基于环境思维和环境分析的工业企业总图设计.pdf

2023.21 科学技术创新基于环境思维和环境分析的工业企业总图设计罗蓉（江西新钢工程技术有限公司，江西 新余）引言工业总图设计是在保证生产工艺基础上，和现场环境相结合，确定工程管线、建筑结构、交通运输道路等空间进行设计，节约经济成本，形成有机整体。工业企业总图设计对于企业长远发展有着重要意义，随着工业企业数量增多，生产规模的扩大，工业企业更需要通过总图设计提高平面布置的科学性，满足企业生产和发展的需要。1平面设计工业总图设计环境思维是从环境保护领域进行工业总图设计，能够充分考虑现场环境特点，减少施工工程量，同时通过对工业产区的合理布局能够减轻工业生产产生的污染，减少环境污染的危害。也能通过对产区布局优化减少生产运输距离，达到节能减排的效果，并同时全面提高生产效率。工业企业平面设计是在总体规划基础上按照国家要求，综合环境条件确定设施和厂房的位置。如今工业土地资源紧张，工业企业用地资源紧张，在有限的土地上应合理对工厂分区布局，提高土地利用率。工业企业多位于城郊区域，地形条件较为复杂，常遇到丘陵和山地地形，要充分考虑到这部分特殊地形条件进行设计。在山地区域进行平面设计时要利用山坡布置，横纵向沿着等高线进行布置，考虑到车间运输物料和工艺流程的生产条件，充分利用地形高度差设计支持安全生产的进行。注意平面设计应采取紧凑布局，提高土地利用率，注意保持建筑物间距（见表 1）。工业企业厂区设计是以生产功能为主，生活办公为辅，工业厂区设计要围绕生产线展开，根据工艺流程需要和动线方向进行规划，对生产区域合理划分功能区，保证生产流程的推进，辅助提升生产效率。将生产厂房设计为中心位置，其他辅助设施区域围绕生产厂房设计。并注意预留充足的仓库和仓储空间，根据物料性质以及运输方式合理安排位置，满足生产运输需要。行政管理及生活区建筑需要远离生产区域，设计在生产区域的上风口位置，避免受到生产区域有害气体和粉尘的影响，利用绿化设计分隔开。办公区域设计在出入口位置，方便于企业办公和人员出入。表 1建筑物最小间距设计2竖向设计竖向设计主要根据现场地形和水文条件展开设计，根据厂区自然地形地貌选取阶梯式、平坡式或者混合式，同时需要考虑到土方量的问题。由于地形条件不同涉及到开挖施工增加施工成本，因此尽可能平作者简介：罗蓉（1997-），女，本科，助理工程师，从事钢铁企业总图设计工作。摘要：本文从工业企业总图设计的环境思维分析出发，详细分析了工业企业总图设计内容，分别包括平面设计、纵向设计、绿化设计以及路线设计等内容，通过总图设计优化工业企业生产效率，节约生产成本，缓解工业生产带来的环境污染问题。总图设计是一项综合性工作，需要从环境思维和环境分析角度尽可能减轻工业企业对于环境带来的威胁。关键词：工业企业；总图设计；环境思维；环境分析中图分类号院TB491文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤21-0193-04建筑类型 最小距离 建筑面向道路无出入口 1.5 m 建筑面向道路有出入口 34.5 m 建筑面向道路有汽车出入 68 m 围墙 1.5 m 管线支架 1.5 m 193-科学技术创新 2023.21衡土方开挖和竖向设计。对于高程差较大的区域，应设计挡土墙以及护坡等防护措施，做好排涝和防涝准备工作。尤其是对于高度差较大，坡度大，地形陡峭的区域，在竖向设计上计算标高情况，在工艺和平面设计要求下，将厂区划分为多个平台，每个平台都设计高度差，根据地形地貌条件合理设计高度差，以达到整体设计和土方量的平衡。通过合理安排高程差能够减少土方开挖量，也能有效降低施工工程量以及成本1-2。假设对场地自然地形进行整平处理，将场地和市政道路保持同一高程，土方开挖量达到 240 000m3，挡土墙长度为 650 m，填方量为 13 200 m3，将设计改为阶梯式设计，可以将土方开挖量减少至 65 000m3，挡土墙长度减少为 240 m，有效减少了土方量以及施工成本。由于工业企业所属行业不同，生产工艺也存在很大差异，还需要根据不同生产要求以及场地现场条件进行设计。竖向设计是为了减轻高程差对生产的影响，如采取阶梯式设计根据现有地形条件合理设计高度差，将原料系统设计在最高区域，从上至下运输能够利用重力帮助降低运输成本，将原料运输至不同生产流程中，减轻运输原料的负担，降低运输成本。工业总图设计要平衡平面设计以及竖向设计，协调处理设计之间的关系，保证生产流程科学合理，降低工业企业的生产成本。同时充分利用多层建筑减少占地面积，提高土地利用率。如仓库设计采取多层仓库设计，能够充分满足工业企业仓储需要，同时节约占地面积。阶梯式设计工程量对比见表 2。表 2阶梯式设计工程量对比3管线设计由于工业生产使用的管道线路的种类较多，包括给排水管道、电缆、热力管道等，需要根据生产管线的要求和特点进行管线设计，选择合适的敷设方式。对管线合理设计能够在一定程度上减少后续维修成本，减少检修和安全检查的不便利。敷设管线主要为架空、直埋、地面以及地下四种形式。消防管道、排水管道主要采取直埋方式，应将这部分管线避开乔木绿化区域敷设3。一般直埋深度在冻土层以下，防压管道应增加直埋深度。在管线布置设计上，应根据生产需要进行管线布置设计，尽可能直线敷设，减少转弯的情况，并缩短运输距离，方便于后续维修工作的开展。管线敷设尽可能平直进行，在建筑结构、道路侧敷设应平行于轴线，尽可能避免管线交叉布置。避开露天堆场地以及易燃物仓库等区域。地上管线布置应远离厂房和建筑结构，避免对道路交通产生影响。管道设计也需要采取紧凑式布局，通过缩短管道距离也能节约工业生产成本。尤其是在工业生产中产生的热能，缩短管道距离可最大程度上减少热能损耗，降低用电负荷。计算工业生产运输蒸汽管道期间产生的热损失和压降，压降计算公式为：（1）其中P 表示管道内部总阻力（Pa），1.15 表示安全系数，表示介质流速平均值（m/s），表示介质密度平均值（kg/m3），姿 表示摩擦系数，d 表示管道内径（mm），L 表示管道长度（m），表示阻力系数综合（m），H1和 H2表示管道终点和起点的高程。温降公式为：（2）（3）其中 q 表示单位长度管道散热损失（W/m），L 表示管道长度（m），G 表示蒸汽流量（t/h），Cp 表示过热蒸汽定压比热（kcal/（kg），Q 表示散热热损失（kcal/h）。经过上述公式计算管道压降和温降情况对比管道设计合理性，对管道设计进行优化以减少热损失，保证热能充分利用。4绿化设计工业生产过程中不可避免产生威胁环境的废弃废渣等，对周围环境造成一定破坏，为了减少生产污染，需要加强对环境的保护。工业厂区绿化设计应充分考虑到现场的地貌水文条件，根据生产流程以及生产设施的特点，选择对应的降噪减污设施，并设计绿化设施，改善厂区生态环境。不同地形条件以及水文条件都会对植物生长产生影响，要选择易成活、耐干项目 方案一 方案二 土方开挖量 240 000 m3 65 000 m3 填方量 13 200 m3 40 000 m3 挡土墙 650 m 240 m 3101.2QtGCpQq L g g194-2023.21 科学技术创新旱、生长性能强的植物进行种植。如烟尘量排放大的厂区可以选择桂花、冬青、樟树进行种植，噪声量高的厂区可以选择樟树、植龙柏等植物进行种植，排放二氧化硫的厂区可以选择植皂荚、夹竹桃、琵琶进行种植，也可增加女贞、茶树等树木用于防火。通过绿化设计能够改善厂区的生态环境，也能对厂区环境进行美化，有利于厂区的安全防护。布置绿化景观时选择符合当地生长条件的绿植，应考虑到四季交替种植以及高低错落设计。将生态绿化和美观设计相结合，改善工业企业的生态环境4-5。5安全设计工业生产可能需要使用大量的易燃材料，存在一定安全隐患，因此需要保证生产功能区内部采取举行通道，均连接场外道路，能够在火灾等紧急情况下安全疏散，符合消防安全需要。生产中使用蒸煮器、热力锅炉以及压力容器等，均需要将设备和安全报警装置连接，严格按照国家要求规定进行安装。要求危险易燃易爆物品均需要储存在厂房 20 m 之外的距离，严格防止爆炸事故。厂房内应安装除尘设备。根据厂房高程差划分为低区和高区消防管网，用环形设计消防管网，管道上安装消火栓，在车间和厂房外 120 m 以内范围安装消火栓，各管网利用阀门形成多个独立区域，保证每个厂房都具备扑救火灾的能力。对于储存易燃易爆材料的仓库，应和厂房、生活区保持安全距离，具体安全距离设计见表 3。表 3仓储材料和建筑物的安全距离设计此外建筑设计也应满足防火等级，各厂房之间也应保持安全防火距离，见表 4。6路线设计工业企业运输路线设计主要考虑到运输距离，在厂区内以最短路线进行运输。同时需要考虑到运输方式、运输成本、时效性等指标，建立最短路线。使用拓扑模型进行路线优化：（4）要求车辆运输距离应符合其荷载，（5）保证车辆到达某车间后离开，（6）保证车间车辆数量不超过，（7）保证车辆运力充足，（8）0yijQ，0zijQ（9）其中 n 表示工厂车间的数量，Sij表示 i 车间同 j车间之间的距离，L 表示行驶的最大距离，k 表示车辆k，表示车辆 k 从 i 车间到达 j 车间的方向，zij表示车辆 i 卸货总量，yij表示 i 到 j 车间的取货量，Q 表示车辆载重量的最大值。以缩短车辆运输距离为目标对物流路线设计进行优化，模型如下，车辆 k 从 i 车间到达 j 车间是为 1。对于厂区内运输荷载量大的区域，通过增加路面宽度满足物流运输需求。设计路面宽度时，也应考虑到土地利用率问题，节约土地。同时由于上下班时间段人流量大，注意对车行道、人行道分流，满足员工出行需要。因此企业内倒入宽度设计见表 5。仓储材料 仓储容量 不同耐火等级下的安全距离（m）II 级及以下 III 级 IV 级及以上 500 t 以下 6 8 12 5005 000 t 8 10 14 煤块 5 00010 000 t 12 14 16 1 000 m3以下 24 30 36 木材 1 000 m3以上 18 24 30 250 m3以下 20 24 30 250500 m3 24 30 40 易燃液体 500 m3以上 30 40 50 表 4不同防火等级的厂房安全距离设计乙厂房防火等级 甲厂房防火等级 I 级及 II 级 III 级 IV 级及 V 级 I 级及 II 级 10 12 16 III 级 12 16 18 IV 级及 V 级 15 18 20 m100minFnnkijijkijS x00,knnkijijijS xLR nnjii0i0-0,1,2,.,1,2,.,kkijxxjn kmnkijj 0 xk1,2.m，nnjiijji0i0yyp,0j kijxkij1x0，195-科学技术创新 2023.21表 5厂内路面宽度设计道路分级 道路宽度 小型 67 m 中型 79 m 主干道 大型 912 m 小型 47 m 中型 67 m 次干道 大型 79 m 7结论综上所述，本文从路线设计、平面设计、竖向设计、安全设计、管道设计、绿化设计几个方面分析了工业企业总图设计的内容，通过总图设计充分利用地形条件以及环境优势提高生产效率，降低生产成本，也能充分减轻工业生产对于环境的污染，具有重要价值。参考文献1许迎.基于竖向设计的总图设计研究J.科技创新导报,2014,11(7):11，13.2董建,韩霞.工业企业总图设计中的成本优化J.工程建设与设计,2018,385(11):170-172.3颜廷状,魏炜.工业企业总图设计之环境分析J.工程建设与设计,2015,324(4):39-41.4张琦,王秋平.基于可拓工程理论的工业企业总图设计方案评价J.工业工程,2012,15(3):110-114.5刘珺.生态环境保护下的企业总图运输优化设计J.世界有色金属,2019,527(11):254，256.General Diagram Design of IndustrialEnterprises Based on EnvironmentalThinking and Environmental AnalysisLuo Rong（Jiangxi Xingang Engineering Technology Co.,Ltd.,Xinyu,China）Abstract:Starting from the environmental thinking analysis of the general plan design of industrialenterprises,this paper analyzes the design content of the general plan of industrial enterprises in detail,including graphic design,longitudinal design,greening design and route design,so as to optimize theproduction efficiency of industrial enterprises,save production costs,and alleviate the environmental pollutionproblems caused by industrial production through general plan design.Master map design is a comprehensivework,which needs to mitigate the threats posed by industrial enterprises to the environment from theperspective of environmental thinking and environmental analysis.Key words:industrial enterprises;master drawing design;environmental thinking;environmental analysis196-