ТехЛиб СПБ УВТ

Преобладающим видом промышленных зданий являются одноэтажные (примерно 64% всех промышленных зданий). Это объясняется требованиями технологии, возможностью передачи нагрузок от тяжеловесного оборудования непосредственно на грунт, сравнительной простотой и экономичностью их возведения.

Конструктивные элементы одноэтажных производственных зданий, как по своим формам, так и по функциональным особенностям значительно отличаются от применяемых в жилых и общественных зданиях. Такие здания возводят, как правило, каркасными с навесными стеновыми панелями из легких бетонов или других материалов.

Конструктивные схемы одноэтажных промышленных зданий разнообразны: наиболее распространенными являются однопролетная и многопролетная рамные схемы каркасов с системой покрытий (плоской и пространственной) в виде куполов и вантовых конструкций. Покрытия делают плоские или скатные, с бесфонарными или фонарными надстройками. Одноэтажные многопролетные каркасные здания бывают с пролетами одинаковой или разной ширины и высоты или однопролетные. Пролетом называется внутренний объем, ограниченный двумя рядами колонн и торцовыми стенками.

По виду материалов конструкции каркасов бывают железобетонные и стальные. Железобетонные каркасы могут быть монолитными и из типовых сборных железобетонных элементов заводского изготовления.

Каркас одноэтажного здания с покрытием из плоских элементов состоит из поперечных рам, образованных защемленными в фундаментах колоннами, и шарнирно опирающимися на колонны стропильными фермами или балками.

Рамы устанавливают на расстоянии 6 или 12 м друг от друга. На рамы опирают продольные элементы каркаса: подкрановые балки, по которым прокладывают пути для мостовых кранов, ригеля стенового каркаса (фахверка), используемого для крепления оконных переплетов и стеновых ограждающих панелей в случае вертикальной разрезки их; железобетонные панели покрытий или стальные прогоны кровли, по которым укладывают листы профилированной стали или панели из асбестоцементных листов и других материалов; фонари, назначение которых — обеспечить естественную аэрацию и освещение зданий.

В продольном направлении рамы связаны подкрановыми балками, балками-распорками, подстропильными фермами, жестким диском покрытия и- в необходимых случаях — стальными связями. Жесткий диск образуют плиты, приваренные к стропильным фермам или к балкам с последующим замоноличиванием швов. Плоские конструкции перекрывают пролеты до 36 м.

Железобетонные панели стен прикрепляют непосредственно к колоннам каркаса; легкие металлические или асбестоцементные панели крепят к стальным ригелям или другим элементам каркаса стен, прикрепленного к колоннам.

В связи с массовым выпуском унифицированных 6-м стеновых и оконных панелей в крайних рядах колонн чаще принимают 6-м шаг. В целях эффективного и маневренного использования производственных площадей в средних рядах колонн наиболее распространен 12-м шаг.

Пролеты одноэтажных промышленных зданий принимают равными 12, 18, 24, 30 и 36 м для цехов с крановыми нагрузками и от 12 до 48 м и более для бескрановых цехов.

Колонны сборные железобетонные могут быть сплошными прямоугольного сечения и двухветвевыми.

Одноэтажные промышленные здания могут иметь простые и сложные формы в плане.

В настоящее время преобладающей является также прямоугольная форма с большими размерами здания в плане (сплошной застройки), устраняющая указанные недостатки раз­дельной застройки территории мелкими зданиями.

Здания сложных форм: П-образные, Ш-образные и гребенчатые, подобные Ш-образным, применяют только для аэрируемых цехов, имеющих большие тепло- и газовыделения (прокатные, прессовые, куз­нечные и тому подобные цехи), поскольку развитый периметр позволяет организовать приток и удаление воздуха. Чтобы обеспечить проветривание тупиковых дворов, их ширина должна быть не менее полусуммы высот противостоящих зданий, но не меньше 15 м (при отсутствии вредных выделений эта величина может быть уменьшена до 12 м). Тупиковые дворы располагают параллельно или под углом 0—45° к преобладающему направлению ветров. Открытую сторону двора обращают на наветренную сто­рону, а если по условиям планировки такое расположение невозможно, в закрытой стороне устраивают аэрационные проемы не менее 4 м шириной и 4,5 м высотой.

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

Здания пролетного типа применяют в тех случаях, когда технологические процессы направлены вдоль пролета и обслуживаются кранами. Размеры пролетов 12—36 м выбирают в зависимости от характера технологического процесса, габаритов размещаемого оборудования и изделий. Шаг внутренних вертикальных опор (колонн) принимают обычно 6 или 12 м, может быть и больше, но во всех случаях кратным 6 м.

Транспортной связи между отдельными участками в зданиях пролетного типа достигают при помощи мостовых и подвесных кранов, конвейеров или напольного транспорта.

Унифицированные типовые секции (УТС) и унифицированные типовые пролеты применялись при проектировании промышленных зданий павильонного типа как сплошной застройки, так и в виде отдельных корпусов. Путем блокирования типовых секций и пролетов можно было получать различные объемно-планировочные решения зданий.

Разнообразные габариты унифицированных секций и пролетов позволяли компоновать из них промышленные здания сплошной застройки разного назначения и большой площади, что давало возможность размещать в них не только отдельные цехи одного предприятия, но и разные промышленные предприятия. УТС подразделялись на крановые и бескрановые.

Для предприятий машиностроения габариты основных типов УТС 72х72 и 144×72 м. Для сборочных и складских цехов на предприятиях машиностроения возникает потребность в устройстве продольных и поперечных пролетов. В этих случаях применяют дополнительные секции, длина которых 72 м, а ширина 24, 30, 48 и 60 м с одним или двумя пролетами.

Различают продольное и поперечное зонирование. Зонирование производственных площадей обеспечивает более рациональное использование объема здания. Целесообразно цехи (отделения) с большими тепло- и газовыделениями, пожаро- и взрывоопасными процессами располагать у наружных стен зданий, так как при этом проще и экономичнее решаются вентиляция и вышибные конструкции при взрыве. Производства, требующие кондиционированного режима, целесообразно располагать в средней части корпуса.

Одноэтажные промышленные здания пролетного типа могут иметь сложную форму в плане. При индивидуальном проектировании для одноэтажных промышлен­ных зданий пролетного типа часто применяют следующие размеры сетки колонн:

• в бескрановых зданиях без подвесного оборудования и с подвесным подъемно-транспортным оборудованием грузоподъемностью до 5 т включительно: 12X6, 18×6,24×6, 18×12, 24х12 м. Сетку 12×6 м применяют в зданиях небольших размеров;
• в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно: 18X12, 24X12, 30X12 м. При проектировании следует учитывать, что укрупненная сетка колонн позволяет экономичнее использовать производственную площадь. Оптимальна для большинства производств сетка колонн 18X12 или 24×12 м.

Наиболее часто применяются промышленные здания ангарного типа. Они представляют собой набор стандартных модулей, блокируемых под устройство конкретного производства.

Чаще всего здания ангарного типа применяются при возведении: промышленных цехов и зданий; складских комплексов, ангаров и терминалов; крытых рынков и выставочных комплексов; спортивных сооружений; супермаркетов и павильонов; паркингов и станций техобслуживания; вахтовых поселков; зданий и навесов для АЗС-комплексов.

Как правило, одноэтажные здания ангарного типа применяются одно — и многопролетными, без кранового оборудования и с кранами грузоподъемностью до 50 тонн.

Здание ангара, как правило, имеет большой пролет (достигающий 100— 150 м). Объемно-планировочная схема здания предопределяет и его конструктивное решение. Так, П-образную, Г-образную и сквозную схемы блокирования принимают при пролетах до 100 м с поперечным расположением несущих конструкций ; при пролетах до 150 м можно применять поперечно-продольное расположение конструкций, а при линейной односторонней или двухсторонней схеме блокирования и Т-образ­ной можно использовать консольные несущие конструкции.

При выборе схемы блокирования и решения несущих конструкций учитывают дальнейшие перспективы развития самолетостроения, специализацию и специфику расширения предприятия, а также условия типизации, унификации и экономики. Наиболее гибкие в технологическом отношении и экономичные — линейная односторонняя, Г-образная и сквозная схемы блокирования.

Здания зального типа — это большепролётные одноэтажные здания без промежуточных внутренних опор, их применяют в том случае, когда технологический процесс связан с выпуском крупногабаритной продукции или установкой большеразмерного оборудования: машинные залы тепловых электрических станций, ангары, цехи сборки самолетов, главные здания мартеновских и конвертерных цехов и т. п.

Здания зального типа получают в последнее время распространение в отраслях промышленности, в которых технологический процесс не связан с выпуском крупногабаритной продукции или с установкой крупногабаритного оборудования. Это объясняется тем, что большие размеры производственных помещений позволяют свободно использовать пространство, раз­мещать любые технологические процессы.

Пролеты зданий зального типа могут быть 100 м и более. Такие пролеты перекрывают обычно пространственными конструкциями. Различают продольное и поперечное расположение залов в здании. Для самолетосборочных цехов пролет 60 м достаточно целесообразный, так как позволяет собирать самолеты с большим, чем 60 м, размахом крыльев. В этом случае самолеты размещают на конвейере под углом к продольной оси пролета.

Здания зального типа, применяемые для предприятий химической промышленности с укрупненной сеткой колонн (24х12 или 30х12 м), позволяют располагать в них многоэтажные сборно-разборные этажерки для размещения технологического оборудования. В таких зданиях легко осуществить модернизацию оборудования, изменить технологический процесс, внедрить новую технологию без перестройки основных конструкций здания.

Здания зального типа со сборно-разборными этажерками по сравнению с многоэтажными имеют более легкие перекрытия, благодаря чему снижена масса здания, следовательно, и стоимость строительства.

Частую модернизацию технологического процесса легче осуществлять в одноэтажных зданиях сплошной застройки с квадратной сеткой колонн. Такая структура объемно-планировоч­ного решения получила название ячейковой, здания — гибких или универсальных. В зданиях ячейкового типа наибольшее распространение имеют сетки колонн 12×12, 18х18, 24×24, 30×30 и 36х36 м.

Более крупная сетка колонн позволяет легко изменять размещение оборудования и направление технологических потоков. В гибких цехах высоту всех пролетов принимают одинаковой, а в качестве подъемно-транспортных средств используют подвесные краны, конвейеры или напольные виды транспорта. В гибких цехах существенные изменения в технологическом процессе не отражаются на конструкциях зданий, т. е. его объемно-планировочное и конструктивное решение остается постоянным. Кроме того, достигаются технологическая маневренность производства, унификация объемно-планировочного и конструктивного решения, повышение эффективности использования производственных площадей, снижение стоимости строительства.

Гибкие здания получили наибольшее распространение в машиностроительной промышленности (станкостроительной, тракторостроительной, автомобилестроительной и др.).

Полезная площадь гибких цехов предназначена только для размещения технологического и транспортного оборудования (конвейеров, рольгангов и др.) основного производственного про­цесса. Вспомогательные помещения, не требующие большой высоты, размещают на антресолях, в межферменном пространстве или в пристройках. Антресоли располагают обычно у наружных стен здания или на границе цехов с различным режимом производства или между предприятиями, блокируемыми в одно зда­ние. Антресоли устраивают над подсобно-производственными помещениями, внутрицеховыми проездами и в «мертвой» зоне работы кранового оборудования. Конструктивная схема антресолей чаще всего каркасная с сеткой колонн 6×6 м при сборно-разборных конструкциях.

Здания ячейкового типа проектируют с естественным и искусственным освещением. Для освещения производственных участков в гибких цехах применяют так называемые «плавающие» системы верхнего освещения, расположение которых не зависит от величины пролетов. Применение таких систем позволяет полу­чить равномерную освещенность по всей площади цеха.

В зданиях комбинированного типа, как следует из названия, объемно-планировочное решение может сочетать признаки зданий пролетного и зального типов, пролетного и ячейкового типов и т. п.

Читать по теме:

• Технология как основа объемно-планировочного решения промышленных зданий
• Классификация промышленных предприятий
• Архитектурно-композиционные решения промышленных зданий
• Одноэтажные промышленные предприятия
• Многоэтажные промышленные здания
• Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий
• Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий
• Унификация и типизация. Привязка к осям
• СП 56.13330.2011 Производственные здания

 

Список литературы

1. 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.
2. Архитектура промышленных предприятий зданий и сооружений: справочник проектировщика. – М. : Стройиздат, 1990. – 638 с.
3. Архитектурное проектирование промышленных объектов / В. И. Аникин [и др.]; под общ. ред. В. И. Аникина. – Минск : БГПА, 2000. – 207 с.
4. Ким, А. А. Промышленная архитектура / А. А. Ким. – М. : Стройиздат, 1988. – 244 с.
5. Морозова, Е. Б. Архитектура промышленных объектов: прошлое, настоящее и будущее / Е. Б. Морозова. – Минск : УП «Технопринт», 2003. – 316 с.
6. Хромец, Ю. Н. Современные конструкции промышленных зданий / Ю. Н. Хромец. – М. : Стройиздат, 1982. – 351