8434

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Бобылёв В.Н., Едукова Л.В., Рыскулова М.Н., Дымченко В.В.

Архитектура зданий и сооружений Архитектура промышленных зданий Часть 3

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям, выполнению курсовой работы по дисциплине «Архитектура зданий и сооружений»

для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство

Нижний Новгород ННГАСУ

2022

УДК

Бобылёв В.Н., Архитектура зданий и сооружений. Архитектура промышленных зданий: учебно-методическое пособие / В. Н. Бобылёв, Л. В. Едукова, М. Н. Рыскулова, В. В. Дымченко ; Нижегородский государственный архитектурностроительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 80 с. : ил. – Текст : электронный.

В пособии содержится информационный материал в помощь студентам по выполнению курсовой работы по дисциплине «Архитектура зданий и сооружений». Рассматриваются конструктивные решения общественных зданий с кирпичными стенами и конструкции одноэтажных промышленных зданий с несущим каркасом.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлению подготовки 08.03.01. Строительство, направленность (профиль) Промышленное и гражданское строительство.

© В. Н. Бобылёв, Л. В. Едукова, М. Н. Рыскулова, В. В. Дымченко, 2022

© ННГАСУ, 2022.

4

Промышленные здания

1.1. Введение

Пособие состоит из четырех разделов. В первом разделе изложены общие принципы проектирования промышленных зданий. Приводится классификация промышленных зданий, дана информация об основных функциональнотехнологических, технических, архитектурно-художественных, экономических и экологических требованиях к промышленным зданиям, а также о физикотехнических факторах проектирования.

Во втором разделе рассматриваются объемно-планировочные решения промышленных зданий, особенности унификации и типизации в промышленном строительстве.

Третий раздел посвящен проектированию генеральных планов промышленных зданий.

В четвертом разделе рассматриваются конструктивные решения одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий. Особое внимание уделено проектированию зданий в сборном железобетонном и металлическом каркасе.

1.2. Основные положения проектирования промышленных зданий

Одной из основных задач при проектировании промышленного района, промышленного узла или отдельного здания является организация производственной среды, в которой протекает технологический процесс, в соответствии с нормативными положениями, технологическими, архитектурнохудожественными и другими требованиями.

1.3. Требования, предъявляемые к промышленным зданиям

Требования к промышленным зданиям подразделяются на функциональные, технические, архитектурно-художественные, экономические и экологические.

Функциональные (технологические) требования заключаются в том, чтобы промышленное здание наиболее полно удовлетворяло своему назначению, т.е. заданным параметрам размещаемого в нем технологического процесса.

Технологические требования к промышленному зданию:

а) требования к пространству, размеры которого должны быть достаточными, чтобы разместить технологическое и подъемно-транспортное оборудование и обеспечить перемещение материалов и изделий, а также

(проходы). Согласно санитарно-эпидемиологическим правилам объем производственных помещений на одного работающего должен составлять не менее:

- 15 м3 - при выполнении легкой физической работы;

5

-25 м3 - при выполнении работ средней тяжести;

-30 м2 - при выполнении тяжелой работы.

Площадь помещений для одного работающего должна составлять не менее 4,5 м2, высота помещений - не менее 3,25 м.

в) требования к воздушной среде - для обеспечения здоровых условий труда человека, требуемого качества продукции или сохранности технологического оборудования, на которое могут влиять температура воздуха, его влажность, степень загрязнения вредными веществами.

г) требования к световому режиму для обеспечения требуемой освещенности пространства цеха, рабочих мест и необходимого спектрального состава света.

д) требования к звуковому режиму для обеспечения требуемого уровня шума и изоляции от посторонних звуков, превышающих допустимый уровень, мешающих технологическому процессу и утомляющих рабочих.

Требования к воздушной среде, световому и звуковому режиму более подробно рассмотрены далее.

Технические требования к промышленному зданию:

а) требования к прочности строительных конструкций здания, зависящей от применяемых материалов и типов конструкций, их способности воспринимать передаваемые на них силовые и несиловые воздействия, т.е. воздействия от технологического оборудования (нагрузки) и воздействия среды (температуры, влаги, агрессивных химических примесей, содержащихся в воздухе и пр.);

б) требования к устойчивости (жесткости) строительных конструкций. В промышленных зданиях следует учитывать наличие динамических нагрузок при работе подъемно-транспортного оборудования и технологического оборудования. Динамические нагрузки могут вызывать вибрации, опасные для конструкций здания и вредные для работающих;

в) требования к долговечности материалов и основных конструкций здания, зависящей от ряда факторов, таких, как ползучесть, морозостойкость, влагостойкость, коррозиестойкость и биостойкость. Долговечность определяет срок службы здания, т. е. потерю требуемых эксплуатационных качеств основными конструкциями. Промышленные здания по долговечности разделяют на четыре степени со сроками службы 20–100 лет и выше.

г) требования по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности. По этим признакам производства классифицируют на категории: А, Б, В1-В4, Г, Д. Категории А и Б относятся к числу взрывопожароопасных. Категории В1-В4 являются пожароопасными. Помещения категории Г связаны с наличием в них негорючих веществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии. Категория Д связана с наличием в помещении негорючих веществ и материалов в холодном состоянии.

Архитектурно-художественные требования: промышленное здание должно иметь привлекательный и выразительный внешний облик,

6

удовлетворяющий художественным запросам человека. Архитектура здания должна быть гармоничной, связана с застройкой комплекса и природным окружением.

Экономические требования заключаются в обеспечении минимально необходимых затрат на строительство и эксплуатацию проектируемого здания. С этими целями необходим выбор наиболее целесообразных объемно-планировочных, конструктивных и архитектурно-композиционных решений здания при обеспечении оптимальной организации технологического процесса в нем.

Экологические требования в промышленном строительстве должны обеспечиваться в первую очередь производственно-технологическим процессом. Любой производственно-технологический процесс должен исключать загрязнение воздушного и водного бассейна, обеспечивать рациональное использование природных ресурсов и отходов производства.

1.4. Технологический процесс как основа проектирования промышленных зданий и сооружений

Производственный процесс включает в себя передвижение материалов или изделий по территории предприятия, между цехами и внутри цеха, хранение их на складе или в цехах и собственно технологический процесс, при котором происходит качественное изменение обрабатываемого материала.

При проектировании промышленного предприятия в целом или его отдельного цеха составляют технологическую часть проекта и решают все вопросы, связанные с выбором способа производства, типов оборудования, его производительности и т.п. В эту часть на самой первой стадии проектирования входит технологическая схема, в которой устанавливается последовательность операций в технологическом процессе и, следовательно, последовательность расстановки оборудования и компоновки производственных помещений.

Таким образом, основным фактором, определяющим размеры, форму, применяемые в здании конструкции, используемое инженерное и подъемно– транспортное оборудование и т.д. является технологический процесс, осуществляющийся в здании.

1.5. Подъемно-транспортное оборудование промышленных зданий

Для перемещения сырья, полуфабрикатов, готовой продукции промышленные здания оснащают разнообразными видами подъемнотранспортного оборудования. Вид подъемно-транспортного оборудования влияет на конструктивное и объемно-планировочное решение промышленного здания.

Подъемно-транспортное оборудование подразделяют на две группы: а) транспорт периодического действия; б) транспорт непрерывного действия.

7

Кпервой группе относят: напольный безрельсовый и рельсовый транспорт (автокары, автопогрузчики и т.п.), подвесной транспорт (тали, кошки, подвесные краны и т. п.), мостовые и другие виды кранов.

Ко второй группе относят конвейеры всех видов, пневматический, гидравлический транспорт.

В одноэтажных промышленных зданиях наиболее распространенным видом транспорта являются подвесные и опорные мостовые краны.

Подвесные краны (рис. 1, в) – кран-балки грузоподъемностью от 0,25 до 5 т. Кран состоит из основной двутавровой балки, снабженной на концах катками, которые движутся по нижней полке стальных балок, подвешенных к несущим элементам покрытия. По нижней полке основной балки движется электроталь.

Мостовые краны грузоподъемностью от 5 до 600 т (рис.1г) представляют собой стальной катучий мост, перемещаемый вдоль пролета. По верху моста по рельсам передвигается тележка с установленными на ней электролебедками для опускания и подъема груза. Кабина крановщика для обслуживания всех механизмов подвешивается к нижней части моста. Мостовые краны достаточно просты в управлении и обладают несложной системой электропитания. Однако при их применении увеличивается высота здания и усложняется его конструктивное решение.

Кспециальным кранам относят консольно-поворотные краны, устанавливаемые на специальные колонны (рис. 1, б) или на стены. Их применяют для обслуживания отдельных агрегатов и для разгрузки мостовых кранов. Грузоподъемность кранов, устанавливаемых на колоннах, достигает 1 т,

апристенных кранов – 5 т. Угол поворота крана 180°.

Выбор того или иного вида внутрицехового транспорта зависит от технологического процесса, характера грузов, необходимости модернизации процесса производства. Целесообразно применять такие виды транспорта, которые мало влияют на объемно-планировочное и конструктивное решения промышленного здания, т.е. отказываться, где возможно, от применения мостовых кранов и тех видов транспорта, которые затрудняют модернизацию технологического процесса. Отдается предпочтение напольному безрельсовому подвесному, конвейерному, пневматическому и гидравлическому транспорту.

8

Рис.1. Подъемно-транспортное оборудование промышленных зданий:а – электроталь; б – консольно-поворотный кран; в – подвесной кран; г – мостовой кран; 1 – грузовая лебедка;2 – монорельс; 3 – подвеска; 4 – пульт управления; 5 – стрела крана;6 – поворотный шарнир; 7 – двутавровая несущая балка;8 – механизм передвижения; 9 – кабина управления;10 – мост крана; 11– тележка с грузоподъемным механизмом;12 – подкрановый путь

1.6.Физико-технические факторы

Кфизико-техническим факторам, которые необходимо учитывать при проектировании промышленных зданий, относятся факторы, определяющие состояние воздушной среды, световой и акустический режим в помещениях здания.

Состояние воздушной среды или микроклимат производственных помещений характеризуется температурой, влажностью, скоростью движения воздуха, а также содержанием в нем химических и механических примесей (аэрозолей).

Согласно санитарно-гигиеническому нормированию оптимальные и допустимые параметры воздуха в рабочей зоне производственных помещений устанавливаются в зависимости от категории работ, времени года, тепловых избытков в помещении.