Основные принципы проектирования промышленных зданий

Взаимное расположение, объемно-проектировочное решение зданий и сооружений химических производств должны соответствовать требованиям строительных норм и правил СНиП "Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования " и СНиП "Складские здания и сооружения общего назначения. Нормы проектирования".

При проектировании промышленных зданий, к ним предъявляются следующие требования:

1. Необходимо, чтобы все материалы, сырье и т.д. перемещались по кратчайшему пути;

2. Поточные пути производственного процесса не должны пересекаться, т.к. это может вызвать задержку передвижения сырья и полупродуктов;

3. Компоновку промышленного здания необходимо выполнять с учетом максимальной унификации секций, применяя типовые конструкции для достижения кратчайшего срока строительства;

4. Следует стремиться к блокированию цехов в крупные корпуса;

5. Необходимо учитывать возможность последующего расширения промышленного цеха (при создании более эффективного оборудования, реконструкции цеха);

6. При размещении промышленных зданий следует учитывать требования по обеспечению комфортных условий работы (избегать перегрева от попадания прямых солнечных лучей через окна и фонари; условий освещенности и т.д.);

7. Следует наметить рациональную организацию людских потоков на рабочие места, обеспечить надежные пути эвакуации людей во время взрыва или пожара;

8. В одноэтажных промышленных зданиях большой ширины (более двух высот) со значительным выделением тепла и вредных газов необходимо проектировать световые фонари для освещения средней части цеха. Их часто также используют для естественной вентиляции;

9. Промышленные здания должны иметь удобный доступ к ним транспортных средств.

10. Масса конструктивных элементов промышленных зданий должна быть минимальной, но обеспечивать необходимую прочность, жесткость, долговечность.

11.  Здания должны быть дешевыми (экономичными) и учитывать последние достижения в строительстве.

Классификация промышленных зданий

1. По функциональному назначению:

а) производственные (цеха, выпускающие основную продукцию).

б) подсобно-производственные (экспериментальные, инструментальные, ремонтные).

в) здания энергетической группы (котельные, ТЭЦ, подстанции, компрессорные и другие станции).

г) санитарно-технические (очистные сооружения, водоносные станции, станции перекачки).

д) складские здания.

е) транспортные (гаражи, депо и др.).

ж) вспомогательные (заводоуправление, бытовые помещения, конструкторское бюро, пункты питания, помещения для учебы, медпункты, помещения общественных организаций).

2. По взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности:

А – здания производств, в которых технологический процесс наиболее пожаро- и взрывоопасен (возможно образование воздушных взрывоопасных смесей). Взрыв от искры, резкого удара, детонации, действия О₂. При этом здания частично или полностью разрушаются.

Б – здания производств, где в воздухе возможно накопление горючей или взрывоопасной пыли, горючих жидкостей с t_{вспышки}£120°С. Взрыв не разрушает основных конструкций.

В – здания производств, где применяют твердые сгораемые материалы и вещества, жидкости с t_{вспышки}>61°С, вещества способные гореть при взаимодействии с H₂O, O₂ или друг с другом.

Г – здания производств, где обрабатывают несгораемые материалы в горячем, раскаленном, или расплавленном виде, с применением твердого, жидкого и газообразного топлива.

Д – здания производств, где обрабатывают несгораемые материалы и вещества в холодном виде.

Е – здания взрывоопасных производств, обрабатывающие вещества, способные взрываться без последующего горения при взаимодействии с H₂O, O₂ или друг с другом, а также горючие газы в количестве, достаточном для образования взрывоопасных смесей.

3. По огнестойкости все здания и сооружения разделяют на 5 степеней.

Степень огнестойкости здания и сооружения характеризуется группой возгораемости и пределом огнестойкости основных строительных конструкций и установлена СНиП 11–А.5–70 "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений".

Каждая степень огнестойкости определяется 2-я показателями:

1) группой возгораемости применяемых строительных материалов. Все строительные материалы делятся на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

2) Пределом огнестойкости отдельных конструктивных элементов зданий и сооружений.

Предел огнестойкости – это время в часах, в течение которого конструкция способна сопротивляться действию огня до момента потери устойчивости и несущих возможностей или до образования сквозных трещин, либо до нагрева противоположной от огня поверхности до температуры более 220°С.

В зданиях и сооружениях I степени огнестойкости применяют только несгораемые строительные материалы. Конструкции имеют предел огнестойкости 0,5-2,5 часа.

II степень – перегородки могут быть трудно сгораемыми с пределом огнестойкости 0,25 часа, остальные конструкции из несгораемых материалов с пределом огнестойкости 0,25-2 часа.

III и IV – разрешается применять несгораемые, трудносгораемые и сгораемые строительные материалы и конструкции из них.

V – допускается применять сгораемые строительные материалы и конструкции (деревянные неоштукатуренные здания).

Промышленные здания и сооружения химических предприятий проектируют не ниже III степени огнестойкости.

4. По долговечности здания и сооружения делятся на IV класса:

I – более 100 лет

II – 50-100 лет

III – 20-50 лет

IV – не нормируется

5. По этажности: на одноэтажные, многоэтажные и комбинированные здания и сооружения.

При выборе этажности учитывают:

– структуру построения технологической схемы

– категорию производства по пожарной опасности,

– наличие громоздкого и тяжелого оборудования.

6. По методу застройки территории:

1. разобщенная (рассредоточенная) застройка территории отдельными зданиями и сооружениями.

2. сплошная (блокированная) застройка под одну крышу несколько самостоятельных производств какого-либо предприятия путем блокировки цехов в одном крупном или нескольких зданиях.

7. По способу освещенности естественным светом производственные здания и сооружения проектируют:

– с боковым светом,

– со светом, проникающим через окна,

– с комбинированным светом, за счет устройства в дополнение к окнам продольных или поперечных фонарей, с вертикальным или наклонным остеклением,

– без естественного освещения.

8. По температурному режиму делят на теплые и холодные.

В отапливаемых зданиях стены и покрытия подлежат теплотехническому расчету в соответствии с климатическим районом и должны обеспечивать возможность поддержания необходимой по режиму температуры внутри цеха в холодный период.

В неотапливаемых зданиях и сооружениях стены и покрытия только защищают людей от осадков, ветра, солнечной радиации.

9. По форме в плане промышленные здания могут быть любой формы. Наиболее часто распространенны здания, имеющие прямоугольное очертание или в виде сочетания нескольких прямоугольников.

10. По наличию внутрицехового кранового оборудования различают промышленные здания:

– оборудованные кранами,

– бескрановые.

Объемно-планировочные решения промышленных зданий

От правильного объемно-планировочного решения зависят функциональные, технологические, архитектурно- художественные и экономические показатели всего производства.

1. Для некоторых производств химической промышленности рекомендуются крупные и высокие одноэтажные корпуса правильного типа (гибкие цеха), вместо многоэтажных зданий. В таких корпусах технологическое оборудование размещают на сборно-разборных этажерках, не связанных с несущим каркасом здания. Их можно легко перемещать или заменять.

2. В промышленных зданиях должны быть обеспечены необходимые климатические, светотехнические и акустические условия для труда.

3. Не зависимо от характера технологического процесса на каждого работающего проектируют не менее 4,5 м² площади и 15 м³ объема здания, а также заданную t°С, влажность, освещенность и чистоту воздуха, скорость движения воздуха – т.е. условия искусственного климата.

4. Промышленные предприятия с постоянным пребыванием работников без естественного освещения или с недостаточным естественным освещением должны быть оборудованы установками УФ излучения.

5. Одноэтажные здания проектируют с фонарями или окнами. Для производств, имеющих высокую влажность воздуха (более 70%) проектируют бесфонарные здания.

6. Многоэтажные здания проектируют при вертикальной схеме потоков, обычно их ширина 18 метров и более. Количество этажей – от 2 до 6 с высотой кратной 0,6 метра и равной: 3,6; 4,8; 6 метров. Для первого этажа предусмотрена дополнительная высота 7,2 метра. Естественная освещенность многоэтажных зданий обеспечивается при их ширине не более 36 метров. Допускается применение подвесного транспорта (кран-балки, монорельсы, конвейеры) грузоподъемностью до 5 тонн, или мостового крана грузоподъемностью до 10 т.