Основы проектирования промышленных зданий
Основы проектирования промышленных зданий
Основой индустриального промышленного строительства является заводское изготовление конструкций и их узлов, монтируемых на стройке с использованием современных средств механизации и автоматизации. Индустриализация невозможна без унификации и типизации зданий целиком, их частей (блоков), узлов (модулей) и отдельных конструкций. Использование крупноразмерных сборных конструкций и монтаж крупными узлами и блоками значительно повышают индустриальность строительства.
В промышленном строительстве широко применяются сборные железобетонные и стальные конструкции, а также монолитный железобетон, алюминий, дерево и пластмассы.
Основными направлениями повышения технического уровня и снижения стоимости промышленного строительства являются:
- объединение предприятий в промышленные узлы с использованием общих инженерных коммуникаций, вспомогательных, складских и обслуживающих зданий;
- блокирование производственных, вспомогательных и др. цехов (объединение нескольких цехов под одной крышей);
- строительство, в основном, одноэтажных промышленных зданий с пролетами одного направления, одинаковой высоты и ширины;
- использование универсальных типов промышленных зданий (павильонного типа, с межферменными этажами, с подпольными этажами и т.п.);
Рекомендуемые материалы
- замена мостовых кранов более эффективными видами внутрицехового транспорта: подвесными или напольными кранами, авто- и электрокарами и т.п.);
- снижение массы зданий за счет уменьшения расхода материалов;
- применение из стали и бетонов высоких марок, предварительно напряженных, тонкостенных и пространственных прогрессивных большепролетных конструкций;
- размещение технологического оборудования вне зданий или под навесами;
- удобное размещение бытовых помещений по отношению к рабочим местам с применением новейшего санитарно-технического оборудования.
Требования к промышленным зданиям
К промышленным зданиям предъявляют функциональные, технические, архитектурно-художественные и экономические требования.
Функциональные требования. Здания должны обеспечивать нормальное функционирование размещаемого технологического оборудования и нормальный ход технологического процесса в целом. Т.е. здание должно отвечать определенным эксплуатационным требованиям и создавать в помещениях нормальные санитарно-гигиенические условия для деятельности человека. С учетом функциональных требований назначают: объемно-планировочные параметры здания исходя из необходимого состава, площадей, высот и взаимосвязи помещений; вид и материал несущих и ограждающих конструкций; тип и грузоподъемность внутрицехового транспорта и обеспечивают нормальные санитарно-гигиенические условия в помещениях (освещенность, воздухообмен и т.п.).
Технические требования заключаются в обеспечении прочности, устойчивости, долговечности зданий и в возможности их возведения индустриальными методами.
Архитектурно-художественные требования заключаются в придании зданию выразительного архитектурного облика на основе фактуры и цвета поверхности ограждающих конструкций здания, пропорций отдельных его объемов и т.п.
Экономические требования достигаются: рациональной организацией технологического процесса; оптимальным использованием площади и объема здания; назначением соответствующих шагов колонн и ширины пролетов, этажности, материалов и т.п.
Классификация промышленных зданий
К промышленным зданиям относят здания, в которых осуществляются производственно-технологические процессы, связанные с выпуском определенного вида продукции.
По назначению промышленные здания подразделяют на следующие группы:
- Производственные, которые предназначены для основных процессов производства. К ним относятся прокатные, кузнечные, механосборочные и т.п. цеха.
- Подсобно-производственные здания, необходимые для вспомогательных процессов. К ним относятся ремонтные, тарные и т.п. здания.
- Энергетические, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром, газом. К таким сооружениям относят ТЭЦ, компрессорные, паровые установки т.п.
- Складские здания, предназначенные для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и пр.
- Транспортные, к которым относятся гаражи, электровозные депо и т.п. здания.
- Санитарно-технические здания, предназначенные для обслуживания водопровода, канализации и т.п. Это насосные станции, очистные сооружения, водохранилища, водонапорные башни и др.
- Вспомогательные и общезаводские здания, к которым относятся административные помещения, заводоуправления, столовые, медицинские пункты, ПТУ, пожарные депо и т.п.
;
На территории промышленных предприятий, в зависимости от их назначения, строят специальные сооружения такие как: резервуары, газгольдеры, градирни, эстакады, дымовые трубы и т.п.
Для конкретного производства состав зданий и сооружений, располагаемых на территории промышленного предприятия, зависит от назначения здания, его специализации и мощности.
По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания делят на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.
Одноэтажными проектируют здания для производственных процессов, связанных с необходимостью применения тяжелого громоздкого оборудования для изготовления крупногабаритных изделий, а также где возможны динамические нагрузки больших значений (кузнечные, прокатные, термические, литейные и т.п. цеха).
В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленным технологическим процессом с использованием тяжести сырья и полуфабрикатов, например, мельницы, химические заводы, хлебозаводы и т.п. производства.
Промышленные предприятия, в которых размещаются производства, связанные с горизонтальным и вертикальным технологическими процессами проектируют смешанной этажности. Многие предприятия химической промышленности имеют смешанную этажность.
В основном промышленные производства размещают в одноэтажных зданиях. Одноэтажные здания составляют до 80% от общего объема промышленного строительства.
В зависимости от количества пролетов одноэтажные здания делят на одно- и многопролетные.
По ширине пролетов различают мелкопролетные (L<12 м) и крупнопролетные (L>12 м) здания.
В современном промышленном строительстве основными типами являются многопролетные здания с широкими пролетами, в которых большие производственные площади не стеснены промежуточными опорами.
Применение железобетонных и армоцементных оболочек, стальных и алюминиевых ферм, пространственных систем и других высокопрочных легких конструкций покрытий позволяет строить большепролетные промышленные здания с пролетами равными 36, 42, 60 м и более. В таких зданиях, как правило, размещают цеха авиационных заводов, ангары, гаражи и т.п.
По типу застройки территории промышленные предприятия делят на здания сплошной и павильонной застройки. Здания сплошной застройки имеют значительные размеры в плане и являются многопролетными, а здания павильонной застройки имеют небольшую ширину и ограниченное количество пролетов.
По расположению внутренних опор различают ячейковые, пролетные и зальные здания.
Ячейковые здания имеют квадратную сетку колонн с малыми размерами пролетов и шагов.
В пролетных зданиях величина пролета значительно превышает величину шага опор.
В зальных зданиях расстояния между опорами достигают 100 м и более.
Многоэтажные промышленные здания, как правило, проектируют многопролетными в первых этажах которых располагают производства, имеющие тяжелое, крупногабаритное оборудование, а в верхних этажах – производства, опасные с точки зрения выбросов газа или других химических вредностей, а также пожароопасные производства.
Одноэтажные здания по сравнению с многоэтажными имеют следующие преимущества:
- облегчают установку технологического оборудования, упрощают пути грузовых потоков и позволяют использовать для перевозки грузов наиболее экономичный горизонтальный транспорт;
- имеют более простые объемно-планировочные и конструктивные решения;
- обеспечивают равномерную освещенность рабочих мест естественным светом за счет применения световых фонарей в покрытии здания;
- дают возможность организовать естественный воздухообмен в помещениях через светоаэрационные фонари;
- создают хорошую обозреваемость всех участков технологического процесса и удобную связь между производственными помещениями;
- легче и с большим эффектом поддаются унификации и типизации, а также блокированию.
К недостаткам одноэтажных зданий можно отнести:
- относительно большую площадь застройки, увеличивающую протяженность инженерных и транспортных сетей и повышающую расходы на благоустройство территории;
Бесплатная лекция: "Кастрация и грыжи" также доступна.
- большую площадь наружных ограждений, что повышает эксплуатационные расходы на содержание ограждений и поддержание заданных параметров внутренней среды.
Многоэтажные здания при нагрузках до 10 кН/м2 экономичнее одноэтажных. Они более гибки в отношении градостроительных требований (их можно размещать в городских кварталах, за исключением зданий с вредными производствами). В многоэтажных зданиях более удачно размещаются административно-бытовые помещения.
Недостатками многоэтажных зданий являются:
- потребность в вертикальных коммуникациях (лестниц, лифтов, подъемников);
- ограниченность ширины при условии естественной освещенности рабочих мест ( не более 24 м);
- высокий удельный вес подсобных помещений, проходов, проездов и т.п.
