1. Классификация промзданий.

Промышленные здания - здания, предназначенные для размещения промышленных производств, обеспечивающие необходимые эксплуатационные условия и нормальную жизнедеятельность человека, занятого в производственном процессе.

Промышленные здания независимо от отрасли промышленности разделяют в соответствии со своим функциональным назначением на следующие основные группы:

производственные, в которых размещают основные технологические процессы предприятия (мартеновские, прокатные, сборочные, ткацкие, кондитерские и др.);

подсобно-производственные,предназначенные для размещения вспомогательных процессов производства (ремонтные, инструментальные, тарные цехи и т.п.);

энергетические,в которых размещают установки, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром и газом (ТЭЦ, компрессорные, газогенераторные и воздуходувные станции и др.);

транспортные,предназначенные для размещения и обслуживания средств транспорта, находящегося в распоряжении предприятия (гаражи, электровозные депо и др.);

складские,необходимые для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции, горючесмазочных материалов и пр.;

санитарно-технические,предназначенные для обслуживания сетей водоснабжения и канализации, для защиты окружающей среды от загрязнения (насосные и очистные станции, водонапорные башни, брызгальные бассейны и т.п.);

административные и бытовые здания,предназначенные для размещения административно-конторских помещений, бытовых помещений и устройств (душевых, гардеробных и пр.), пунктов питания и медицинских пунктов.

К специальным сооружениям промышленных предприятий относят резервуары, газгольдеры, градирни, силосы, дымовые трубы, эстакады, мачты и др.

Классификация зданий по определенным признакам способствует более качественному проектированию, так как в пределах определенного класса зданий более целенаправленно решаются задачи по выполнению необходимых требований:

1) По архитектурно-конструктивным признакам.

В этой группе классификации промышленные здания подразделяют на одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные и здания смешанной этажности.

Одноэтажные здания.

В одноэтажныхзданиях, как правило, размещают производства металлургической и машиностроительной промышленности (сталелитейные, прокатные, кузнечные, термические, механосборочные цехи и др.)

Многоэтажные здания.

В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленным технологическим процессом, и материалы могут перемещаться за счет собственного веса (мельницы, агломерационные фабрики, хлебозаводы, химические заводы и др.). Многоэтажные здания сооружают также для предприятий легкой, пищевой, радиотехнической, приборостроительной промышленности, для складов.

Здания смешанной этажности строят для производств с горизонтальным и вертикальным технологическим процессами (многие химические производства).

2. Требования, предъявляемые к промышленным зданиям.

Требования к промышленным зданиям подразделяют на:

технологические (или функциональные);

технические;

архитектурно-художественные;

экологические;

экономические.

Функциональные требования

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

Технологический процесс является основным фактором, определяющим решение здания, т.е. его размеры, форму, конструкции, санитарно-техническое оборудование и внешний облик.

Ктехнологическим (функциональным) следует отнести требования:

а) к пространству, размеры которого должны быть достаточными, чтобы разместить технологическое и подъемно-транспортное оборудование и обеспечить перемещение материалов и изделий, а также технологического оборудования при его монтаже или демонтаже;

б) к рабочему пространству для людей, занятых на производстве, и к пространству для передвижения людей в помещении (проходы). При этом общее пространство здания (согласно СН 245-71) должно составить не менее 15 м3 на одного работающего, а площадь - не менее 4,5 м2/чел;

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

г) к световому режиму для обеспечения требуемой освещенности пространства цеха, рабочих мест и необходимого спектрального состава света (СН245-71);

д) к акустическому режиму для обеспечения требуемого уровня шума и изоляции от посторонних звуков, превышающих допустимых уровень, мешающих технологическому процессу и утомляющих рабочих (СНиП ІІ-12-77).

Технические требования

К техническим требованиям относятся:

а) требования к прочности, устойчивости (жесткости) строительных конструкций, долговечности материалов и основных конструкций здания.

б) требования по взрывной, взрыво-пожарной и пожарной опасности.

в) требования к санитарно-техническому и инженерному оборудованию здания, которые в зависимости от технологического процесса предусматривают отопление, ту или иную систему вентиляции или кондиционирования воздуха, водоснабжение устройство лифтов для работающих и т.п.

Архитектурно-художественные требования

а)градостроительные, если производственные предприятия или промышленные здания предлагается возводить в системе городской застройки;

б) к архитектуре комплекса, предполагающие, что само промышленное предприятие должно представлять собой выразительный в архитектурно-художественном отношении ансамбль;

в) к архитектуре здания, предполагающие выразительное, привлекательное по внешнему облику решение каждого здания или сооружения, входящего в состав промышленного комплекса;

г) к интерьеру, который, как и внешний вид здания, должен быть привлекательным, создавать по всем показателям среду, соответствующую условиям высокопроизводительного труда.

Экологические требования

Экологические требования в промышленном строительстве применяются на трех этапах:

а) при разработке схем размещения и развития промышленных отраслей и производств по территории страны;

б) разработке генеральных планов городов и проектов планировки промышленных зон и промрайонов;

в) при разработке проектов конкретных предприятий.

Экономические требования

К экономическим требованиям относятся:

а) экономичность объемно-планировочных решений;

б) экономичность конструктивных решений;

в) экономичность архитектурно-художественных решений.

3. Технологический процесс – основа планировочного и конструктивного решения.

Технология производства определяет габариты здания, его насыщенность инженерным и транспортным оборудованием. Технологический процесс может предъявлять специальные требования к вентиляции, степени и характеру освещенности, чистоте, температуре и влажности воздуха и т. д.

Основой для архитектурно-строительной разработки проекта слу­жит технологическая производственная схема, в которой установлена определенная последовательность операций по выработке продукции или полуфабриката, намечены технологическое оборудование и характер его расстановки, вид и грузоподъемность внутрицехового транспорта, номенклатура, размеры и последовательность расположения помещений, внутренний температурно-влажностный режим и т.п. Технологическая схема предусматривает также места поступления сырья и вспомогательных материалов, выхода готовой продукции или полуфабриката, удаления отходов производства, места ввода инженерных сетей.

4. Подъемно-транспортное оборудование.

Внутрицеховой транспорт подразделяют на две группы: периодического и непрерывного действия.

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

Ко второй - конвейеры всех видов, пневматический и гидравлический транспорт.

Вид транспорта влияет на конструкции и объемно-планировочное решение промышленного здания.

Выбор того или иного вида внутрицехового транспорта зависит от технологического процесса, характера грузов, необходимости модернизации процесса производства.

В качестве напольных грузоподъемных транспортных средств применяют козловые, полукозловые, пневмоколесные, портальные, гусеничные краны серийного производства, внутрицеховые краны башенного типа, мостовые краны на самостоятельных эстакадах.

Выбор кранов, их характеристик и зон перемещения решается при проектировании технологической части.

Тали выполняют с ручным приводом или электроприводом, стационарными или передвижными, с открытыми и закрытыми кабинами и без них.

Тали электрические или тельферы выполняют грузоподъемностью 0,125-10 т с высотой подъема груза до 18 м.

Тали состоят из 3-х основных узлов: механизмов подъема, тележки с механизмом передвижения и обоймы с крюком.

Кошкапредставляет собой таль, закрепленную на тележке, которая может передвигаться по нижней полке двутавровой балки (монорельсу) при помощи ручной цепной передачи. Грузоподъемность кошек - 0,5 до 10 т.

Кошки и тали обслуживают лишь узкую полосу рабочего пространства вдоль монорельса, в этом их недостаток.

Подвесные краны (кран-балки ) применяют при пролетах зданий до 30 м и при небольшой массе поднимаемого груза (до 10 т). Они состоят из основной двутавровой стальной балки, снабженной на концах катками, которые движутся по нижней полке стальных балок (рельсов), подвешенных к несущим элементам покрытия (рис. 3.5, а).

Мостовые краны в одноэтажных промзданиях - наиболее распространенное средство транспорта. Они просты в управлении и обладают несложной системой электропитания. Однако при применении мостовых кранов увеличивается высота здания и усложняется его конструктивное решение, поэтому их применение допускается лишь при соответствующем обосновании.

5. Типизация и унификация ПЗ,УТП,УТС.

УНИФИЦИРОВАННАЯ ТИПОВАЯ СЕКЦИЯ (УТС) – самостоятельная объемная часть здания в виде одного или неск. одинаковых параллельных пролетов, рассчитанная на размещение в ней различных пром. произ-в и имеющая единое конструктивное решение.

В зависимости от характера блокировки унифицированные типовые секции разделяются на несколько типов:

I тип — многопролетные секции с пролетами

II тип — одно- и многопролетные секции с пролетами

III тип — одно- и многопролетные секции с пролетами

УНИФИЦИРОВАННЫЕ ТИПОВЫЕ ПРОЛЕТЫ (УТП) - единые по длине, ширине, высоте и по конструктивным решениям пролеты здания, предназначенные для размещения отд. видов технологически родственных производств, блокируемых в различных сочетаниях по номенклатуре и мощности. Характерной особенностью производств, размещаемых в одном или неск. УТП, является выпуск массовой, стандартизованной продукции, изготовляемой на специализированных, комплексно механизированных, а в ряде случаев автоматизированных технологич. линиях.

Унификация — рациональное сокращение числа общих параметров зданий и сооружений, типоразмеров конструкций, деталей и оборудования. Унификация обеспечивает приведение к единообразию и сокращение числа основных объемно-планировочных размеров здания (высот этажей, пролетов перекрытий, размеров оконных и дверных проемов и пр.) и, следовательно, к единообразию размеров и форм конструктивных элементов заводского изготовления.

Типизация — направление в строительстве, ориенти­рованное на многократное применение зданий, конструктивных элементов и изделий на основе специально разработанных типов.

6. Физико-технические основы проектирования ПЗ.

ВОЗДУШНАЯ СРЕДА

Состояние воздушной среды производственных помещений характеризуется температурой, влажностью и скоростью движения воздуха, а также содержанием в нем химических и механических (аэрозолей) примесей. Воздушная среда должна по своим па­раметрам отвечать технологическим и санитарно-гигиеническим требованиям. На ее параметры влияют различные внешние и внутренние факторы, в том числе выделения тепла, влаги, химических веществ, пыли, сопровождающие технологический процесс.

АЭРАЦИЯ

Вентиляцию производственных помещений по признаку побуждения движения воздуха разделяют на естественную и искусственную, или механическую. При естественной вентиляции воздухообмен в производственном помещении происходит за счет разности удельных весов наружного и внутреннего воздуха и действия ветра. При искусственной вентиляции для перемещения воздуха затрачивается электрическая энергия. Путем аэрации достигают удаление из производственных помещений вредных газов и аэрозолей, а также избыточного тепла и влаги.

ОСВЕЩЕНИЕ

Световой режим в помещениях промышленных зданий — один из существенных факторов, определяющих качество среды, окружающей человека в производственных условиях. Хороший световой режим необходим для большинства производственных операций. Он достигается обеспечением необходимой освещенности рабочего места, равномерным освещением объекта труда (или помещения), оптимальным яркостным контрастом между предметом труда и фоном, отсутствием блескости, вызываемой как источником света, так и отражением света от рабочей поверхности.

7. Объемно-планировочное решение ОПЗ,МПЗ,ДПЗ.

Объемно-планировочное решение промышленного здания определяется требова­ниями размещаемого в нем производственного процесса. Следовательно, проектирова­нию здания должно предшествовать тщательное изучение технологического процесса, его основных характеристик, особенностей. При этом выявляются последовательность технологических операций и организация производственных потоков, вес и габариты технологического оборудования и изделий, способы транспортировки материалов (вид и грузоподъемность подъемно-транспортного оборудования), наличие производствен­ных вредностей, требования к температурно-влажностному режиму внутреннего возду­ха и пр.

Кроме этого, объемно-планировочное решение должно обеспечить возможность реконструкции и модернизации производства, переход на новые виды продукции.

Далее рассматриваются характеристики участка, предназначенного для застрой­ки: рельеф и геологические условия, свободное пространство или затесненный участок в городской застройке, насыщенность инженерными коммуникациями; оцениваются возможные архитектур но-ком позиционные решения с точки зрения размещения здания на генплане и характера окружающей застройки.

Принимаются во внимание техническая база, наличие тех или иных строитель­ных материалов и конструкций для возведения здания.

В случаях, когда с учетом удовлетворения всего комплекса требований допуска­ется возможность строительства одно — или многоэтажного здания, проводится предва­рительный технико-экономический сравнительный анализ стоимости и трудовых затрат на возведение здания различных вариантов.

На основе всех этих факторов определяются этажность и рациональные параме­тры промышленного здания. К примеру, развитие производственного процесса по гори­зонтали, с использованием крупногабаритного тяжелого оборудования (кузнечно-прес — совые цеха, литейное производство и т. п.) предполагают размещение только в одно­этажных зданиях. Вертикальный технологический процесс (переработка сыпучих мате­риалов) или производство мелких изделий на оборудовании с малыми нагрузками (эле­ктротехническая, пищевая промышленности, приборостроение и т. п.) размещают в многоэтажных зданиях.

8. Здания с межферменными этажами.

В многоэтажных зданиях со значительными пролетами (12, 18, 24 м) вместо сплошных ригелей могут быть использованы решетчатые конструкции - фермы, в пределах высоты которых располагаются межферменные этажи. Межферменные этажи используют, для прокладки технологических коммуникаций, для размещения подсобно-производственных и вспомогательных помещений, не требующих крупной сетки колонн и значительной высоты этажа.

Наиболее целесообразно для зданий с межферменными этажами применять фермы с параллельными поясами, безраскосные или с раскосами только в крайних панелях. Опорные стойки ферм могут служить продолжением колонн многоэтажного здания.

Пояса ферм - тавровые с полками для опирания плит перекрытий. По верхним поясам ферм под значительные нагрузки производственных этажей укладывают ребристые плиты. При небольших нагрузках во вспомогательных и подсобно-производственных помещениях, размещенных в межферменных этажах, по нижним поясам ферм укладывают плоские многопустотные плиты. Высота межферменных этажей 3 м.

9. Герметизированные здания.

Здания или отдельные помещения с заданным температурно-влажностным микроклиматом, особым режимом чистоты и освещенности называют герметизированными. В таких зданиях нет световых фонарей, иногда отсутствуют окна. Одноэтажные и многоэтажные герметизированные здания предназначены для производств, где качество выпускаемой продукции в значительной степени зависит от внутреннего режима помещений (температуры, влажности, степени запыленности воздуха и др.). Наиболее распространены такие здания в электровакуумной, радиотехнической промышленности, в точном машиноприборостроении.

Искусственный микроклимат и освещенность в герметизированных зданиях и помещениях обеспечивают:

1. Инженерно-техническими средствами:

• автоматической регулировкой требуемого режима освещенности, кондиционирования и вентиляции воздуха;

• централизованной системой уборки пыли;

• защитой рабочих мест от шума, вибрации, электромагнитных и ионизирующих излучений.