Конструкции производственных зданий – параметры и технологические требования к ним

Требования к промышленным зданиям

Требования к промышленным зданиям подразделяют на:

– технологические (или функциональные);

2.1. 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.

Производство, т.е. технологический процесс, ставит ряд вполне определенных требований к той материально организованной среде, т.е. к промышленному зданию, которое создается строителями. Эти требования вытекают из двух основных положений:

– обеспечение таких параметров среды, при которых технологический процесс протекает в наиболее благоприятных условиях и при которых обеспечивается высокое качество продукции;

– обеспечение таких параметров среды, которые являются оптимальными для деятельности человека с санитарно-гигиенической точки зрения, т.е. при условии сохранения здоровья человека, высокой производительности труда и снижения утомляемости.

К технологическим (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 м 3 на одного работающего, а площадь – не менее 4,5 м 2 /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 режимудля обеспечения требуемого уровня шума и изоляции от посторонних звуков, превышающих допустимых уровень, мешающих технологическому процессу и утомляющих рабочих (СНиП ІІ-12-77).

2.1. Технические требования.

К техническим требованиям относятся:

а) требования к прочности, устойчивости (жесткости) строительных конструкций, долговечности материалов и основных конструкций здания, зависящей от ряда факторов, таких как ползучесть, морозостойкость, влагостойкость, коррозиестойкость и биостойкость;

б) требования по взрывной, взрыво–пожарной и пожарной опасности, поскольку технологические процессы могут представлять опасности побочного рода. По этим признакам производства классифицируют на шесть категорий: А. Б, В, Г, Д, Е (СНиП 2.09.02-85. Производственные здания).

Производства категории А наиболее взрывоопасные, так как к ним отнесены технологические процессы, в которых участвуют горючие газы и горючие жидкости с низкими пределами взрываемости и температурами вспышки паров. При смешении они образуют взрывоопасные смеси, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой и кислородом воздуха.

Для взрывоопасных производств (категорий А. Б, Е) наружные ограждающие конструкции целесообразно делать «легкосбрасываемыми» взрывной волной, образующейся при взрыве.

К легкосбрасываемым относятся окна с обычным стеклом, двери, распашные ворота, фонарные переплеты, легкие ограждения с применением асбестоцементных, алюминиевых и стальных листов с легкими утеплителями и т.п.

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.

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

2.4. 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.

2.5. Экономические требования.

К экономическим требованиям относятся:

а) экономичность объемно-планировочных решений;

б) экономичность конструктивных решений;

в) экономичность архитектурно-художественных решений.

Экономичность указанных решений для промышленных зданий устанавливается по показателю экономической эффективности капитальных вложений, который, как известно, выражается через приведенные затраты.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9310 – | 7380 – или читать все.

Основные требования к конструкциям производственных зданий.

В промышленных зданиях по сравнению с другими наиболее существенно влияние технологии производства на конструктивную схему каркаса, и поэтому часто конструктивная форма полностью определяется габаритами и расположением оборудования, внутрицеховым транспортом, путями перемещения деталей и готовой продукции. Технологии производства различной продукции весьма разнообразны, а эксплуатационные требования почти всегда конкретны, специфичны именно для данного производства. Однако некоторые требования являются общими для всех производств:

– удобство обслуживания и ремонта производственного оборудования, что требует соответствующего расположения колонн, подкрановых путей, связей и других элементов каркаса;

– нормальная эксплуатация кранового оборудования и других подъ-емых механизмов, включая доступность его осмотра и ремонта;

Тест на знание английского языка Проверь свой уровень за 10 минут, и получи бесплатные рекомендации по 4 пунктам:

Аудирование Грамматика Речь Письмо

– необходимые условия аэрации и освещения зданий;

– долговечность конструкций, которая зависит в основном от степени агрессивности внутрицеховой среды;

– относительная безопасность при пожарах и взрывах.

Чрезвычайно большое влияние на работу каркаса здания оказывают
краны. Являясь динамическими, многократно повторяющимися и большими по величине, крановые воздействия часто приводят к раннему износу и повреждению конструкций каркаса, особенно подкрановых балок. Поэтому при проектировании каркаса здания необходимо особо
учитывать режим работы мостовых кранов, который зависит от назначения здания и производственного процесса в нем.

Мостовые краны могут быть с ручным приводом (при малой грузоподъемности) и электрические. Режим работы кранов с электрическим приводом определяется интенсивностью их работы, которая численно оценивается коэффициентами использования по грузоподъемности (отношение средней массы груза за смену к грузоподъемности), годовым (отношение числа дней работы за год к 360) и суточным (отношение числа часов работы в сутки к 24), относительной продолжительностью включения двигателя крана (отношение времени работы механизма в течение цикла к продолжительности цикла), количеством включений механизма в час. Учитываются и некоторые специфические условия эксплуатации (например, взрывоопасность помещений, повышенные температуры и т. п.).

Краны с электрическим приводом могут работать в четырех режимах (независимо от грузоподъемности):

Узнай стоимость написания работы Получите ответ в течении 5 минут . Скидка на первый заказ 100 рублей!

легком (Л)—работают с большими перерывами, редко поднимая грузы, масса которых близка к грузоподъемности. Это обычно краны, не связанные с технологией производства, а предназначенные для кратковременных монтажных и ремонтных работ.

среднем (С) -—обеспечивают технологический процесс в механических и сборочных – цехах со среднесерийным производством;

тяжелом (Т) — работают в.цехах с крупносерийной продукцией (механосборочные, кузнечнопрессовые и т.п.), а также в некоторых цехах металлургического производства;

весьма тяжелом (ВТ) — все численные характеристики режима работы близки к единице. Это обычно краны цехов металлургического производства, в том числе и краны с жестким подвесом груза .

Краны легкого, среднего, тяжелого режимов работы имеют гибкий подвес груза.

Режим работы кранов и тип подвеса груза учитываются при проектировании каркасов.

В связи с этим перед началом проектирования каркаса должны быть получены исчерпывающие данные о транспортном оборудовании и подсчитано число циклов нагружения конструкций за нормативный срок их эксплуатации (цикл нагружения — изменение напряжения от нуля через максимум до нуля). За количество циклов для подкрановых конструкций можно принимать число подъемов груза за срок службы.

На работу и долговечность строительных конструкций здания большое влияние оказывает внутрицеховая среда. Степень агрессивного воздействия внутрицеховой среды на стальные конструкции определяется скоростью коррозионного поражения незащищенной поверхности металла, мм/год. В зависимости от концентрации агрессивных газов и относительной влажности установлены четыре степени агрессивности среды для стальных конструкций: неагрессивная (скорость коррозии незащищенного металла до 0,01 мм/год), слабая (до 0,05 мм/год), средняя (до 0,1 мм/год) и сильная (свыше 0,1 мм/год).

При проектировании зданий с сильной степенью агрессивности среды особое внимание обращается на выбор марки стали, достаточно стойкой против коррозии при определенном составе агрессивной среды, конструктивную форму элементов каркаса, эффективные защитные покрытия.

В некоторых зданиях стальные конструкции подвергаются высоким тепловым воздействиям (нагрев до температуры 150 °С и рчше), случайным воздействиям расплавленного металла или огня. При нагреве стальных конструкций до температуры свыше 100—150 °С разрушается их защитное лакокрасочное покрытие, при нагреве свыше 200—300 °С происходят искривление и коробление элементов (особенно при неравномерном нагреве), а при нагреве свыше 400—500°С происходит падение прочностных свойств стали. При проектировании металлических конструкций таких зданий нужно предусматривать специальную защиту конструкций от чрезмерного нагрева. При длительном воздействии лучистой или конвекционной теплоты или при кратковременном непосредственном воздействии огня применяют подвесные металлические экраны, футеровки из кирпича или жаропрочного бетона; от брызг расплавленного металла и при опасности его прорыва конструкции защищают облицовками из огнеупорного кирпича или жароупорного бетона.

При проектировании зданий, эксплуатируемых в условиях низких температур (климатический пояс с расчетными температурами от минус 40 до минус 65 °С), учитывая возможность хрупкого разрушения стали, выбирают соответствующие марки стали, проверяют конструкции.

Требования к строительству производственных зданий электротехнических и тяжелой промышленности

Строительство производства электрооборудования

Электротехническая промышленность характеризуется большим числом различных производств, выпускающих оборудование, изделия и материалы, необходимые для производства, преобразования и потребления электрической энергии. Предприятия отрасли включают цехи основного производства (литейные, заготовительные, механические, сборочные, сушильно-пропиточные, гальванические, окрасочные) и подсобные (складские, деревоотделочные, ремонтные, инструментальные). По характеру предъявляемых к зданиям требований электротехнические производства могут быть отнесены к мелкому и среднему машиностроению, по пожароопасности — к категориям «Г» и «Д» и в отдельных случаях — к категориям «А», «Б», «В» и «Г». Количество выделяемых производством вредных веществ невелико (кроме производства аккумуляторов гальванических цехов.

Одноэтажные здания отрасли блокируются, как правило, в корпусах площадью 10 — 40 тыс. м2. Сетки колонн в таких зданиях 18:12 и 24:12 м, высоты этажа 7,2 и 8,4 м. Большинство зданий оборудовано подвесными кранами общего назначения грузоподъемностью до 5 т и подвесными конвейерами. Часто здания имеют многоэтажные продольные вставки или технические пролеты (12— 24 м), в пределах которых размещаются подсобные помещения, включая приточные и вытяжные вентиляционные камеры.

Стропильными конструкциями являются железобетонные сегментные и безраскосные фермы, позволяющие использовать 30—50% межферменного пространства для прокладки приточных и вытяжных систем вентиляции диаметром 500-1600 мм. Обычно здания в средних пролетах оборудуются зенитными и реже светоаэрационными фонарями.

При строительстве электротехнических производств доля многоэтажных зданий составляет около 40%. Укрупненная сетка колонн в верхних этажах устраивается на 20—30% площадей, в основном в двухэтажных зданиях, где размещаются литейные, стекольные, гальванические и сборочные цехи.

B многоэтажных зданиях с числом этажей три и более располагаются производства легких и малогабаритных изделий (микроэлектродвигателей, низковольтной аппаратуры, полупроводниковых вентилей, светотехнического оборудования, источников света и др.) при эквивалентной нагрузке от оборудования на ригели 1000 — 2000 кгс/м2.

Опорные мостовые краны в многоэтажных зданиях не применяются. В качестве подъемно-транспортного оборудования используются подвесные краны грузоподъемностью до 5 т.
Большинство производственных зданий проектируется и строится с регулярным сочетанием высот этажей, регламентируемым действующими стандартами. При нерегулярном сочетании высота первого этажа всегда равна 7,2 м. При необходимости увеличить высоту первого этажа до 8,4 м такие производства размещаются в одноэтажных зданиях. Самые повторяемые высоты этажей 4,8 и 6,0 м. В существующих проектах многоэтажных зданий отрасли широко применяется сетка колонн 9:6 м, в дальнейшем намечено использовать сетку l2:6 м.
При условии обеспечения рамного каркаса здания в двух направлениях нагрузок на ригели около 1500 кгс/м2 перспективной для отрасли может явиться типовая конструктивная серия 1.020. Строительство зданий из конструкций такой серии обеспечивает повышение эстетических качеств помещений за счет возможности обетонирования плит в местах примыкания их к колоннам. При возведении зданий из конструкций серии 1.420 применяются ригели трапециевидного сечения. Транспортными средствами на перекрытиях зданий являются конвейеры.

Максимальная длина зданий не превышает 120 м. При устройстве температурных швов вставки не делаются, так как при этом неэкономично компонуются технологические линии.

Строительство предприятий тяжелого машиностроения

В тяжелом машиностроении в одноэтажных зданиях размещаются штамповочные, окрасочные, сборочные и литейные цехи. Здания оборудуются опорными мостовыми кранами грузоподъемностью 20 —30 т (максимум 50 т). Оптимальный пролет зданий 24 м при шаге колонн по крайним рядам 6 м и по средним рядам — 12 м. Все здания многопролетные (три и более) и имеют высоты 10,8 (наиболее повторяемая), 12, 14,4 м. Несущие конструкции покрытий — железобетонные фермы, в габаритах которых пропускаются каналы систем вентиляции. Отказ от ферм возможен только при наличии соответствующих конструкций 24-метровых балок.

В качестве напольного транспорта используются погрузчики, автокары, конвейеры. Производства отрасли насыщены различными коммуникациями, которые размещаются вдоль цехов, в подпольных каналах или в межферменном пространстве. В практике проектирования предприятий тяжелого машиностроения подвалы специально не устраивают, но если позволяют условия рельефа местности, гаражи и склады выполняют заглубленными. Под оборудование используются приямки, размеры их для насосных станций и станций нейтрализации составляют 9:6 и 12:6 м.

Основным материалом каркасов зданий является сборный железобетон. Легкие металлические конструкции применяются сравнительно редко из-за недостаточной приспособленности к технологическим требованиям по условиям организации систем вентиляции, разрушения от коррозии, по числу комплектуемых пролетов (например, конструкции типа «Молодечно» имеют в комплекте только два пролета). В наружных ограждающих конструкциях используются горизонтальная и вертикальная разрезки. Устройство цокольных панелей себя не оправдывает, так как в них часто появляются трещины. При отсутствии на местах строительства жестких утеплителей на малоуклонных кровлях образуются лужи, поэтому необходимы кровли с более крутыми уклонами.

В практике проектирования предприятий тяжелого машиностроения находят применение светоаэрационные фонари, рациональность использования которых не всегда оправдана. Вентиляционное оборудование располагается обычно во встройках в торцах зданий. Используются и продольные двухэтажные вставки, в которых вентоборудование размещается на втором этаже. При проведении реконструкций предприятий вентоборудование размещается на свободных площадях.

В тяжелом машиностроении площадь многоэтажных зданий составляет 15—20% суммарных площадей всех зданий, из них приблизительно 80% приходится на здания с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа. В основном это двухэтажные здания. В перспективе планируется применять трех- и четырехэтажные здания.

Для выявления целесообразности использования в отрасли многоэтажных зданий и перевода в них отдельных производств, размещаемых в одноэтажных зданиях, на примере заводов средней мощности проведены опытные компоновки и технико-экономические сопоставления. Анализ показал, что в многоэтажных корпусах можно размещать 15% всех производств, к их числу относятся цехи сварки, окраски деталей, инструментальные, электроремонтные, механообрабатывающие, гальванические, сборки средних узлов (средних фланцев, шестерен и др.).

Значительную часть многоэтажных зданий составляют литейные цехи со стальным каркасом. В этих цехах применяют опорные мостовые краны технологического назначения грузоподъемностью до 10 т, на перекрытиях используют электрокары и конвейеры.
Наиболее повторяемая высота этажа зданий в отрасли составляет 7,2 м. Все сочетания высот этажей регулярные. Для многих производств и, в частности, для литейных цехов, требуется увеличение высоты первого этажа до 8,4 м.
Особенно целесообразна рамная схема каркаса зданий в двух направлениях. Связи мешают расстановке как отдельного оборудования, так и технологических линий. Оборудование тяжелое и высокое, размещают его в пространстве между колоннами. Для экономии площади помещений по высоте в перекрытиях зданий целесообразно использовать ригели трапециевидного сечения.

Строительство электротехнического предприятия

При строительстве одноэтажных зданиях электронной промышленности используются подвесные и опорные мостовые краны технологического назначения. Грузы транспортируются из пролета в пролет рельсовыми тележками в торцах пролетов. Напольными транспортными средствами служат электрокары. Проектируются производственные здания в основном многопролетные, складские и подсобные — однопролетные.

Наиболее целесообразным, с точки зрения компоновки технологического оборудования, является 24-метровый пролет зданий. Иногда используется сетка колонн 18:12 м. Самой повторяемой является высота этажа 7,2 м, реже 6 и 8,4 м. Пролеты 18 м перекрываются балками, пролеты 24 м — фермами (при отсутствии типовых балок). На некоторых объектах применяются такие рациональные конструкции покрытия, как оболочки и коробчатые настилы на пролет 18 м. Ввиду того, что одноэтажные и многоэтажные здания часто блокируются, необходимо производить единую привязку колонн к координационным осям (нулевую или осевую). Каркасы зданий возводятся из сборного железобетона и легких металлических конструкций.

При проектировании зданий электронной промышленности подвалы обычно не предусматриваются. Цокольные панели используются в проектах (с изменением соответственно отметок обреза фундаментов) для тех районов, где эти конструкции изготавливаются. Зенитные фонари устанавливаются только в многопролетных зданиях.

Вентиляционное оборудование, обеспечивающее в 1 ч кратность воздухообмена 2—10 раз (иногда 15 раз), устанавливается на антресолях. Многоэтажные вставки для него используются редко, так как здания имеют малую протяженность. В зданиях, оборудованных кранами, «чистые» производства не размещаются. При наличии же таких производств подача кондиционированного воздуха осуществляется через подвесной потолок. Технологическое оборудование в электронной промышленности заменяется каждые 5—6 лет.
Многоэтажные производственные здания в электронной промышленности занимают до 50% всех площадей, 55—60% из них приходится па бескрановые здания с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа. Однако доля таких зданий сокращается из-за сложности монтажа тяжелых 18- и 24-метровых стропильных конструкций. Кроме того, 24-метровый пролет плохо корреспондируется с набором пролетов в нижних этажах.

Высота этажа производственных зданий в отрасли, как правило, 4,8 м и реже 6,0 м.

Сочетание высот этажей — регулярное, за исключением зданий вычислительных центров (5—10% площадей). Во всех зданиях используются только типовые конструкции. Тенденции к увеличению высот этажей нет.

При наличии в производствах электронной промышленности большой и разветвленной сети инженерных и технологических коммуникаций конструкции серии 1.420 применяются с использованием ригелей только трапециевидного сечения.

Нагрузка на плиты перекрытий — до 600 кгс/м2. оптимальная сетка колонн — 12:6 м. В перспективе предполагается использовать сетки колонн 12:12 м с обеспечением гибкости расположения технологических линий, возводить здания с техническими этажами.

Наиболее рациональна рамная схема каркаса зданий. В зданиях повышенной этажности башенного типа применяются связевые каркасы серии 1.020, в остальных зданиях используются в основном конструкции серии 1.420. В перекрытиях могут применяться плиты на пролет «2Т» и коробчатые настилы длиной 18 м.

Подъемно-транспортными средствами па перекрытиях являются электрокары, подвесные краны и тали. Вставки в местах температурных швов, как правило, не делают. В случае же их выполнения они используются для размещения коммуникационных шахт.

Требования к промышленным зданиям

Лекция «Основы проектирования промышленных предприятий»

Цель лекции: ознакомить студентов с классификацией промышленных зданий, по каким признакам она осуществляется, охарактеризовать общие требования и конструктив.

1. Классификация промышленных зданий.

Основные группы промышленных зданий

Классификация по определенным признакам

2. Требования к промышленным зданиям.

3. Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование

Классификация промышленных зданий.

1.1. Основные группы промышленных зданий

Промышленное строительство – это область строительства, занимающаяся созданием основных фондов промышленности, включая выполнение комплекса строительно-монтажных работ, связанных с возведением новых, а также расширением, модернизацией и реконструкцией существующих промышленных предприятий.

Промышленное предприятие – совокупность орудий и средств производства, зданий, сооружений и других материальных фондов, используемых для производства какой-либо продукции.

Производственные здания принадлежат к основным фондам соответствующей промышленности, и их классификация построена на основе отраслевой классификации производства.

Классификация отраслей производства в промышленности устанавливается по различным признакам, например, по однородности экономического назначения продукции (производственного или потребительского), виду обрабатываемого сырья, характеру технологического процесса и т.п. Всего насчитывается более 15 крупных отраслей (электроэнергетика, черная металлургия, цветная металлургия, машиностроение, металлообработка и др.)

Отраслевая классификация положена в основу создания сети проектных, научно-исследовательских и производственных организаций в строительстве, таких, например, крупных проектных организаций по проектированию металлургических заводов, как Гипромез, заводов тяжелого машиностроения – Гипротяжмаш, гидротехнических сооружений – Гидропроект, зданий высших учебных заведений – Гипровуз.

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. Перечисленные группы зданий и сооружений не обязательно строятся на каждом промышленном предприятии, состав их зависит от назначения и мощности предприятий.

Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий зависят от их назначения, характера размещения в них технологических процессов и отличаются значительным разнообразием.

1.2. Классификация по определенным признакам

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

Наиболее широкая группа классификации промышленных зданий базируется на их различных объемно-планировочных и конструктивных решениях, на различных характеристиках технологических процессов и т.д.

Итак, здания классифицируются :

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.), характеризующиеся тяжелым и громоздким технологическим оборудованием, крупногабаритными изделиями и большими динамическими нагрузками.

В настоящее время в одноэтажных зданиях размещается около 75% промышленных производств. Однако в перспективе будет возрастать удельный вес многоэтажных зданий, позволяющих уменьшить площадь застройки предприятий.

В свою очередь, одноэтажные промздания подразделяются по следующим признакам:

а) по количеству пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и многопролетными (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Основные типы одноэтажных промышленных зданий.

а – однопролетное без фонарей; б – то же, с мостовым краном; в – двухпролетное без фонарей; г – трехпролетное с повышенным средним пролетом; д – трехпролетное с фонарем; е, ж – многопролетные с фонарями.

Однопролетные здания целесообразны для небольших производственных, энергетических или складских зданий. Они применяются также для размещения производств, требующих значительной величины пролетов (от 36 м и более) и значительной высоты (более 18 м).

Многопролетные – наиболее распространенный тип одноэтажных промышленных зданий.

б) в зависимости от ширины пролетов здания принято считать

мелкопролетными, если ширина пролетов не превышает 12 м,

крупнопролетными – при ширине пролетов более 12 м и

большепролетными – с шириной пролетов 36, 48, 60 м и более.

В большепролетных зданиях целесообразно размещать производства с быстро изменяющейся технологией или связанные с выпуском, содержанием и хранением крупногабаритной продукции (авиастроение, ангары, гаражи и т.п., рис. 3.2).

Рис. 3.2. Примеры большепролетных одноэтажных зданий:

а – пролетом 60 м; б – пролетом 96 м; в – пролетом 78 м; 1 – железобетонная ферма; 2 – железобетонные плиты; 3 – своды-оболочки; 4 – затяжка; 5 – крановые пути; 6 –остекление; 7 – плоские железобетонные плиты; 8 – стальные ванты.

в)по расположению внутренних опор одноэтажные промышленные здания разделяют на:

В зданиях ячейкового типа преобладает квадратная сетка опор с относительно небольшим продольным и поперечным шагом.

В зданиях пролетного типа, наиболее распространенных в практике строительства, ширина пролетов преобладает над шагом опор.

Здания зального типа характерны для производств, требующих значительной площади без внутренних промежуточных опор. В таких зданиях расстояние между опорами может достигать 100 м и более (большепролетные здания).

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 (рис. 3.3).

Рис.3.3. Основные виды многоэтажных промышленных зданий.

а – двухэтажное с укрупненной сеткой колонн 2-го этажа; б – с сеткой колонн (6+3+6) м; в, г – с сеткой колонн (6+6+6)х6 м; д – с сеткой колонн (12+12)х6 м; е – многоэтажное с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа.

Применение многоэтажных промышленных зданий ограничивается производствами с относительно легким технологическим оборудованием, размещаемым на междуэтажных перекрытиях. Нагрузки на междуэтажные перекрытия в многоэтажных зданиях могут достигать 30-45 кН/м 2 (3000-4500 кг/м 2 ).

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

2) по наличию подъемно-транспортного оборудовании:

– крановые (с мостовыми кранами или подвесным транспортом).

3) по материалу основных несущих конструкции:

– с железобетонным каркасом (сборным, монолитным, сборно-монолитным);

– кирпичными несущими стенами и покрытием по железобетонным, металлическим и деревянным конструкциям.

4) по конструктивным схемам покрытий:

– каркасные плоскостные (с покрытием по балкам, фермам, аркам, рамам),рис. 3.4, А;

– каркасные пространственные (с покрытиями – оболочками одинарной и двоякой кривизны, складками), висячие покрытия различных типов, перекрестные, пневматические (рис.3.4, Б).

А Б

Рис. 3.4. Конструктивные схемы покрытий каркасных промзданий:

А – плоскостные: а – по балкам; б – по фермам; в – по рамам; г –по аркам;

Б – пространственные: д – оболочки одинарной кривизны; е – оболочки двоякой кривизны; ж – оболочки двоякой кривизны в виде гиперболического параболоида; и – складки; к – висячее вантовое; л – перекрестное; м – пневматическое воздухоопорное; н – пневматическое воздухонесущее.

Кроме перечисленных классификационных признаков можно выделить еще несколько, определяемых условиями технологического процесса и требуемыми характеристиками среды производственных помещений.

5) по системам отопления:

6) по системам вентиляции:

– с естественной вентиляцией и аэрацией через специальные проемы в ограждающих конструкциях;

– искусственной приточно-вытяжной вентиляцией, кондиционированием воздуха.

7) по системам освещения:

– с естественным освещением;

8) по профилю покрытии:

– с фонарными надстройками;

– без фонарных надстроек.

9) по капитальности – промышленные здания подразделяют на 4 класса.

В основу классификации положено деление зданий на классы в зависимости от их назначения и значимости. Такая классификация необходима для выбора экономически целесообразных решений при проектировании. К І классу относят здания, к которым предъявляют наиболее высокие требования, а к IV – здания с минимально необходимыми прочностью и долговечностью.

Для каждого класса установлены требуемые эксплуатационные качества, а также долговечность и огнестойкость основных конструкций зданий.

Долговечность конструкций – это срок службы без потери требуемых качеств при заданном режиме эксплуатации и в данных климатических условиях. Установлены три степени долговечности ограждающих конструкций:

І степень – срок службы не менее 100 лет;

ІІ степень – не менее 50 лет;

ІІІ степень – не менее 20 лет.

По огнестойкости здания и сооружения подразделяют на 5 степеней. Степень огнестойкости зданий определяется пределом огнестойкости строительных конструкций. Требуемая степень огнестойкости зданий устанавливается на стадии проектирования по пределам огнестойкости основных конструктивных элементов здания: несущих (колонны, внутренние стены и др.), наружных стен, междуэтажных перекрытий, покрытия и лестничных клеток.

Требования к промышленным зданиям

Требования к промышленным зданиям подразделяют на:

– технологические (или функциональные);

2.1. Функциональные требования.

К технологическим (функциональным) следует отнести требования:

2.1. Технические требования.

К техническим требованиям относятся:

2.3. Архитектурно-художественные требования.

2.4. 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.

2.5. Экономические требования.

К экономическим требованиям относятся:

а) экономичность объемно-планировочных решений;

б) экономичность конструктивных решений;

в) экономичность архитектурно-художественных решений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Классификация промышленных зданий и требования к ним

Промышленные здания предназначены для размещения производства. Промышленные здания состоят из отдельных зданий, предназначенных для производственного процесса.

Конструктивные элементы промышленного здания

Промышленные здания предназначены для размещения производства. Делятся по отраслям производства (машиностроение и т.д.).

Промышленные здания состоят из отдельных зданий, предназначенных для осуществления производственного процесса.

колонны;
конструкция покрытия, состоящая из несущей части (балки и фермы) и ограждающей части (плиты или элементы покрытия);
подкрановые балки, установленные на консоли колонн;
фонари, обеспечивающие дополнительное естественное освещение и проветривание;
вертикальные ограждения (стены, окна, перегородки, двери);
специальные связи (горизонтальные и вертикальные), обеспечивающие пространственную жесткость здания.

Классификация промышленных зданий

производственные (механосборочные, ремонтные);
энергетические (ТЭЦ, трансформаторные подстанции);
транспортно-складского хозяйства (склады);
вспомогательные (помещения администрации).

одноэтажные (тяжелая промышленность);
многоэтажные (легкая промышленность);
смешанной эксплуатации.

По числу пролетов:

По наличию подъемно-транспортного оборудования:

крановые (мостовые, подвесные);
бескрановые.

По материалу основных несущих конструкций:

с ж/б каркасом;

с металлическим.

Бескаркасные:
с кирпичными стенами и покрытием из ж/б;
металлические или деревянные конструкции;

По системе отопления:

теплые (отапливаемые, не отапливаемые);
холодные.

По наличию фонарей:

Технологические — для чего построено, для чего должно применяться. Исходя из требований выбирают материал и оборудование.

Технические — прочность, устойчивость, долговечность, противопожарная безопасность.

Архитектурно-художественные — эстетический внешний вид.

Экономические — затраты на возведение должны быть оптимальны. Выбирают лучший вариант из нескольких.

Народное хозяйство состоит из производственных отраслей, которые в свою очередь объединяются в промышленные предприятия. Промышленные предприятия включают в себя промышленные здания, назначение которых заключается в осуществлении процессов производственно-технологического характера, связанных напрямую или косвенно с изготовлением продукции определённого вида. В независимости от промышленной отрасли здания подразделяют на четыре группы: вспомогательные помещения или здания, помещения транспортно-складского хозяйства, энергетические помещения, а также производственные здания.

1. Под производственными зданиями понимают строения, которые служат для выпуска полуфабрикатов или готовой продукции. Они делятся на несколько видов в зависимости от производственной отрасли, например: ремонтные, инструментальные, ткацкие, термические, механосборочные, штамповочные, и др.

2. К энергетическим зданиям относят здания котельных, трансформаторные и электрические подстанции, теплоэлектроцен-тралей (ТЭЦ).

3. Под транспортно-складскими помещениями понимают склады готовой продукции, гаражи, пожарные депо и др.

4. Под вспомогательными зданиями понимают медицинские и бытовые пункты, пункты питания, административно-конторские пункты.

Площади и конструкция промышленных зданий зависит от проходящих в них технологических процессов и назначения строений. Подразделяются строения на четыре класса, к зданиям первого класса предъявляются повышенные требования, а постройкам четвёртого класса требования минимальные. Каждый класс зданий предусматривает свои собственные эксплуатационные свойства, а также срок эксплуатации и уровень огнеупорности основных конструктивных элементов постройки. Существуют три степени срока эксплуатации промышленных строений: первая степень предусматривает долговечность не меньше 100 лет, вторая ступень — не меньше 50 лет, третья ступень — не меньше 20 лет.

По показателям огнеупорности сооружения делятся на пять степеней. Степень огнеупорности определяется пределом огнестойкости и группой возгораемости основных конструктивных элементов, для строений утверждён следующий регламент: для построек первого класса — не ниже второй степени, для строений второго класса – не ниже третьей степени. В отношении зданий третьего и четвёртого классов степень огнеупорности не регламентируется. В классификации промышленных зданий по архитектурно-конструктивным признакам они делятся на многоэтажные, одноэтажные и здания смешанной этажности.

В том случае, если технологический процесс проходит в горизонтальной плоскости и отличается крупногабаритным и тяжёлым оборудованием, массивными изделиями и критическими нагрузками с высокой динамикой целесообразнее будет размещать производство в одноэтажном здании. Одноэтажные строения в зависимости от количества пролётов могут подразделяться на много- и однопролётные.

Под пролётом понимают объём промышленного строения, который ограничен по периметру перекрытиями и рядами колонн по однопролётной схеме. Под шириной пролёта понимают расстояние между продольными рядами колонн.

Читайте также: Комбинированные дома

Классификация зданий и требования к ним

Общая классификация рассматривает здания по их назначению, объемно-планировочной структуре, этажности и конструктивному решению.

Все здания по их назначению разделяются на три основных типа: жилые, общественные и промышленные (рис. 3.4).

Жилые здания

Жилые здания предназначаются для постоянного или временного проживания.

Общественные здания

Общественные здания предназначаются для временного пребывания людей при осуществлении в этих зданиях определенных функциональных процессов, связанных с управлением, образованием, здравоохранением, зрелищами, спортом, отдыхом и т.п. В ходе общественного развития возникают новые общественные связи между людьми. Соответственно возрастает число видов общественных зданий, различающихся по назначению.

Промышленные здания

Промышленные здания предназначаются для осуществления в них производственных процессов (или подсобных функций) для различных отраслей промышленности. Особый подтип промышленных зданий составляют сельскохозяйственные здания, в которых осуществляются производственные процессы, связанные с сельским хозяйством (содержание и разведение скота и птицы, хранение и ремонт сельхозтехники, хранение зерна, овощей, переработка сельскохозяйственного сырья и пр.).

Основные типы зданий легко различимы по их внешнему облику.

Жилые здания содержат большое число структурных единиц (жилых комнат, кухонь и других помещений квартир), большинство из которых нуждается в естественном освещении. Поэтому на фасадах жилых домов много оконных проемов и присущих большинству квартир открытых помещений – балконов, лоджий. В связи с тем что размеры основной структурной единицы жилого дома относительно малы, невелика и ширина дома (10-14 м).

Общественные здания содержат разнородные структурные элементы: очень крупные (зрительные, торговые или спортивные залы), средних размеров (учебные помещения, больничные палаты) и мелкие (конторские помещения, лечебные кабинеты). В соответствии с функциональным назначением помещений общественных зданий предъявляются различные требования к их естественной освещенности: от интенсивной освещенности (групповые помещения детских учреждений) до ее полного исключения (зрительные залы кинотеатров). Во внешнем облике общественных зданий эти особенности их структуры и светового режима выявляются крупными членениями объема, различной этажностью частей здания, большой шириной здания, а также контрастностью в размерах светопроемов вплоть до сочетания больших глухих поверхностей с большими светопрозрачными поверхностями витражей.

Промышленные здания содержат крупные помещения – цехи, а иногда состоят из одного помещения. Характер и технологическое оборудование производственных процессов требует больших размеров помещений цехов, а необходимость естественного освещения – больших светопроемов в наружных стенах и специальных надстроек – световых фонарей – на крышах цехов. Внешний облик промышленных зданий часто характеризует также наличие примыкающих к ним технологических и транспортных устройств – эстакад, транспортных галерей, трубопроводов и т.п. Для промышленных зданий характерны крупные членения архитектурных форм, их простота и четкость.

Требования к проектам зданий

Проектируемое здание должно гармонично отвечать целому циклу требований – функциональной, технической, эстетической, экономической и целесообразности.

Требования функциональной целесообразности проектного решения предполагают максимальное соответствие размещения и размеров помещений протекающим в здании функциональным процессам. Все упомянутые выше группы помещений (рабочие, обслуживающие, коммуникационные, вспомогательные) должны быть в процессе проектирования обеспечены наиболее удобными функциональными связями.

Проект должен способствовать формированию оптимальной среды (пространственной, световой, воздушной, акустической, температурно-влажностной и пр.) для человека в процессе осуществления им функций, для которых здание предназначается. Минимальные виличины параметров внутренней среды зданий – габариты помещений в соответствии с их назначением, состояние воздушной среды (температурно-влажностные характеристики, показатели скорости движения воздуха и кратности воздухообмена), световой режим (показатели необходимой естественной освещенности), звуковой режим (условия слышимости в помещении и защита его от шумов, проникающих из внешней среды) – устанавливаются для каждого вида здания СНиП – строительными нормами и правилами – основным государственным документом, регламентирующим проектирование и строительство в России.

Соблюдение требований СНиП является обязательным при проектировании. Однако сами эти требования не являются стабильными. По мере роста материального благосостояния общества повышаются требования к параметрам помещений зданий и их благоустройству. В соответствии с этим периодически пересматриваются и совершенствуются нормативные требования к разнообразным параметрам: от минимальных размеров общей площади квартир для государственного и муниципального строительства до минимально допустимых температур воздуха в них в зимнее время.

В проектировании индивидуальных объектов, например, коммерческих домов первой категории комфортности регламентированы только нижние пределы планировочных параметров, а верхние – не ограничиваются.

Требование технической целесообразности проектного решения подразумевает выполнение его конструкций в полном соответствии с законами строительной механики, строительной физики и химии. Для этого проектировщику необходимо выявить и точно учесть все внешние воздействия на здание (см. рис. 3.2). Соответственно проектное решение конструкций здания должно обеспечивать их сопротивление всем воздействиям. Должны быть предусмотрены необходимая прочность, устойчивость и жестокость несущих конструкций, долговечностью и стабильностью эксплуатационных качеств ограждающих.

Прочность конструкции

Способность воспринимать силовые нагрузки и воздействия без разрушения.

Устойчивость

Способность конструкции сохранять равновесие при силовых нагрузках и воздействиях. Она обеспечивается целесообразным размещением элементов несущих конструкций в пространстве и прочностью их сопряжений.

Жесткость

Способность конструкций осуществлять свои статические функции с минимальными, заранее заданными СНиП величинами деформаций.

Долговечность

Предельный срок сохранения физических качеств конструкций здания в процессе эксплуатации. Долговечность конструкции зависит от следующих факторов: ползучести – процесса малых непрерывных деформаций материала конструкции при длительном загружении; морозостойкости – сохранении влажными материалами необходимой прочности при многократном чередовании замораживания и оттаивания; влагостойкости – способности материалов противостоять воздействию влаги без существенного снижения прочности вследствие размягчения, разбухания или расслоения, коробления или растрескивания; коррозиестойкости – способности материалов сопротивляться разрушению, вызываемому химическими, физико- и электрохимическими процессами; биостойкости – способности органических материалов противостоять разрушающим воздействиям микроорганизмов и насекомых.

Стабильность эксплуатационных качеств

Стабильность эксплуатационных качеств, к которым относятся тепло-, звуко-гидроизоляция и воздухонепроницаемость ограждающих конструкций – способность конструкций сохранять постоянный уровень изоляционных свойств в течение проектного срока службы здания или конструктивного элемента.

Прочность, устойчивость, эксплуатационные качества конструкций количественно оцениваются при проектировании на основании соответствующих научных теорий и инженерных методов расчета.

Инженерная методика расчета долговечности конструкций еще не создана. Поэтому применяется оценка долговечности по предельному сроку службы здания. По этому признаку здания и сооружения разделяют на четыре степени: 1-я – со сроком более 100 лет, 2-я – от 50 до 100 лет, 3-я – от 20 до 50 лет, 4-я – до 20 лет (временные здания и сооружения).

Кроме того, классификация конструкций зданий осуществляется по признаку пожарной безопасности, которая определяется возгораемостью конструкций и их огнестойкостью.

Предел огнестойкости

Предел огнестойкости зданий определяется длительностью (в минутах) испытания конструкции на огнестойкость до возникновения одного из следующих трех предельных состояний: по прочности (обрушение), по деформациям (образование в конструкции сквозных трещин или отверстий), по температуре (повышение температуры на противоположной огню поверхности конструкции в среднем более 140°С).

По этим признакам здания или их отсеки (между брандмауэрами*) делят на пять степеней огнестойкости (по времени – в минутах предела огнестойкости их конструкции) — см. табл. 3.1.

К I степени огнестойкости относят здания, несущие и ограждающие конструкции которых выполнены из камня, бетона или железобетона с применением листовых или плитных негорючих (несгораемых) материалов.

В зданиях II степени огнестойкости, материал основных, несущих и ограждающих конструкций также выполнены из негорючих материалов, но имеют меньший предел огнестойкости.

В зданиях III степени огнестойкости допускается применение горючих (сгораемых) материалов для перегородок и перекрытий.

В зданиях IV степени для всех конструкций допускается применение горючих материалов, а предел огнестойкости несущих и ограждающих конструкций минимальный* (15 мин).

К V степени огнестойкости относят временные здания в связи с чем предел огнестойкости их конструкций не нормируется. СНиП предусматривает в зданиях низких степеней огнестойкости лишь рассечение их брандмауэрами на отсеки, ограничивающими площадь распространения пожара.

Требование экономической целесообразности

Требование экономической целесообразности проектного решения здания относится к его функциональной и конструктивной части. При решении функциональных задач – размеров, размещения, количества помещений и их инженерного благоустройства – следует исходить из действительных потребностей и возможностей общества или конкретного индивидуального заказчика.

Экономическая целесообразность в отношении конструктивной части проекта заключается в назначении при проектировании необходимых запасов прочности и устойчивости конструкций, а также их долговечности и огнестойкости в соответствии с назначением здания и его проектным сроком службы.

Выбору экономически целесообразного решения конструкций способствует отнесение здания при проектировании к определенному классу.

Класс назначают при проектировании в соответствии с его народнохозяйственной и градостроительной ролью. К 1 классу относят крупные общественные здания (театры, музеи), правительственные здания, жилые дома без ограничения этажности, ко 2 – общественные здания массового строительства и муниципальные жилища не выше 910 этажей, к 3 – дома не выше 5 этажей и общественные здания малой вместимости, к 4 – массовые малоэтажные жилые дома и временные общественные здания. Класс большинства промышленных зданий редко назначают выше третьего во избежание функционального (морального) старения здания. Интенсивное развитие технологии сопровождается коренным изменением оборудования через 20-25 лет. При этом большинство параметров здания – пролеты, высота, несущая способность подкрановых путей и каркаса – часто оказываются недостаточным.

Основные конструкции зданий 1 класса должны иметь 1-ю степень долговечности и огнестойкости, 2 класса – 2-ю степень, 3 класса – 2-ю степень долговечности и 3-ю огнестойкости, 4 класса – 3-ю степень долговечности без ограничений по огнестойкости.

Эстетические требования

Эстетические требования к проектному решению заключаются в необходимости соответствия внешнего вида здания его назначению и формированию объемов и интерьеров здания по законам красоты.

Соответствие внешнего облика назначению здания во многом определяется правильностью функционального и технического решений проекта. Однако совершенство этих решений не гарантирует красоты здания. Функционально обусловленные объемные формы, членения и детали здания должны быть художественно взаимоувязаны в общей архитектурной композиции, которая будет восприниматься как эстетически целесообразная и единственно возможная для данного сооружения.

В зависимости от назначения здания, его роли в застройке и идеологической программы в архитектурном решении могут быть использованы различные выразительные средства. При проектировании жилого здания его композиция во многом определяется расположением здания в застройке, диктующим масштаб членения архитектурных форм, но сами эти формы по большей части функционально обоснованы (пластические элементы фасада являются одновременно и функциональными элементами здания – лоджиями, эркерами и др.). При решении монументального общественного здания или комплекса – мемориальные, выставочные и др.- архитектор вправе для достижения максимальной выразительности художественного образа прибегать к свободным вариациям объемной формы здания: от функционально обусловленной до символизированной. При проектировании таких зданий или комплексов оправдана ориентация не только на традиционный синтез архитектуры с изобразительными искусствами – живописью и скульптурой, но также с поэзией и музыкой (мемориальные сооружения на Поклонной горе в Москве, Малаховой кургане в Волгограде).

Экологические требования

Экологические требования в современной проектно-строительной практике охватывают сферы проектирования, строительства и реконструкции городской застройки. Острота требований связана с тем, что производственная, а отчасти и строительная деятельность могут способствовать загрязнению природной среды, превышающему допустимые пределы. Сегодня на территории стройки более чем в 100 городах сложилась такая неблагополучная экологическая ситуация. Экологические природо-охранные требования, которые непосредственно относятся к проектной деятельности, таковы:

требования сокращения территорий, отводимых под застройку. Это достигается повышением этажности, активным освоением подземного пространства (гаражи, склады, тоннели, торговые предприятия и т.п.);
широкое применение эксплуатируемых крыш, эффективное использование неудачных участков территорий (крутой рельеф, выемки и насыпи вдоль железнодорожных магистралей);
экономия природных ресурсов и энергии. Эти требования непосредственно влияют на выбор формы здания (предпочтение компактным сооружениям обтекаемой формы), выбор конструкций наружных стен и окон, выбор ориентации здания в застройке.

Экологические требования сказываются на решении благоустройства застраиваемой территории с увеличением озеленения их территории в том числе вертикального, с заменой, живыми изгородями железобетонных заборов и оград и заменой асфальтобетонных покрытий штучными (брусчаткой, каменными и бетонными плитами). Эти мероприятия способствуют сохранению водного баланса и чистоте воздушной среды территории.

По окончании строительных работ на площадке должна проводиться рекультивация грунтов в целях уменьшения ущерба, наносимого природной среде строительной деятельностью.