Промышленные здания. Классификация промышленных зданий по назначению, по взрывной и пожарной опасности, по долговечности и капитальности.

Архитектура гражданских и промышленных зданий и сооружений.

Промышленные предприятия – это комплекс зданий и сооружений, связанных единым процессом. Состав зданий и сооружений зависит от типа производства и может быть весьма разнообразен. Промышленные предприятия стали важнейшей составляющей частью современных городов, и в большинстве случаев является главным фактором их развития (возникновения).

Классификация промышленных зданий:

по назначению:

1) Производственные - в них протекают основные технологические процессы;

2) Подсобно -производственные -для вспомогательных процессов (ремонтные);

3) Энергетические снабжают предприятия энергией, сжатым воздухом, паром (ТЭЦ);

4) Складские, для хранения сырья;

5) Транспортные, обслуживают транспорт;

6) Санитарно -технические обслуживают водопровод, канализацию;

7) Вспомогательные и общезаводские - гардеробные, душевые, столовые;

8) Специальные –резервуары, газгольдеры, эстакады.

по капитальности: (4 класса)

1- постройки повышенного требования;

4- минимального требования; К классу относят в зависимости от народно хозяйственного значения. Для каждого класса устанавливают свои эксплуатационные качества, долговечность, огнестойкость.

Долговечность определяется сроком службы без потери качеств.

по долговечности: (3 степени)

· 1- служба не менее 100 лет;

· 2- не менее 50 лет;

· 3- не менее 20 лет.

Для первого класса должна быть 1 степень долговечности. Для 2- вторая. Для 3-го- третья. Для 4-го- не нормируется.

по огнестойкости: классом конструктивной и функциональной пожарной опасности.

Степень огнестойкости здания определяется степенью огнестойкости конструкции. Предел огнестойкости устанавливается по времени в момент наступления следующих признаков: потеря несущей способности, устойчивости, тепло- изолирующей способности.

по пожарной опасности:

ü 1непожароопасные К0;

ü 2малопожароопасные К1;

ü 3 умеренно пожароопасные К2;

ü 4 пожароопасные К3.

Класс конструктивной опасности определяется степенью участия строительной конструкций в развитии пожара и образования опасных факторов. В зависимости от класса пожарной опасности в конструкции определяется класс конструктивной пожароопасности: С0, С1, С2, С3.

Класс функциональной пожароопасности: определяется назначение здания и особенности размещаемого в здании технического процесса. Класс определяется в зависимости: от безопасности людей, с учетом возврата физического состояния и возможного нахождения людей в состоянии сна. Ф5-производственные и складские здания;

Ф5.1-производственные здания, лаборатории, мастерские;

Ф5.2-складские здания, стоянки автомобилей без технического обслуживания;

Ф5.3-с/хоз.

Классификация по взрывной и пожарной опасности.

А- взрывопожаноопасная категория, когда в воздухе имеются горючие газы, легко воспламеняемые жидкости при t < 28^◦

Б - взрывопожаноопасная категория, когда в воздухе имеются горючие газы и жидкости с t вспышки > 28^◦ и производства с образованием горючей пыли

В1-В4 – пожароопасная категория, горючие жидкости и твердые материалы

Г – производства связанные с обработкой негорючих материалов, в горячем и расплавленном состоянии;

Д - обработка негорючих материалов в холодном состоянии.

2. Промышленные здания. Классификация промышленных зданий по объемно-планировочным и конструктивным решениям.

Промышленные предприятия – это комплекс зданий и сооружений, связанных единым процессом. Состав зданий и сооружений зависит от типа производства и может быть весьма разнообразен. Промышленные предприятия стали важнейшей составляющей частью современных городов, и в большинстве случаев является главным фактором их развития (возникновения).

По объемно –планировочному и конструктивному решению:

1) Может быть одноэтажным и многоэтажным, 2х этажным и смешанной этажности.

2) По количеству пролетов: одно и многопролетные

3) По величине пролета:

· Мелкопролетные (l ≤ 12 м)

· Крупнопролетные (12 < l ≤ 36м)

· Большепролетные (l > 36м)

4) По характеру застройки территории здания могут быть со сплошной, квартальной, повильонной застройками.

5) По расположению внутренних опор здания:

a) Пролетного типа

b) Ячейкового типа

c) Зального типа

6) По наличию подъемно-транспортного оборудования могут быть крановыми и безкрановыми.

7) По конструктивным схемам покрытия:

§ Каркасно- плоскостные (с применением балок и ферм покрытия и уложенных на них ж/б плит)

§ С применением покрытия (оболочковые различного очертания)

§ С висячим покрытием

§ С пневматическим покрытием за счет избытка давления в здании

8) По материалу основных несущих конструкций:

§ С ж/б каркасом

§ Со стальным каркасом

§ С деревянным каркасом

§ Со смешанным каркасом

9) По наличию отопления могут быть отапливаемые или не отапливаемые.

10) По наличию отопления могут быть отапливаемые или не отапливаемые.

11) По системе освещения, здания могут быть:

a) С естественным освещением

b) С искусственным освещением

c) С интегральным освещением

12) По профилю покрытия здания:

a) Со скатной или плоской крышей

b) С фанарной

c) С бесфонарной

3. Технологический процесс - основа объемно-планировочного и конструктивного решения промышленных зданий.

При проектировании промышленных зданий создается или разрабатывается технологическая часть проекта. В технологическую часть на первом этапе входит технологическая схема, которая устанавливает последовательность операций.

Н – от уровня пола до низа несущей конструкции балки;

Н1 – высота технологического оборудования;

Н – от уровня пола до низа несущей конструкции балки;

Н1 – высота технологического оборудования;

Н2 – расстояние от переносимого груза до верха оборудования;

Н3 – размер переносимого груза;

Н4 – все крепежные элементы до низа крана;

Н5 – размеры кран;

Н6 – от низа крана до низа несущих конструкций;

Н = Н1 + Н2 + Н3 + Н4 + Н5 + Н6

Расстановка оборудования, разработка проходов производится с учетом проходов для эвакуации.

В здании все пространство должно быть использовано рационально, без нарушения технических санитарно-гигиенических норм.

На основе технологии промышленного здания, кроме объемно-планировочного решения определяется конструктивное решение, как материал каркаса, ограждающие конструкции, так и грузоподъемность внутрицехового подъемно-транспортного оборудования, техническое обеспечение, система вентиляции, освещения, кондиционирования.

Объемно-планировочный элемент – часть здания с размерами, равными шагу, пролету, высоте.

Пролетом называется расстояние между модульными разбивочными осями в направлении пролета существующего конструктивного покрытия.

Шаг – расстояние между рядами несущих колонн, на которые опирается несущая конструкция покрытия.

Высотой называется:

а) в одноэтажном пром. здании – расстояние от уровня пола до низа несущей конструкции покрытия;

б) в многоэтажном пром. здании – различают высоту этажа и высоту всего здания.

Высотой этажа называется расстояние от пола низа этажа до уровня пола следующего этажа. Высотой всего здания называется расстояние от пола первого этажа до несущей конструкции покрытия.

Промышленное предприятие и его производственные здания должны быть запроектированы с учетом требований наиболее прогрессивного технологического процесса и перспектив его развития. Содержание технологического процесса связанно с понятием производственно-технологической рабочей схемы.

Производственный цикл промышленного здания включает в себя целый ряд транспортных операций, связанных с перемещением материалов и производственных отходов. При разработке системы транспорта для проектируемых промышленных зданий важным фактором является грузо-напряженность потоков.

Для обеспечения экономически целесообразного технологического процесса необходимо исключить возможность пространственного пресечения потоков материалов и обеспечить кратчайшую их протяженность. При проектировании необходимо сравнивать технико-экономические и технические показатели вариантов производственно-технологических схем. Для каждого цеха, как и для всего завода, сначала разрабатывают четкие производственные потоки, затем предварительно определяют габаритные размеры и расположение станков, машин и другого производственного оборудования.

Бесперебойная работа любого промышленного предприятия немыслима без обеспечения на его территории удобных подходов работающих, к свои рабочим местам и ритмичной доставки грузов к производственным участкам. Нельзя допускать пересечения в одном уровне людских и грузовых потоков, встречных и обратных направлений движения этих потоков.

При проектировании промышленных предприятий особое значение придают вопросам формообразования промышленных зданий, диктуемых технологическими, санитарными, противопожарными, архитектурно-строительными и др. требованиями.

Наряду с оправданным применением павильонной застройки в ряде случаев применяют блокированные здания. Стремление несколько уменьшить разрывы между цехами и повысить плотность застройки достигается применением сложных конфигураций планов зданий. Однако П – образные и III – образные формы в плане являются нежелательными, ухудшающими санитарно-гигиенические условия в помещениях, так как образуют мало или полностью не продуваемые дворы.

4. Общие принципы объемно-планировочных решений одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий.

Одноэтажные здания могут иметь в плане простые и сложные формы. В основном преобладает прямоугольная форма, а сложные формы характерны для производств со значительными тепло- и газовыбросами, если нужна организация притока и удаления воздуха. В зависимости от характера технологического процесса одноэтажные здания по объемно-планировочному решению могут быть пролетного, зального, ячейкового и комбинированного типа. Здания пролетного типа проектируют в тех случаях, если технологические процессы направлены вдоль пролета и обслуживаются кранами или без них. Основными конструктивными элементами современного одноэтажного пролетного промышленного здания являются: колоны, которые передают нагрузки на фундаменты; конструкции покрытия, которые состоят из несущей (балки, фермы, арки) и ограждающей (плиты и элементы покрытия) части; подкрановые балки, которые устанавливают на консоли колонн; фонари, которые обеспечивают нужный уровень освещенности и воздухообмен в цехе; вертикальные ограждающие конструкции (стены, перегородки, конструкции остекления), причем конструкции стен опираются на специальные фундаментные и обвязочные балки; двери и ворота для движения людей и транспорта; окна, которые обеспечивают необходимый световой режим.

Одноэтажные промышленные здания проектируют чаще всего по каркасной системе, образованной стояками (колоннами), вмонтированными в фундамент, и ригелями (фермами или балками). Специальные связи (горизонтальные и вертикальные) обеспечивают пространственную жесткость каркаса. Габариты сборных элементов для промышленных зданий унифицированы, и соответственно унифицированы габариты конструктивных элементов на основе укрупненного модуля. Пролет зданий (поперечное расстояние между колонами) принимают 12, 18, 24, 30, 36 м и др. Высота от пола до низа несущей конструкции покрытия устанавливают кратной модулю 0, 6 м (от 3, 6 до 6, 0 м), укрупненному модулю 1, 2 м (от 6, 0 до 10, 8 м) и модулю 1, 8 м (от 10, 8 до 18, 0 м).

Здания зального типа применяют тогда, когда технологический процесс связан с выпуском крупногабаритной продукции или установкой большеразмерного оборудования (ангары, цеха сборки самолетов, главные корпусы мартеновских и конверторных цехов и др.). Пролеты зданий зального типа могут быть 100 м и более. Развитие и внедрение средств автоматизации и механизации технологических процессов создает потребность передвижения транспортных средств в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Необходимость частой модернизации технологического процесса легко осуществима в одноэтажных зданиях сплошной застройки с квадратной сеткой колонн. Такое объемно-планировочное решение получило название ячейкового, а здания – гибких, или универсальных. В зданиях комбинированного типа сочетаются основные признаки зданий зального, пролетного или ячейкового типа.

Многоэтажные промышленные здания применяют в легкой, пищевой, электротехнической и других видах промышленности. По конструктивной схеме многоэтажные промышленные здания бывают с неполным каркасом и несущими внешними стенами или с полным каркасом. Основными элементами каркаса являются колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

Сборные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обеспечивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса, а горизонтальные - рамами и вертикальными связями (диафрагмами). В случае связевой системы вертикальные нагрузки воспринимаются колонами каркаса, а горизонтальные - вертикальными связями.

Сетку колонн многоэтажных зданий принимают 6х6 или 6х9 м, в последнее время разработаны проекты с сеткой 6х12, 6х18 и даже 6х24 м. Высоты этажей многоэтажных производственных зданий унифицированные и могут быть 3, 6; 4, 8; 6, 0 м, для первых этажей допускается высота 7, 2 м (модуль 1, 2 м). Для вертикального транспорта в многоэтажных зданиях предусматривают грузовые и пассажирские лифты, которые вместе с лестницами объединяются в узлы. При выборе конструктивных решений промышленных зданий необходимо иметь в виду экономическую значимость стоимости отдельных конструктивных элементов в общей сметной стоимости здания. Для многоэтажных зданий наибольшее влияние на стоимость оказывают стены, каркас, полы и проемы; в одноэтажных – каркас, конструкции кровли, полы и стены.

5. Объемно-планировочные решения вспомогательных зданий и помещений промышленного предприятия.