1978年改革开放起步,宏州404厂也开始大规模基建,建筑总面积15万平方米,其中主联合厂房21000平方米,被称为八号工程,是当年宏州市十大重点工程之一。
八号工程长210米最宽处60米,主跨为2*27m两跨单层、部分二至四层的工业厂房。每跨各安装有两台50吨双勾双小车桥式吊车。
安有大型桥吊的中段是大型金工机床用武的天地:C61125A大型车床,10米龙门刨床,10米外园及内园磨床,大型立车、插床、铣床、插床、数控多工位机床·······等都被分区安放于这里,东段是预安装及总装配间等都需大吊车的工场,西端二楼则是普通车床、牛头刨床等小型机床工作区及半成品仓、刃具、量具及工具仓,辅助液、动力站中央集中控制室。二楼下则是变配电室、空压机房、真空泵房、风机房、润滑油站、冷却乳液供给回收处理站、坯料库、成品库、维修间等。而另一跨西端则布置冷作、焊接及热处理工场内有冲压机、剪切机、卷板机、抛丸喷砂除锈机、自动焊接机、热处理电热炉等。东端为石油化工设备生产线。
功能分区确定后,宇高开始考虑各建筑立面及与周围环境的协调,这里与厂围墙之间仅隔着厂行政办公楼、厂生产技术楼的厂前区。主南立面、东立面必须具有现代气息,南立面中部二楼是八号工程辅液、动力中央集控室,位于南立面视觉中心,对此作了特别的强调:在一幅梯形的蓝色玻璃幕墙两侧及飘檐上布置了风道和电缆竖井,形成粗线条并富雕塑感的“八”字型图案,除寓意八号工程的八字外,还寓意兴旺发达,即世俗认为的“八即发也”!
在南立面东侧有防火、疏散功能的直通屋顶的楼梯的“8”字形外窗,由于居高临下,故入夜也能很清晰地看到厂房内灯光显映的“8”字。西立面的窗刻意做成内凹的窄条窗,既可遮挡西边的灼热阳光,又可加强车间内西南端因体验虚实对比而采用实体墙造成的光线不足的室内采光度,并富有立体感。东立面用蓝色瓷砖筑成凸起的MM(mechanicalmill)两字表达了机械厂特有的标识。处于厂房最高处的西南角突出屋面的楼梯间与电梯机房屋面有意削了一斜角,使八号工程主厂与相对矮一点的旧厂房取得协调与均衡。
现代建筑提倡人与环境协调,宇高在中央集控室附近辟有休息间、茶水间、洗手间,操作人员工作劳累时可以在此小憩一会,在玻璃幕墙传入的阳光下观赏一下摆于室内的盆景花卉,松弛一下紧张的神经,以便又精神抖擞投入操作。
八号工程的联合主厂房另一个设计难点是振动和噪音控制,众所周知:声音是振动波产生并传播的,而有机器的地方就会因制造误差而产生不平衡的扰矩而产生振动和噪音,由于转速不同又会产生低频、中频、高频不同频率的噪声。这噪音是难以彻底消除的,对噪音只能控制在允许范围,噪音控制包括场地噪音控制与边界噪音控制两方面。前者涉及操作工人卫生、保健是否达标;后者涉及对外环境评价。噪音控制的方法一是吸音,另一个是隔音。前一种方法既花钱、技术上也难办到,消音的材料对音频是有选择性的,一般对高频和中频偏高的噪音吸音效果好一些,对低频噪音就没有什么吸音效果。隔音则包括联合厂房内各不同作业区之间隔断以防止噪音互相干扰,以及防电弧光等的光线污染。另一方面是对大噪音源的隔断。宇高与众设计师们想出了用“锁、分、引、挡”四招来降噪:
“锁”的意思是将真空泵、风机、空压机等噪音特别强又无人现场操作的设备集中布置,用砖墙、隔音板、隔音门等对其围蔽,把噪音锁在里面,减少外传。
“分”的意思是把窗户采光与通风的功能分开,下部为可开启的通风窗,有利于新鲜空气进入,最高处为带消音通道的铝百页窗,有利于室内热空气的排出,保证室内空气的换气次数。而中部则布置双层玻璃的隔音固定采光窗。
“引”即将真空泵汽水分离后的气体接入排气管引至屋顶向边界反方向排空。
“挡”一是在较大噪声机台周围用活动吸音屏风板挡住一次声对相邻机床操作人员的影响。二是在南立面外布置耸立的压缩空气贮罐,冷却乳液贮罐,氧气罐等挡住车间外传噪音确保边界噪声达标。
对振动的控制不但涉及本设备的正常运行,加工精度和影响机件磨损和寿命,而且影响厂房的振动和精密机床的加工精度。其中10m磨床基础的隔振设计就是确保磨床加工精度的关键。
经过计算,宇高计算出10m磨床自身机件误差与磨削工件的振动振幅,显示振幅在达标、不达标之间因各种因素不同而波动。为稳妥计,宜增加磨床基础的参振质量,加上基础持力层和下卧层土层软硬不均,宇高在10m 磨床钢筋混凝土基础下以1.2m桩距矩阵布置了水泥搅拌桩将荷载和振动传到更深的地基上,同时又增大了基础的参振质量。另外最关键的是将外来的机床振动及附近车辆行驶等产生的振动杂波均隔离在磨床基础之外,在10m磨床周边设置了200mm宽的隔振沟,外用L式钢筋混凝土挡土墙与外界土层隔开,隔振沟内填粗砂,地面的刚性地坪与磨床基础间留25mm宽缝,内灌不能传递振动的柔性防水胶泥。其它如10m龙门刨床,C61125A大型车床、立车等均设有隔振沟但则比磨床简单。
振动控制的第二个难题是小型机床如C615、C630车床,B635、B6050刨床,X51、X63W铣床,Z3040、Z535 钻床等上楼的建筑结构振动控制。对各种小机床振动的动力合成与叠加作用该如何计算,宇高分析后认识到:每一上楼的机床产生的振动波其力幅、频率、相位差与加工在线情况各不相同且是随机的,其多自由度体系的楼盖在随机扰力作用下的最大振型反应也不会在同一时刻到达。因此多台机台共同作用的反应合成是随机反应遇合的概率问题。显然不能减单地用单台最大响应绝对值算术相加,而应用“概率论”中随机函数在平稳、正态假定下得出的平方和再开方的计算公式:合成响应为各单台响应的平方和开方。因为这种方法考虑了随机反应遇合与振型遇合,有一定理论根据。
楼盖的参振质量又与楼盖的刚度与整体性有关,于是宇高将机床上楼的那部分楼盖设计为压形钢板上现浇钢筋混凝土梁板式,而且将加工精度要求较高的机床布置在一起,其楼板厚d≥(板跨度C)/14,一般及较粗要求的d≥C/16,框架主梁高跨比控制为1/10~1/8其余楼盖设计为预制楼面加整筑层的部分预制,部分现浇结构。
宇高对厂房内空间处理上又仔细进行考虑,由于桥吊的吨位大,厂房跨度为27m,柱距达9m,决定吊车梁采用鱼腹式后张预应力梁,形成内部空间两列吊车梁起伏的曲线美,极富韵律感。
出于对洁净度的要求,宇高还设计了27m主跨平行于纵轴的蓝白相间,凹凸交错排列的预应力反槽板与波形瓦的天花,反槽平板底油白色内墙涂料,波形瓦油天蓝色涂料,既解决了车间通风排气,又具有强烈的导向性,象征着走向蓝天,白云,蔚蓝的海洋,表达了人们对经济增长与环境同步发展的向往,以及走向蔚蓝,走向海洋,走向世界的决心。
整个建筑的装饰只用白与蓝两色,体现蓝天,白云、碧水的立意,营造自然、和谐洁净的环保氛围,立面蓝白相间,明快而清新,巧妙利用南面六个体量高大的贮罐,形成整个立面构图的视觉中心,表现了现代工业建筑的性格特征。
最后宇高考虑新材料、新结构、新工艺,一是楼地面面层,要求面层耐磨、防油、易清洗、防滑。宇高经过走访决定:楼面小机床操归作区采用西卡防滑纹理状环氧树脂涂料,既美观耐易、易清洁,又解决了室内防滑、防油和中等严重磨损的混凝土面处理问题。在首层行车道、仓库、维修间的地面水泥砂浆面层采用西卡地面硬化剂,表面硬度达到7-8,耐磨度提高10倍。
在大型磨床、大型龙门刨床、数控多工位机床等重要设备基础二次灌浆中采用无收缩高流动性自找平灌浆材料,流动度达到3分钟后260mm至300mm,三天强度达400kg/cm²。
屋面保温隔热层采用难燃连续聚苯乙稀板,其导热系数仅为0.03kca/m.h.℃,20mm厚的连续聚苯板的热阻比370厚的砖墙的热阻还大,而且有一定抗压强度。屋面防水层采用聚氯乙稀胶泥填缝,上铺两布三油防水卷材。
柱采用现浇,竖向主筋采用电渣压力焊接头,梁主筋用闪光对焊或平螺纹,构造筋用锥螺纹接头。