2008 年 5 月 12 日 发生的四川汶川 8 . 0 级强烈地震,四川遭受了重大损失,是我国历史上少有的特大自然灾害,举国悲痛,世界关注。这次大地震也给四川省食品工业造成较大损失,据初步统计,四川省共 722 家食品企业受损,死亡 31 人,受伤 313 人,失踪 15 人,受损总额 69 . 12 亿元,停产损失 67 . 35 亿元,工业增加值预计减少 112 . 76 亿元,灾后重建金额需 40 . 12 亿元。许多处于重灾区的白酒企业深受这次地震灾害的影响,地处绵竹、绵阳的白酒企业损失惨重,此外,邛崃、大邑、崇州等地白酒企业也因灾受损。本文从白酒企业的整体规划、单体建筑设计以及半成品贮存设备 ( 陶坛 ) 的安放等角度对酒厂今后的建设提出建议,抛砖引玉,供大家探讨。
1 本次地震对四川白酒企业造成的损失
1 . 1 重灾区白酒企业的损失受地震影响较大
四川剑南春集团有限责任公司, 2007 年在全国白酒行业产量统计中以 79109kL 位列第三。由于距离震中非常近,该公司的厂房建筑物部分损毁,其中包装二车间厂房坍塌, 15 万 m2 的库房在地震中变成了危房。相对于建筑物等硬件设施受到的损毁,基础酒和陈年酒受到影响,损失将近 30 %左右,损失在 10 亿元以上。
绵阳丰谷酒业厂房墙体拉裂,变压器爆炸,烟囱移位开裂,设备损坏,数百个储酒坛破裂,直接损失上亿元。
除剑南春与丰谷酒业外,一些中小型酒企也在此次地震中受到不同程度的损失。四川省绵春贡酒业有限公司的损失巨大, 5 名车间工人不幸遇难,厂区几乎完全损毁。四川绵竹一辉酒业有限公司损失 300 多 KL 原酒,厂房部分倒塌,水塔倾斜,直接经济损失 1400 万元左右……此外邛崃、大邑、崇州等地白酒企业也因灾有不同程度的损失。
1.2 造成重灾区白酒企业重大经济损失的主要原因
5 . 12 汶川特大地震之后,垮塌的建筑让人触目惊心。本是庇佑人类生存、遮风挡雨的家,在地球内部物质和能量的强烈运动下,转瞬成为废墟。
1.2.1 历史上少有的强烈地震
这次汶川大地震是历史上少有的大地震,而且发生在人口相对密集的成都平原边缘,震中的汶川县映秀镇和北川县县城烈度高达 11 度,造成了极大的破坏。
1.2.2 建筑物的抗震设防等级偏低
①现行建筑物设防等级偏低
我国现行的对建筑物的抗震设防等级,按地质结构、地震带等因素各地皆不同。这次地震发生在龙门山断裂带上,由西南向东北方向绵延 300 多 km 。所经过的成都、德阳、绵阳、广元等地对地震的设防等级都不相同,如成都地区按 7 级抗震设防,绵阳则是按 6 级抗震设防。同时因距震中的距离不同,其裂度也不相同,对建筑物的破坏程度也不同。总体来看,除这次特大地震破坏力巨大的因素外,我们的建筑抗震设计规范 GB50011-2001 对德阳市、绵阳市确定的设防等级偏低是一个重要原因。
②未经科学设计的建筑物普遍存在
众所周知,白酒行业是一个传统性的行业,从川酒近 30 年发展的历程来看,许多中小企业的发展是由小到大,逐步从作坊式的生产场地发展到现有的较大规模,发展过程中很可能出现今年建两间房,明年修一个车间的情况,加之白酒企业一般都地处郊外,建设部门监管较困难,另外从经济的角度出发,白酒厂建筑物的修建往往是自行设计自行施工。明显缺乏也不可能有厂区整体规划设计和抵御地震灾害的抗震设计。许多白酒企业往往是车间分散,甚至相隔数里。这也是中小型白酒企业较普遍的现象。在这次地震中这种类型厂的建筑
物损毁明显大于同地域的有设防考虑的建筑物。中国建筑科学研究院在灾后先后派出 60 多名专家赶赴四川、甘肃、陕西,开展震后建筑应急评估工作,对未倒塌房屋进行评估,进行震害调查,并得出了一系列数据和结论。
表 1 房屋震害调查
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程度 |
结构 |
特点 |
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严重程度 |
农房、砖混砌体结构、
底框结构等 |
建设年代较早的、抗震设防较低的房屋建筑 |
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中等损坏 |
砖混砌体结构、框架
结构等房屋建筑 |
损坏部分主要围护结构、加固后可继续使用 |
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损伤轻微 |
框架结构、钢结构等 |
近年来按照标准规范新建的房屋建筑 |
调查显示,严格按相关规范设计的建筑损坏程度较小。 1.2.3 贮存容器安置和设计上的缺陷
①贮存白酒的陶坛安置不合理
陶坛是公认的贮存优质白酒的最好容器,对白酒的老熟有明显的促进作用,一般用于贮存质量较好的基础酒和调味酒。但在 5.12 大地震中,受损最严重的恰恰是陶坛,其原因:一是陶坛自身性质决定的,机械强度和防震和抗撞击能力弱,容易破损;二是陶坛的放置过于密集,陶坛之间间距较小,同时陶坛缺乏固定和保护装置。在本次地震中陶坛相互碰撞、侧翻、外物撞击而破裂,导致大量优质基础酒和调味酒白白流失,给白酒企业造成重大经济损失。并有引发次生灾害的危险。
②金属贮罐设计上的缺陷
金属贮罐是近 20 年发展起来的大型贮酒容器,具有容量大,较陶坛坚固,制作亦容易,操作方便,占地面积小的特点,已在白酒生产中广泛应用。在本次大地震中金属罐中酒的损失相对较陶坛较少。主要损失表现为:第一,金属贮罐地基不牢,使金属罐倾斜或倾倒,造成罐内酒的外泄或流失;第二,金属罐底在地震时某侧边瞬间受力过大,金属罐底皱折变形,使酒外溢;第三,与金属贮罐联接管道的变形,破损,导致金属罐中的酒流失,使白酒企业蒙受损失。 ·
2 建筑结构造价与抗震措施
2.1 建筑结构造价
1976 年唐山发生大地震以后,我国开始重视建筑物的抗震性能,并根据不同地区的地质特点,设定了不同的建筑物抗震等级要求。专家介绍,设防标准每提高一度,建筑造价将会增加 20 %。
根据白酒厂设计主要建筑结构类别,以成都市建筑造价为例,在 7 度设防时白酒厂建筑结构造价对照表见表 2 。
表 2 白酒厂建筑结构造价比较
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结 构 |
钢结构 |
框架结构 |
排架结构 |
砖混结构 |
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造价(元 / 平方) |
600 |
1300 |
1200 |
800 |
2.2 抗震措施
随着工程实践和理论的发展,以隔振、减振、制振技术为特色的新的结构控制设计理论出现。
隔振是通过某种隔振装置,将地震动与建筑物隔开,以达到、减小振动的目的。北京地区较早的隔振建筑是北京东郊的防灾科技学院实验楼,其下设置了橡胶隔振垫系统,通过多年监测,隔振效果良好。除此之外,近些年还有很多建筑使用了滚动隔振装置、滑动隔振装置和摇摆支座隔振装置。
减振是通过采用一定的耗能装置,吸收或减耗地震传递给建筑物的能量,从而减轻结构的振动。减振方法主要有耗能减振、吸振减震等类型。吸振减震装置主要有调频质量阻尼器和调谐液体阻尼器,台北 101 大楼使用的就是这种抗震方法,通过在大楼上设置大型装置来 控制地震和风振影响。上述技术运用到白酒厂的建设中还需要一定的时间。
3 汶川地震后对白酒企业的建议
3.1 整体规划、合理布局
白酒企业的整体规划应按设计产量与生产工艺需求建设厂房,根据总平面工艺布置要求,总平面布置力求做到:合理规划,相对集中[FS:PAGE],紧凑美观,以达到工艺技术路线合理,运输管理方便,节省投资的目的。主要体现为以下几点:
3.1.1 建厂用地是否满足建厂基本要求:①地质条件适于白酒厂建厂,地下岩石结构能承受工厂的全部负荷;②有可靠的水源供应;③有足够的建厂用地面积和扩展余地;④靠近水陆交通要道;⑤有利于三废 ( 废水、废渣、废气 ) 处理。
3.1.2 办公、生产、生活按功能分区,在满足功能的前提下突出现代企业风范和酒文化内涵,使该区域具有较强的可观赏性和多功能特点。
3.1.3 生产区建筑布置形成人物分流的安全文明生产环境,布置严格按照工艺流程的走向合理安排车间位置,尽量避免交叉和迂回,使各种物料的输送距离为最小,同时将公用系统用量大的车间尽量集中布置,以形成负荷中心与供应来源靠近。
3.1.4 房屋建筑设计时,在满足工艺要求的情况下,根据房屋结构与抗震性表尽量选用抗震能力高的建筑结构形式,并严格按照修订后的《建筑抗震设计规范 GB50011-2001 》进行设计。
3.1.5 陶坛库与罐区贮存白酒火灾危险性属于甲类和丙类 ( 酒度 60%vol 以上为甲类 ) ,按规范要求确定建筑物的防火间距,进行防火分区,设立防火堤与消防设施,并将陶坛库与罐区尽量设置在厂区最低处。
3.1.6 厂区道路呈环形通道,满足厂内运输和消防要求。
3.2 各车间单体设计
3.2.1 原料及粉碎车间、成品库
目前情况:大多企业采用砖混结构,抗震能力差,本次地震中有较多坍塌现象。
建议:严格按照《建筑设计防火规范 GB50016-2006 》、《建筑抗震设计规范 GB50011-2001 》中规定对厂房进行设计,采用抗震能力较好的钢结构,在增加了安全性的同时还能节约投资。成品库进行特殊的基础隔震设计。
3.2.2 酿酒车间
目前情况:①大中型白酒企业由于使用行车等机械设备,一般采用排架结构,以剑南春和丰谷酒厂酿酒车间为例,在本次地震中主体结构未受损伤二酿酒窖池全部完好,部分车间屋顶和墙体受损,经清理修复之后即可恢复运转。有部分厂家在酿酒车间主体结构外建了辅 助用房,本次地震中辅助用房有坍塌现象;②小型白酒企业工艺采用手工操作,一般厂房采用自行建造的砖混结构,本次地震中有明显坍塌现象。
建议:①严格按照国家颁布的房屋建筑相关规范的规定对厂房进行设计;②大中型白酒企业酿酒车间继续采用框架结构建造,辅助用房建在主体结构内,但应提高地震设防等级;北方也有大型企业采用钢结构的形式 ( 缺点是使用寿命较短,维护费用较高 ) ;③小型白酒企业根据实际情况可以选择混合结构或钢结构。
3.2.3 陶坛库
目前情况:一般采用砖混结构或框架结构,本次地震中砖混结构坍塌较严重。由于陶坛属于易破碎容器,在本次地震中虽然有的陶坛库没有出现坍塌,但是由于地震时陶坛间相互碰撞、陶坛与地的碰撞、地震波对陶坛的影响等因素,贮存优质酒的陶坛遭到毁灭性破坏,是造成经济损失的主要原因。陶坛库内存放的大多为 60%vol 以上基酒,火灾危险性属于甲类,所以陶坛的破损很容易造成次生灾害。
建议:陶坛库设计严格按照《建筑设计防火规范 GB50016-2006 》、《建筑抗震设计规范 GBS0011-2001 》中规定设计,较其他车间提高抗震设防等级。设置防火分区,建筑结构采用框架结构或混合结构 ( 采用钢屋顶 ) ,并进行特殊的基础隔震设计,陶坛之间采用杯托式隔震设备固定,所有电气开关及设备均使用防爆产品。防止次生灾害的发生。
3.2.4 罐区
目前情况:①室内罐区:房屋建筑采用框架结构,由于室内罐区框架结构较高,房屋易发生坍塌;②室外罐区:分为简易大棚罐区与露天罐区,简易大棚罐区采用轻钢结构大棚,抗震能力较强;③酒罐:白酒厂酒罐一般容量为几吨到上千吨,都为薄壁不锈[FS:PAGE]钢容器,本次地震造成很多酒罐变形,致使酒罐中白酒大量损失。
建议:罐区设计除严格按照有关规范中规定设计,设置防火分区外,罐区建筑可采用轻钢结构大棚;酒罐基础采用基础隔震设计;酒罐外形尺寸设计合理;对酒罐内部设计进行必要改进,如增加龙骨等措施提高酒罐抗震能力;管道连接可适当采用部分软连接或双阀门等 司措施。所有电气开关及设备必须使用防爆产品,防止次生灾害的发生。
3.2.5 包装车间
目前情况:大型企业的包装车间多为大跨度的建筑形式,由于工艺需要,包装材料库常常设置于包装线上方的楼上,由于上部荷载较大故宜采用框架结构。
在本次地震中以剑南春包装二车间全部坍塌,包装一、三车间虽未坍塌但已经不适合多人生产活动,需要加固后才能使用。
建议:严格按照《建筑设计防火规范 GB50016 — 2006 》、《建筑抗震设计规范 GB50011 — 2001 》中规定设计,建筑结构采用框架结构,并进行特殊的基础隔震设计,包装车间是酒厂人员比较密集的建筑,必须设置足够多安全出口。
4 结论
分析了 5 · 12 汶川大地震对白酒企业造成重大经济损失的主要原因,并从白酒厂各车间单体建筑、工艺设备等方面的分析后得出结论,建议白酒厂在新建、改建、扩建时满足以下条件:
4.1 严格按照国家有关规范中规定设计;对重点车间可适当提高设防等级。
4.2 对白酒厂主要单体车间的建筑结构进行合理建议;逐步将隔振、减振、制振等技术应用到白酒厂房屋设计与生产设备安置中。
4.3 贮存容器安置要科学合理,同时对贮存容器应采取适当保护措施,大型贮存容器的设计要考虑底部抗压问题,特别要防止次生灾害的发生。
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