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摘要：山地工业建筑由于特殊工艺设计要求以及复杂的地形，竖向设计需考虑建筑的工艺需求、交通联系及交通量需求、场地排水设计、土石方平衡等诸多因素。本文结合山地建筑以及工业建筑的特殊性，分析了影响山地工业建筑竖向设计的几个因素。
关键词：山地；工业建筑；竖向设计
引言
山地建筑中包括的建筑类型也分为工业建筑和民用建筑两大类，本文探讨的内容，是指山地工业建筑的场地竖向设计。与其他建筑相比，山地工业建筑的场地设计限制因素相对较多，需结合地形现状、工艺要求、交通量需求、土石方平衡、场地设计标高等因素综合确定竖向设计方案。
1 山地工业建筑地形分析
对山地工业而言，其主要特点是地形复杂，有高度、坡度和小气候引起的各种变化，而且，由于坡地阻隔、地形起伏，亦增加了交通联系的复杂性和难度。场地地形高程分析是进行场地竖向设计的前提和基础，场地的适宜与不适宜建设用地范围、场地竖向台地处理方式，都需要现状地形的高程以及现状用地功能分析提供依据。
1.1坡度分析
从合理利用土地资源出发，对山地城市而言，工业用地一般在远离中心城市的城市边缘地带，场地的自然地形往往往往被山水围绕并且起伏不平的，很难满足工厂总平面面设计中各种大体量建构筑物、设备和场地雨排水的设计标高，因此应在前期对建设场地进行坡度分析，以判断建设可行性与其中设计注意事项，分析如下表所示：
1.2高程分析
对于山区地形，高程分析是场地分析的重要环节，是场地进行竖向设计的前提条件。通过不同场地标高区间的范围分析，从而分析场地内的高差关系。通过上述分析，找出工业场地用地范围内坡度比较适合建设、坡向较好、高差较小的区域进行工业生产中各功能分区的布局，并依据对地形标高的分析大致确定场地内标高，作为后期竖向设计过程的依据。
2 满足工艺要求
在工业生产中，各类工业建筑的竖向设计都是为更好满足工艺生产，有效联系各生产区块为基本设计原则的。在山地工业建筑的竖向设计过程中，由于其地形与周边环境的复杂性，更需要了解基本工业项目的工艺流程与其工艺特点和结构，结合现有地形地貌，变不利因素为有利条件进行工业建筑的布置，在工业建筑设计中，原料系统中的上料运输系统就可以充分利用地形高差，布置在场地地势较高出，以减小原材料的提升距离；工业循环水处理区域布置的位置应比主要生产车间低，以方便回水自流，减少水泵设备的设置数量；在收尘与除尘系统中，收尘与除尘风机的地坪设计标高一般比收尘、除尘器本体高，以减少管道弯头，增加收尘、除尘效果；
交通联系中，楼层平台有汽车运输要求的建筑地坪设计标高比周围大部分建筑低，以减小道路坡度，方便运输。另外，一般可将铁路车站布置成一个水平，贮矿场布置在另一个水平；主井生产系统的建筑物布置成一个水平，副井生产厂房及与其有联系的坑木场、机修厂、材料库布置成一个水平，行政福利建筑物布置戊一个水平。其他如变电所、油脂库等运输联系不多的建筑物可布置在单独的地方。
3 竖向设计
地块的竖向设计是对项目用地的自然地形、建构筑物、室外场地及道路、景观绿化进行垂直方向的高程（标高）设计；既满足使用要求，使建筑的体量和外形与其围合的空间相呼应；又要满足经济、安全和景观等方面的要求。竖向设计的基本内容：根据土地整体利用布局选择场地的竖向设计方式和场地的平整方式，确定场地各地块平整的标高，力求减少土石方的外购量和外运量；确定建构筑物室内外地坪标高，场地四邻的道路、水面、地面的关键性标高，以及景观设计中水景，地形、台地、院落的控制性标高；挡土墙、护坡或土坎顶部和底部的主要设计标高及护坡坡度；排水的构筑物（排洪沟、排水沟、截洪沟等）。
3.1 竖向设计形式比较
工业场地竖向布置形式分为水平式布置、台阶式布置、混合式布置。水平式布置一般为地形平坦或具有较小坡度时，工业场地可布置在一个水平上面，这种布置方式土方量小，但占地面积较大。台阶式布置则是当地形为单面陡坡时（坡度超过47％），工业场地布置成台阶式的，并应处理好台阶划分、台阶高度及宽度、运输联系、竖向排水等问题。用这种布置方式时，工业原料可根据地形高差进行自重运输，同时也可根据地形标高减少场地平整土石方工程量。
混合式布置当地形具有多面坡度或具有几个不同水平的整平面时，场地布置可分为若干个区段，每一区段具有不同的斜坡或不同的水平；即所谓按不同水平分区布置。这种布置方式适用于地形崎岖的大面积工业场地，各工业厂房与构筑物应按生产系统和运输联系的方便条件分区布置。工业场地竖向布置一般结合地形选择混合式布置较多，把自然起伏的地形，加以适当改造，合理确定标高，尽量减少土石方量并满足生产和交通运输要求。
3.2 土方平衡方式
评定竖向布置的一项主要技术经济指标是土方工程量。合理的竖向布置可以土方工程量少，或者挖方与填方数量大致平衡。选择场地竖向布置方式，确定按平坡式、台阶式还是混合式人工地合理确定各部分的标高，力求减少土方量，并满足使用功能和建筑、道路等的布置要求，使场地内外能够相互衔接。并满足场地自然排水要求坡度。
场地内土石方平整有两种方案可供选择，即完全平整和局部平整。
完全平整是将整个项目区作为一个平整单元，按某一设计高程进行土地平整。这种方案的优点是能够最大限度地挖掘土地利用潜力，使场地达到总体平整，便于布置各生产区；其缺点是：填挖方工程量大，投资量大，费时、费工。
局部平整以项目不同功能分区区块为平整单元，根据各生产区块的地形地势特点，以各个功能分区区块设计标高进行场地平整，尽量使得场地内土石方的开挖与回填基本平衡，并结合开挖与回填的造价，项目周边建设中各项工程的要求、市政道路以及项目场地内部道路标高来确定最终的地块设计标高。各个场地平整区块之间允许有一定的高差的前提下，项目区地势平缓、地势起伏比较小，山地地形一般在项目区相对高差不大，周边环境复杂程度较小区域采取局部平整的方案。
不同的生产工艺方案以及不同的地质情况，回填量、土壤松散系数、沉降系数也不尽相同，回填量及回填方案也千差万别，因此需要现场踏勘详细后拟定场地土方平整方案，计算并确定填挖土方工程量，选定弃土和取土的地点。安排场地的土方工程并不受洪水侵害，避免场地积水和场地沿着道路坡度排出。确定场地内由于挖方、填方等而必须建造的工程构筑物，即护坡、挡土墙以及排水构筑物如散水坡、排水沟等，进行有关构筑物的具体设计。
3.3交通分析
在工业生产中，道路结构不仅对各功能区块进行分隔，还是联系各生产环节的纽带，并将各功能分区紧密联系。合理的路网结构以及道路标高，不仅可以满足生产和交通运输要求，还能尽量减少土石方量。
由于山地地形高程变化较为复杂，一般由道路至地形，再由地形至道路。经过几次反复调整，并结合不同方案土石方计算结果，进行分析比较，最后确定合理的结果；场地道路出入口衔接场地外道路的高程，是场地内道路与整个场地竖向控制高程设计的条件、依据和控制高程。
在工业生产的各功能分区中，从工业原料区到各个生产环节，最后到成品等环节中交通联系都有很重要的地位。为使建筑物之间交通运输联系方便、简捷、通畅，对于生产上有密切运输联系的车间、仓库、堆场，其地坪标高应与相邻场地标高有合理的衔接，使进入车间的道路的标高和纵坡度符合技术规定；对于没有运输要求的建构筑物，其相互联系可仅按人行和排水要求考虑。从确定主要道路中线交点、折点、起伏变化点的标高开始．计算出道路分段长度与坡度，使道路成为一个高低不同各点相连的立体网架。这个立体网架控制着整个地形，一切工程标高都与它发生关系，受它的影响和制约。
4 场地排水
山地工业建设场地中，确定建、构筑物与露天台、场、仓库的室内标高，—般是场地的最高点、室外四角标高要低，有关道路、铁路、排水沟（渠）等的控制点标高，一般是场地更低地段。按场地条件，不能挡水存水，沟渠还要流水通畅。拟定场地的排水方案，保证地面雨水的顺利排出，水淹。一般场地顺序为建筑室外四角向场地外缘排水，点应高于洪水水位0.5米。
对于山地工业场地，应确定其厂区汇水范围以及汇水面积，以保证整个场地不出现大面积积水，避免雨水倒灌，从而影响正常生产，根据山地现场雨水汇集情况计算是否设置截洪沟，用以将山上的洪水从场地两侧引走，尽量不应在场地中央穿过。截洪沟距离挡土墙、护坡顶部外缘，以及建（构）筑物外墙均不小于 5m。远离城市的场地，在建设初期，由于排除雨水的管道没有形成，场地内的地面雨水可采用明沟或带盖板的暗沟排除。明沟或暗沟应与道路设计密切配合。明沟坡度不应小于 0．3％（湿陷性黄土地区不小于 0．5％），当明沟直接排人河、湖时，其出口标高不得低于河、湖正常水位，且宜在洪水位以上。明沟的深度和宽度应通过对场地的汇水面积以及屋面的汇水面积计算来确定。
5 结语
山地工业建筑竖向设计不是一个单一的设计过程，处理好其中的各类竖向问题，把山地地形各种复杂的不利因素变为有利条件，再因地制宜进行工程技术处理，结合工艺流程统筹考虑，以节地、节材为目标，兼顾美化山地空间环境，最终才能实现工厂生产使用以及使用的合理性与经济性。
参考文献：
[1]廖祖裔．工业建筑总平面设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，1984．
[2]CJJ83-99，城市用地竖向规划规范[S].
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[4]重庆建筑工程学院建筑系．建筑总平面设计[M]．北京：中国建筑工业出版社.1984．
论文作者:左静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
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