что называют блокированием при проектировании промышленных зданий

Блокированное производственное здание

Блокированное производственное здание — это промышленное сооружение, укрепленное на основе типовых секций (унифицированных) и в котором размещаются разнообразные производства.

Благодаря методу проектирования, который основан на объединении нескольких цехов одного предприятия или разных помещений в один корпус, отрасль получила совершенно новую стадию развития межотраслевых унифицированных строительных решений, возникшую вследствие существенного роста объемов промышленного проектирования и строительства. Блокированное производственное здание дает возможность совершенствовать типовое проектирование в современных условиях быстро изменяющихся технологий.

Помимо этого секционное блокирование производственных цехов дает возможность компоновать различные по номенклатуре производимых изделий предприятия. Также их можно компоновать и по характеристикам мощности и производить поочередное строительство.

Впервые секционное блокирование применили в 1955 — 1956 году при типовом проектировании организаций мясной промышленности. В дальнейшем блокирование секционное нашло применение в типовом проектировании предприятий целого ряда отраслей (легкая, пищевая, машиностроение, химическая и многие другие). Во многих отраслях промышленности данные нововведения типового проектирования заменили имеющуюся практику, когда каждое отдельно взятое предприятие создавалось в виде самостоятельного хозяйства со своими личными тарными и ремонтно — механическими мастерскими, складами, кузницами вспомогательными цехами и т. д., из-за чего затруднялась унификация и увеличивалась стоимость эксплуатации и строительства.

Осуществление проектирования промышленных предприятий на основе блокирования секционного предоставляет существенные технико — экономичные преимущества. К примеру, кондитерский цех, городской молокозавод и хлебозавод, ранее располагавшиеся на трех территориях в четырех зданиях различного характера, при секционном блокировании соединяются в одно здание, в трех цехах которого расположены вышеупомянутые производства, а в четвертом общие — административно бытовые помещения. В результате такого совмещения затраты на строительство сокращаются практически до 13 процентов, а площадь территории заводской сокращается на 44 процента.

Источник

Строй-справка.ру

Отопление, водоснабжение, канализация

Навигация:
Главная → Все категории → Совершенствование промышленных зданий

Площадь здания в существенной степени влияет на удельную (на 1 м2 площади) стоимость. Соответствующим образом построена и функция ср2 (F), отображающая изменение расходов на отопление и вентиляцию в зависимости от изменения площади здания.

Из графиков видно, что с увеличением площади производственного здания заметно снижается стоимость единицы его производственной площади. Это объясняется не только изменением доли затрат в зависимости от размеров площади стеновых ограждений, но и спецификой геометрических параметров зданий, характерных для различных размеров площади. Важно подчеркнуть, что аналогичная зависимость характерна и для эксплуатационных расходов, поскольку с увеличением площади здания уменьшается удельная (на 1 м2 площади здания) площадь ограждающих конструкций и, следовательно, сокращаются затраты на поддержание заданных параметров микроклимата в производственных помещениях. Таким образом, для снижения удельных капитальных вложений и эксплуатационных затрат следует стремиться к увеличению площади производственных зданий, к их укрупнению. Однако укрупнение зданий может иметь и свои негативные последствия, поскольку оно связано с увеличением сроков строительства. В настоящее время этот фактор приобретает все большее значение, так как объемы незавершенного строительства в нашей стране все еще не снижаются.

Одним из путей решения этого вопроса является компоновка зданий из секций, каждая из которых способна производить заданную продукцию без завершения строительства всего корпуса. Опыт такого строительства в отрасли точного машиностроения подтверждает целесообразность блочно-секционного принципа компоновки зданий, который обеспечивает большой экономический эффект.

Анализ проектов, выполненных в последние годы институтами Главстройпроекта Госстроя СССР, показывает, что количество мелких зданий в практике отечественного строительства еще достаточно велико. Эффективным, проверенным практикой способом увеличения площади зданий является блокирование различных производственных процессов в одном здании. Этот прием нашел в последние годы широкое применение в отечественной практике промышленного строительства. Разработанный впервые применительно к предприятиям мясо-молочной промышленности, этот прием распространился и на другие отрасли промышленности.

Так, например, в разработанном Промстройпроектом техническом проекте промышленной площадки предприятия машиностроения основное внимание было уделено максимальному блокированию производств и укрупнению зданий, что привело к уменьшению в два раза числа зданий и сооружений на генплане и позволило сократить территорию площадки на 48,3 га, или на 15% общей площади, отведенной под застройку. Учитывая, что стоимость инженерного освоения 1 га территории площадки составляет в среднем 84 тыс. руб., а затраты на возмещение потерь и в связи с отчуждением 1 га земли под строительство около 14 тыс. руб., — общая экономия за счет рациональных решений по генплану составила 4,9 млн. руб., снижение трудовых затрат в строительстве на 197 500 чел.-дн., или на 1 га освоенной территории составило 15,3 тыс. руб. Великолепными примерами реализации принципа блокирования различных цехов в одном производственном здании служат корпуса Волжского и Камского автомобильных заводов, Усть-Илим-ского целлюлозно-бумажного комбината, гиганта атомного машиностроения — «Атоммаша» и многих других. В настоящее время можно констатировать, что блокирование цехов основного производства в одном или нескольких крупных производственных корпусах широко применяется в практике промышленного строительства нашей страны.

Однако принцип блокирования может и должен быть распространен не только на цехи одного предприятия. Особое значение это положение приобретает при строительстве промышленных и коммунальных предприятий в черте города. К ним прежде всего следует отнести молочные и мясоперерабатывающие заводы, хлебозаводы, склады продовольственных и промышленных товаров, холодильники и овощехранилища, коммунальные гаражи, прачечные, предприятия по ремонту мебели и др. Для современной практики типично строительство этих предприятий в виде отдельных объектов, размещаемых на обособленных площадках с полным набором подсобных производств (табл. 21). Подобный подход характерен как при рассредоточенном в структуре городской застройки размещении предприятий, так и при включении их в состав промышленных узлов. Анализ практики строительства рассматриваемых объектов показывает, что отмеченная ситуация вызвана в основном односторонним узковедомственным подходом к проектированию объектов обслуживающей город промышленности. Исследования, выполненные в ЦНИИпромзданий Госстроя СССР, доказали целесообразность территориальной интеграции рассматриваемых предприятий на основе нового структурного элемента города — промышленно-коммуналь-ной зоны. Так как предприятия, входящие в состав промыш-ленно-коммунальной зоны, по санитарной характеристике относятся к IV—V классу вредности, их целесообразно размещать в городской черте, в непосредственной близости от жилой застройки. В этом случае удается существенно снизить стоимость транспортных перевозок, а также решить ряд социальных задач, в том числе сократить затраты времени на трудовые поездки и повысить занятость женского населения. Кроме того, возникает возможность использовать эстетический потенциал промышленной застройки для придания индивидуальных черт массовой жилой застройке, а это способствует решению одной из важных задач, стоящих перед архитекторами сегодня, — организации производственно-селитебных образований.

Застройка промышленно-коммунальных зон должна осуществляться не отдельными предприятиями, а на основе их группировки в специальные комплексы, образуемые из производств с близкими строительно-технологическими и санитарными требованиями, что обеспечивает возможность широкого использования секционного блокирования зданий.

В соответствии с этими требованиями может быть организовано 5 комплексов:
— торгово-складской, включающий склады продовольственных и промышленных товаров, распределительный холодильник, плодоовощную базу, фабрику-заготовочную;
— пищевой промышленности в составе хлебопекарных, пивоваренных производств, кондитерской фабрики, мясоперерабатывающих и молокоперерабатывающих производств;
— транспортных хозяйств, имеющих в своем составе гаражи автобусов и такси, станции технического обслуживания и др.;
— коммунального обслуживания, включающего комплексную базу служб эксплуатации инженерных сетей и сооружений города, базу дорожных и уборочных машин;
— бытового обслуживания населения, в котором сгруппированы фабрика-прачечная, фабрика-химчистка, предприятия по ремонту бытовых машин и приборов, ремонту и пошиву обуви и т. д.

Для промышленно-коммунальных зон, состоящих из полного или частичного набора перечисленных выше комплексов, должно предусматриваться кооперирование объектов вспомогательного и подсобного назначения, а также инженерных, сетей и транспортных коммуникаций.

Изложенные выше принципы размещения предприятий в промышленно-коммунальных зонах прошли широкую экспериментальную проверку на ряде объектов. Одним из первых был сооружен комплекс пищевых предприятий в Геленджике. Этот комплекс сформирован из 6 производств — хлебозавода, молокозавода, пивзавода, фабрики-заготовочной, холодильника и овощехранилища. Вместо 10 зданий по соответствующим типовым проектам было сооружено два 1-этажных здания высотой до низа несущих конструкций 6 м шириной 48 м и длиной соответственно 204 и 216 м.

Комплекс предприятии торговли и пищевои промышленности в Нижневартовске сформирован из хлебозавода, молокозавода, пивзавода, винзавода, фабрики-заготовочной, холодильника, промтоварной базы и овощехранилища. Все 8 производств размещены в двух 1-этажных зданиях высотой 6 м, шириной 72 м и длиной соответственно 132 и 324 м. Кроме того, возведено еще одно здание вспомогательного назначения. При привязке соответствующих типовых проектов пришлось бы построить 21 здание.

Мясо-молочный комбинат в Нижневартовске размещен в четырех зданиях и сформирован из двух производств — мясоперерабатывающего и молочного заводов. Основные производства размещены в одном 2-этажном здании с высотой этажей 4,8 м, шириной 36 м и длиной 108 м. В соответствии с типовыми проектами этих предприятий необходимо было бы построить 11 зданий.

Промышленно-коммунальная зона в Тобольске сформирована из пяти комплексов, объединяющих предприятия торговли, пищевой промышленности, автомобильного транспорта, культурно-бытового и коммунального назначения. В общей сложности в промышленно-коммунальную зону входит 21 предприятие и 7 объектов общеузлового назначения. Вместо 68 зданий по типовым проектам было запроектировано 34.

Промышленно-коммунальная зона в Усть-Илимске сформирована из пяти многоэтажных комплексов, объединяющих 14 предприятий пищевой промышленности, торговли и коммунально-бытового обслуживания. Количество зданий на этом объекте удалось уменьшить с 43 до 21.

Промышленно-коммунальная зона г. Старый Оскол состоит из комплексов предприятий торговли, пищевой промышленности, автотранспортных предприятий, предприятий коммунального обслуживания и общеузловых объектов. Вместо 47 зданий по типовым проектам было запроектировано 22.

Высокая эффективность блокирования предприятий промышленно-коммунального назначения послужила основанием для разработки предложений по соответствующим типовым решениям для вновь строящихся городов различной численности. Целесообразность такого решения имеет на своей площадке 51 здание, из которых в 28-и площадью от 1000—4000 м2 располагаются подсобные производства, а 11-и площадью от 270 до 3800 м2 — склады, в то время как корпуса основного производства располагают площадью 22 400—53 200 м2.

Авторемонтный завод имеет основное производство, располагаемое в корпусе площадью 23 559 м2 и 40 подсобных и складских зданий площадью от 90 до 900 м2.

Агрегатный завод в г. Людинове имеет 38 корпусов с одним производственным корпусом площадью 71 000 м2 и 37 со зданиями подсобного и складского назначения площадью от 240 до 1770 м2.

Во всех трех перечисленных выше объектах подсобные и складские объекты на генплане занимают более половины общей территории предприятия. Следует отметить, что приведенные примеры, к сожалению, не являются единичными. На рис. 7 приведены генпланы предприятий ряда отраслей промышленности, на которых вокруг крупных зданий основного производства располагается множество мелких зданий вспомогательного и складского назначения.

Повышение экономичности зданий подсобного и складского назначения должно идти по пути блокирования располагаемых в них технологических процессов. При этом блокирование может осуществляться в отдельно стоящих зданиях достаточно большой площади, зданиях, пристроенных к основному производству, и в помещениях, сблокированных с помещениями основного производства, т. е. располагаться под одной крышей с основным производством.

Каждое из перечисленных трех направлений должно найти экономически и функционально обоснованную область применения.

Соответствующие исследования начаты в десятой пятилетке в ЦНИИпромзданий, работающем по указанной проблеме с рядом проектных институтов.

Параллельно с разработкой конструктивных вариантов встроенных помещений с целью индустриализации их возведения начались работы по унификации параметров таких помещений. Анализ практики проектирования показал, что площадь встроенных помещений в одноэтажных производственных зданиях в среднем составляет около 20%, однако существенно колеблется (от 3 до 43%) в зависимости от размещаемого в здании технологического процесса. По назначению встроенные помещения используются для производственных целей (19%), подсобных помещений (46%), складских помещений (17%), вспомогательных помещений (15%) и лабораторий (3%).

Из приведенных данных видно, что наибольший объем встроенных помещений приходится на долю подсобных производств. Анализ показывает, что их номенклатура также достаточно велика и превышает 90 наименований. Площадь некоторых видов подсобных производств, размещаемых во встроенных помещениях, составляет от общей площади таких производств: энергоснабжение — 21%, теплоснабжение — 2%, водоснабжение и канализация — 2%, газо-и воздухоснабжение — 67%, транспортные службы — 1%, ремонтные службы — 7%. Наибольшая номенклатура помещений, состоящая из 24 наименований, присуща энергоснабжению: трансформаторные подстанции, электрощитовые, агрегатные и др. Наибольшую площадь (67%) занимают помещения служб газо- и воздухоснабжения,что оказывает значительное влияние на выбор их объемно-планировочных решений. Вентиляционное оборудование при расположении на перекрытии создает большие нагрузки и требуе-i обслуживания подъемно-транспортным оборудованием, устройства отверстий большого сечения в перекрытиях и стенах или перегородках для воздуховодов.

Анализ объемно-планировочных решений встроенных помещений показал, что они, как правило, зависят от принятой в 1-этажных зданиях ширины пролета. Встроенные помещения имеют высоту, равную или меньшую чем высота основного помещения. При меньшей высоте встроенные помещения различного назначения, как правило, объединяются в блоки, которые преимущественно располагаются вдоль наружных стен зданий. Размещение встроенных помещений у наружных стен обусловливается необходимостью устройства выходов из отдельных помещений непосредственно наружу, обеспечение ряда помещений естественным освещением, ввода в помещения сложных наружных коммуникаций. При необходимости приближения встроенных помещений к производству они размещаются между колоннами в зоне, не обслуживаемой мостовыми кранами, или в средней части пролетов.

Для вспомогательных помещений используют также од-но- и многоэтажные вставки, пересекающие здание в средней части на всю длину или ширину. Число вставок и их размеры определяются размерами соответствующих помещений. Анализ показывает, что во вставках возможно размещать до 70% всех помещений подсобного назначения.

Анализ расположения помещений показал, что площадь во вставках составляет 21% общей площади встроенных помещений, площадь выгороженных помещений (одной высоты с основным зданием) — 28%; встроенных в пролеты — 51%. Одноэтажные помещения составляют 39%, двух-и многоэтажные — 47%, на антресолях расположено 14% встроенных помещений. В цокольных и подвальных этажах подсобные помещения располагаются лишь в исключительных случаях.

Встроенные помещения, как правило, имеют унифицированные параметры. Так, в каркасном решении сетки колонн принимаются равными 6 X 6, 6 X 9 или 6 X 12 м, а высота этажей, кратной 0,6 м. В небольших помещениях площадью до 60 м2 иногда используется шаг колонн, равный 3 или 4,5 м. В помещениях с несущими стенами встречаются неунифицированные параметры объемно-планировочных решений.

Размещение встроенных помещений во вставках позволяет высвободить дополнительно производственные площади увеличивает площади, обслуживаемые мостовыми кранами, способствует созданию более четкого технологического процесса, уменьшает площадь затемненных помещений и позволяет более широко применять естественную вентиляцию. Анализ показывает, что во вставках может быть размещено до 70% помещений подсобно-вспомогательного назначения.

Анализ практики проектирования подтверждает разнообразие объемно-планировочных и конструктивных решений даже одинаковых по назначению помещений, нерациональное использование площади и объема производственного здания при расположении встроенных помещений с высотой, меньшей высоты основного помещения. Эти факты свидетельствуют о необходимости дальнейшей работы по упорядочению решений встроенных помещений с соответствующим дополнением номенклатуры действующих серий типовых конструкций.

Большое количество мелких отдельно стоящих зданий подсобно-вспомогательного назначения объясняется необоснованной привязкой типовых проектов без их блокирования. Для максимального блокирования подсобных производств и складов необходимо изменить типовые технологические проектные материалы по разным видам подсобных производств и складов с учетом утвержденных унифицированных габаритных схем зданий.

Следует отметить, что для подсобных и вспомогательных производств нельзя отказаться от типовых технологических проектных материалов и перейти на обычный способ проектирования, применяемый при разработке проектов основного производства. Это объясняется отсутствием в проектных отраслевых институтах квалифицированных специалистов по технологическим процессам, располагаемым в подсобных и вспомогательных зданиях. В этой ситуации отсутствие типовой проектной документации может снизить качество разрабатываемых проектов.

Анализ компоновок помещений подсобных производств в ряде отраслей промышленности показывает, что при блокировании отдельные помещения могут иметь различную форму (прямоугольную, квадратную) с разными размерами сторон. Местоположение их может изменяться без нарушения технологической последовательности процесса. В здании-секции отдельные производства могут размещаться в основном по трем компоновочным вариантам: с одной наружной стеной, с двумя наружными стенами, с тремя наружными стенами. Так, например, компрессорная, кислородная, азотная станции могут размещаться в здании-секции по трем перечисленным вариантам, а котельные, кислородно-газификациочные станции, как правило, по третьему варианту.

Типовые технологические проектные материалы должны включать технологическую, электротехническую и киповскую части проекта, а архитектурно-строительная часть должна быть в виде задания на проектирование, включающего указания по проектированию фундаментов под оборудование. Кроме того, эти материалы должны содержать рекомендации по возможным решениям блокирования данного объекта.

Анализ практики проектирования показывает, что набор подсобных производств и складов промышленных предприятий, даже одинаковых по выпускаемой продукции и мощности, не постоянен, и в зависимости от конкретных условий качественно и количественно изменяется. В этих условиях типовые комплексные проекты, в которых технологическая и строительная части разработаны с одинаковой степенью подробности, следует сохранить лишь для производств и складов, которые по санитарным, противопожарным и другим нормативным указаниям не подлежат блокированию с помещениями иного назначения.

Изложенный выше принцип блокирования подсобно-вспомогательных производств был проверен в экспериментальном проектировании зданий энергоснабжения предприятий машиностроения. В табл. 23 приведен состав четырех вариантов сблокированных производств, выбранных по условиям наиболее частого применения.

Все четыре варианта запроектированы в виде одноэтажного здания с пролетами 18 м и высотой 7,2 м, за исключением котельных залов в вариантах III и IV, где высота принята 14,4 м. Для зданий использованы типовые несущие и ограждающие конструкции.

Несколько по-иному решена задача блокирования вспомогательных производств на химических предприятиях. Многие производства химической промышленности характеризуются высоким уровнем автоматизации. А это позволяет обеспечить дистанционное управление технологическими процессами, при котором персонал находится в помещениях КИП, поэтому на химических предприятиях строится большое количество небольших по площади зданий КИП и других вспомогательных служб. В результате усложняется строительный процесс и не обеспечивается архитектурное единство в облике предприятий.

По данным отдела типового проектирования Госстроя СССР, годовой эффект за счет блокирования названных производств может достигать 50 млн. руб.

Навигация:
Главная → Все категории → Совершенствование промышленных зданий

Источник

Научно-технический портал «Технарь»

Разделы

Реклама

Реклама

Общие принципы объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий

Несмотря на многообразие производств и соответственно объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, могут быть выделены некоторые общие принципы этих решений. Среди них, прежде всего, следует выделить блокирование в одном промышленном здании некоторых производственных помещений, обслуживающих один технологический процесс, или некоторых цехов с разными технологическими процессами или даже разных промышленных предприятий.

Опыт проектирования показывает, что с помощью блокирования можно в отдельных случаях уменьшить площадь заводской территории на 30%, сократить периметр наружных стен до 50%, снизить стоимость строительства на 15—20%.

Вместе с тем блокирование, учитывая разные характеристики технологических процессов, может создать определенные трудности в объемно-планировочных и конструктивных решениях зданий, имея в виду возможные различные требования к размерам пространства, к метеорологи­ческому режиму, воздушной среде и пр.

Блокирование на территориях, с относительно неспокойным рельефом, может привести к неоправданному возрастанию объема земляных работ и снижению экономического эффекта. Поэтому блокирование целесообразно в тех случаях, когда характеристики технологических процессов (например, по нагрузкам, требованиям к среде и др.) относительно близки между собой и когда местные условия строительства не вызывают серьезных трудностей (например, по рельефу, размерам территории и пр.).

Следует отметить еще один положительный фактор блокирования — возможность объединения однородных вспомогательных цехов (например, ремонтно-механических, складских и т. п.) разных производственных процессов. Такое объединение дает возможность не только сократить требуемые объемы здания в результате уменьшения вспомогательных площадей, но и уменьшить количество персонала.

Рис.1. Блокирование в одном здании двух предприятий с различной технологией производства – текстильной фабрики и завода электротехнических изделий.

Наряду с блокированием сохраняет свое значение и павильонная застройка, когда она оправдана характером технологического процесса (например, сопровождаемого значительными тепло- и газовыделениями), местными условиями и главное — доказательными экономическими преимуществами.

На основании экономических соображений в промышленности приборостроения получил, например, применение так называемый «модульный принцип» формирования структуры предприятия, согласно которому предприятие состоит из нескольких авто­номных однородных единиц — «технологических модулей», размещаемых в отдельных небольших производственных зданиях (корпусах-модулях).

Экономический эффект достигают за счет введения в эксплуатацию сначала первого корпуса-модуля и получения готовой продукции, а затем последовательно вводимых других корпусов. Таким образом, к окончанию строительства последнего корпуса-модуля, т. е. к моменту окончания строительства предприятия в целом, оно выпускает готовую продукцию во все нарастающем объеме. Следует отметить, что при «модульном принципе» утрачиваются преимущества блокирования.

В решении вопроса о блокировании или применении павильонной застройки существенную роль наряду с перечисленными выше технологическими факторами играет экономика

Выбор этажности представляет собой одну из важных задач, решаемых в процессе проектирования.

Если характеристики технологического процесса допускают с одинаковой степенью целесообразность применения как одноэтажных, так и многоэтажных зданий, выбор этажности здания зависит от местных условий (площади участка, отведенного под строительство, его рельефа, климатических характеристик местности и т. п.), а также от технических и эко­номических показателей.

Следует иметь в виду, что одноэтажные здания позволяют более свободно размещать и перемещать оборудование при модернизации технологического процесса. В них относительно просто решается устройство подъемно-транспортного оборудова­ния и естественного освещения по всей производственной площади цеха. Вместе с тем одноэтажные промышленные здания требуют значительных территорий, которые, бывает часто трудно выделить по условиям застройки города, а с другой — городские территории имеют большую ценность в связи с наличием элементов благоустройства (дороги, подземные коммуникации и т. п.) и перспективами дальнейшего развития города. Строительство одноэтажных промышленных зданий в загородной зоне влечет за собой сокращение нередко ценных сельскохозяйственных угодий.

Следует иметь в виду, что в многоэтажных зданиях общая площадь всегда на 15—20% выше, чем в одноэтажных, за счет устройства лестниц, подъемников, большого числа других коммуникационных помещений. Поэтому при выборе этажности основным критерием считают экономические показатели, получаемые на основании сравнения вариантов возможных ре­шений, если какие-либо из технологических требований не определяют заведомо этажность.

Наконец, следует выделить принцип унификации решений зданий, который преследует получение относительно лучшего объемно-планировочного и конструктивного решения, способствует повышению гибкости или универсальности объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий, что имеет большое значение для ускорения научно-технического прогресса.

Повышение универсальности или гибкости производственных зданий достигают прежде всего в результате освобождения пространства, например, за счет увеличения сетки колонн и в необходимых случаях за счет повышения высоты помещения (в чистоте). Повышение универсальности также достигают некоторыми конструктивными мероприятиями, например, устройством в одноэтажных промышленных зданиях по всей его площади усиленного пола, допускающего установку оборудования в любом месте помещения без устройства специальных фундаментов.

Преследуя повышение универсальности, нельзя забывать об экономической стороне дела. Например, увеличение сетки колонн может привести к повышению стоимости конструкций покрытия из-за увеличения пролета или шага вертикальных опор. Поэтому, принимая то или иное решение, учитывающее условия повышения универсальности здания, необходимо проверить его экономическую эффективность.

Как указывалось, целесообразное решение промышленного здания определяют прежде всего экономичным использованием пространства, т. е. его площадей и объемов для того технологического процесса, для которого оно предназначено. Приблизительно требуемые производственные площади определяют по мощности предприятия на основе укрупненных отраслевых показателей выпуска готовой продукции в тоннах или рублях с I м2 площади. Отраслевые показатели выводят на основе показателей действующих од­нородных передовых в техническом и производственном отношениях предприятий.

При проектировании здания уделяют большое внимание не только рациональному расположению технологического оборудования, удобной транспортировке сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, но и правильной орга­низации рабочих мест, обеспечению безопасности и созданию условий труда, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям.

Объемно-планировочное решение должно быть возможно проще по своей форме. Здание прямоугольное в плане с параллельно расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты упрощает конструктивное решение, повышает степень сборности конструкций, сокращает число их типоразмеров.

Важный общий принцип объемно-планировочных решений — изоляция вредностей одних производственных помещений от других. Видимое влияние могут оказывать метеорологический режим, состав воздуха, шум, вибрация. Например, производства, технологический процесс которых сопровождается значительными тепло или газовыделениями, размещают в одноэтажных зданиях, при этом ширину и профиль таких зданий назначают с учетом обеспечения эффективной аэрации. Очевидно, при этом может быть предпочтительна павильонная застройка, обеспечивающая надежную изоляцию помещений с нормальным режимом. Производства, при которых в воздух могут выделяться ядовитые газы, пары и пыль в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы, располагают в отдельных помещениях, изолированных от других помещений зданий соответствующими ограждающими конструкциями.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий оказывают природно-климатические характеристики места строительства по тем­пературному и ветровому режимам, по количеству осадков и другим показателям. В суровых климатических условиях предпочтительны, например, здания с меньшей площадью наруж­ных ограждающих конструкций (блокированные, многоэтажные) в целях снижения теплопотерь и. следовательно, повышения экономичности здания в эксплуатации. Повторяемость, скорость и направление ветров, а также закономерности снегопереноса оказывают влияние на выбор профиля покрытия, если предусматривают аэрацию и естественное освещение через фонари. Характеристики светового климата вообще определяют решение естественного освещения, размеры светопроемов и размеры фонарей. Из сказанного следует сделать вывод, что климатические характеристики тщательно выявляют и учитывают при принятии проектного решения.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения оказывают требования пожарной безопасности. В соответствии с ними определяют наибольшую допускаемую этажность зданий, требуемую этажность зданий, требуемую степень огнестойкости их конструкций и наибольшую допускаемую площадь этажа между противопожарными пре­градами.

Если позволяет технологический процесс, помещения с производствами, наиболее опасными в пожарном отношении, располагают в одноэтажных зданиях у наружных стен, а в мно­гоэтажных зданиях — на верхних этажах. Из здания на случай воз­никновения пожара предусматривают возможность безопасной эвакуации людей, для чего проектируют эвакуационные пути и выходы.

Эвакуационные выходы для людей не предусматривают через помещения с производствами категорий А, Б и Е, а также через помещения в зданиях IV и V степени огнестойкости.

Категории производств А и Б — взрыво-, пожароопасные производства. Производства категории А характеризуется применением, хранением или образованием в процессе производства горючих газов, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28° С включительно при условии, что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом.

Производства категории Б характеризуются наличием горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28 до 61° С включительно; жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых 65 г/м3 и менее к объему воздуха, при условии, что указанные газы, жидкости и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.

Производства категории В, Г и Д — пожароопасные.

Производства категории В характеризуются наличием жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С; горючей пыли или волокон, нижний предел взрываемости которых более 65 г/м3 к объему воздуха; веществ, способных только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердых сгораемых веществ и материалов.

В качестве эвакуационных выходов используют предусматриваемые для, производственных целей проезды, проходы, лестницы, двери и ворота, за исключением ворот, предназначенных для пропуска железнодорожного транспорта.

Число эвакуационных выходов из каждого помещения должно быть не менее двух. Наружные пожарные лестницы, удовлетворяющие противопожарным требованиям, могут быть ис­пользованы в качестве выходов со второго и вышерасположенных этажей. В зависимости от категории пожарной опасности производства и степени огнестойкости здания расстояние от наиболее удаленного рабочего места до выхода наружу или в лестничную клетку принимают таким, чтобы люди могли покинуть помещение за то время, пока пребывание в нем допустимо, т. е. до тех пор, пока не распространится огонь и продукты горения.

Ширину коммуникационных помещений и дверей на путях эвакуации принимают в зависимости от числа людей, находящихся на наиболее населенном этаже (кроме первого), с таким расчетом, чтобы их пропускная способность полностью обеспечивала эвакуацию в заданное время.. В большинстве случаев конструкции одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий выполняют по каркасной схеме. Каркасные системы наиболее рациональны при значительных статических и динамических нагрузках, характерных для промышленных зданий, и значительных размерах перекрываемых пролетов.

Однако при небольших пролетах (до 12 м) и отсутствии тяжелого подъемно-транспортного оборудования вместо каркасных конструкций применяют конструкцию с несущими стенами. Основные конструктивные элементы таких зданий — стены, несущие конструкции покрытия (балки или фермы) и уложенные по ним плиты покрытия. Поскольку в промышленных зданиях обычно отсутствуют внутренние поперечные стены, устойчивость наружных стен достигается устройством пилястр, которые располагают с внутренней или наружной стороны стены, чаще всего в местах опирания несущих конструкций покрытия.

Несущим остовом одноэтажного каркасного промышленного здания служат поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.

Поперечная рама каркаса состоит из стоек, жестко заделанных в фундамент, и ригелей (ферм или балок), являющихся несущими конструкциями покрытия, опертых на стойки каркаса.

Наружные стены каркасных зданий представляют собой лишь ог­раждающие конструкции и поэтому решаются как самонесущие или навесные. Конструктивная система покрытия может быть беспрогонной или с прогонами. В первом случае по несущим конструкциям покрытия укладывают крупноразмерные плиты (па­нели). Во втором случае вдоль здания укладывают прогоны, а по ним в поперечном направлении — плиты небольшой длины. Беспрогонная схема покрытия по затратам материала более экономична.

При шаге колонн каркаса 12 м и более возникает необходимость устройства подстропильных конструкций, на которые через 6 или 12 м устанавливают ригели (балки) или фермы. В случае, когда отсут­ствует подвесной транспорт и несущей конструкцией ограждающей части покрытия служат железобетонные плиты длиной 12 м, надобность в подстропильных конструкциях при шаге колонн каркаса, равном пролету плит, отпадает.

В некоторых промышленных зданиях, например цехах металлургических заводов, подстропильные конструкции имеют значительные пролеты, в мартеновских цехах, где печи размещены в средней части здания, колонны каркаса среднего ряда распо­лагают с шагом 36 м.

Подстропильные конструкции выполняют в виде ферм, которые воспринимают либо нагрузку от покрытия, либо нагрузку от мостовых кранов (рис. 7, а).

Подстропильные фермы, перекрывающие пролет 72 м, выполнены по типу стальных мостовых ферм с клепаными соединениями (рис.7. в). В данном случае они воспринимают кроме нагрузки подкрановых балок нагрузки от отрезков колонн, которые вклепаны в подстропильные фермы.

Покрытия с несущими конструкциями в виде железобетонных балок или ферм с уложенными по ним плитами имеют приведенную толщину бетона 80—100 мм при собственной массе (весе) 1 м2 покрытия 200— 250 кг. При такой массе покрытия значительную часть бетона и арматурной стали расходуют на то, чтобы воспринять собственную массу конструкции. Поэтому наряду с этими конструкциями покрытий в настоящее время широко распространены облегченные конструкции с применением металлического профилированного настила с легким утеплителем, укладываемого по прогонам.

Весьма перспективны покрытия в виде тонкостенных пространственных конструкций: оболочек, сводов, складок и др., примеры которых рассмотрены далее. Известны решения про­странственных армоцементных покрытий, масса 1 м которых 45—55 кг, а приведенная толщина оболочки 15— 20 мм.

Многоэтажные промышленные здания проектируют, как правило, с полным сборным железобетонным каркасом и самонесущими или навесными стенами и, в отдельных случаях, с неполным каркасом и несущими стенами. Основные элементы каркаса — колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

При безбалочных перекрытиях функцию ригелей выполняют железобетонные плиты, располагаемые по разбивочным осям колонн. Колонны и ригели, соединенные жестко в узлах между собой, образуют рамы каркаса, которые могут располагаться поперек, вдоль или одновременно в обоих направлениях.

Междуэтажные железобетонные перекрытия служат жесткими горизонтальными связями: они распределяют горизонтальную (ветровую) нагрузку между элементами каркаса и обеспечивают совместную пространственную работу всех элементов каркаса здания.

Функцию вертикальных связей выполняют поперечные или продольные железобетонные стены, или крестообразные стальные элементы, устанавливаемые между колоннами, или жесткое ядро, образуемое сочетанием поперечных и продольных железобетонных стен, образующих лестничные клетки, лифты.

Сборные железобетонные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обеспечивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса, а горизонтальные — рамами и вертикальными связями (диафрагмами). При связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами каркаса, а горизонтальные — вертикальными связями.

Рамно-связевые системы имеют некоторые преимущества по сравнению с рамами, так как упрощаются узловые сопряжения элементов каркаса и их можно унифицировать, достигая неко­торое сокращение расхода стали за счет облегчения закладных деталей в стыках и уменьшения арматуры в колоннах.

В тех случаях, когда поперечные стены или лестничные клетки отсутствуют или расстояние между ними очень велико, а также когда перекрытия ослаблены отверстиями, обеспечить удовлетворительную работу сборного железобетонного каркаса рамно-связевой системы не представляется возможным. В таких случаях применяют сборный каркас рамной системы. В отдельных случаях каркас может быть решен с балочной конструкцией перекрытия и жестким железобетонным монолитным ядром. Ядро на всю высоту здания выполняют в подвижной опалубке.

Требования пожарной безопасности в конструктивных решениях промышленных зданий сказываются прежде всего в устройстве противопожарных преград., т. е. противопожарных стен (брандмауэров, рис. 8, а, б), противопожарных зон (рис. 8 е), а в многоэтажных зданиях — в устройстве несгораемых перекрытий.

Рис.4. Противопожарные преграды. а – поперечная противопожарная стена, б – продольная противопожарная стена, в – противопожарная зона, г – расположение противопожарных преград в плане.

Противопожарные преграды разделяют объем здания на отдельные части, ограничивая при возникновении пожара распространение огня пределами одной части здания. Кроме того, с помощью противопожарных преград выделяют наиболее огнеопасные помещения.

Противопожарные преграды выполняют из несгораемых конструкций. Противопожарные стены располагают поперек или вдоль здания, разделяя междуэтажные перекрытия, покрытия, фонари и другие конструктивные элементы из несгораемых или трудносгораемых материалов. Противопожарные стены устанавливают на самостоятельные фундаменты либо на несущие несгораемые конструкции перекрытий.

Противопожарные стены выполняют выше уровня кровли на 0,6 м, если хотя бы один из элементов покрытия, за исключением кровли, выполнен из сгораемых материалов, и на 0,3 м если все элементы покрытия, за исключением кровли, выполнены из трудносгораемых и несгораемых материалов.

Противопожарные стены зданий с несгораемыми покрытиями могут не разделять покрытий и не возвышаться над кровлей независимо от группы ее возгораемости.

В цехах, оборудованных мостовыми кранами, противопожарные стены располагают только в верхней части здания. Расстояния между противопожарными степами назначают в зависимости от категории пожарной опасности производства. степени огнестойкости, этажности здания и приводятся в строительных нормах и правилах. Устройство проемов в противопожарных стенах не рекомендуется.

Противопожарные зоны устраивают шириной не менее 6 м. Они перерезают здание по всей его ширине. На участках противопожарных зон все конструктивные элементы здания вы­полняют из несгораемых материалов. Если противопожарная зона расположена вдоль здания, то она представляет собой противопожарный пролет, все конструкции которого изготовляют также из несгораемых материалов (рис. 8, г). По краям противо­пожарной зоны устраивают из несгораемых материалов гребни, размер которых принимают аналогично выступам противопожарных стен.

Источник