При выборе типа здания для цеха необходимо учитывать соответствие его современным функциональным, техническим, экономическим и архитектурно-художественным требованиям.
Функциональные требования заключаются в обеспечении нормального функционирования размещаемого в цехе технологического оборудования, рабочих мест и создания благоприятных санитарно-гигиенических условий труда и бытового обслуживания работающих.
Технические требования заключаются в обеспечении прочности, устойчивости, долговечности и в противопожарных мероприятиях, а также в возможности возведения здания индустриальными методами.
Экономические требования преследуют цель сведения к минимуму затраты на строительство и эксплуатацию здания.
Архитектурно-художественные требования предусматривают придание зданию красивого архитектурного облика.
При проектировании новых цехов механосборочного производства производственные участки и вспомогательные службы рекомендуется располагать в производственных (одно- и многоэтажных) зданиях. Санитарно-бытовые и административно-конторские помещения размещают, как правило, во вспомогательном (многоэтажном) здании, пристраиваемом к основному производственному, или в многоэтажных вставках, расположенных перпендикулярно продольной стене производственного здания.
Механические, сборочные, МСЦ, ИЦ, РМЦ среднего, тяжелого и особо тяжелого машиностроения располагают, как правило, в одноэтажных промышленных зданиях. Эти здания могут быть бескаркасными и каркасными, одно- и многопролетными, бескрановыми и оборудованными легкими или тяжелыми кранами, со светоаэрационными фонарями и бесфонарными, а также безоконными с искусственным микроклиматом и освещением.
Основными параметрами здания каркасного типа являются ширина пролетов и их количество, шаг колонн, высота пролетов, длина и ширина здания (рис. 7.1).
Ширина пролетов - расстояние между осями продольно располагаемых колонн.
Шаг колонн - расстояние между осями колонн в направлении продольной оси пролета.
Высота пролета - расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытий на опоре.
По расположению опор различают промышленные здания пролетного, ячейкового и зального типов.
Пролетный тип характерен преобладанием пролетов над шагом колонн (рис. 7.1, а). Здания такого типа используют для размещения производств с продольным направлением технологических потоков.
Ячейковый тип здания характерен квадратной или близкой к квадратной сеткой колонн (рис. 7.1, б). Такие здания используют для производств с различными направлениями потоков. Подъемно-транспортное оборудование может перемещаться в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Часто используются напольный и подвесной транспорт.
Здания зального типа используют в случае необходимости обеспечения большого внутреннего пространства (рис. 7.1, в). Ширина пролетов в таких зданиях достигает 1 00 и более м.
Унифицированные размеры пролетов, шаг колонн и высоту одноэтажных промышленных зданий следует выбирать из табл. 7.12.
7.12. Основные параметры унифицированых типовых секций одноэтажных промышленных зданий машиностроения Длина, м Ширина, м Пролет, м Шаг колонны, м Шаг ферм, м Высота, м Основные секции для бескрановых зданий с подвесным транспортом 72 144 24 12 6; 12 6; 7,2 72 72 24 12 6; 12 6; 7,2 72 144 12 12 6; 12 6; 7,2 72 72 12 12 6; 12 6; 7,2 Основные секции для крановых зданий 72 144 24 12 12 10,8; 12,6 72 72 24 12 12 10,8; 12,6 72 144 18 12 12 10,8; 12,6 72 72 18 12 12 10,8; 12,6 Дополнительные секции для крановых зданий 72 30 30 6 6 16,2; 18 72 48 24 12 6; 12 10,8; 12,6 72 24 24 6 6 10,8; 12,6 1. Цехи предприятий среднего и тяжелого машиностроения размещают в одноэтажных промышленных зданиях, компонуемых из основных и дополнительных унифицированных типовых секций (УТС).
Основные секции (для продольных пролетов) имеют размеры 144х72 м и 72х72 м; дополнительные секции (для поперечных пролетов) - 24х72 м, 48х72 м; 30х72 м. Сетки колонн для одноэтажных многопролетных зданий составляют 18х12 м и 24х12 м, где 12 - шаг колонны, 18, 24 - ширина пролетов.
Пролеты меньшей длины используют для цехов с малогабаритным оборудованием. Для производств с крупногабаритным оборудованием ширина пролетов может быть увеличена до 30 или даже до 36 м.
Для сборочных пролетов используют дополнительные (крановые) секции размерами 24х72 м2, 48х72 м2 и 30х72 м2.
Наиболее распространенные УТС с размерами в плане 144х72 м, с сеткой колонн 12х18 и 12х24 м представлены на рис. 7.2.
В легком машиностроении и в приборостроении наибольшее распространение получили многоэтажные производственные здания. Такие здания компонуют из унифицированных типовых секций размерами 48х24, 48х36 и 48х48 м. Обычно эти здания имеют от 2 до 5 этажей с сеткой колонн
6х6, 6х9, 9х9, 6х12, 6х18 и 6х24 м. Типы и размеры основных унифицированных
секций многоэтажных производственных зданий приведены на рис. 7.3. Широко распространены многоэтажные здания с сеткой колонн 6х12, 6х18 и 6х24 м. Укрупненные сетки колонн увеличивают емкость здания на (8-15) %. Ширину корпуса принимают, как правило, 24 м. Увеличение ширины здания приводит к плохой освещенности средней зоны и допускается в случае размещения вспомогательных и бытовых помещений в средних пролетах, а также при использовании комбинированного освещения - естественного у наружных стен и искусственного в средней части здания. Высота здания колеблется от 3,6 м (для бескрановых этажей) до 6 м (верхние этажи с мостовыми кранами) и даже до 7,2 м (нижние этажи).
Помещения санитарно-бытового и административно-культурного обслуживания рабочих и служащих на машиностроительных заводах располагают в пристройках к производственным зданиям, в отдельно стоящих зданиях или непосредственно в производственных. Последнее нежелательно из-за большой стоимости 1 м2 производственной площади и сложно реализуемых по СНиП 2.09.04-87 необходимых санитарно- гигиенических условий . Пристройки примыкают либо со стороны торцовых, либо со стороны продольных стен. Предпочтителен первый вариант (рис. 7.4).
В отдельных случаях санитарно-бытовые и административно- конторские помещения располагают в подвалах или полуподвалах, на антресолях, свободных производственных площадях, в межферменном пространстве, в специальных надстройках над производственным зданием, что также нежелательно.
В связи с максимальным блокированием зданий широко практикуют размещение административно-конторских и санитарно-бытовых помещений во вставках, которые располагают в местах поперечных и продольных температурных швов секции (рис. 7.4, в).
Объемно-планировочные решения административно-конторских и санитарно-бытовых помещений пристраиваемых или отдельно стоящих вспомогательных зданий унифицированы (СН и П 2.09.04-87. Административные и бытовые здания). Они компонуются из УТС длиной 36, 48, 60 м и шириной 12 или 18 м (рис. 7.5). В основу этих УТС положены сетки колонн (6+6)х6 м или (6+6+6)х6 м. Для отдельно стоящих вспомогательных зданий наиболее часто используют сетку колонн (6+6+6)х6 м.
Вспомогательные здания для размещения административно-конторских и санитарно-бытовых помещений цеха обычно строят 2-4 этажными (высота этажа - 3,3 м), что обеспечивает максимальное приближение общецеховых служб к производственным участкам. Свободные площади (на верхних
этажах) используют для размещения общезаводских и общекорпусных служб.

Главными признаками для классификации производственных зданий и сооружений служат: назначение, этажность, капитальность и характер эксплуатации.

По назначению промышленные здания подразделяются на собственно производственные, вспомогательные, энергетические, транспортные и складские.

К собственно производственным зданиям относятся здания цехов, изготовляющих полуфабрикаты и готовую продукцию. По производственно-технологическим направлениям многообразие предприятий может быть сведено к группам: предприятия горно-добывающей и горно-обогатительной промышленности; предприятия нефтехимической и химической промышленности; предприятия машиностроения; предприятия приборостроения и радиоэлектроники; предприятия деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности; предприятия строительной индустрии; предприятия текстильной и легкой промышленности; предприятия пищевой промышленности.

К вспомогательным относятся здания заводоуправлений, цеховых контор, бытовых помещений, пунктов питания, здравпунктов.

Энергетические сооружения – здания котельных, электростанций (ГЭС и ТЭЦ), газогенераторных, компрессорных и т. д.

К зданиям складского хозяйства и транспорта принадлежат здания, служащие для хранения сырья, материалов, полуфабрикатов, готовой продукции, сооружения для размещения транспорта (гаражи, депо, стоянки и т. д.).

По этажности производственные здания в зависимости от их назначения и конкретных условий строительства могут быть:

– одноэтажными (в настоящее время составляют около 70% общего числа производственных зданий);

– многоэтажными, в отдельных случаях высотными;

– смешанной этажности.

Одноэтажные производственные здания – исторически традиционный тип зданий. Их специфические особенности: размещение технологического процесса в горизонтальной плоскости, горизонтальный транспорт (напольный, подвесной, крановый), независимое решение строительных конструкций от технологического оборудования (укрупненные сетки колонн, перемещение оборудования), естественное освещение по всей производственной площадке (верхние фонари). Недостатки: большая площадь застройки и кровель, значительные эксплуатационные расходы.

Одноэтажные производственные здания могут быть представлены многопролетными корпусами большой ширины (здания сплошной застройки) или зданиями павильонной застройки, обеспечивающими сквозное проветривание, простой наружный водосток, большую пожарную безопасность.

Одноэтажные производственные здания предназначены для производства с горизонтальными схемами технологического процесса и с применением тяжелого оборудования (черная и цветная металлургия), с большими внутрицеховыми перевозками тяжелых грузов (тяжелое машиностроение), с наличием динамических нагрузок (кузнечно-процессовые цехи), с большими производственными вредностями (химия и нефтепереработка), с выпуском тяжелой и крупногабаритной продукции (тяжелое машиностроение). В них легко осуществляется внутрицеховое перемещение продукции, аэрация и естественное освещение помещений.

По объемно-планировочным параметрам и размещению внутренних опор одноэтажные производственные здания подразделяют на пролетные, ячейковые, зальные и шатровые типы.

Пролетный тип зданий с одним или несколькими пролетами характеризуется преобладанием пролета над шагом. Габариты пролета зависят от технологической схемы производства и транспортного оборудования и назначаются 6, 9, 12, 18, 24, 30 и 36 м. Такие здания бывают с мостовыми кранами и без них, с фонарями и без них (рис. 30). Такой тип здания применяют в химической и пищевой промышленности, промышленности строительных материалов и конструкций.

Ячейковый тип зданий с «гибкой» планировкой характеризуется квадратной или близкой к квадрату сеткой колонн (рис. 30, а). В таких зданиях возможно частое изменение направлений технологических потоков, при этом подъемно-транспортное оборудование может перемещаться по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Наиболее часто используют сетку колонн (18×18), (24×24), (30×30), (36×36) м. Ячейковый тип зданий применяют в машиностроительной промышленности.

Зальный тип зданий характеризуется большой производственной площадью без внутренних опор (рис. 30, б, в). Они могут быть одно- и двухпролетными или с центральной опорой. Расстояния между опорами назначаются в зависимости от размеров выпускаемой продукции и принимают от 36 до 150 м.

В покрытиях этих зданий применяют оболочки двоякой кривизны, складки и ванты, тросы. Такой тип зданий используют для ангаров в самолето- и ракетостроении, для машинных залов ТЭЦ и АЭС и т. п.

Шатровый тип зданий характеризуется отсутствием вертикальных опор и наружных стен (рис. 30, г). Покрытия в таких зданиях опираются непосредственно на фундамент или цоколь. Пролет в зданиях назначают 9, 12, 18 и 24 м. Применяют преимущественно для складов сырья, материалов и изделий.

По характеру застройки промышленные одноэтажные здания бывают сплошного и павильонного типов.

Здания сплошного типа застройки имеют более широкое распространение и представляют собой многопролетные корпуса большой длины и ширины (100–150 м). Они имеют плоскую или многоскатную кровлю с внутренним водоотводом, каркасную конструктивную систему с пролетами 6, 9, 12, 18, 24, 30 и 36 м, шагом колонны 6 и 12 м. Освещение и аэрация осуществляются с помощью различных систем светоаэрационных фонарей. В таких зданиях располагают отрасли машиностроения, производство строительных материалов и изделий и др.

Рис. 30. Одноэтажные промышленные здания пролетного типа:

а – с мостовыми кранами и фонарем над средним пролетом; б – бескрановые с зенитным фонарем; в – бесфонарные с техническим этажом в межферменном пространстве; г – павильонные с этажерками для установки оборудования; 1 – мостовой кран; 2 – фонарь; 3 – зенитные фонари; 4 – технический этаж; 5 – этажерки

Рис. 40. Типы одноэтажных промышленных зданий:

а – ячейковые; б – зальные без промежуточных опор; в – зальные с центральной опорой; г – шатровые

К зданиям павильонного типа застройки относят отдельно строящиеся здания в один или два пролета с сеткой колонны (12×24), (12×30), (12×36) м. Здания павильонной застройки объединяют между собой в виде П-, Ш-, Т- и О-образных корпусов. При такой застройке возможна большая изоляция цехов с различной степенью производственных вредностей (взрыво- и пожароопасностью), что очень важно для химической и металлургической промышленности, а также для складских и подсобных сооружений.

Экономически павильонные здания малоэффективны, так как имеют большие периметр стен и площадь территории промышленного предприятия.

В многоэтажных зданиях размещают производства, в которых оборудование и производственные грузы не тяжелые, а габариты продукции небольшие (точное приборостроение, легкая промышленность, радиоэлектроника, электрооборудование, типографии, текстильные ткацкие и швейные предприятия, пищевая промышленность), а также производства с вертикально направленными технологическими процессами (хлебные элеваторы, мельницы, горно-обогатительные фабрики).

Преобладающее количество производств, размещенных в многоэтажных зданиях, не выделяют производственных вредностей и поэтому в настоящее время эксплуатируются в селитебной зоне. Они мало занимают места в плане города, имеют хорошие транспортные коммуникации, что облегчает доступ рабочих на предприятия.

По назначению многоэтажные производственные здания подразделяют на производственные, лабораторные и административно-бытовые.

По объемно-планировочному решению многоэтажные здания бывают: унифицированного типа, с верхним уширенным этажом, с межферменными этажами, двухэтажные с верхним уширенным этажом.

Общезаводские и вспомогательные здания и помещения располагают на предзаводской площади.

Цеховые вспомогательные здания, предназначенные для обслуживания основных масс работающих, размещают по фронту основных.

Бытовые помещения являются основным элементом комплекса вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий, так как связаны с обслуживанием большого количества работающих. К бытовым помещениям относят: гардеробные, душевые, умывальные, общественные уборные, курительные, помещения для сушки и обеспыливания рабочей одежды, помещения для личной гигиены, респираторные, а также специальные бытовые помещения в зависимости от особенностей производственных процессов.

Бытовые помещения в зависимости от характера производства размещают в отдельном здании, в пристройках, внутри производственного здания.

Административно-конторские здания включают: помещения заводоуправлений, цеховые конторские помещения, медицинские пункты, проходные. В состав зданий заводоуправлений входят: рабочие комнаты, кабинеты дирекции и главных специалистов, конструкторское бюро, библиотека, архив, помещение для копировального оборудования, залы совещаний, учебные аудитории, кабинет по технике безопасности, радиоузел, буфет, гардеробная, вестибюль, санитарные узлы, выставочные помещения.

Здания, сооружения и устройства, располагаемые на производственной территории, весьма разнообразны. Это основные производственные цеха, объекты административно-хозяйственного назначения и бытового обслуживания, склады и специальные емкости, энергетические сооружения, транспортные устройства, инженерно-технические коммуникации, элементы благоустройства и др. Все эти здания группируются по их функциональному и техническому признаку на четыре основные зоны:

– предзаводскую, включающую заводские вспомогательные здания, предназначенные для размещения административно-управленческих и медицинских учреждений; учебных, культурно-бытового обслуживания и лабораторных помещений; стоянок для транспорта и др.;

– производственную, в которую входят производственные корпуса, цеха основного и вспомогательного назначения, бытовые корпуса;

– подсобную, в которой располагают энергетические объекты, инженерные коммуникации, частные сооружения и др.;

– транспортно-складскую, включающую транспортные здания и постройки для хранения материалов, полуфабрикатов и готовой продукции.

На территории промышленного предприятия здания и сооружения размещают с учетом их благоприятного естественного освещения и проветривания. Разрывы между ними принимают с учетом санитарно-гигиенических, противопожарных и технологических требований.

Санитарные разрывы между зданиями, освещаемыми через окна, должны быть между длинными сторонами не менее наибольшей высоты противостоящих зданий; между торцами зданий с оконными проемами – не менее 12 м. Противопожарные разрывы зависят от степени огнестойкости зданий и назначаются в пределах 10–20 м.

Технологические разрывы между зданиями зависят от производственных вредностей технологических процессов: расстояние от складов пылящих материалов до открываемых проемов производственных и вспомогательных зданий должно быть не менее 50 м; между зданиями и складами топлива, горючих материалов и жидкостей – от 10 до 300 м и т. д.

ТЕМА 7. ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Проектирование зданий как искусственной среды жизнедеятельности должно обеспечивать такое состояние среды, которое воспринимается человеком как комфортное. Забота о создании комфортной среды проявляется на всех этапах проектирования. Только при правильном решении технических задач могут быть обеспечены необходимый уровень тепло-, звуко-, гидроизоляции помещений, оптимальные параметры воздушной среды, световой комфорт и пр. Значимость этих факторов различна, но достаточно несоблюдения хотя бы одного из них (например, звукоизоляции), чтобы комфортное состояние среды превратилось в дискомфортное. В связи с этим комфорт внутренней среды определяется как совокупность оптимальных уровней всех ее характеристик, не вызывающих чрезмерного напряжения высших регуляторных механизмов организма человека.

Ниже приведены в кратком изложении некоторые основные вопросы из области строительной физики – науки, с помощью которой при проектировании выполняют соответствующие расчеты ограждающих конструкций, с тем чтобы достигнуть оптимальных температурно-влажностных, акустических и светотехнических условий в помещениях зданий.

Теплоэнергетические установки. Сборник нормативных документов Коллектив авторов

3. ТЕРРИТОРИЯ, ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК

3.1. Общие положения

3.1.1. Территория для размещения производственных зданий и сооружений тепловых энергоустановок определяется проектом и паспортом тепловой энергоустановки.

3.1.2. При эксплуатации тепловых энергоустановок осуществляется систематический контроль за зданиями и сооружениями. Контроль осуществляют лица из числа управленческого персонала и специалистов организации, прошедших проверку знаний настоящих Правил и назначенных приказом.

3.1.3. В каждой организации, эксплуатирующей тепловые установки, составляется и постоянно хранится следующая документация:

распорядительные документы по предприятию о распределении ответственности за эксплуатацию и ремонты производственных зданий и сооружений для размещения тепловых энергоустановок между руководителями подразделений организации с четким перечнем закрепленных за ними зданий, сооружений, помещений и участков территории;

копии приказов, распоряжений руководства по вопросам эксплуатации и ремонта производственных зданий и сооружений;

приказ или распоряжение о выделении из персонала подразделений организации ответственных за контроль эксплуатации зданий, сооружений и территории, переданных в ведение подразделения, эксплуатирующего тепловые энергоустановки;

местные инструкции по эксплуатации зданий и сооружений подразделений организации, разработанные на основании типовой с учетом конкретных местных условий;

схема-генплан организации с нанесением на ней зданий и сооружений и границ деления территории на участки, переданные под ответственность подразделений, эксплуатирующие тепловые энергоустановки;

исполнительные схемы-генпланы подземных сооружений и коммуникаций на территории организации;

комплекты чертежей строительной части проектов каждого здания и сооружения организации с исполнительными чертежами и схемами на те конструкции и коммуникации, которые в процессе строительства были изменены против первоначального проектного решения; паспорта на каждое здание и сооружение;

журналы технических осмотров строительных конструкций зданий и сооружений;

журналы регистрации результатов измерения уровня грунтовых вод в скважинах-пьезометрах и материалы химических анализов грунтовых вод;

журналы состояния окружающей среды для зданий и сооружений, где периодически возникают или возможны процессы, нарушающие параметры окружающей среды, определяемые санитарными нормами, либо отмечены коррозионные процессы строительных конструкций. Перечень таких зданий и сооружений утверждается руководителем организации;

информационно-техническая литература, набор необходимых нормативных документов или инструкций по вопросам эксплуатации и ремонта производственных зданий и сооружений;

утвержденные руководителем должностные инструкции персонала, осуществляющего эксплуатацию территорий, зданий и сооружений для размещения тепловых энергоустановок.

3.2. Территория

3.2.1. Для обеспечения надлежащего эксплуатационного и санитарного состояния территории, зданий и сооружений организации для размещения тепловых энергоустановок выполняют и содержат в исправном состоянии:

ограждение соответствующей части территории; системы отвода поверхностных вод со всей территории от зданий и сооружений (дренажи, контажи, канавы, водоотводящие каналы и т. п.);

сети водопровода, канализации, тепловые, транспортные, газообразного и жидкого топлива и др.;

сети наружного освещения, связи, сигнализации; источники питьевой воды, водоемы и санитарные зоны охраны источников водоснабжения;

железнодорожные пути и переезды, автодороги, пожарные проезды, подъезды к пожарным гидрантам, водоемам, мосты, пешеходные дороги и переходы и др.;

противооползневые, противообвальные, берегоукрепительные, противолавинные и противоселевые сооружения; базисные и рабочие реперы и марки;

пьезометры и контрольные скважины для наблюдения за режимом грунтовых вод;

системы молниезащиты и заземления.

3.2.2. Скрытые под землей коммуникации: водопроводы, канализация, теплопроводы, а также газопроводы, воздухопроводы и кабели всех назначений обозначаются на поверхности земли указателями.

3.2.3. При наличии на территории блуждающих токов защита подземных металлических коммуникаций и сооружений обеспечивается электрохимическим способом.

3.2.4. К началу паводков все водоотводящие сети и устройства подлежат осмотру и подготовке к пропуску поверхностных вод; места прохода кабелей, труб, вентиляционных каналов через стены уплотняются, а откачивающие механизмы приводятся в состояние готовности к работе.

3.2.5. В котельных установленной мощностью 10 и более Гкал/ч необходимо организовать наблюдения за уровнем грунтовых вод в контрольных скважинах-пьезометрах с периодичностью:

в 1 год эксплуатации – не реже 1 раза в месяц;

в последующие годы – в зависимости от изменения уровня грунтовых вод, но не реже 1 раза в квартал.

Контрольные скважины-пьезометры следует располагать в зоне наибольшей плотности сетей водопровода, канализации и теплоснабжения. Результаты наблюдений заносятся в специальный журнал.

В карстовых зонах контроль за режимом грунтовых вод организуется по специальным программам в сроки, предусмотренные местной инструкцией.

3.2.6. В случае обнаружения просадочных и оползневых явлений, пучения грунтов на территории размещения тепловых энергоустановок принимаются меры к устранению причин, вызвавших нарушение нормальных грунтовых условий, и ликвидации их последствий.

3.2.7. Строительство зданий и сооружений осуществляется только при наличии проекта.

Выполнение всех строительно-монтажных работ в пределах зоны отчуждения, где размещаются тепловые энергоустановки, допускается с разрешения руководителя эксплуатирующей организации, при техническом обосновании.