(kù)，新桶區(qū)，臟桶區(qū)和一期消防廢水池等，生產(chǎn)廠房位于整個(gè)項(xiàng)目的最東北角。綜合管廊貫穿C700，C800，C900三個(gè)地塊，將各個(gè)地塊的綜合樓，倉(cāng)庫(kù)，罐區(qū)，公用工程和生產(chǎn)廠房相連接，節(jié)省了大量土地，本項(xiàng)目?jī)H有少量雨水管，污水管，電信電纜等埋地鋪設(shè)，工藝生產(chǎn)管線和主要?jiǎng)恿﹄娎|均布置在綜合管廊中。

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)的過程中遇到以下難點(diǎn):

第一，本項(xiàng)目一期生產(chǎn)廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性類別為甲類，二期生產(chǎn)廠房是在現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)的擴(kuò)建。由于一期預(yù)留用地緊張，若二期生產(chǎn)廠房與一期生產(chǎn)廠房分開布置，按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB 50016-2014）的要求最小為12米，考慮廠房之間設(shè)置消防通道和各種管線的布置，則需要更大的空間，兩座廠房之間通道寬度約需要20米左右，預(yù)留地塊則不能滿足工藝流程的需要。經(jīng)過總圖專業(yè)與建筑、工藝等專業(yè)的協(xié)調(diào)，在滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)范的前提下，又要滿足工藝生產(chǎn)的需要，建筑專業(yè)將二期生產(chǎn)廠房和一期廠房合建，使一期廠房和二期廠房成為一個(gè)整體，定義為一棟廠房，中間設(shè)置防火墻，分成兩個(gè)不同的防火分區(qū)，滿足工藝生產(chǎn)流程的情況下，還大大節(jié)省了土地，使項(xiàng)目能夠正常的進(jìn)行。

第二，由于本項(xiàng)目是在一期項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改擴(kuò)建，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工難度比較大，一期局部預(yù)留空間過小，導(dǎo)致新建管廊基礎(chǔ)和各種地下管線、污水溝等關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜。本項(xiàng)目采用降低管廊基礎(chǔ)承臺(tái)至場(chǎng)地地坪標(biāo)高以下2米，管線和排水溝等從管廊基礎(chǔ)承臺(tái)上方穿過，保證了管線路由可行，提高了土地利用效率。如圖2所示：

圖2

第三，本項(xiàng)目新建建構(gòu)筑物和現(xiàn)有建構(gòu)筑物之間關(guān)系復(fù)雜，且業(yè)主方要求二期的施工建設(shè)不能中斷一期廠區(qū)的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，給設(shè)計(jì)方案和施工造成很大困難。原設(shè)計(jì)方案中的過路排水溝需要對(duì)現(xiàn)有道路進(jìn)行開挖，不可避免，為了縮短施工周期，設(shè)計(jì)將部分過路段排水溝改為暗管，并且在一期工廠檢修期快速施工完成，否則一期項(xiàng)目停產(chǎn)將對(duì)業(yè)主造成額外經(jīng)濟(jì)損失。

由此可見，總平面布置對(duì)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)意義重大，合理的預(yù)留擴(kuò)建用地將減少二期建設(shè)對(duì)一期生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的影響，這也是總圖設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重要課題。

(4)道路平面布置和交通物流組織

廠內(nèi)道路是聯(lián)系生產(chǎn)工藝過程及其工廠內(nèi)外交通運(yùn)輸?shù)木€路，是實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)和組織人流、貨流的重要組成部分[3]。本項(xiàng)目道路分為三個(gè)級(jí)別：主要道路，用于分割各個(gè)不同的地塊，地塊大小約220米×120米，本項(xiàng)目約占用三個(gè)地塊；次要道路用于分割地塊內(nèi)主要的建構(gòu)筑物和設(shè)施；支路和車間引道主要用于分割占地面積小的建構(gòu)筑物。

本項(xiàng)目基于生產(chǎn)和各類交通運(yùn)輸及貨物流通，合理組織人、貨流，并建立安全、暢通、便捷的交通體系等方面的考慮，廠區(qū)設(shè)有3個(gè)出入口。主要人流出入口為目前巴斯夫四氫呋喃廠區(qū)主出入口；主要物流出入口位于廠區(qū)西北角的D700地塊，并沿緯六路設(shè)有汽車衡2臺(tái)；緊急出入口位于巴赫大道西側(cè)并連至楚華路。建設(shè)項(xiàng)目用地周邊已采用通透性柵欄圍墻圍護(hù)，并與現(xiàn)有廠區(qū)圍墻相連。

項(xiàng)目四周均布設(shè)有環(huán)狀路網(wǎng)。北側(cè)為緯五路，南側(cè)巴赫大道，東側(cè)為聚四氫呋喃大道，西側(cè)為楚華路。各地塊間由經(jīng)一路、經(jīng)二路、經(jīng)三路分隔并由東西向和內(nèi)部道路貫通，項(xiàng)目區(qū)塊內(nèi)道路也為環(huán)狀路網(wǎng)布置，充分滿足物流運(yùn)輸以及消防撲救的要求。廠內(nèi)道路形式采用城市型瀝青混凝土道路，雙側(cè)設(shè)路緣石，暗管排水。主要道路寬度為11米，其道路轉(zhuǎn)彎半徑為12米。次要道路寬度為7米，其道路轉(zhuǎn)彎半徑為12米或9米。支路和車間引道為6米或4米，其轉(zhuǎn)彎半徑為9米或6米。人行道寬度一般采用2米。部分開放鋪裝區(qū)內(nèi)，其轉(zhuǎn)彎半徑不得小于6米。管道及其桁架跨越廠內(nèi)鐵路線的凈空高度不應(yīng)小于5.5米；跨越廠內(nèi)道路的凈空高度不應(yīng)小于5米。

本項(xiàng)目道路平面布置合理，主要道路，次要道路和支路層次清晰滿足生產(chǎn)和消防的要求。

(5)綠化

綠化布置應(yīng)與總平面布置相協(xié)調(diào)，滿足綠化率的要求，合理安排綠化用地，充分利用廠區(qū)零星空地進(jìn)行綠化。滿足檢修，消防和衛(wèi)生的要求，美化環(huán)境。本項(xiàng)目的綠化以道路兩側(cè)的行道樹及建筑物周圍的綠化為主，沒有承重要求的場(chǎng)地宜種植小灌木及鋪設(shè)草坪以美化廠區(qū)環(huán)境。工廠的綠化率按≥15%設(shè)計(jì)，并由全廠統(tǒng)一規(guī)劃并實(shí)施。

結(jié)束語(yǔ)：

本文簡(jiǎn)要闡述了工業(yè)總平面布置的內(nèi)容、原則和方法，并通過實(shí)例分析在設(shè)計(jì)過程中不僅需要合理處理一期生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)和二期建設(shè)之間的關(guān)系，預(yù)留后期發(fā)展用地，還要考慮交通物流的方便，確保運(yùn)輸?shù)陌踩裕瑥亩_保總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì)能夠滿足企業(yè)的發(fā)展需求。