Классификация производственных зданий
Классификация промышленных зданий. Промышленные здания и сооружения по назначению подразделяют на следующие основные группы:
производственные, в которых выполнвяют технологический процесс по выпуску продукции ( например, лесопильный, деревоперерабатывающий, сборочный, отделочный цехи и др.);
подсобно-производственные, предназначенные для размещения вспомогательных процессов производства (экспераментальные цехи, склады сырья и готовой продукции, ремонтно-механические цехи, центральные лаборатории, инструментальные, тарные цехи и т.п.);
энергетические, в которых размещают установки, снабжающие производство электроэнергией, сжатым воздухом, паром и газом (трансформаторные подстанции, компрессорные, газогенераторные и воздуходувные станции, котельные и др.);
транспортные, предназначенные для размещения и обслуживания средств транспорта, находящегося в распоряжении предприятия (гаражи, автоматические и телевизионные станции управления производством, телефонные станции, радиостанции, узлы связи и др.);
складские, необходимые для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции, горючесмазочных материалов и пр.;
санитарно-технические, предназначенные для обслуживания сетей водоснабжения и канализации, для защиты окружающей среды от загрязнения (насосные и очистные станции, водонапорные башни и т.п.);
административные и бытовые здания.
|
|
|
К специальным сооружениям промышленных предприятий относят резервуары, градирни, дымовые трубы, эстакады, опоры и пр.
Перечисленные группы зданий и сооружений не обязательно строятся на каждом промышленном предприятии, состав их зависит от назначения и мощности предприятий.
Эксплуатационные качества, необходимые для нормальных условий труда и технологического процесса в течение всего срока их службы, обеспечиваются потребными размерами пролетов и шагов колонн, установкой соответствующего технологического оборудования, удобством его монтажа, качеством отделки, удобствами для работающих и для протекания технологического процесса.
Для промышленных зданий, как, впрочем, и других видов зданий, установлены 3 класса ответственности: повышенный, нормальный, пониженный.
К первому классу ответственности относятся здания и сооружения объектов, имеющих особо важное народнохозяйственное значение (главные корпуса ТЭС, АЭС, центральные узлы доменных печей, дымовые трубы высотой более 200 м и др.). Ко второму классу и относится большинство производственных зданий и сооружений, имеющих важное народнохозяйственное значение и не вошедшие в первый и третий классы ответственности.
|
|
|
Третий класс ответственности зданий характеризуется ограниченным народнохозяйственным значением (склады, временные здания и сооружения со сроком службы до 5 лет и др.). Для каждого класса ответственности установлены определенные коэффициенты надежности по назначению. Так, для первого класса коэффициент надежности составляет 1,0, а для третьего - 0,9. Эти коэффициенты учитывают при сборе нагрузок и воздействий на здания.
Капитальность здания определяется степенью его долговечности и степенью огнестойкости. Для обеспечения требуемой долговечности и огнестойкости основных конструктивных элементов зданий применяют соответствующие строительные материалы и изделия и защищают их в конструкциях от разрушения под воздействием эксплуатационных факторов.
Под долговечностью понимают способность здания или сооружения сохранять прочность и устойчивость в течение определенного периода времени и обеспечивать его нормальную эксплуатацию. Долговечность зависит как от конструкции здания и сооружения, так и от применяемых материалов. Строительными нормами установлены четыре степени долговечности:
I степень – срок службы не менее 100 лет;
II степень – не менее 50 лет;
|
|
|
III степень – не менее 20 лет;
IV степень – до 20 лет.
Требуемая степень долговечности зданий и их конструкций обеспечивается:
– выбором строительных материалов, имеющих соответствующую огнестойкость, морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, коррозионную стойкость;
– применением конструктивных решений, исключающих или снижающих разрушающее воздействие на конструкции.
Противопожарными требованиями для зданий и сооружений установлено пять степеней огнестойкости:
1-я степень - здания из несгораемых материалов, у которых несущие элементы каркаса имеют предел огнестойкости не менее 3 ч, перекрытия - 1,5 ч, ограждающие конструкции - 1 ч.
2-я степень - здания из несгораемых материалов с пределом огнестойкости несущих элементов не менее 2,5 ч, перекрытий – 1 ч, ограждающих конструкций - 0,25 ч.
3-я степень - здания, у которых несущие конструкции выполнены из несгораемых материалов с пределом огнестойкости не менее 2 ч, перекрытия - из трудносгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,75 ч, а покрытия - из несгораемых материалов.
4-ая степень - здания, основные конструкции которых изготовлены из трудносгораемых материалов.
5-ая степень - зданиями из сгораемых материалов.
|
|
|
Степень огнестойкости определяет способность здания или сооружения сопротивляться действию огня. Каждая степень огнестойкости здания и сооружения определяется двумя показателями:
– группой возгораемости применяемых строительных материалов и конструкций из них;
– пределом огнестойкости отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений.
По возгораемости все материалы подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.
К несгораемым относят металлы, используемые в строительстве, а также естественные и искусственные материалы из камня, глины и т. п., к трудносгораемым – древесные материалы, защищенные огнезащитными покрытиями (деревянные оштукатуренные элементы, гипсобетонные с органическим наполнителем и т. п.); к сгораемым – все органические материалы, не подвергнутые специальной обработке огнезащитными составами.
Пределом огнестойкости называют период времени, в течение которого конструкции здания сопротивляются действию открытого источника огня до потери несущей способности.
В зданиях и сооружениях I степени огнестойкости применяют только несгораемые материалы (естественные и искусственные неорганические материалы и металлы) для основных конструкций с пределами огнестойкости
0,5…0,25 ч; для II степени огнестойкости перегородки могут быть трудносгораемыми с пределом огнестойкости 0,25 ч, остальные конструкции из несгораемых материалов с пределом огнестойкости от 0,25 до 2 ч. Для зданий и сооружений III и IV степеней огнестойкости разрешается применять несгораемые, трудносгораемые и сгораемые строительные материалы и конструкции из них. В зданиях V степени огнестойкости допускается применять сгораемые строительные материалы и конструкции (деревянные неоштукатуренные здания).
По капитальности здания и сооружения подразделяют на четыре класса в соответствии со СНиП II-А 2.09.02-85: (к I классу предъявляют наиболее высокие требования, а кIV классу минимальные)
I класс – это здания и сооружения огнестойкостью не ниже II степени и долговечностью не ниже I степени, имеющие народнохозяйственное значение, которые проектируют по индивидуальным техническим условиям и нормам;
ко II классу относится большинство производственных зданий с огнестойкостью не ниже III степени и долговечностью не ниже II степени - их проектируют по действующим строительным нормам и правилам;
III класс представляют здания и сооружения с долговечностью не ниже III степени, огнестойкость которых не нормируется (производственные здания небольшой мощности, склады для хранения малоценных материалов и все деревянные сооружения);
к зданиям и сооружениям IV класса требования по огнестойкости и долговечности не предъявляются.
Каждому классу зданий и сооружений соответствуют определенные степени огнестойкости и долговечности (Таблица 9).
Таблица 9
Степени огнестойкости и долговечности в зависимости от класса зданий и сооружений
| Класс | Степень огнестойкости | Степень долговечности | Срок службы, лет |
| I | II | I | более 100 |
| II | III | II | 50-100 |
| III | не нормируется | II | 20-50 |
| IV | то же | не нормируется | – |
По степени взрыво- и пожароопасное все производственные здания в соответствии со СНиП подразделяются на шесть категорий: А, Б, В1-В4, Г, Д, Е. Категорию взрывопожароопасной и пожарной опасности определяют характеристики веществ и материалов, находящиеся в помещении. По степени взрыво- и пожароопасности их относят в основном к категориям В, однако такие помещения, как участки лакирования, склады лакокрасочных материалов, относят к категории А.
Категория А является наиболее взрывопожароопасной. В помещениях этой категории имеются горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. К этой категории относят также помещения, в которых имеются в обращении вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении будет превышать 5 кПа.
Категории В1-В4 являются пожароопасными. Разделение этой категории на отдельные (В1, В2, ВЗ и В4) производят в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности в зависимости от удельной пожарной нагрузки на участке, и способа размещения участка пожара в помещении.
Производственные здания предприятий лесной и деревоперерабатывающей промышленности, как правило, относят ко II классу. Они строятся с огнестойкостью не ниже II степени, т.к. в них производится продукция из сгораемых материалов и установлено дорогое технологическое оборудование, стоимость которого превышает во много раз стоимость самих зданий.
Промышленные здания классифицируют и по другим признакам: по виду подъемно-транспортного оборудования (бескрановые, с мостовыми кранами), по количеству тепла, выделяемого в процессе производства (отапливаемые и неотапливаемые здания и помещения), по способу воздухообмена и освещенности (бесфонарные, безоконные или, наоборот, с фонарями и окнами), по акустическому режиму и т.п.
Классификация зданий по определенным признакам способствует более качественному проектированию, так как в пределах определенного класса зданий более целенаправленно решаются задачи по выполнению необходимых требований.
5.3. Основные принципы проектирования
производственных зданий
Основным принципом при проектировании зданий и сооружений является соответствие их технологическим, санитарно-гигиеническим, противопожарным, экономическим и эстетическим требованиям.
Технологический процесс оказывает непосредственное влияние на выбор объемно-планировочного решения. Технологические требования сводятся к созданию условий для рациональной организации производства, расстановки оборудования с учетом требований безопасного производства. Форма и размеры зданий, сетка колонн и прочность конструкций должны допускать удобное и рациональное расположение основного и вспомогательного оборудования, его перестановку или замену, удобное обслуживание.
Санитарно-гигиенические требования предполагают создание в промышленных зданиях условий, благоприятных для здоровья, возможность удовлетворения бытовых потребностей.
Метеоусловия, уровень шума, вибраций должны соответствовать санитарным нормам проектирования промышленных предприятий.
Противопожарные требования сводятся к следующему: огнестойкости здания; ограничениям этажности, проходов, проездов, лестничных клеток, выходов, въездов и т. п.; устройству пожарного водопровода, отопления, вентиляции. В одноэтажных производственных зданиях расстояние от наиболее удаленного рабочего места до эвакуационного выхода не должно превышать 100 м, в многоэтажных - 75 м.
Экономические требования к производственным зданиям способствуют снижению капитальных затрат при строительстве и расходов при последующей эксплуатации зданий или сооружений. Удельные капитальные и эксплуатационные затраты не должны превышать установленных норм. С целью их сокращения необходимо при проектировании и строительстве стремиться использовать дешевые строительные материалы, унифицированные детали и конструкции местного индустриального массового производства, не допускать излишеств в архитектурно-планировочных решениях, художественно-архитектурном оформлении и отделке.
Деревоперерабатывающая промышленность имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при проектировании промышленных зданий, это: выделения токсических веществ, агрессивных сред, высокую пожаро-и взрывоопасность, высокий уровень шума и вибраций.
Технологический поток на деревоперерабатывающих производствах может иметь горизонтальное и вертикальное направления, поэтому при проектировании здания возникает вопрос о его этажности. Наибольшее распространение в промышленном строительстве получили одноэтажные здания, которые обладают рядом преимуществ: они просты в конструктивном отношении, в них можно устанавливать тяжелые станки и подъемно-транспортное оборудование большой грузоподъемности, поскольку нагрузки можно передать непосредственно на грунт, в них легче обеспечить естественное освещение. С другой стороны, одноэтажные здания имеют и существенные недостатки: большие площади покрытия, протяженность инженерных сетей, занимают большие земельные участки. Тем не менее, стоимость строительства одноэтажных зданий ниже, чем многоэтажных.
Основными параметрами для одноэтажных промышленных зданий являются пролет, шаг колонн и высота этажа. Наиболее рациональны для одноэтажных зданий со сплошной застройкой сетки колонн 18х12, 24х12, 30х12, 36х12 м; из них сетка 18х12 м считается основной и наиболее экономичной.
В узких зданиях применяются сетки 18х6, 24х6, 18х12 или 24х12, 30х12, 36х12 м. Для зданий небольших размеров применяют сетки 12х12 и 12х6 м.
Размеры пролетов и шагов колонн одноэтажных зданий следует назначать 6 м. В отдельных случаях допускается пролет шириной 9 м. Размеры пролетов многоэтажных зданий должны быть 3 м.
Расстояние от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия (в одноэтажных зданиях) или перекрытия (в многоэтажных зданиях) называют высотой пролетов.
Высоту пролета предварительно можно определить суммированием следующих параметров: высоты наибольшего технологического оборудования; просвета между верхом наибольшего оборудования и низом перемещаемого груза, поднятого в верхнее положение (0,5 м); высоты перемещаемых грузов в транспортном положении; расстояния от верха транспортируемого изделия до центра крюка (1 м); расстояния от центра крюка до головки рельса (зависящего от конструкции крана и принимаемого 0,5...0,8 м); высоты крана (0,5...0,9); просвета между верхом крана и низом несущих конструкций покрытия (0,2 м).
Высота одноэтажных бескрановых зданий принимается кратной 0,6 или 1,2 м и имеет для пролетов 12 м следующие значения: 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 м, а для пролетов 18 и 24 м - 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0 м.
Для предприятий с вертикально направленным технологическим процессом, а также для производств, использующих оборудование значитсльных размеров по высоте, применяют двух- и многоэтажные здания (производство древесностружечных и древесноволокнистых плит, лесопильное производство). Многоэтажные здания проектируют в тех случаях, когда участок для застройки имеет стесненные условия. В основном многоэтажные здания применяют для мебельных предприятий, расположенных непосредственно в городе или поселке. Отделочные участки должны располагаться только вверхних ннажах зданий.
В отечественной практике промышленного строительства преимущественное развитие получили одноэтажные здания. В них размещали около 75% промышленных производств. Однако в перспективе будет возрастать удельный вес многоэтажных зданий, позволяющих уменьшить площадь застройки предприятий.
По количеству пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и многопролетными, имеющими как одинаковую, так различную высоту (Рис. 21, а-г). При недостаточности естественного света через окна на покрытии здания делают надстройки световых фонарей (Рис. 21, д-ж). Устраивают аэрационные или светоаэрационные фонари и при естественной вентиляции помещений.
Рис. 21
| |
предприятий:
а – однопролетное без фонарей; б – то же, с мостовым краном; в – двухпролетное без фонарей с подвесными кранами; г – трехпролетное с повышенным средним пролетом; д – трехпролетное с фонарем; е, ж – многопролетные с фонарями
Под пролетом понимается производственный объем, ограниченный по периметру рядом колон и перекрытий по однопролетной схеме. Расстояние между рядами продольных колон называют шириной пролета. В зависимости от ширины пролетов здания принято считать мелкопролетными, если ширина пролетов не превышает 12 м, крупнопролетными– при ширине пролетов более 12 м и большепролетными – с шириной пролетов 36, 48, 60 и более метров.
В мелкопролетных зданиях размещают однопоточные лесопильные цехи на базе одноэтажных лесопильных рам, круглопильных и ленточнопильных станков с небольшим объемом (до 50 тыс. м3 бревен в год) перерабатываемого сырья, в крупно – и большепролетных зданиях – двух и многопоточное лесопильное производство, раскроечные цехи перерабатывающие 200 тыс. м3 и более пиловочных бревен в год, цехи по производству фанеры, мебели, столярно-строительных изделий.
В зависимости от ряда факторов – технологического процесса, требований освещенности, способа воздухообмена, а также климатических условий здание имеет различный профиль, под которым обычно имеют ввиду поперечное сечение здания.
По расположению внутренних опор одноэтажные промышленные здания разделяют на ячейковые, пролетные и зальные. В зданиях ячейкового типа преобладает квадратная сетка опор с относительно небольшим продольным и поперечным шагом. Такую сетку опор целесообразно применять для зданий с подвесным или напольным транспортом, когда требуется размещать технологические линии (и транспортировать грузы) в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
В зданиях пролетного типа, наиболее распространенных в практике строительства, ширина пролетов преобладает над шагом опор. Здания зального типа характерны для производств, требующих значительной площади без внутренних промежуточных опор. В таких зданиях расстояние между опорами может достигать 100 м и более (большепролетные здания).
В двухэтажных зданиях (Рис. 22) размещают лесопильные цехи на базе двухэтажных лесопильных рам. На первом этаже здания устанавливают фундаменты головного бревнопильного оборудования, конвейеры для сбора опилок, реек, горбылей, размещают участок изготовления технологической щепы, на втором – технологическое, вспомогательное и транспортное оборудование основного производства. В трехэтажных зданиях размещают цехи по производству корпусной, решетчатой и мягкой мебели: на первом этаже – отделения по изготовлению деталей мебели, на последнем – отделочно-сборочное отделение.
Многоэтажные здания, как правило, имеют многопролетную схему, причем в средних пролетах рекомендуется размещать второстепенные производства, для которых достаточна меньшая естественная освещенность. Для многих многоэтажных зданий характерно, когда размеры пролета равны шагу колонн, образуя ячейковую структуру.
На первых этажах многоэтажных зданий обычно располагают тяжелое и громоздкое оборудование и производства, выделяющие агрессивные сточные воды. На верхних же этажах размещают взрыво- и пожароопасные производства, а также такие, которые выделяют в воздушную среду вредные газы.
Специальную группу зданий составляют двухэтажные с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа (Рис. 22, в). В таких зданиях на верхнем этаже размещают основное производство, а на первом – вспомогательные службы (ремонтные отделения, бытовые помещения и т.п.), а также энергетические и санитарно-технические коммуникации.
Здания смешанной этажности строят для производств с горизонтальным и вертикальным технологическими процессами (многие химические производства).
Рис. 22 Типы двухэтажных промышленных зданий:
а – с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа и подвесным краном; б – сеткой колонн 12x12 м; в – с укрупненной сеткой верхнего этажа и мостовым краном
Длину пролетовопределяют графическим способом – расстановкой технологического оборудования с соблюдением ширины проездов и проходов или аналитическим способом – делением общей площади цеха, на принятую ширину (как сумму ширины всех пролетов).
Наряду с учетом технологии производства при выборе этажности промышленных зданий необходимо учитывать характер отведенного для застройки участка (свободный, стесненный, рельеф), требования к застройке (городская, периферийная), климатические условия района строительства, преимущества и недостатки одно- и многоэтажных зданий, а также соотношение стоимости конструкций одно- и многоэтажных производственных зданий.
Во всех случаях в здании должны быть обеспечены требуемые нормами санитарно-гигиенические и бытовые условия для работающих, а также выполнены требования пожарной безопасности.
Объемно-планировочное решение современного производственного здания должно учитывать перспективность направления развития техники и технологии деревопереработки, обеспечивать условия для реализации "гибких" технологий. С этой целью объемно-планировочные решения должны быть приспособлены к требованиям реконструкции цехов, вызываемым решением задач модернизации оборудования и совершенствования технологических процессов. Этим целям служат, в частности, увеличение в современных зданиях размеров пролетов. Производственные здания объединяются в блоки, что создает условия для более рациональной организации производства. Полы цехов устраивают в виде сплошной жесткой плиты. Что исключает необходимость устройства отдельных фундаментов под станки и обеспечивает возможность в случае необходимости изменить расстановку станков в цехе. Этой же цели служит расположение некоторых инженерных сетей в зоне покрытий производственных помещений, благодаря чему, например, можно быстро и проще подключить питание станка, расположенного в любой точке цеха.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 4047; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!