食品工廠生產車間布置是工藝設計的重要部分,不僅對建成投產后的生產實踐有很大關系,而且影響到工廠整體。車間布置一經施工就不易改變,所以,在設計過程中必須全面考慮。工藝設計必須與土建,給排水、供電、供汽、通風采暖、制冷以及安全衛生等方面取得統一和協調。
生產車間平面設計,主要是把車間的全部設備(包括工作臺等),在一定的建筑面積內作出合理安排。平面布置圖,就是生產車間內,設備布置的俯視圖。
在平面圖中,必須表示清楚各種設備的安裝位置。下水道、門窗、各工序及車間生活設施的位置,進出口及防蠅、防蟲措施等。
除平面圖外,有時還必須畫出生產車間剖面圖,剖面圖又叫“立剖面圖”。它是解決平面圖中不能反映的重要設備和建筑物立面之間的關系,以及畫出設備高度、門窗高度等在平面圖中無法反映的盡寸。
1、生產車間工藝布置的原則
1.1要有總體設計的全局觀點。
首先滿足生產的要求,同時,還必須從本車間在總平面圖上的位置,與其他車間或部門間的關系,以及發展前景等方面,滿足總體設計的要求。
1.2設備布置要盡量按工藝流水線安排
設備布置要盡量按工藝流水線安排,但有些特殊設備可按相同類型作適當集中,務必使生產過程占地最少,生產周期最短、操作最方便。如果一車間系多層建筑,要設有垂直運輸裝置,一般重型設備最好設在底層。原料收發間應設有地磅。
1.3應考慮到進行多品種生產的可能
在進行生產車間設備布置時,應考慮到進行多品種生產的可能,以便靈活調動設備,并留有適當的余地,以便更換設備。
同時,還應注意設備相互間的間距和設備與建筑物的安全維修距離。既要操作方便,又要保證維修裝拆和清潔衛生的方便。
1.4生產車間與其他車間的各工序要相互配合
為保證各物料運輸通暢,避免重復往返,生產車間與其他車間的各工序要相互配合。
必須注意:
要盡可能利用生產車間的空間進行運輸;
合理安排生產車間各種廢料排出;
人員進出口要和物料進出口分開。
1.5必須考慮生產衛生和勞動保護
如衛生消毒、防蠅防蟲、車間排水、電器防潮及安全防火等措施。
對散發熱量、氣味及有腐蝕性的介質,要單獨集中布置。
對空壓機房,空調機房、真空泵房等既要分隔、又要盡可能接近使用地點,以減少輸送管路及管路損失。
1.6應注意車間的采光、通風、采暖、降溫等設施。
1.7可以設在室外的設備,盡可能設在室外,上面可加蓋簡易棚。
2、生產車間工藝布置的步驟與方法
2.1整理好設備清單和生活室等各部分的面積要求
××食品廠× ×車間設備清單
清單中分出固定的、移動的、公共的、專用的以及重量等說明。其中笨重的、固定、專用的設備應盡量排在車間四周,輕的、可移動、簡單的設備可排在車間中央,方便更換設備.
2.2確定廠房地建筑結構、形式、朝向、跨度,繪出寬度和承重柱、墻的位置。一般車間50~60m長為宜,(不超過100m)。在計算紙上畫出車間長度、寬度和柱子。
2.3按照總平面圖,確定生產流水線方向。
2.4用硬紙板剪成小方塊(按比例),在草圖上布置,排出多種方案分析比較,以求最佳方案。
2.5討論、修改、畫草圖,對不同方案可以從以下幾個方面進行比較:
①建筑結構造價;
②管道安裝;(包括工藝、水、冷、汽等)
③車間運輸;
④生產衛生條件、操作條件;
⑤通風采光。
2.6擺進生活室、車間辦公室。
2.7畫出車間主要剖面圖(包括門窗)。
2.8審查修改。
2.9畫出正式圖。
3、生產車間工藝布置對非工藝設計的要求
車間工藝布置設計與建筑設計密切相關,在工藝布置過程中應對建筑結構、外形、長度、寬度及有關問題提出要求。
3.1對建筑外形的選擇要求
車間建筑的外形有長方形、L形、T形、U形等。一般為長方形,其長度取決于生產流水作業線的形式和生產規模,一般60m左右適宜,車間層高按房屋的跨度和生產工藝要求而定,—般以6m為宜。單層廠房可酌量提高,車間內立柱越少越好。國外生產車間—般高度7~10m,也有車間達12m以上。
3.2對門、窗的要求
每個車間必須有兩道以上的門。作為人流、貨流和設備的出入口,門的規格應比設備高0.6~1.0m,比設備寬的0.2~0.5m。為滿足貨物或交通工具進出,門的規格應比裝貨物后的車輛高出0.4m以上,寬出0.3m以上。
生產車間的門應按生產工藝的要求進行設計,一般要求設置防蠅、防蟲裝置,車間的門常用的有空洞門、單扇門、雙扇門、單扇推拉門或雙扇推拉門、單扇雙面彈簧門、雙扇雙面彈簧門、單扇內外開雙層門、雙扇內外開雙層門等。我國最常用的,效果較好的是雙層門(一層紗門和一層開關門,門的代號用“M”表示)。在車間內部各工段間要求差距不太大,為便于各工段間往來運輸及人員流動一般均采用空洞門。
對排出大量水蒸氣或油蒸汽的車間,應特別注意排汽問題。一般對產生水蒸氣或油汽的設備需進行機械通風,可在設備附近的墻上或設備上部的屋頂開孔,用軸流風機在屋頂或墻上直接進行排汽。
食品工廠生產車間,對于局部排出大量蒸汽的設備,在平面布置時,應盡量靠墻并設置在當地夏季主導風向的下風向位置,同時,將頂棚做成傾斜式,頂板可用鋁合金板,這樣,可使大量蒸汽排至室外。
3.3對采光的要求
我國目前各食品工廠生產車間基本上是天然采光,車間的采光系數一般要求為1/4~1/6。采光系數是指采光面積和房間地坪面積的比值。采光面積不等于窗洞面積。采光面積占窗洞面積的百分比與窗的材料、形式和大小有關,一般木窗的玻璃有效面積占窗洞的46%~64%,鋼窗的玻璃有效面積占窗洞的74%~79%。
窗是車間主要透光的部分,窗有側窗和天窗之分。車間內來自窗的采光主要靠側窗,它開在四周墻上,工人坐著工作時窗臺高H可取0.8m~0.9m;站著工作時,窗臺高度取1m~1.2m。窗的種類很多,常用的是雙層內、外開窗(紗窗和普通玻璃窗)。窗的代號’用“C”表示。若房屋跨度過大或層高過低,側窗采光面積小,采光系數達不到要求,還需在屋子頂上開天窗增加采光面積,也可多設日光燈照明,燈高離地2.8m,每隔2m安一組。
3.4對地坪的要求
食品工廠的生產車間經常受水、酸、堿、油等腐蝕性介質侵蝕及運輸車輪沖擊,故地坪須用標號較高的水泥鋪蓋。生產車間設計陶土磚或設計為水磨石地面。工藝布置中盡量將有腐蝕性介質排出的設備集中布置,做到局部設防,縮小腐蝕范圍。
地坪應有1.5%~2.0%的坡度,并設有明溝或地漏排水。設計時車間應考慮采用運輸帶和膠輪車,以減少地坪受沖擊。國內食品工廠生產車間常用的地坪有地面磚、石板地面、高標號混凝土地面、紅磚地面、塑料地面。國外亦多用紅磚地坪和水泥地坪,也有水泥地層上敷有環氧樹脂涂層。(加厚120~150mm)。
3.5對內墻面的要求
食品工廠對車間內墻面要求很高,要防霉、防濕、防腐、有利于衛生。轉角處理最好設計為圓弧形,具體要求如下:
3.5.1墻裙
一般有1.5~2.0m的墻裙(護墻),可用白瓷磚。墻裙可保證墻面少受污染,并易于洗凈。
3.5.2內墻粉刷
一般用白水泥沙漿粉刷,還要涂上耐化學腐蝕的過氯乙烯油漆或六偏水性內墻防霉涂料。也可用仿瓷涂料代替瓷磚,可防水、防霉。這種涂料對食品工廠車間內墻面很適宜。
3.6對溫控的要求
生產車間最好有空調裝置。在沒有空調的情況下,門窗應設紗門紗窗。
在我國南方地區,在沒有空調的情況下,除設紗門紗窗外,其車間的層高一般不宜低于6m,以確保有較好的通風。
密閉車間應有機械送風,空氣經過過濾后送入車間,屋頂布有通風器,風管一般可用鋁板或塑料。
產品有特別要求者,局部地區可使用正壓系統和采取降溫措施。
3.7樓蓋
樓蓋是由承重結構、鋪面、天花、填充物等組成。
承重結構是梁和板,鋪面是樓板層表面層,它可保護承重結構,并承受地面上的一切作用力。
填充物起隔音、隔熱作用。
天花起隔音、隔熱和美觀作用。
頂棚必須平整,防止積塵。為防滲水,樓蓋最好選用現澆整體式結構,并保持1.5%~2.0%的坡度,以利排水,保證樓蓋不滲水、不積水。
3.8對建筑結構的要求
食品工廠生產車間的建筑結構大體上可分磚木結構、混合結構、鋼筋混凝土結構和鋼結構等。
(1)磚木結構
建筑物屋頂支承構件采用木制屋架,建筑物的所有重量由木柱或磚墻傳遞到基礎和地基上的結構為磚木結構,這樣的墻叫承重墻。這種結構因受木材長度和強度的限制,建筑物的跨度一般小于15m,往往在10~12m左右。由于食品廠生產車間一般散發的溫度和濕度較高,木材容易腐爛而影響食品衛生,所以,食品廠生產車間一般不宜選用這種結構。
(2)混合結構
混合結構的屋架用鋼筋混凝土,由承重墻來支持。混合結構一般只用作平房,跨度在9~18m,層高可達5~6m,柱距不超過4m。混合結構可用于食品工廠生產車間的單層建筑。
(3)鋼筋混凝土結構
鋼筋混凝土結構為食品工廠生產車間和倉庫等最常用的結構。在建筑的跨度、高度上可按生產要求加以放大,而不受材料的影響。該結構的跨度一般為9~24m,層高可達5~10m以上,柱距可按需要,一般為5~6m。
所謂鋼筋混凝土結構,其主要構件梁、柱、屋架、基礎均采用鋼筋混凝土,而墻只作為防護設施,這種結構叫鋼筋混凝土結構,也叫框架結構。這種結構可以是單層、也可以是多層,并可將不同層高,不同跨度的建筑物組合起來。因為這種結構強度高,耐久性好,所以是食品工廠生產車間常用的結構。
(4)鋼結構
鋼結構的主要構件采用鋼材,由于造價高,且需經常維修,故對溫、濕度較高的食品廠生產車間,則不適宜采用。
總之,食品工廠生產車間的一般單層或多層建筑,基本上選用鋼筋混凝土結構,而單層建筑亦可選用混合結構。食品工廠生產車間一般不宜采用磚木結構和鋼結構。