Основи проектування промислових будівель

Основою індустріального промислового будівництва є заводське виготовлення конструкцій і їх вузлів, що монтуються на будівництві з використанням сучасних засобів механізації і автоматизації. Індустріалізація неможлива без уніфікації і типізації будівель цілком, їх частин(блоків), вузлів(модулів) і окремих конструкцій. Використання великорозмірних збірних конструкцій і монтаж великими вузлами і блоками значно підвищують індустріальність будівництва.

У промисловому будівництві широко застосовуються збірні залізобетонні і сталеві конструкції, а також монолітний залізобетон, алюміній, дерево і пластмаси.

Основними напрямами підвищення технічного рівня і зниження вартості промислового будівництва є:

- об'єднання підприємств в промислові вузли з використанням загальних інженерних комунікацій, допоміжних, складських і обслуговуючих будівель;

- блокування виробничих, допоміжних та ін. цехів (об'єднання декількох цехів під одним дахом);

- будівництво, в основному, одноповерхових промислових будівель з прольотами одного напряму, однакової висоти і ширини;

- використання універсальних типів промислових будівель (павільйонного типу, з міжфермовими поверхами, з підпільними поверхами, тощо);

- заміна мостових кранів ефективнішими видами внутрішньоцехового транспорту : підвісними або підлоговими кранами, авто - і електрокар, тощо);

- зниження маси будівель за рахунок зменшення витрати матеріалів;

- застосування із сталі і бетонів високих марок, заздалегідь напружених, тонкостінних і просторових прогресивних великопролітних конструкцій;

- розміщення технологічного устаткування поза будівлями або під навісами;

- зручне розміщення побутових приміщень по відношенню до робочих місць із застосуванням новітнього санітарно-технічного устаткування.

Вимоги до промислових будівель

До промислових будівель пред'являють функціональні, технічні, архітектурно-художні і економічні вимоги.

Функціональні вимоги. Будівлі повинні забезпечувати нормальне функціонування розміщуваного технологічного устаткування і нормальний хід технологічного процесу в цілому. Тобто будівля повинна відповідати певним експлуатаційним вимогам і створювати в приміщеннях нормальні санітарно-гігієнічні умови для діяльності людини. З урахуванням функціональних вимог призначають: об'ємно-планувальні параметри будівлі виходячи з необхідного складу, площ, висот і взаємозв'язку приміщень; вид і матеріал несучих і огороджуючих конструкцій; тип і вантажопідйомність внутрішньоцехового транспорту і забезпечують нормальні санітарно-гігієнічні умови в приміщеннях (освітленість, повітрообмін, тощо).

Технічні вимоги полягають в забезпеченні міцності, стійкості, довговічності будівель і в можливості їх зведення індустріальними методами.

Архітектурно-художні вимоги полягають в наданні будівлі виразного архітектурного вигляду на основі фактури і кольору поверхні конструкцій будівлі, що захищають, пропорцій окремих його об'ємів, тощо.

Економічні вимоги досягаються: раціональною організацією технологічного процесу; оптимальним використанням площі і об'єму будівлі; призначенням відповідних кроків колон і ширини прольотів, поверховості, матеріалів, тощо.

Класифікація промислових будівель

До промислових будівель відносять будівлі, в яких здійснюються виробничо-технологічні процеси, пов'язані з випуском певного виду продукції.

За призначенням промислові будівлі підрозділяють на наступні групи:

- Виробничі, які призначені для основних процесів виробництва. До них відносяться прокатні, ковальські, механо-складальні і тому подібні цехи.

- Підсобно-виробничі будівлі, необхідні для допоміжних процесів. До них відносяться ремонтні, тарні і тому подібні будівлі.

- Енергетичні, такі, що забезпечують підприємство електроенергією, стислим повітрям, парою, газом. До таких споруд відносять ТЕЦ, компресорні, парові установки, тощо.

- Складські будівлі, призначені для зберігання сировини, заготівель, напівфабрикатів, готової продукції і інші.

- Транспортні, до яких відносяться гаражі, депо електровозів і інші будівлі.

- Санітарно-технічні будівлі, призначені для обслуговування водопроводу, каналізації і тому подібне. Це насосні станції, очисні споруди, водосховища, водонапірні вежі та інші.

- Допоміжні і загальнозаводські будівлі, до яких відносяться адміністративні приміщення, заводоуправління, столові, медичні пункти, ПТУ, пожежні депо і інші;

На території промислових підприємств, залежно від їх призначення, будують спеціальні споруди такі як: резервуари, газгольдери, градирні, естакади, димарі і тому подібне

Для конкретного виробництва склад будівель і споруд, що розташовуються на території промислового підприємства, залежить від призначення будівлі, його спеціалізації і потужності.

За архітектурно-конструктивними ознаками промислові будівлі ділять на одноповерхові, багатоповерхові і змішаної поверховості.

Одноповерховими проектують будівлі для виробничих процесів, пов'язаних з необхідністю застосування важкого громіздкого устаткування для виготовлення великогабаритних виробів, а також де можливі динамічні навантаження великих значень (ковальські, прокатні, термічні, ливарні і тому подібні цехи).

У багатоповерхових будівлях розміщують виробництва з вертикально спрямованим технологічним процесом з використанням важкої сировини і напівфабрикатів, наприклад, млина, хімічні заводи, хлібозаводи і тому подібні виробництва.

Промислові підприємства, в яких розміщуються виробництва, пов'язані з горизонтальними і вертикальними технологічними процесами проектують змішаної поверховості. Багато підприємств хімічної промисловості мають змішану поверховість.

В основному промислові виробництва розміщують в одноповерхових будівлях. Одноповерхові будівлі складають до 80% від загального об'єму промислового будівництва.

Залежно від кількості прольотів одноповерхові будівлі ділять на одно- і багатопролітні.

По ширині прольотів розрізняють мілко пролітні (L<12 м) і крупнопролітні(L>12 м) будівлі.

У сучасному промисловому будівництві основними типами є багатопролітні будівлі з широкими прольотами, в яких великі виробничі площі не обмежені проміжними опорами.

Застосування залізобетонних і армоцементних оболонок, сталевих і алюмінієвих ферм, просторових систем і інших високоміцних легких конструкцій покриттів дозволяє будувати вкликопролітні промислові будівлі з прольотами рівними 36, 42, 60 м і більше. У таких будівлях, як правило, розміщують цехи авіаційних заводів, ангари, гаражі і тому подібне

За типом забудови території промислові підприємства ділять на будівлі суцільної і павільйонної забудови. Будівлі суцільної забудови мають значні розміри в плані і є багатопролітними, а будівлі павільйонної забудови мають невелику ширину і обмежену кількість прольотів.

По розташуванню внутрішніх опор розрізняють осередкові, пролітні і зальні будівлі.

Осередкові будівлі мають квадратну сітку колон з малими розмірами прольотів і кроків.

У пролітних будівлях величина прольоту значно перевищує величину кроку опор.

У зальних будівлях відстані між опорами досягають 100 м і більше.

Багатоповерхові промислові будівлі, як правило, проектують багатопролітними в перших поверхах яких розташовують виробництва, що мають важке, великогабаритне устаткування, а у верхніх поверхах - виробництва, небезпечні з точки зору викидів газу або інших хімічних шкідливостей, а також пожежонебезпечні виробництва.

Одноповерхові будівлі в порівнянні з багатоповерховими мають наступні переваги:

- полегшують установку технологічного устаткування, спрощують шляхи вантажних потоків і дозволяють використати для перевезення вантажів найбільш економічний горизонтальний транспорт;

- мають простіші об'ємно-планувальні і конструктивні рішення;

- забезпечують рівномірну освітленість робочих місць природним світлом за рахунок застосування світлових ліхтарів в покритті будівлі;

- дають можливість організувати природний повітрообмін в приміщеннях через светлоаераційні ліхтарі;

- створюють хорошу обзорність усіх ділянок технологічного процесу і зручний зв'язок між виробничими приміщеннями;

- легше і з великим ефектом піддаються уніфікації і типізації, а також блокуванню.

До недоліків одноповерхових будівель можна віднести:

- відносно велику площу забудови, що збільшує протяжність інженерних і транспортних мереж і що підвищує витрати на благоустрій території;

- велику площу зовнішніх обгороджувань, що підвищує експлуатаційні витрати на зміст огороджень і підтримку заданих параметрів внутрішнього середовища.

Багатоповерхові будівлі при навантаженнях до 10 кН/м2 економічніше за одноповерхові. Вони гнучкіші відносно містобудівних вимог (їх можна розміщувати в міських кварталах, за винятком будівель з шкідливими виробництвами). У багатоповерхових будівлях вдаліше розміщуються адміністративно-побутові приміщення.

Недоліками багатоповерхових будівель є:

- потреба у вертикальних комунікаціях (сходів, ліфтів, підйомників);

- обмеженість ширини за умови природної освітленості робочих місць ( не більше 24 м);

- висока питома вага підсобних приміщень, проходів, проїздів і тому подібне