化工廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

謝健

（貴州昊華工程技術(shù)有限公司 貴州貴陽 550001）

由于化工廠房在使用過程中對于安全性要求較高，因此，在設(shè)計的過程中必須根據(jù)工藝流程和生產(chǎn)條件進行專業(yè)性設(shè)計，設(shè)計必須根據(jù)條例規(guī)范和技術(shù)規(guī)程等進行，必須滿足土建設(shè)計標準。化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及各個領(lǐng)域，因此，對設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)和工作經(jīng)驗要求較高。化工廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當在滿足使用要求的基礎(chǔ)之上，提升化工廠房建筑的質(zhì)量，從而能夠有效地保證化工工業(yè)生產(chǎn)的科學和高效。

1 化工生產(chǎn)的工藝特征簡介

不同原料之間的化學反應(yīng)或物理反應(yīng)是化工生產(chǎn)的主要過程。化工生產(chǎn)必須保證儀器的封閉性和設(shè)備的安全性，應(yīng)當在保證設(shè)備符合安全標準的條件下進行設(shè)計反應(yīng)。化工廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)當以化工生產(chǎn)的工藝特征為參考條件，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計首先應(yīng)當考慮化工反應(yīng)的空間環(huán)境，應(yīng)當具有防火、防爆、防腐蝕的功能特性。為了保證化工工作人員的人身安全，土建設(shè)計應(yīng)當納入先進科技，通過技術(shù)排查易燃易爆化學物品，同時通過信息技術(shù)對腐蝕介質(zhì)的形態(tài)或濃度進行檢測，從而根據(jù)大數(shù)據(jù)檢測結(jié)果布置設(shè)備、生產(chǎn)環(huán)境以及工藝管線和建筑平面問題等。土建設(shè)計人員只有在充分把握化工生產(chǎn)工藝特性的基礎(chǔ)之上，才能夠使得設(shè)計的各個方面更加科學和完善。

2 化工建筑的不規(guī)則特征

化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要把握組織空間的原則。組織空間主要是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計圖完成以后，從整體入手改善化工建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則特質(zhì)，化工建筑更加協(xié)調(diào)規(guī)整。由于化工生產(chǎn)的工序較為復(fù)雜，且設(shè)備的荷載量大，較易出現(xiàn)明顯的不規(guī)則形態(tài)，化工建筑的不規(guī)則特征在一定程度上也會影響房屋建筑的使用年限和質(zhì)量。除此之外，化工房屋建筑也必須考慮空間生產(chǎn)的因素，空間生產(chǎn)主要是指設(shè)計能夠最大化的滿足設(shè)備要求，通過設(shè)計提高空間比率，從而保證化工工藝生產(chǎn)的效率。有效改善化工建筑的不規(guī)則形態(tài)，主要從跨度方向入手，通過提升框架結(jié)構(gòu)中柱的高度將化工建筑的雙跨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閱慰缃Y(jié)構(gòu)。化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在實際操作中也應(yīng)當考慮實際因素，避免照搬照抄引起不良后果。

3 化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的其他特征

3.1 化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要考慮因素

化工建筑的類型較多，主要根據(jù)用途生產(chǎn)特征和空間形式對其進行分類。化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須根據(jù)生產(chǎn)用途進行。設(shè)計一方面要滿足工藝生產(chǎn)的條件，另一方面要選擇經(jīng)濟實惠的結(jié)構(gòu)形式，同時也要滿足生產(chǎn)環(huán)境的要求。由于化工建筑與民用建筑使用用途的差異，因此，在化工建筑中其內(nèi)部的平面布置次序也與民用建筑存在極大的差別。化工建筑需要考慮生產(chǎn)過程中可能會出現(xiàn)的安全事故，針對于具有強腐蝕性或易燃易爆的物品，其存放方式和存放房間都具有一定的要求，房間必須要與值班室人員的房間相鄰，中間使用防爆墻將其隔開，這樣能夠極大地方便值班人員進行物品檢查，同時也能夠保證工作人員的人身安全。除此之外，廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也需要根據(jù)設(shè)計要求進行，針對于跨度或空間要求較高的廠房時需要采用鋼結(jié)構(gòu)，而針對于普通的化工廠房使用，則可以使用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。化工廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計對采光要求較高，當采光不能達到要求時，則會采用人工照明的方式。此外，廠房設(shè)計也需要考慮通風問題，室內(nèi)通風能夠?qū)⑸a(chǎn)過程中產(chǎn)生的危害氣體提及時排出室外。

3.2 設(shè)備荷載量較大

化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)備荷載量較大，主要是為了滿足建筑內(nèi)設(shè)備的布置更加科學和完善的要求。在化工生產(chǎn)過程中由于繁瑣的生產(chǎn)工序，設(shè)備的位置布置和大小選擇也必須根據(jù)生產(chǎn)工序進行。設(shè)備位置布置也要考慮設(shè)備本身的特性，從而保證設(shè)備使用的效率。動力設(shè)備必須考慮功率大小和類型差異。針對于易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)共振的蒸發(fā)罐等類似動力設(shè)備時，其位置要安排在高層，從而最大化的降低震動對結(jié)構(gòu)剛度和強度的影響。設(shè)備荷載結(jié)構(gòu)的震動會影響容器內(nèi)物料的化學反應(yīng)，在計算的過程中必須與動力系數(shù)相結(jié)合，從而保證設(shè)備荷載結(jié)構(gòu)的振動在穩(wěn)定的范圍內(nèi)，促進化工生產(chǎn)工作的正常進行。除此之外，有關(guān)荷載的計算需要參考行業(yè)標準，動力系數(shù)的得出需要結(jié)合經(jīng)驗和行業(yè)要求，找出較為合適的動力系數(shù)值，從而保證荷載計算的科學性。化工廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載取值主要受到荷載流線和偶然荷載等因素的影響。建筑樓面活荷載標準值主要在1.5～2.0kN/m2，荷載計算主要使用永久荷載加樓面活荷載的組合效應(yīng)。工程永久荷載加樓面活荷載的數(shù)值在不同的計算公式下得出的算術(shù)平均值也存在差異，數(shù)據(jù)主要在3.2和3.5之間波動。

3.3 化工生產(chǎn)具有強腐蝕性特征

化工生產(chǎn)最明顯的特征是具有強腐蝕性。由于化工原料中含有腐蝕物質(zhì)，因此在化工生產(chǎn)的過程中做好防腐工作是較為重要的。化工生產(chǎn)難免會泄露具有腐蝕性的液體或氣體，如若沒有得到及時的處理，可能會對設(shè)備的使用造成一定的影響，因此在化工生產(chǎn)的過程中應(yīng)當及時對腐蝕性物體進行處理。除此之外，做好防腐蝕設(shè)計也是非常有必要的，防腐設(shè)計必須要根據(jù)腐蝕物品的結(jié)構(gòu)構(gòu)成進行，腐蝕介質(zhì)以及介質(zhì)形態(tài)和腐蝕濃度等相關(guān)因素也許進行考察，同時也要找出不同溫度對腐蝕性物品的影響。根據(jù)考察數(shù)據(jù)進行建筑物的設(shè)計，針對地溝、地槽或頂棚等產(chǎn)品有過接觸的地方進行專業(yè)防腐。此外，設(shè)備的選擇也要根據(jù)腐蝕性物品的特性進行，設(shè)備進行定期管理和保養(yǎng)是延長使用壽命的重要手段。

3.4 化工生產(chǎn)易出現(xiàn)爆炸、火災(zāi)和泄漏現(xiàn)象

根據(jù)案例調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在化工廠內(nèi)極易出現(xiàn)爆炸火災(zāi)和泄漏的現(xiàn)象。具有爆炸危險性的甲、乙類產(chǎn)品是導致出現(xiàn)火災(zāi)的原因之一。化工建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須要遵守規(guī)范條例，增強化工廠房的防火防災(zāi)性功能。為了最大化降低爆炸、火災(zāi)等事故對化工生產(chǎn)的影響，進行預(yù)防性建設(shè)是首要選擇。預(yù)防性建設(shè)必須要對化工生產(chǎn)中易出現(xiàn)火災(zāi)的原因進行詳細分類，根據(jù)危險性判定等級，通過廠房設(shè)計計算防火間距，同時注意劃分防火分區(qū)。預(yù)防性建設(shè)首先采取輕質(zhì)材料作為屋頂、門窗和墻體的建筑原料，輕質(zhì)材料針對于突發(fā)性爆炸能夠進行自動泄壓，同時將泄壓積不斷擴大，從而有效降低爆炸對化工廠房的影響。化工廠房內(nèi)的地面建設(shè)必須要采用具有防火功能的水泥，這對于隔斷火勢的蔓延具有一定的幫助。

3.5 預(yù)埋件和留洞現(xiàn)象

化工生產(chǎn)受到空間以及設(shè)備安置和生產(chǎn)工序等各種因素的影響，從而使得化工廠房內(nèi)會出現(xiàn)預(yù)埋件和留洞的現(xiàn)象，預(yù)埋件對管線走向和管線安排具有重要意義。化工廠房設(shè)備在安裝過程中對于精確度具有一定的要求。對于化工廠房建筑過程中的預(yù)埋件和留洞安排，不僅包括地面，同時也包括墻體領(lǐng)域。工藝設(shè)備中管線和管架的交錯穿梭在墻體、樓板、梁柱以及地面等，在化工廠房內(nèi)進行全方位的預(yù)埋件和留洞是后期進行工藝設(shè)備安裝的基礎(chǔ)。預(yù)埋件和留洞設(shè)計是否合理以及施工的精確度都會影響到后期的工藝設(shè)備安裝效果。

4 結(jié)束語

綜上所述，本篇文章圍繞化工廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計特征展開詳細的闡述，主要包括工藝特征、不規(guī)則特征、易燃易爆特征、具有強腐蝕性特征，具有預(yù)埋件和留洞特征以及建筑設(shè)計要求等各個方面。通過大量實踐經(jīng)驗的總結(jié)以及方案設(shè)計的學習，化工廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計建設(shè)的優(yōu)勢應(yīng)當被采納和吸收，同時也應(yīng)當基于設(shè)計要求進行創(chuàng)新設(shè)計，探索具有本土化特征的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而有效地增加化工建筑的實用性和功能性，促進化工生產(chǎn)服務(wù)的長遠進步。本篇文章通過對化工廠房結(jié)構(gòu)設(shè)計特征的深入分析，希望能夠?qū)ψx者產(chǎn)生一定的影響。