摘要：礦山廠房建筑是為礦山生產(chǎn)系統(tǒng)以及生產(chǎn)輔助系統(tǒng)提供相關(guān)服務(wù)的地面建筑物及相關(guān)設(shè)施。隨著采礦行業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，以及人們對(duì)礦山建筑節(jié)能、節(jié)地以及綜合人性化功能等方面要求的不斷提高，許多舊的礦山廠房建筑已難以適應(yīng)現(xiàn)代采礦行業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，迫切需要進(jìn)行優(yōu)化改造。本文主要分析了礦山廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞：礦山廠房；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)優(yōu)化
礦山廠房是礦山建筑中重要的組成部分，是承擔(dān)礦山生產(chǎn)、后勤、精選、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)雀黜?xiàng)工作的基本載體，其職能繁多、功能各異，如果在礦山廠房建筑設(shè)計(jì)中為了突出建筑功能，進(jìn)行細(xì)化分區(qū)布置的話，則往往會(huì)造成礦山廠房建筑占地過(guò)多、資源消耗過(guò)大、建筑成本過(guò)高的情況。并且，很多老舊的礦山廠房還存在著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、功能分區(qū)不合理、資源配置不合理等情況，給礦山的各項(xiàng)生產(chǎn)和生產(chǎn)輔助活動(dòng)造成了極大的不便，并且還增加了建筑成本以及水、電、暖、土地等各項(xiàng)資源的消耗，這與建設(shè)綠色礦山、高效礦山、集約型礦山的建設(shè)理念顯然是背道而馳的。隨著社會(huì)的發(fā)展和人們節(jié)約環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們對(duì)礦山廠房建筑的要求越來(lái)越高，尤其對(duì)建筑布局合理性、使用便捷性等方面提出了更高的要求，由此，發(fā)展整體建筑、聯(lián)合建筑、環(huán)保節(jié)能建筑成為了未來(lái)礦山廠房建筑優(yōu)化設(shè)計(jì)的方向。
一、礦山廠房建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
礦山廠房建筑主要由七大部分組成：提升系統(tǒng)，如井架、井塔、提升機(jī)房等；加工、貯存系統(tǒng)，有井口房、篩分樓、選矸樓、選礦廠房、輸送皮帶走廊、礦倉(cāng)、貯礦場(chǎng)以及廢石倉(cāng)、尾礦庫(kù)等；通風(fēng)系統(tǒng)，有通風(fēng)機(jī)房、加熱室風(fēng)道等；動(dòng)力供應(yīng)系統(tǒng)，有空壓房、變電所及其附屬構(gòu)筑物等；地面運(yùn)輸系統(tǒng)，各種運(yùn)輸線路及附屬建筑物，如貨物站臺(tái)、行車(chē)指揮所等；給、排水及供熱系統(tǒng)，如水泵房、水塔、水池、鍋爐房、污水處理廠房等；其他附屬?gòu)S房如機(jī)修廠、設(shè)備庫(kù)、材料庫(kù)、炸藥庫(kù)、車(chē)庫(kù)、油脂庫(kù)等。早期的礦井建設(shè)主要考慮的是如何早建成、早投產(chǎn)、早見(jiàn)效，礦山廠房的設(shè)計(jì)與建設(shè)也是圍繞這個(gè)思想來(lái)進(jìn)行的，因而從前的礦山廠房在設(shè)計(jì)、規(guī)劃等方面也較為粗糙，較為隨意。在廠房建筑設(shè)計(jì)方面缺乏合理細(xì)致的規(guī)劃，廠房功能分區(qū)也較為混亂，建筑布局分而散，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雜而亂，廠房通風(fēng)、采光、采暖等服務(wù)功能較差，對(duì)于廠房節(jié)能、環(huán)保、占地等方面更是考慮甚少。礦山廠房建筑設(shè)計(jì)中存在的弊病主要有以下幾點(diǎn)：
1.廠房?jī)?nèi)部功能分區(qū)不合理。有的廠房建設(shè)時(shí)缺乏對(duì)內(nèi)部功能分區(qū)的足夠考慮，有的廠房?jī)?nèi)各種功能房間簡(jiǎn)單隨意拼合，無(wú)明確的、合理的功能分區(qū)，導(dǎo)致廠房建筑使用功能混亂，人流往來(lái)混雜，內(nèi)部空氣污濁，噪音嘈雜，給礦山生產(chǎn)、后勤服務(wù)、辦公管理等各項(xiàng)工作帶來(lái)了諸多影響和不便，尤其是在一些年代較早的老礦區(qū)還能見(jiàn)到此類(lèi)廠房建筑。
2.廠房建筑整體規(guī)劃不合理。以前的礦山廠房建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，盲目圖大，“攤大餅”的情況較多，廠房建筑設(shè)施間距過(guò)大，而且對(duì)于各種不同功能類(lèi)型的廠房布置也缺乏合理規(guī)劃。在保持礦山廠房“五臟俱全”的前提下，則勢(shì)必造成了廠房建筑占地面積過(guò)大，對(duì)環(huán)境破壞影響較大，以及相應(yīng)的道路、管線等基建工程量、施工費(fèi)用、運(yùn)行維護(hù)等費(fèi)用增加的情況。
3.建筑材料不利于回收利用。在傳統(tǒng)的礦山廠房建筑設(shè)計(jì)中，很多廠房基本都采用鋼筋混凝土框排架的結(jié)構(gòu)形式，短期內(nèi)節(jié)省了投資，取得了較好的使用效果和投資效益，在我國(guó)這一設(shè)計(jì)思路也沿用了幾十年。但礦山不是永久的居民區(qū)，一般都有一定的服務(wù)年限，隨著資源的不斷開(kāi)采和我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，我們經(jīng)�？梢钥吹胶芏嗟V山資源在枯竭，達(dá)到服務(wù)年限、完成歷史使命后就人去樓空，一片荒蕪了。留下的破舊廠房卻仍然飽經(jīng)風(fēng)雨，難以拆遷，當(dāng)?shù)丨h(huán)境也是滿目瘡痍，造成了極大的資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞。
4.建筑設(shè)計(jì)缺乏環(huán)保理念。很多礦山廠房建筑在設(shè)計(jì)建設(shè)時(shí)只考慮其生產(chǎn)服務(wù)功能和基本的地質(zhì)環(huán)境條件，對(duì)區(qū)域自然環(huán)境，如光照、風(fēng)向等缺乏考慮和利用，使得一些廠房建筑通風(fēng)、采光等效果較差，廠房光線昏暗、環(huán)境濕悶，不利于人們生產(chǎn)作業(yè)。為了改善廠房環(huán)境，不得不增加人工照明和其他一些通風(fēng)、空調(diào)設(shè)備，這就造成了各種能源的消耗，增加了廠房運(yùn)行成本。
二、礦山廠房建筑的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路
根據(jù)礦山廠房建筑中存在的問(wèn)題，我們提出了以下的優(yōu)化設(shè)計(jì)思路，即在保持完備使用功能的前提下使廠房建筑向整體集中，緊湊布置；發(fā)展聯(lián)合建筑，在人性化設(shè)計(jì)理念下實(shí)現(xiàn)廠房建筑功能的合理分區(qū)；體現(xiàn)廠房建筑的節(jié)能環(huán)保理念。
1.廠房建筑緊湊布置。在設(shè)計(jì)時(shí)要充分體現(xiàn)節(jié)約用地的設(shè)計(jì)理念，在滿足生產(chǎn)要求、便于使用的前提下，使廠房建筑布局盡量緊湊、集中，減少占地面積，提高土地使用效率，減少對(duì)周邊環(huán)境影響。第一，優(yōu)化總平面布置，根據(jù)區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況和生產(chǎn)工藝情況，優(yōu)先布置建筑體積較大的廠房建筑，盡可能使建筑平行排列布置，以減少三角地帶和死角面積，在零散空白地段則分散布置一些占地少、體量小的廠房和綠地等。同時(shí)在總平面設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮盡量把工藝流程聯(lián)系密切，功能、安全措施相近的廠房聯(lián)合布置、高層布置，這樣既減少了廠房總占地面積，使土地利用最大化，同時(shí)也減少了能源消耗。第二，壓縮廠房建筑間距，在保證良好通風(fēng)、采光和工藝流程不受影響的前提下，盡量壓縮廠房間距，增加廠房的整體緊湊性，同時(shí)也應(yīng)注意確保各廠房間足夠的防火間距。特別是應(yīng)將一些火災(zāi)危險(xiǎn)性大，有可能泄露有毒有害、可燃可爆物質(zhì)的廠房布置在場(chǎng)地邊緣、人流較少的區(qū)域，并保持與其他建筑足夠的安全距離。第三，優(yōu)化廠房豎向設(shè)計(jì)，充分考慮地形條件，依山就勢(shì)、填溝造地，使一些地形起伏較大的礦山能夠充分利用豎向空間，盡可能將工藝聯(lián)系緊密的廠房布置在同一臺(tái)階，共用道路。
2.優(yōu)化內(nèi)部分區(qū)。廠房建設(shè)應(yīng)以發(fā)展聯(lián)合建筑為主，內(nèi)部分區(qū)應(yīng)以利于生產(chǎn)、利于人性化需求為基本原則，首先對(duì)廠房?jī)?nèi)部空間進(jìn)行合理的、明確的分區(qū)，將功能相近且互不影響的空間布置在一起；人流量、物流量、車(chē)流量較多的區(qū)域布置在廠房空間的下部，且空間線路應(yīng)適合人流線路。以井下工人流為例，工人下井前先進(jìn)入任務(wù)交代室，隨后進(jìn)入更衣室，然后再到礦燈室領(lǐng)取工作設(shè)備，最后下井；工人出井線路也首先進(jìn)入礦燈房交還工具，然后到更衣室和淋浴房，最后再到更衣室換上便裝。為滿足工人需求，則需要在這條線路上設(shè)置各種功能的房間；并且這條線路上人流也很集中，為提高生產(chǎn)效率，減少人員走動(dòng)距離，則將該線路房間布置在建筑下部。在廠房建筑的上部則可以布置配電室、熱交換站以及會(huì)議室、調(diào)度室等空間，從而聯(lián)合建筑內(nèi)部形成合理的內(nèi)部分區(qū)。
3.體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)理念。一些礦山廠房如材料廠房、機(jī)修廠房、選礦廠房等可以考慮采用鋼結(jié)構(gòu)替代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這樣雖然短期內(nèi)可能沒(méi)有明顯的效果，但從長(zhǎng)期看，更利于廠房的拆遷和建筑鋼材的回收再利用，而且廠房占地也可恢復(fù)原貌，這對(duì)于一些服務(wù)年限較短的礦山來(lái)說(shuō)更為適宜。在廠房設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮光照、風(fēng)向等自然環(huán)境條件，合理設(shè)計(jì)建筑朝向、結(jié)構(gòu)等，盡量利用日光照明和自然通風(fēng)，減少能源的消耗，從而體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)思維。
三、結(jié)語(yǔ)
整體建筑、聯(lián)合建筑、節(jié)能環(huán)保建筑是未來(lái)礦山廠房建筑發(fā)展的方向。礦山廠房建筑不僅與礦山生產(chǎn)聯(lián)系密切，同時(shí)還與礦山的資源、環(huán)境等息息相關(guān)，因此，我們?cè)诘V山廠房?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮生產(chǎn)實(shí)際，使礦山廠房更好地發(fā)揮生產(chǎn)服務(wù)作用；同時(shí)，也要考慮節(jié)能環(huán)保，實(shí)現(xiàn)礦山廠房良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，這也是我們礦山廠房建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。
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