Промышленные здания, естественное освещение. Одноэтажные производственные здания

Лекция 4 (5 курс ПГС)

Промышленные здания, естественное освещение. Одноэтажные производственные здания.

Промышленные здания в зависимости  от этажности могут быть одноэтажными и многоэтажными. В современной  практике преобладают одноэтажные  здания (80% от общего объема строительства), так как они имеют определенные преимущества: лучшие условия для размещения оборудования, организации производственных потоков, применения транспортных и грузоподъемных устройств. В одноэтажных зданиях обеспечивается большая маневренность при изменении технологического процесса.

По характеру застройки территории промышленного предприятия одноэтажные промышленные задания подразделяются на здания сплошной и павильонной застройки.

Здания сплошной застройки представляют собой многопролетные корпуса большой ширины и длины. Такие здания бывают либо бесфонарные, рассчитанные на искусственное освещение и проветривание производственных помещений, либо с устройством различных систем верхнего света и аэрации, обеспечивающих естественное освещение и проветривание. Здания сплошной застройки, как правило, имеют внутренний водоотвод с многоскатной или плоской кровлей.

Здания павильонной застройки имеют сравнительно небольшое количество пролетов, обеспечивающих боковое освещение естественным светом и проветривание с забором воздуха через проемы в стенах и вытяжку через аэрационный фонарь или шахты в кровле. Водоотвод часто устраивают наружный. К этому типу зданий относятся основные производственные корпуса некоторых отраслей промышленности, к которым предъявляются повышенные требования с точки зрения освещения и проветривания (химия, металлургия и др.), а также подсобные и складские помещения (см. Дятков С.В., Михеев А.П. «Архитектура промышленных зданий» М.:АСВ, 1998г. Стр. 37-65 «Освещение и воздухообмен в промышленных зданиях»).

К достоинствам павильонной застройки  относятся: лучшие условия санитарно-гигиенического режима, меньшая пожароопасность, возможность  большей изоляции цехов с производственными  вредностями, пожаро – и взрывоопасных.

В зависимости от характеристики технологического процесса одноэтажные промышленные здания по объемно-планировочному решению могут быть пролетного, ячейкового, зального и комбинированного типа.

Здания пролетного типа применяются в тех случаях, когда технологические процессы направлены вдоль пролета. Размеры пролетов выбираются в зависимости от характера технологического процесса и габаритов технологического оборудования и изделий.

Размеры пролетов – от 12 – 36 м и  более.

Шаг внутренних опор – 6, 12 м и более, но кратен 6 м. Пролетный тип здания характеризуется преобладанием пролета над шагом колонн.

В бескрановых зданиях без подвесного оборудования и с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью  до 5 т применяется сетка 12 х 6, 24 х 6, 18 х 12, 24 х 12 м. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно применяют сетку: 18 х 12, 24 х 12, 30 х 12, 36 х 12 м. Оптимальной для большинства производств является сетка 18 х 12 или 24 х 12 м. При проектировании одноэтажных промышленных зданий следует учитывать, что укрупненная сетка колонн позволяет лучше использовать производственную площадь, способствует большей гибкости производства. Транспортная связь между отдельными участками в зданиях пролетного типа достигается при помощи мостовых и подвесных кранов. Конвейеров или напольного транспорта.

Здания зального типа характеризуются большими пролетами (от 36 до 100 м и более). Применяется этот тип здания, когда необходима большая производственная площадь без внутренних опор (например, ангары, эллинги и т.п.). Большие пролеты залов перекрываются пространственными конструкциями. Пролет и шаг колонн каркаса в зданиях зального типа применяется кратным 6 м.

Здания зального типа получают в  последнее время распространение  в отраслях промышленности, в которых технологический процесс не связан с крупногабаритным оборудованием или продукцией. Это объясняется тем, что большие размеры производственных помещений позволяют свободно использовать пространство, то есть размещать любые технологические процессы.

Здания зального типа с укрепленной  сеткой колонн (24х12, 30х12 м), позволяют  располагать в них сборно-разборные  многоэтажные этажерки для размещения технологического оборудования. Здания со сборно-разборными этажерками имеют  более легкие перекрытия по сравнению с многоэтажными, благодаря чему снижается вес здания, а следовательно стоимость строительства. В зданиях с крупной сеткой колонн легко осуществлять модернизацию, изменять технологический процесс, внедрять новую технологию без перестройки основных конструкций зданий.

Развитие массового и непрерывного поточного производства часто требует  размещение технологических линий  и движения транспорта в двух взаимно  перпендикулярных направлениях. Мостовые краны не обеспечивают этого. Поэтому  необходимо переход на другой более гибкий – подвесной или напольный – транспорт. В связи с этим появляется новый вид здания сплошной застройки с квадратной или близкой к этому сеткой колонн и одинаковой высотой до низа покрытия с подвеской к нему подъемно-транспортного оборудования. Такая структура объемно-планировочного решения получила название ячейковой, а здания – гибкий или универсальный.

В зданиях ячейкового типа наибольшее распространение имеют сетки  колонн 12 х 12, 18 х 18, 24 х24, 30 х30, 36 х 36 м.

Отличительной особенностью гибких цехов является то, что любое существенное изменение в технологическом процессе не отражается на конструкциях здания. Кроме того, достигается технологическая маневренность, унификация объемно-планировочного и конструктивного решения, повышение эффективности использования производственных площадей, снижение стоимости строительства. Полезная площадь гибких цехов предназначается только для размещения технологического и транспортного оборудования. Вспомогательные помещения размещаются на антресолях в межферменном пространстве или в пристройках. Антресоли располагаются обычно у наружных стен здания или между предприятиями, блокируемыми в одно здание. Антресоли могут также устраиваться над подсобно-производственными помещениями, внутрицеховыми и в «метровой» зоне работы кранового оборудования. Конструктивная схема антресолей – каркасная, с сеткой колонн 6 х 6 м, при сборно-разборных конструкциях.

Здания ячейкового типа проектируют  с естественным и искусственным  освещением. Характерной особенностью освещения производственных участков в гибких цехах является применение в них так, называемых «плавающих» систем верхнего освещения, расположение которых не зависит от пролетов и их величины. Применение таких систем позволяет получить равномерную освещенность по всей площади цеха.

В зданиях комбинированного типа объемно-планировочное  решение может сочетать признаки зданий пролетного типа с типом зальных, пролетного типа с ячейковыми и т.д.

Основные положения по унификации, понятие УГС для различных отраслей промышленности.

Унификация промышленных зданий основывается на модульной системе и имеет  две формы: отраслевую и межотраслевую.

Отраслевая унификация – унификация объемно-планировочных и конструктивных решений Промздания в пределах данной отрасли промышленности.

Межотраслевая унификация – создание унифицированных промышленных зданий для различных отраслей промышленности.

Создание межотраслевой системы  унификации объемно-планировочных  и конструктивных решений позволяет  сократить число типоразмеров конструкций, снизить стоимость строительства.

Для удобства унификации объем Промздания расчленяется на отдельные части  или элементы.

Объемно-планировочный элемент (пространственная ячейка) – часть здания с размерами, равными высоте этажа, пролету, шагу.

Планировочный элемент (планировочная  ячейка) – горизонтальная проекция объемно-планировочного элемента.

Температурный блок – часть здания, состоящая из нескольких объемно-планировочных элементов, расположенных между поперечными и продольными температурами швами или между температурами швами и торцовой или продольной стороной здания.

Основные стадии унификации: линейная, пространственная, объемная.

Линейная унификация – унификация отдельных параметров.

Основные параметры и модули для одноэтажных и промышленных зданий:

Пролет: 6, 12, 18, 24, 30, 36 и более.

Шаг: 6, 12, 18 и более.

Модуль: 6 м.

высота (от пола до низа несущей конструкции  покрытия на опоре) – 3; 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6 и  более (для бескрановых зданий) высота для крановых зданий – 8,4; 9; 9,6 и др.

Модуль по высоте – 0,6 м.

Пространственная унификация – сокращение количества сочетаний параметров по пролетам, высотам и шагам колонн, создание унифицированных объемно-планировочных элементов.

Объемная унификация – унификация по пути уменьшения типов зданий, создание условий для их блокирования.

Объемная унификация осуществляется на основе создания УГС (унифицированных  габаритных секций).

Унифицированная секция является объемной частью здания и состоит из нескольких пролетов постоянной высоты. Габариты секции зависят от характера технологического процесса и конструктивного решения здания и чаще всего, представляет собой температурный блок.

Длина УГС – расстояние между  поперечными температурными швами, максимальная ширина – расстоянию между продольными температурными швами.

В зависимости от применяемых сеток  колонн, а также от характера блокирования в здании, УГС разделяются на следующие  типы: 1 тип – многопролетные для  зданий сплошной застройки, рассчитанные на блокирование секции с любой стороны. 2 тип – одно, двух и многопролетные, блокируемые только вдоль пролета, 3 тип – одно и многопролетные, пристраиваемые к многопролетным секциям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)                                                     б)                                в)

                              12                           12      1

                                                                   144         72

                              12

                                                             12  

                              12                                 144   72

                                   144  144                                         12

 

                                                                                                30                          30    72   72

 

а) секции 1 типа                            б) секция 2 типа          в) секции 3 типа

 

На каждую унифицированную секцию разработаны чертежи и издания  массовым тиражом, что сокращает  объем проектной документации, сроки проектирования.

Пример: а)для предприятий машиностроения утверждены следующие унифицированные  секции: 144 х 72, 72 х 72 м.

б)для одноэтажных предприятий  химической промышленности 72 х 72, 72 х 144 м; в)для предприятий легкой и  пищевой промышленности: 60 х 24, 60  х  72, 60 х 144, 72 х 24 м и т.д.

Как уже было отмечено, практика проектирования подтверждает, что многие унифицированные  типовые секции и пролеты, разработанные  для конкретных отраслей промышленности, могут применяться и для других отраслей т.е. УГС и УТ П могут быть межотраслевыми.

Общие принципы компоновки объемов  одноэтажных промышленных зданий.

Объемно-планировочные и конструктивные решения одноэтажных промышленных зданий в значительной степени зависит  от требований, определенных технологическим процессом. Требования эти могут быть различными: обеспечение кондиционированного метеорологического режима и состава воздуха, обеспечение усиленной аэрации: обеспечение максимальной естественной освещенности и т.д. В одних случаях габариты изделий определяют необходимое пространство (ангары), в других – габариты оборудования (прокатные цехи).

Несмотря на многообразие производств  и соответственно объемно-планировочных  и конструктивных решений зданий, можно выявить некоторые общие  принципы этих решений, справедливые для ряда производств:

1. Блокирование в одном промышленном здании.

а) некоторых производственных помещений, обслуживающих один технологический  процесс

б) некоторых цехов с разными  технологическими процессами

в) разных промышленных предприятий

г)объединение однородных вспомогательных  цехов (ремонтных, складских и т.д.) разных производительных процессов.

Опыт показывает, что  с помощью блокирования возможно, уменьшение площади заводской территории до 30 %, сокращение периметра наружных стен на 50 %, снижение стоимости строительства на 15-20%.