Классификация промышленных предприятий

Промышленные здания различают по принадлежности к определенной отрасли производства, роли в производственном процессе, характеристике производственного процесса, объемно-планировочному и конструктивному решениям.
Деление по отраслям — металлургия, добыча и переработка нефти, химическая промышленность, тяжелое машиностроение, станко-, авиа- и автомобилестроение и т. д. — соответствует народнохозяйственному планированию и развитию отраслей, организации проектирования и производства в каждой отрасли. В то же время на предприятиях каждой из отраслей при всем разнообразии технологии и оборудования можно выделить ограниченное число видов зданий по их роли в производственном процессе: производственные, энергетические, транспортно-складские и вспомогательные.

В производственных зданиях (цехах) протекает основной технологический процесс. В зависимости от отрасли производства назначение цехов различно, например, формовочный цех на заводе сборного железобетона или пильно-фрезерный на камнеобрабатывающем заводе. К энергетическим относятся здания ТЭЦ, трансформаторных подстанций, компрессорных, котельных и др., снабжающих производство энергией требуемого по технологии вида (электрической, тепловой и др.); к транспортно-складским — склады сырья, готовой продукции и полуфабрикатов, гаражи, депо и пр.; к вспомогательным — здания или встроенные в производственное здание отдельные помещения административного, бытового (общественное питание, душевые, гардеробы), медицинского назначения.

Объемно-планировочная структура производственных промышленных зданий в различной степени обусловливается технологическим процессом. Иногда влияние технологии настолько значительно, что здание приобретает специфический индивидуальный облик, присущий данной отрасли производства (цементные заводы, агломерационные фабрики, цехи металлургических цехов). Иногда влияние технологии оказывается столь велико, что конструкции здания, совмещаясь с технологическим оборудованием, образуют сооружения-агрегаты, например доменную печь. Однако в большинстве случаев технологическая обусловленность проявляется менее жестко, что позволяет унифицировать и типизировать объемно-планировочные и конструктивные решения зданий различных отраслей производства, обеспечивая возможность их возведения индустриальными методами.

Все производственные здания по признаку объемно-планировочного решения делят:

-одноэтажные (они составляют до 75% от общего объема строительства)
-многоэтажные. В свою очередь одноэтажные здания различаются по количеству и величине пролетов, планировочному типу здания, а также по характеру профиля покрытия.

рис.1. Виды многоэтажных промышленных зданий: а- четырехэтажное, б- четытерэтажное с верхним крановым этажом, в- смешанной этажности, г- с техническим этажом

В строительстве широко применяют: однопролетные здания и многопролетные промышленные здания.




рис.2. а- однопролетные здания, б- многопролетные здания, 1- подвесной кран, 2- фонарь, 3- опорный кран

В зависимости от величины пролета и соотношения размеров пролета и шага вертикальных несущих конструкций внутреннее пространство и планировочная структура цеха оказываются различными. По этому признаку различают промышленные здания пролетного, ячейкового и зального типов.

К пролетным относят здания с преобладанием размера пролета над размерами шага колонн с постоянным направлением технологического процесса (перпендикулярно пролету несущих конструкций), к ячейковым — с квадратной (или близкой к квадрату) сеткой осей и организацией технологического процесса по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Ячейковые здания с квадратной сеткой осей (12х 12, 18×18, 24х24, 30х30 и 36×36 м) и одинаковой высотой пролетов называют зданиями с гибкой планировкой (гибкие цехи) или универсальными. Они обеспечивают высокую технологическую маневренность производства (смена направлений технологического потока и размещения оборудования) без реконструкции здания и являются наиболее перспективным типом одноэтажного промышленного здания.

Зальными называют крупнопролетные здания, возводимые в тех случаях, когда технологический процесс требует создания большого внутреннего пространства, свободного от промежуточных опор.

По наличию подъемно-транспортного оборудования промышленные здания делятся на бескрановые и крановые (с мостовыми кранами или подвесным транспортом).

Все промышленные здания (одноэтажные и многоэтажные), как правило, снабжают подъемно-транспортным оборудованием для перемещения готовой продукции, изделий в процессе их изготовления, сырья или технологического оборудования при его монтаже или демонтаже . Однако при изучении видов промышленных зданий надо иметь в виду, что подъемно-транспортное оборудование оказывает большое влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий.

По конструктивным схемам покрытий — каркасные плоскостные (с покрытиями по балкам, фермам, рамам, аркам), каркасные пространственные (с покрытиями оболочками одинарной и двоякой кривизны, складками), висячие различных типов, перекрестные, пневматические, в том числе воздухоопорные и воздухонесущие.

рис.3. Конструктивные схемы покрытий каркасных промышленных предприятий . а — по балкам; б — по фермам; в — по рамам; г — по аркам; пространственные: д — оболочки одинарной кривизны, е — оболочки двоякой кривизны; ж — оболочки двойкой кривизны в виде гиперболического параболоида; и — складки; к — висячее пантовое; л — перекрестное;м — пневматическое воздухоопорное; н — пневматическое воздухонесущее

По материалу основных несущих конструкций с железобетонным каркасом (сборным, монолитным, сборно-монолитным), стальным каркасом, кирпичными несущими стенами и покрытием по железобетонным, металлическим или деревянным конструкциям.

рис. 4. Промышленные здания. а — со сборным железобетонным каркасом, б- со стальным каркасом; в- с несущими конструкциями в виде деревянных клееных трехшарннркых арок, г — с несущими кирпичными стенами и покрытием по сборным железобетонным балка, 1-фундаменты,2- железобетонные колонны,3- железобетонные балки покрытия, 4 — подкрановые железобетонные балки: 5— наружная стена, 6 — фундаментные балки; 7 — плиты покрытия, 8 -места расположения воронок внут реннего водостока,9 — мостовые краны, 10- стальные колонны, 11- стальные фермы, 12- светоаэрационный фонарь, 13- аэрационный фонарь, 14- несущая кирпичная стена, Н — расчетная высота цеха, Нк — высота от уровня пола до уровни головки подкранового рельса, h — высота от уровня пола до верха подкрановой консоли колонны

По системе отопления — неотапливаемые и отапливаемые. К неотапливаемым относят здания, в которых производство сопровождается избыточными тепловыделениями (так называемые горячие цехи: литейные, прокатные и др.), а также знания, не требующие отопления (холодные цехи: склады, хранилища и пр.). К отапливаемым относят все остальные промышленные здания, где по санитарно-гигиеническим или технологическим условиям требуется положительная температура воздуха в холодное время года.

По системам вентиляции — с естественной вентиляцией или аэрацией через специальные проемы в ограждающих конструкциях; искусственной приточно-вытяжной вентиляцией с помощью вентиляторов и системы воздуховодов; кондиционированием воздуха, т. е. с искусственной вентиляцией, создающей постоянные заданные параметры воздушной среды (температура, влажность, степень чистоты воздуха). Кондиционирование воздуха всегда применяют в так называемых герметизированных зданиях (полностью изолированных от внешней среды), предназначенных для производств, требующих особой точности или чистоты при изготовлении продукта.

По системам освещения — с естественным, искусственным или совмещенным (интегральным) освещением. Естественное освещение осуществляют через светопроемы в стенах (окна) и в покрытии (фонари).
Искусственное освещение — основное в зданиях без естественного освещения или в зданиях без фонарей. В зданиях без естественного освещения и без фонарных надстроек применяют электрические лампы, дающие спектр, близкий к естественному, благодаря чему легче обеспечить требуемые санитарно-гигиенический и производственный режимы, в частности герметизированные здания легче осуществить без естественного освещения.

Последние три признака определяют еще один классификационный признак объемно-планировочного решения здания.
По профилю покрытия — с фонарными надстройками или без них. Здания с фонарными надстройками устраивают в целях аэрации или естественного освещения или для того и другого. Фонарные надстройки усложняют конструктивное решение здания и их эксплуатацию (происходит накопление снега на крыше в межфонарных пространствах).
Наконец, к особой группе могут быть отнесены специальные виды зданий, например, навесы для открыто установленного оборудования, здания для взрывоопасных производств, здания для производств с высокой степенью радиации, здания, совмещенные с технологическим оборудованием— так называемые «здания-агрегаты».

В состав промышленного предприятия кроме промышленных зданий обычно входят промышленные сооружения. К ним относятся сооружения для промышленного транспорта (эстакады для мостовых кранов, наклонные галереи и др.), сооружения для коммуникаций (тоннели, каналы, отдельные опоры и эстакады и пр.), устройства для установки оборудования (фундаменты под машины), этажерки (в зданиях и открытые) для размещении оборудования, специальные сооружения (емкости для хранения жидкостей, бункера для хранения сыпучих материалов, дымовые трубы, градирни для охлаждения оборотной воды, водонапорные башни и пр.).

рис.5. Промышленные сооружения

Следует отметить, что нередко промышленные сооружения представляют собой элементы здания. Например, эстакада для мостового крана в одноэтажном промышленном здании входят в состав несущих конструкций здания.
Промышленные здания часто подразделяют и по размерам пролетов: на мелкопролетные (6, 9, 12 м), среднепролетные (18, 24, 30, 36 м), крупнопролетные (свыше 36 м — 60, 90, 120м и более). Пролеты небольшой величины применяют в основном во вспомогательных и складских, а также в многоэтажных производственных зданиях.

Значительное влияние на планировочное и конструктивное решения зданий оказывает взрыве- и пожароопасность размещаемых в них производств. По этому признаку СНиП разделяют все производства на шесть категорий. К категориям А и Б относят взрыво- и пожароопасные производства основной химии, нефтегазопереработки, предприятия по дроблению и сортировке угля в сухом состоянии и др. Категорию В составляют пожароопасные производства, обрабатывающие сгораемые вещества и материалы. К категории Г относятся производства, перерабатывающие несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, к категории Д — предприятия, на которых перерабатываются несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии. Категорию Е составляют производства взрывоопасные, но не опасные в пожарном отношении. Предприятия строительной индустрии относятся к производствам категорий Г и Д.

Завод «ПетрозаводскМаш»

Все здания и сооружения состоят из отдельных конструктивных элементов (частей). В зависимости от назначения конструктивные элементы делятся на следующие виды: несущие; ограждающие; несущие и ограждающие.

Несущие конструктивные элементы служат для восприятия нагрузок, возникающих в зданиях и сооружениях от массы оборудования, людей, снега или массы других опирающихся на них конструктивных элементов. К ним относятся: фундаменты, стены, опоры, покрытия, перекрытия. Несущие конструктивные элементы в совокупности образуют пространственную систему, которая называется несущим остовом здания или сооружения.

Ограждающие конструктивные элементы служат для разделения помещений, а также для их защиты от атмосферных воздействий. К ним относятся: наружные и внутренние стены, перекрытия, полы, перегородки, заполнения оконных и дверных проемов.

Несущие и ограждающие конструктивные элементы совмещают и несущие, и ограждающие функции (например, стены и покрытия).

Каждое здание и сооружение характеризуется так называемыми объемно-планировочными параметрами: шаг, пролет и высота этажа.

Производственные здания строят одноэтажными и многоэтажными, а также смешанной этажности: с одним или несколькими пролетами.

Пролетом называют пространство внутри здания, образуемое по всей длине между двух продольных стен или двух продольных рядов колонн, перекрытых конструкциями покрытия.

Шагом называют расстояние между разбивочными осями стен и отдельных опор. В зависимости от направления в плане здания ша может быть продольным или поперечным. Пролетом здания или сооружения в плане называют расстояние между разбивочными осями несущих стен или опор в направлении основных несущих конструкций перекрытия или покрытия (ферм, балок). В большинстве случаев шаг представляет собой меньшее расстояние между разбивочными осям пролет — большее, перпендикулярное шагу. Высотой этажа называю расстояние от уровня пола данного этажа до уровня пола вышележащего этажа, а в верхних этажах и одноэтажных зданиях — расстояние от уровня пола до условной отметки чердачного перекрытия ил покрытия.

По конструктивным системам различают следующие два типа многоэтажных зданий: бескаркасные и каркасные.

Бескаркасные здания с несущими наружными и внутренними стенами возводят из кирпича, мелких и крупных блоков с неполным каркасом, т. е. с несущими наружными стенами и внутренним каркасом. Конструктивная схема таких зданий аналогична схеме гражданских; в таких зданиях может быть один ряд или несколько внутренних несущих колонн или столбов в зависимости от ширины здания.

Каркасные здания — здания с несущими каркасным остовом из колонн, ригелей (балок), ферм и самонесущими или ненесущими (навесными) наружными стенами. Все конструкции внутри здания опираются на элементы каркаса.

Здание с внутренним каркасом (при одном ряде колонн): 1 -подвального этажа; 2 — стык элементов колонн; 3 — колонны; 4 — прогоны; 5 — перекрытия; 6 — наружные несущие стены (кирпичные); 7 — стены лестничной клетки

Одноэтажное промышленное здание с железобетонным каркасом и самонесущей стеной: 1 — фундаменты под колоннами; 2 — колонны наружного ряда; 3 — колонны внутренней ряда; 4 – подкладка; 5 — фундаментная балка; 6 — гидроизоляция; 7 — подкрановая балка, 8 — консоли колонн; 9 — несущие элементы покрытия; 10 — бесчердачное покрытие; 11 — колонны торцовой стены; 12 — самонесущая стена

Каркасные системы весьма рациональны при значительных статических и динамических нагрузках, характерных для промышленных зданий при больших размерах перекрываемых пролетов. Основой каркаса одноэтажного промышленного здания являются поперечные рамы и связывающие их продольные элементы. Поперечная рама каркаса включает в себя стойки (колонны), жестко заделанные в фундаменты, и ригели (фермы и балки), опертые на стойки каркаса. Продольные элементы включают в себя фундаментные, обвязочные и подкрановые балки, несущие конструкции ограждающей части покрытия и специальные связи (между стойками и между несущими конструкциями покрытия). При шаге колонн каркаса в 12 м и более иногда устраивают подстропильные конструкции, на которые устанавливают балки или фермы пролетом l с шагом 6, а иногда и 12 м.

Основные элементы каркаса одноэтажного промышленного здания:

а – общий вид; б – схема устройства подстропильных конструкций; 1 – фундамент под колонну; 2 – фундаментная балка; 3 – колонна каркаса; 4 – ригель (балка или ферма); 5 – подкрановая балка; 6 – несущая конструкция ограждающей части покрытия (плиты) ; 7, 8 – ограждающая конструкция покрытия (парозоляция, теплоизоляция и кровля); 9 – наружная стена; 10 – оконные переплеты; 11 – связи; 12 – подстропильная ферма

Основными видами несущих элементов плоскостных покрытий производственных зданий являются балки, фермы и арки. Подобное покрытие одноэтажного производственного здания состоит из ограждающей конструкции, защищающей помещение от внешних атмосферных воздействий и несущих конструкций, на которые опираются ограждающие.

Этим плоскостные покрытия отличаются от пространственных, состоящих из тонкостенных оболочек (складок), совмещающих в себе как несущую, так и ограждающую конструкции. В состав конструкции покрытия одноэтажного каркасного здания входят также фонари и связи. Несущие конструкции покрытий делят на главные стропильные балки, фермы или арки и второстепенные — крупнопанельные кровельные плиты.

Производственные здания и сооружения на всех этапах жизненного цикла должны отвечать требованиям безопасности в соответствии с Федеральным законом от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Требования пожарной безопасности настоящих норм и правил основываются на положениях и классификациях, принятых в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

При проектировании зданий следует:

объединять, как правило, в одном здании помещения для различных производств, складские помещения, включая помещения экспедиций, приемки, сортировки и комплектации грузов, административные и бытовые помещения, а также помещения для инженерного оборудования;
разрабатывать объемно-планировочные и конструктивные решения в соответствии с требованиями национального стандарта «Система проектной документации для строительства. Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения»;
выполнять требования по энергосбережению Федерального закона от 23 ноября 2009 г. N 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»;
принимать число этажей и высоту здания в пределах на основании результатов сравнения технико-экономических показателей вариантов размещения производства или склада в зданиях различной этажности (высоты) с учетом обеспечения высокого уровня архитектурных решений и энергоэффективности;
объемно-планировочные и конструктивные решения принимать в соответствии с технологической частью проекта, разрабатываемой согласно нормам технологического проектирования.

Объемно-планировочные решения складских зданий должны обеспечивать возможность их реконструкции (то есть отвечать критерию ремонтопригодности). Изменения технологии складирования грузов в процессе эксплуатации должны проходить без существенной перестройки зданий.

При блокировании отдельных цехов, складов и сооружений по возможности избегать перепадов высоты пролетов зданий и внутренних углов наружных ограждающих конструкций.

Площадь световых проемов принимается в соответствии с нормами проектирования естественного и искусственного освещения СП 52.13330. Промышленные здания без световых проемов возводятся только в случаях, если это допускается условиями технологии, санитарно-гигиеническими требованиями и экономической целесообразностью.

При проектировании производственных зданий и сооружений следует применять решения с укрупненными блоками инженерного и технологического оборудования в комплектно-блочном исполнении заводского изготовления. Кроме того, следует прорабатывать варианты замены мостовых кранов — на тали и лебедки, напольные виды подъемно-транспортного оборудования.

Объемно-планировочные решения производственных зданий, а также системы инженерного обеспечения — разрабатываются с учетом экологических требований, соответствующих законодательным актам Российской Федерации.

Склады сырья и полуфабрикатов в количестве, установленном нормами технологического проектирования для обеспечения непрерывного технологического процесса, допускается размещать непосредственно в производственных помещениях — открыто или за сетчатыми ограждениями. Но количество указанных грузов должно быть, как правило, не более полуторасменной потребности.

Безопасность пребывания людей в зданиях должна обеспечиваться санитарно-эпидемиологическими и микроклиматическими условиями: отсутствием вредных веществ в воздухе рабочих зон выше предельно допустимых концентраций, минимальным выделением теплоты и влаги в помещения; отсутствием выше допустимых значений шума, вибрации, уровня ультразвука, электромагнитных волн, радиочастот, статического электричества и ионизирующих излучений, а также ограничением физических нагрузок, напряжения внимания и предупреждением утомления работающих в соответствии с требованиями СанПиН 2.2.4.548, СП 2.2.2.1327 и действующих гигиенических нормативов.

Реализация технологического процесса и выполнение требований к микроклимату помещений должны осуществляться с учетом обеспечения экономного расходования энергоресурсов.

Допускается снижение температуры помещений во внерабочее время, если это оговорено в техническом задании или регламенте.

Инженерные системы должны иметь автоматическое или ручное регулирование системы воздухообеспечения. Системы отопления здания должны быть оснащены приборами для регулирования теплового потока.

Во входах в здания в районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 15 °С и ниже следует предусматривать устройство тамбуров-шлюзов или воздушно-тепловых завес.

В складских зданиях допускается использовать в строительных конструкциях полимерные и полимерсодержащие материалы, разрешенные к применению в строительстве санитарно-эпидемиологическим заключением.

Для исключения отрицательного влияния производственных объектов на окружающую среду следует выполнять мероприятия по очистке и обезвреживанию промышленных стоков, улавливанию и очистке технологических и вентиляционных выбросов, внедрению безотходной и малоотходной технологий; своевременному удалению, обезвреживанию и утилизации отходов производства.

Архитектурные решения зданий следует принимать с учетом градостроительных, природно-климатических условий района строительства и характера окружающей застройки. Цветовую отделку интерьеров следует предусматривать с учетом требований ГОСТ 14202 и ГОСТ Р 12.4.026.

По взрывопожарной и пожарной опасности помещения и здания подразделяются на категории соответственно А, Б, В1-В4, Г, Д и А, Б, В, Г, Д в зависимости от размещаемых в них технологических процессов и свойств находящихся (обращающихся) или хранимых веществ и материалов, продукции, сырья и их упаковки.

Категории зданий и помещений устанавливаются в технологической части проекта в соответствии с СП 12.13130, нормами технологического проектирования.

Общая площадь здания определяется как сумма площадей всех этажей (надземных, включая технические, цокольного и подвальных), измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен (или осей крайних колонн, где нет наружных стен), тоннелей, внутренних площадок, антресолей, всех ярусов внутренних этажерок, рамп, галерей (горизонтальной проекции) и переходов в другие здания.

В общую площадь здания не включаются площади технического подполья высотой менее 1,8 м до низа выступающих конструкций (в котором не требуются проходы для обслуживания коммуникаций), над подвесными потолками, а также площадок для обслуживания подкрановых путей, кранов, конвейеров, монорельсов и светильников.

Площадь помещений, занимающих по высоте два этажа и более в пределах многоэтажного здания (двухсветных и многосветных), следует включать в общую площадь в пределах одного этажа.

При определении этажности здания учитываются площадки, ярусы этажерок и антресоли, площадь которых на любой отметке составляет более 40% площади этажа здания.

Площадь этажа здания в пределах пожарного отсека определяется по внутреннему периметру наружных стен этажа, за исключением площади лестничных клеток. При наличии площадок и этажерок в площадь этажа включаются в одноэтажном здании площадь всех площадок, ярусов этажерок и антресолей, в многоэтажном здании — площадь площадок, ярусов этажерок и антресолей в пределах расстояния по высоте между отметками площадок, ярусов этажерок и антресолей площадью на каждой отметке более 40% площади пола этажа. В площадь этажа здания в пределах пожарного отсека не включаются наружные рампы для автомобильного и железнодорожного транспорта.

Площадь застройки определяется по внешнему периметру здания на уровне цоколя, включая выступающие части, проезды под зданием, части здания без наружных ограждающих конструкций.

Строительный объем здания определяется как сумма строительного объема надземной части от отметки ±0.00 и подземной части от отметки чистого пола до отметки ±0.00.

Строительный объем надземной и подземной частей здания определяется в пределах наружных поверхностей ограждающих конструкций, включая световые и аэрационные фонари, каждой из частей здания.

Административные и бытовые здания, а также административные и бытовые помещения для работающих в производственных зданиях или на складах следует проектировать в соответствии с требованиями СП 44.13330.

Автоматические установки пожаротушения и пожарной сигнализации следует предусматривать в соответствии с СП 5.13130. Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре следует предусматривать в соответствии с СП 3.13130.

Читать по теме:

Список литературы

Шубин, Л. Ф. Архитектура гражданских и промышленных зданий : учеб. для вузов. В 5 т. / Л. Ф. Шубин. – М. : Стройиздат, 1986 – Т.5: Промышленные здания – 335 с.
Архитектура промышленных предприятий зданий и сооружений: справочник проектировщика. – М. : Стройиздат, 1990. – 638 с.
Архитектурное проектирование промышленных объектов / В. И. Аникин [и др.]; под общ. ред. В. И. Аникина. – Минск : БГПА, 2000. – 207 с.
Ким, А. А. Промышленная архитектура / А. А. Ким. – М. : Стройиздат, 1988. – 244 с.
Морозова, Е. Б. Архитектура промышленных объектов: прошлое, настоящее и будущее / Е. Б. Морозова. – Минск : УП «Технопринт», 2003. – 316 с.
Хромец, Ю. Н. Современные конструкции промышленных зданий / Ю. Н. Хромец. – М. : Стройиздат, 1982. – 351

Posted in Архитектура,Проектирование зданий и сооружений,Техническая типология

ТехЛиб СПБ УВТ

Классификация промышленных предприятий