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生物工程与化学工程工厂设计综述
陈坤林 化学工程与工艺2班

一、 总平面设计内容
1.平面部署设计
平面部署是总平面部署中必需内容之一, 部署时应依据厂址面积、 地形、 生产要求等方面、 优异行厂区划分, 然后合理确定全厂建筑物、 构筑物、 道路、 管路管线及绿化美化设施等在厂区平面上相对位置, 使其适应生产工艺步骤要求．方便于生产管理和操作需求。
2.竖向部署
竖向部署就是与平面设计相垂直方向设计
依据地形、 工艺要求确定厂区建、 构筑物、 道路、 沟渠、 管网设计标高, 使之相互协调, 并充足利用厂区自然地势地形, 降低土石方挖填量, 使运输方便, 排水顺利。
3.运输设计
选择厂内外运输方法, 分析厂内外输送量及厂内人流、 物流组织管理问题。
合理组织用地范围内交通运输线路部署, 即人流货流分开, 避免往返交叉, 部署合理。厂区道路通常采取水泥或者沥青路面, 以保持清洁, 厂区道路应按运输量及运输工具情况决定其宽度, 运输货物道路应与车间间隔, 尤其是运煤和煤渣车, 通常道路应为环形道, 道路两旁有绿化。
4.管线综合设计
依据工艺、 水、 汽、 电等工程管线专业特点, 综合要求其地上、 地下多种管线位置、 占地宽度、 标高及间距, 使之部署经济、 合理、 整齐。工艺、 水、 电、 汽等多种工程管线设计通常是由各部门专业设计人员负责设计。设计时要尽可能降低在平面部署或垂直部署上产生拥挤和交叉现象。
5.绿化设计
绿化方法选择、 绿化区部署等。
6.其她
结合工厂实际情况及发展远景计划, 合理部署综合利用设施和扩建预留地等。
二、 总平面设计标准和要求
1.标准: 严格遵照审批设计任务书、 厂址选择汇报和厂址总平面部署方案草图及生产工艺步骤简图要求进行部署设计。
2.既要结合厂址自然条件因地制宜, 又要重视技术经济性、 节省用地、 节省投资和留有发展余地。
基础要求
• (1)总平面按设计任务书要求进行, 平面部署必需合理紧凑。
• (2)总平面设计必需符合生产步骤要求, 并能确保合理生产作业线, 避免原材料、 半成品运输交叉和往返运输。
• (3)总平面设计应将面积大、 关键生产厂房部署在厂区中心地带, 方便其她部门为其配套服务; 辅助车间和动力车间应尽可能配置在靠近其所服务负荷中心; 工厂大门及生活区应与生产主厂房相适应, 便于工人上下班。
• (4)总平面设计应充足考虑地域主导风向影响, 主风向能够从气象部门编制各地风玫瑰图查得。发酵工厂菌种各异, 应预防环境染菌。生产区应处于生活区下风向, 卫生要求高车间应处于上风向。
• (5)总平面设计应将人流、 货流通道分开, 避免交叉。工厂大门最少应设置两个以上。合理设计厂区对外运输系统, 将运输量大仓库尽可能靠近对外运输主干线, 确保良好运输条件和效益。
• (6)总平面设计应遵从城市计划要求。面向城市交通干道方向作出工厂正确部署。厂房部署要与所在城市建筑群保持协调, 以利市容美观整齐。
• (7)总平面设计应符合国家及行业相关要求和规范, 满足卫生、 安全、 GMP要求, 以及厂址所在地域发展计划, 确保工业企业协作条件。
三、 总平面设计步骤
总平面设计步骤
• 通常分为初步设计和施工图设计
• 每个阶段又分为资料图和成品图两个步骤
（一）、 初步设计
1． 方案图(总平面部署资料图)
依据工艺专业提供生产车间总平面轮廓示意资料及非工艺专业确定各车间厂房建筑物设想外廓尺寸, 结合厂区地形等自然条件绘制总平面部署方案图, 称为部署资料图。
方案图具体内容是考虑厂区方位、 厂房建筑物相对位置、 动力区(给水、 供热、 供电等)分布、 交通运输路线及竖向部署关系等。多是标准性部署考虑, 尚需加以校正和完善。

2．工厂总平面部署图(初步设计成品图)
在方案图基础上, 经过各专业设计讨论补充又经过审批后绘制而成。因为此图能够作为征用土地、 估量土石方量与平整场地、 编制施工准备和设计施工图依据, 故称为初步设计成品图(百分比1／1000)。
（二）、 施工图设计: 是使初步设计深入深化, 落实和深入部分细节问题, 便于指导施工。
1．工厂总平面施工资料图
依据对初步设计相关审批意见, 进而调整。明确要求各建筑物、 构筑物、 交通运输、 管线等相对关系及标高, 绘成图标为总平面施工资料图。以此可作为编制施工图设计资料。
2．工厂总平面部署施工图
为使上述总平面部署资料图为现场施工服务, 还必需有明确尺寸标注。即标注各个建构筑物、 道路等正确位置和标高。为此, 采取测量坐标网与建筑施工坐标网关系数字, 给予定位。这么, 在上述两种坐标方格网图纸土绘制工厂总平面部署图, 即是总平面部署施工图。此图能正确、 简明、 清楚、 周全地标注尺寸及给出现场施工要求。
总平面图是表明厂区范围内自然情况和计划设计图纸
• (1)表明厂址原有地形等高线
• (2)表明测量坐标网及建筑施工坐标网
• (3)表明整年(或夏季)风向频率风玫瑰图
• (4)表明全厂建筑物、 露天作业场等平面位置坐标、 地坪标高及厂区转角（方位角θ）
• (5)道路、 铁路平面部署、 标高及坡度
• (6)竖向设计、 排水设施
• (7)厂区围护设施及绿化计划等
一、 工厂组成与厂区划分
2.厂区划分
Ø 一个工厂由上述多个部门所组成。在这些部门, 以工艺生产为需要出发, 依据各部门不一样要求结合厂地地势、 地质水文、 气象等自然条件, 进行精心布局, 以期达成较高技术经济件。
Ø 在进行总平面部署时候, 首先对厂区进行建筑划分。依据生产、 管理需要, 结合安全、 卫生、 运输和绿化特点, 把全厂建、 构筑物群划分为若干联络紧密而性质相近单元。这么既满足了生产工艺流水线要求, 又利于邻近各厂房建、 构筑物之间保持协调、 相互关系。
通常将全厂场地划分为厂前区、 生产区、 厂后区及左右侧区
二、 建、 构筑物部署位置
1.主生产车间建筑物部署位置
是决定全厂区部署关键——应首先考虑部署在生产区中心地带,且地势平坦,地耐力大于150-200kN/m2,以满足生产设备部署。朝阳有利采光。
2.辅助车间建筑物等部署位置
应靠近其服务主车间厂房或其服务对象等距离处。
3.动力车间(包含锅炉房、 冷冻站、 电压站、 变电所等)建筑物部署位置应尽可能靠近其服务具体部门, 能够大部集中部署在厂区左侧或右侧, 最大程度地降低管路管线铺设、 输送汽、 冷、 气、 电常年能量损失。通常建在下风口以免污染。
4.行政管理和后勤部门建筑设施总体布
置位置应集中在厂前区、 上风口
三、 总平面部署形式分类及实例
（一） 总平面水平向部署形式
（二） 总平面竖向部署形式
（一） 总平面水平向部署形式
Ø 区带式部署形式
Ø 周围式部署形式
区带式: 将车间分在多个区域内, 留有足够间距。这种方法, 确保区域功效分明特点, 以关键生产车间定位部署, 带起辅助车间和动力车间逐一部署。
v 特点:
突出了关键生产车间中心地带位置, 全厂各区部署得比较协调合理, 道路网部署井然有序, 绿化面积得以确保, 是发酵工厂现在最常见部署形式。
v 缺点:
对于厂址地形复杂, 水源地位置调角偏斜者难以全都满足。

Ø 周围式
将生产车间围绕厂区周围, 逐一带起辅助部门与动力部门。较为紧凑、 生产集中、 技术管理方便, 外形整齐美观。
v 缺点: 厂房方位极难与主风向成适宜角度, 不利于通风, 环境卫生需改善。
（二） 总平面竖向部署形式
Ø 分离式部署形式
Ø 连续式部署形式
Ø 联合式（或组合式）部署形式
Ø 分离式
将关键生产车间和辅助车间厂房或一个生产车间各个工序厂房, 分散部署在划分好区片里, 而且厂房建筑多是单层或二层式部署。相互独立, 防火安全, 降低污染影响, 通风采光条件好。
v 缺点: 占地面积大, 生产步骤长, 物流增加。
Ø 连续式
将关键生产车间和辅助车间厂房或一个生产车间各个工序厂房进行竖向部署, 给予合理并接。降低占地面积, 提升产量; 步骤短, 车间管理方便、 费用低。
v 缺点: 建筑密度大, 通风采光或高温作业条件差; 防火卫生要求高。
Ø 组合式
依据发酵生产工艺过程要求和特点, 结合厂址自然条件及施工技术水平将水平向与竖向平面部署优点协调结合, 使得总平面部署现有显著厂区划分, 又使建、 构筑物疏密合理, 现有建筑物悬殊标高,又有防火卫生和通风采光妥善处理。这种部署形式在中国近期发酵工厂设计已成为关键发展趋势。
第三节 厂内运输
意义:
确保生产中原料、 材料及成品立刻供销, 而且节
约基建投资、 提升劳动生产率、 降低成本、 减轻劳
动强度。（省钱、 省时、 省力）
决定原因:
运输方法选择、 道路部署形式
二、 道路部署形式
依据发酵厂特点, 现在厂内道路部署形式
有两种:
• (1)循环式部署, 即道路为围绕厂房建、 构筑物闭合系统道路网, 并确保物流、 人流运输方便、 安全和高效以及消防要求。
• 现在大多数工厂采取此方法。
(2)终端式部署。这种方法道路不兜环, 各有分散终点。其特点是: 在终端设置回车场, 方便车辆调头。
三、 道路规格
Ø 在总平面设计时, 厂内道路设计应考虑短捷, 厂区主干道通常为宽6～9m, 支干道4～6m, 单驶宽度4m左右（P39表2-3）。
Ø 在设计厂内道路时, 应考虑消防要求, 如酒精为易燃物品, 酒精厂道路设计必需符合消防要求, 使消防车能抵达厂内全部建筑物。
第四节 总平面设计技术经济指标
一、 总平面设计技术经济指标项目
总平面设计技术经济指标是在总平面部署时估算, 它作为设计阶段控制指标, 用以指导总平面施工图阶段设计, 在一定程度上, 反应出总平面设计正确性和合理性。
二、 总平面设计技术经济指标意义分析
• 厂区占地面积 A (m2)
• 建、 构筑物占地面积 A1 (m2)
• 堆场、 作业场占地面积 A2 (m2)
• 道路、 散水披、 管线占地面积 A3 (m2)
• 建筑系数 K1 (％)
• 利用系数 K2 (％)
• 绿地率 K4 (％)
• 土方工程量 V (m3)
总平面部署和运输设计相关参数
Ø 建筑物间距 X——从防火、 卫生、 防震、 防尘、 噪音、 采光、 通风等方面考虑, 在符合相关规范前提下, 使建筑物间距离最小。
方位角: 从过某点指北方向线起, 顺时针方向量到某一目标方向线水平夹角
厂房建筑物正面与整年(或夏季)上风向夹角θ
θ以60-90°为宜, 即“迎风位置” , 以改善通风条件。
Ø 建筑系数K1与场地系数K2
坐标网
(1)地理测量坐标网——X、 Y坐标系
此坐标要求南北向增减以横坐标x表示, 东西向以Y表示。 在X、 Y坐标轴上作间距为50m或1 00m方格网上, 标定厂址和厂房建筑物地理位置。这是国家地理测量局要求坐标系, 各地都必需实施。
(2)建筑施工坐标网——A、 B坐标系
常常采取厂区、 厂房之间方位一致建筑施工坐标网。要求横坐标以A表示, 纵坐标以B表示。也作间距50m或100m方格网, 用来标定厂区、 厂房建筑施工位置。
(1)建、 构筑物标高应于计算洪水水位0.5M以上, 确保企业建成后不受洪水威胁。（锅炉房）
(2)综合管线埋没深度通常要超出冻土层深度以下, 以免碰到极冷时刻被冻裂。
(3)散水坡坡度应大于3%, 确保雨水顺利排
除, 不过也不能大于6 % , 以免产生冲刷现象。
(4)厂区自然地形坡度小于4 % , 车间之间高差
达1.5～4.0m, 多采取阶梯竖向部署。这么, 有利于利用地形, 节省基建投资。总平面部署图绘制
总平面设计步骤
• 通常分为初步设计和施工图设计
• 每个阶段又分为资料图和成品图两个步骤
1． 方案图(总平面部署资料图)
依据工艺专业提供生产车间总平面轮廓示意资料及非工艺专业确定各车间厂房建筑物设想外廓尺寸, 结合厂区地形等自然条件绘制总平面部署方案图, 称为部署资料图。
方案图具体内容是考虑厂区方位、 厂房建筑物相对位置、 动力区(给水、 供热、 供电等)分布、 交通运输路线及竖向部署关系等。多是标准性部署考虑, 尚需加以校正和完善。
2．工厂总平面部署图(初步设计成品图)
在方案图基础上, 经过各专业设计讨论补充又经过审批后绘制而成。因为此图能够作为征用土地、 估量土石方量与平整场地、 编制施工准备和设计施工图依据, 故称为初步设计成品图(百分比1／1000)。
（二）、 施工图设计: 是使初步设计深入深化, 落实和深入部分细节问题, 便于指导施工。
1．工厂总平面施工资料图
依据对初步设计相关审批意见, 进而调整。明确要求各建筑物、 构筑物、 交通运输、 管线等相对关系及标高, 绘成图标为总平面施工资料图。以此可作为编制施工图设计资料。
2．工厂总平面部署施工图
为使上述总平面部署资料图为现场施工服务, 还必需有明确尺寸标注。即标注各个建构筑物、 道路等正确位置和标高。为此, 采取测量坐标网与建筑施工坐标网关系数字, 给予定位。这么, 在上述两种坐标方格网图纸土绘制工厂总平面部署图, 即是总平面部署施工图。此图能正确、 简明、 清楚、 周全地标注尺寸及给出现场施工要求。
总平面图是表明厂区范围内自然情况和计划设计图纸
• (1)表明厂址原有地形等高线
• (2)表明测量坐标网及建筑施工坐标网
• (3)表明整年(或夏季)风向频率风玫瑰图
• (4)表明全厂建筑物、 露天作业场等平面位置坐标、 地坪标高及厂区转角（方位角θ）
• (5)道路、 铁路平面部署、 标高及坡度
• (6)竖向设计、 排水设施
• (7)厂区围护设施及绿化计划等