Одноэтажные производственные здания

А в других случаях случаях требуется дополнительное искусственное освещение, т.е. интегральное. Для трехпролетных зданий крайне (боковые) пролеты необходимо освещать через проемы на фасаде, а средний пролет, превышающий боковые, - базиликальным освещением. Превышение среднего пролета, в большинстве случаев служащего для размещения и устройства мостового крана, должно учитывать светотехнические требования. Оно также благоприятствует аэрации здания.

Специфической особенностью зданий ячейкового типа является требование обеспечения не только ленточного, но и равномерного освещения. В этих целях рекомендуется использование более коротких кровельных лент-проемов освещения, расположенных в шахматном порядке (рисунок №10 приложение №5):

применение фонарного освещения не рекомендуется, вследствие чего этот типа не пригоден для производств, требующих увеличенного воздухообмена.

Для производственных территорий в северном полушарии шеды ориентируют всегда на север. Таким образом устраняется прямая солнечная инсоляция, которая ухудшает зрительный комфорт и термический климат. При наклонном остеклении угол наклона определяется по формуле

α ≤ (900+23,50) – φ,

где α – угол наклона к горизонту; φ – географическая широта района.

Ширина каждого шеда образует длину волн согласно кривой освещенности. Ввиду этого с целью улучшения его равномерности в поперечном направлении рекомендуется применение мелких шедов. Пилообразная форма крыши способствует выбросу загрязненного вредностями воздуха в атмосферу через шеды, однако приводит к быстрому загрязнению стекол. В связи с этим шедовые здания наиболее подходят для предприятий со сравнительно "чистым" микроклиматом, без выделения загрязняющих веществ. Большое количество переломов крыши ограничивает распространение шума, но увеличивает тепловые потери и опасность появления конденсата.

Микроклимат зданий типа сплошной застройки может быть решен так же, как для многопролетных. Некоторые отличия касаются зданий, в которых имеется въезд грузового или железнодорожного транспорта, что увеличивает загрязнение воздуха и требует улучшенной аэрации, однако последнюю несложно осуществить при подходящем способе организации грузового графика движения.

4. Застройка и объемно-планировочные особенности

Павильонный тип применяется преимущественно для павильонной застройки во всех ее разновидностях. Два или более производственных залов могут быть объединены в общий блок или скомбинированы по средством промежуточных вставок. В таких вставках размещаются вспомогательные и обслуживающие помещения. Этот тип производственных зданий применяется как при равнинном, так и при наклонном рельефе местности. Существенными являются все объемно-планировочные принципы, общие для этих типов зданий. Системы организации производственных процессов показана на рисунке №11 приложения №6. При наличии антресолей основные производственные потоки могут быть расположены: 1)по периметру на периферии здания (с целью использования наружных стен для естественного освещения, проветривания, для взрывоопасных операций); 2)в средней части здания (помещения, к которым не предъявляются вышеуказанные требования).

Здание может иметь одновременно боковое естественное освещение и подвесной потолок с использованием межферменного пространства. При более широких пролетах, особенно при горизонтальном покрытии здания, рекомендуется использовать большую высоту зала в целях создания впечатления целостности пространства и устранения зрительного ощущения "подавленности", "провисание потолка" и т.п. Большая высота способствует развертыванию различного, наиболее подходящего для конкретного случая транспорта, включая мостовой кран, а также обеспечения проезда, доступа грузового транспорта, включая железнодорожный.

Застройка и объемно-планировочные особенности многопролетных ОПЗ. (рисунок №13 приложение №7). Здание более чем с тремя пролетами является удачным для компактной застройки, поскольку микроклимат регулируется через покрытия. Таким образом, не существует технической границы компактности. Здания могут иметь большую площадь застройки: например, главный корпус автомобильного завода в г. Тольятти (СССР) имеет площадь 73 га при длине 1850 м. Компактность застройки не ограничивает каждый пролет, чтобы он получил на данном этапе необходимую длину, совпадающую с протяженностью технологических линий. Это изменение в длину практически необходимо для обеспечения гибкости технологии. При сплошной застройке в зависимости от конструктивной системы покрытия и вида верхнего освещения площадь крыши можно использовать для размещения вспомогательных сооружений (например, камеры кондиционирования и др.), создания мест кратковременного отдыха и т.п. Имеются примеры широких зданий без верхнего освещения, на крыше которых устраивают автомобильные стоянки. Использование поперечных пролетов для перемещения и перегрузки материалов из одного участка в другой (из пролета в пролет) при наличии современных транспортных средств и сооружений является ненужным. Наоборот, такие поперечные пролеты препятствуют развитию основных пролетов, усложняют конструкцию, не благоприятствуют формированию их архитектурного облика (такое решение оправдано лишь в том случае, когда поперечный пролет отчетливо вырисовывается в качестве отдельного объема).

При разнородных пролетах в структуре здания целесообразно группировать участки и цехи пол степени однородности, например по высоте. Согласно особенностям и требованиям технологии можно принять и чередование разнородных пролетов, например, когда параллельно основной технологической линии развертывается и вспомогательная линия (целая или частичная) с обслуживающими помещениями и т.п. Разновидность пролетов зданий позволяет применять базиликальное освещение. Таким образом, можно избегать усложнения и строительных дефектов верхнего освещения, облегчается аэрация. Это, однако, имеет ряд недостатков: усложнение конструктивных систем (детали связи, узлы сопряжения при сборном индустриальном выполнении), увеличение числа типоразмеров колонн и ферм, водостоков, сложность уборки снега с крыш и т.д. Вот почему для разновидных площадей, составляющих до 20-30% общей площади здании, и при небольшом перепаде высот (1,8-2,4 м) рекомендуется выравнивать высоту низких и высоких пролетов. Удорожание при этом компенсируется рациональностью строительства.

При больших площадях застройки, свойственных этому типу, необходимо проводить зонирование: 1) по микроклимату, в зависимости от освещения, шума, влажности, выделяемого тепла, выделяемых вредностей (загрязнений); 2) по степени жаро- и взрывоопасности; 3) по однородности производственных операций, процессов складирования (для сырья, заготовок или готовой продукции), а также по необходимости создания лабораторий; 4) по расположению технических помещений (туалетов и др.), цеховых контор и т.д. Размещение различных зон и помещений должно осуществляться согласно последовательности технологического потока: наиболее людные зоны цехов следует располагать около подходов и подъездов, рекреационных площадей и т.п.; цехи с большим грузооборотом должны находиться в непосредственной близости от грузовых площадок (рамп), а помещения с загрязняющими воздух процессами – у наружной стены здания, с подветренной стороны, вдалеке от людных цехов и путей передвижения людей.

Планировочная и пространственная организация многопролетных одноэтажных производственных зданий развивается в основном в продольном направлении. Таким образом, прокладка коммуникаций осуществляется либо вдоль ряда колонн при наличии мостовых кранов, либо в середине при развитой сети инженерных разводок, проведенных в продольном направлении (т.е. по направлению пролетов). Поперечные связи необходимо осуществлять на расстоянии не более 60 м. Если пролеты имеют большую длину, целесообразно осуществить проезд автомобилей в цех. Это требует подходящего размещения въездов и внутренних проездов шириной более 4,5 м для свободного движения.

Здания ячейкового типа обладают всеми характеристиками одноэтажных производственных зданий и специфическими особенностями (в частности) зданий многопролетного типа. Для ячейковых зданий особенно характерна компактность застройки. Новым является то, что в ряде обоснованных случаев имеется возможность предусматривать внутреннее покрытые пространства для нужд рекреации. В перспективе они могут быть освоены как дополнительные площади для использования в производственных целях.

Широкая сплошная застройка ячейковых зданий в двух направлениях усиливает необходимость внутреннего зонирования, которые можно проводить в поперечном и продольном направлениях или комбинированно (рисунок №12 приложение №6). Из-за отсутствия мостовых кранов многие подсистемы - инженерные сети, вентиляционные воздуховоды, склады, цеховые контор, лаборатории и т.п. – могут быть расположены на втором уровне. При этом лучше используется объем и освобождается площадь для развития технологических процессов.

Для обеспечения универсальности производственных площадей требуется "гибкая планировка" помещений, использование легких сборно-разборных перегородок и т.д.

Расширения ячейковых ОПЗ могут осуществляться с различным числом ячеек в любых направлениях. Это преимущественно делает их очень экономичными. Их архитектурный образ интересен и динамичен, весьма легко поддается формированию при любых, даже произвольных расширениях зданий.

Шедовые одноэтажные производственные здания, обладающие специфическими признаками и всеми характерными особенностями ОПЗ, применимы для компактной застройки, требуют зонирования (поперечного и продольного), гибкой планировки и т.д. Общее естественное освещение здания способствует повышению универсальности производственных площадей. Шедовые здания имеют меньшую высоту, а лотковые балки, размещаемые в складках шедов (под восточными желобами), разобщают пространство, при этом отсутствует ощущение "объемности" зального типа или членения пролетного типа, а также впечатление единства интерьера. Однако благодаря небольшой высоте членение внутреннего пространства облегчается. Чаще всего это осуществляется с помощью стеклянных перегородок, которые в целях улучшения освещения желательного размещать поперечно шедами. Устройство внутренних этажерок в таких зданиях затруднено.

Наклон остекления. Вертикальное остекление несложно в выполнении.

При этом можно использовать обычное (более тонкое) стекло. Облегчается эксплуатация (мойка и замена) стеклянных плоскостей. Наклонное остекление более светоактивно – обеспечивает лучшее освещение производственных площадей (ячеек под шедами), позволяет уменьшить размеры осветительных проемов и применяется для производств, требующих более высокой зрительной активности. В целях обеспечения охраны труда при угле наклона 70-75о стекла должны иметь большую толщину, быть закаленными и надежно закрепляться (без оконной замазки).

Применение сплошного типа застройки производственных зданий связано со следующими требованиями:

Хорошее функциональное зонирование планировочных решений, группирование помещений по характеру функции, т.е. в зависимости от назначения способов охраны, микроклимата и внутреннего архитектурного облика;

полная (сплошная) блокировка всех крупных помещений в общем корпусе с общим единым входом-выходом, включая и дебаркадеры (крытые грузовые площади, рампы) со всеми погрузочно-разгрузочными операциями;(рисунок №6 приложение №3)

создание при сильно развитых подсобных площадях внутренних дворов, которые отрыты по короткой (торцевой) стороне, но имеют решетчатое ограждения и контролируются объединенным для всех грузопотоков контрольно-пропускным пунктом. Большие подобъекты необходимо выносить за границы моноблока, что может послужить основой для создания самостоятельных кооперированных объектов соответствующей инфраструктуры;

специальное изучение передвижения людей и грузов для недопущения пересечений и обеспечения прохода через контрольно-пропускной пункт (КПП) в начале и в конце рабочего дня. Все внутренние проезды и пешеходные пути, а также места их пересечения и примыкания должны быть решены лучшим образом;

при необходимости второго контрольно-пропускного пункта (КПП) контроль должен осуществляться только для грузового потока;

ширину здания рекомендуется предусматривать не более 60 м в целях противопожарной защиты только с одной стороны и во избежание создания второго обходного пути, который контролировать труднее. При большой ширине здания второй запасной путь для противопожарной защиты (ППЗ) должен быть хорошо маркирован (например, газоны, аллеи и др.). В этих целях обычно используют пешеходные аллеи, рассчитанные на возможность проезда по ним пожарных машин и техники;

участок территории перед зданием должен быть свободным и организован так, чтобы доступ к зданию хорошо просматривался со стороны административных помещений (не исключая непосредственного контроля выполняемого контрольным пунктом). "Парковое" решение охраны – зеленые барьеры из кустарников, ограждения не должны препятствовать доступу к зданию со стороны главного подъезда.

Здания этого типа играют непосредственную роль в градостроительной среде. Это требует создания соответствующей их архитектурной выразительности, должного архитектурного облика отдельных групп помещений, единства замысла и силуэта, общей пространственной композиции с высоким использованием зеленых насаждений, высокого качества благоустройства и синтеза архитектуры с монументальным искусством.

5. Геометрические параметры

Габаритные схемы объемно-планировочных решений павильонного типа ОПЗ имеют многочисленные разновидности, позволяют применять параметры с большим диапазоном размеров, что характерно для всех зальных зданий. Геометрические параметры одноэтажных производственных зданий зального типа наиболее часто имеют следующие величины: (рисунок №14 приложение №8)

параметр "пролета" - 24, 30, 36, 42, 48, 54, 72, 84, 96 и т.д. через интервал 12 м;

параметр "шаг" - 6,12 м и более при пространственных конструкциях;

параметр "высота" - 6,00; 7,20; 8,40; 9,60; 10,80; 12,00 (+nx2,40 м)

Геометрические параметры многопролетного типа имеют следующие размеры:

параметр "пролет" - 12,18,24,30,36 м;

параметр "шаг" - 6, 9, 12 м в зданиях без мостовых и подвесных кранов;

параметр "высота" - 5,40; 6,00; 7,20; 8,40; 9,60; 10,80; 12,00…+nx1,20 (2,40) м.

Их координационные размеры показаны в таблице

В случае отсутствия мостовых кранов следует отдавать предпочтение большим размерам пролетов с использованием эффективных строительных материалов. Большие пролеты способствуют улучшению использования полезной площади пола, а также общей площади помещений (например, при изменении пролетов от 12 до 30 м на 8-10%), делают производственную площадь более универсальной, ускоряют сроки и снижают стоимость будущих реконструкций, увеличивают тем самым "моральный" срок службы здания. Дополнительные расходы на устройство больших пролетов компенсируются быстрой окупаемостью средств в процессе эксплуатации.

При больших площадях целесообразны более полная унификация размеров, применение однотипной сетки колонн, унификация грузоподъемности кранов, верхнего освещения и т.д. В случае частой повторяемости целесообразно типизировать некоторые объемно-планировочные элементы. (рисунок №15 приложение №8).

Геометрические параметры сетки колонн ячейкового типа чаще всего имеют следующие размеры: 12х12, 12х18, 18х18, 24х24, 30х30 м и т.п., высоту: 4,80; 5,40; 6,00; 7,20; 8,40; 10,80 м и т.д. (плюс nx1,20 м). В тех случаях, когда предусматривается подвесной транспорт, очень важно чтобы все колонны имели одинаковую высоту, а конструкция покрытия – горизонтальный нижний пояс.

Геометрические параметры шедового типа зданий отображены в таблице

Локтевые балки над колоннами имеют высоту h=1,80; окна над балками имеют высоту h=2,30; 2,60; 2,90 м; + - рекомендуемые сочетания; о - применение в виде исключения.

6. Конструктивные схемы

Конструктивные системы для одноэтажных производственных зданий павильонного типа имеют много разновидностей: стоечно-балочные фермы (двускатные или с параллельными поясами); рамы; дугообразные несущие конструкции – фермы, с обтяжками или без них: пространственные конструкции одинарной кривизны – короткие (15-20 м между диафрагмами) и длинные цилиндрические оболочки; призматические (складчатые) системы; пространственные конструкции двоякой кривизны; пространственные сетчатые конструкции пространственно-висячие конструкции; пневматические конструкции (пневмонесущие и пневмоопорные); шатровые конструктивные системы и др. Некоторые из этих конструкций показаны на рисунке №3 приложения №2.

Вследствие значительных пролетов в некоторых системах конструкция покрытия имеет большую высоту, которая приводит к увеличению отапливаемого объема. В связи с этим в ряде случаев конструкция выносится за рамки строительного объема, над крышей и перед фасадными ограждениями, а также совмещается с осветительными, вентиляционными и другими устройствами.

В качестве строительных материалов используются преимущественно металл, преднапреженный железобетон, дерево, синтетические материалы для пневматических и шатровых конструкций.

Наружный водопровод чаще всего осуществляется по фасадным стенам.

Основная конструктивная система, которая используется для многопролетного типа ОПЗ, - стоечно-балочная. При ней конструкция покрытия может быть выполнена в виде: решетчатых ферм, полностенных балок различного типа, цилиндрических оболочек одинарной или двоякой кривизны, трех- или двухшарнирных рам и т.п. При чередовании высоких пролетов возможно использование и некоторых конструкций, применяемых обычно при зальном (большепролетном) типе ОПЗ. При высоте пролетов более 10,80 м и наличии мостового крана грузоподъемностью более 10 т несущие колонны должны быть двухветвевыми.

Конструктивные системы ячейкового типа. Наиболее часто применяется стоечно-балочная система. Несущая конструкция покрытия состоит из сплошных балок и панелей с большим пролетом, ферм с подферменными балками и нормальными панелями пролетом до 6 м, стержневой пространственной системой, арочных оболочек (висящих куполов) и др. Конструктивная система должна быть рассчитана на динамические и горизонтальные нагрузки в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В случае отсутствия подвесного транспорта применение могут найти и пневматические конструктивные системы (пневмонесущие, с колоннами и затяжками, или пневмоопорные), шатровые с естественным микроклиматом, без отопления, вантовые и др.

Конструктивные системы, применяемые в шедовом типе, определяют отдельные разновидности шедовых типов производственных зданий. Трудности возникают при прокладке сложных технических коммуникаций, размещении вентиляционных каналов (коробов) в прогонах под ендовами шедовых фонарей, при необходимости устройства "дышащей" теплоизоляции (в случае повышенной влажности микроклимата производственных помещений) и т.д. Это увеличивает трудоемкость выполнения и усложняет строительство. При эксплуатации зданий очень часто возможно протекание крыши или появления конденсата на внутренних поверхностях. Все это предъявляется к проектированию и строительству шедовых зданий вообще и устройство водоотвода в особенности.

Конструктивные решения зданий сплошного типа застройки не отличаются от других решений в серии одноэтажных зданий.

7. Технико-экономические показатели

Технико-экономические показатели зданий павильонного типа необходимо сравнивать с показателями других типов зданий. Применение крупных пролетов и увеличение строительного объема приводит к удорожанию стоимости даже самой эффективной конструкции. С увеличением площади ограждений возрастают и теплопотери здания. Здесь, однако, необходимо учитывать экономию капитальных вложений при ожидаемых будущих реконструкциях и модернизациях (вследствие повышенной универсальности здания), которые компенсируют эти недостатки. Наряду с этим вес покрытия на единицу площади уменьшается.

Технико-экономические показатели многопролетных ОПЗ самые высокие из всех типов ОПЗ как в отношении стоимости, так и в отношении строительного выполнения.

Технико-экономические исследования влияния отдельных параметров ячейкового типа проводились в НРБ и за рубежом. Результатом различны вследствие ряда конкретных условий: типа конструкции, способов закладки фундаментов, грузоподъемности кранов и т.п. Поэтому для каждого конкретного случая целесообразно уточнить их путем сопоставления вариантов.

Технико-экономические показатели характеризуют шедовые одноэтажные здания как более дорогие по сравнению с остальными ОПЗ. Такой тип зданий необходимо применять в условиях повышенных требований к освещению.

Экономическая эффективность зданий сплошного типа застройки заключается:

в сокращении капитальных и эксплуатационных расходов в ре высокой степени блокирования зданий в виде моноблоков, в конструктивных и строительных преимуществах и т.п.;

в экономии территорий и улучшении возможности их рационального использования.

Кроме экономической, существует и социальная эффективность, возникающая вследствие сокращения путей и улучшения организации пешеходных потоков работающих, а также макросферы пешеходных пространств и создания условий улучшения архитектурно планировочных решений и облика зданий в целом.

Заключение

Одноэтажные промышленные здания характеризуются:

достаточно легкой организацией технологических процессов с использованием для перемещения грузов наиболее экономичного горизонтального транспорта;

простотой систем контроля и управления производственными процессами;

хорошей связью между производственными помещениями различного назначения;

равномерной освещенностью рабочих мест через светоаэрационные или зенитные фонари;

возможностью и простотой создания необходимых тепературно-влажностных параметров и воздухообмена в помещениях;

необходимыми условиями для эффективной унификации объемно-планировочных и конструктивных решений и блокирования.

Приложении №1

Рисунок №1

Конструктивные решения покрытия ячейковых одноэтажных производственных зданий.

а – с призматическим профилем крыши; б – с криволинейным профилем крыши.

Рисунок №2

Решение конструкций покрытий одноэтажного производственного здания с верхним освещением.

а – с квадратной сеткой колонн;

б – с шахматной сеткой колонн.

Приложении №2

Рисунок №3

Виды шедовых конструкций с одним шедом в пролете

Рисунок №4

Конструктивные решения шедовых покрытий с двумя шедами в пролете.

Рисунок №5

Примерные решения шедовых конструкций

Приложении №3

Рисунок №6

Производственное здание с внутренним грузовым двором

а – транзитный грузопоток; б – тупиковый грузопоток

1 – производственное помещение; 2 – административные помещения; 3- санитарно-бытовые помещения; 4 – лаборатории; 5 – подсобно-производственные помещения; 6 – КПП; 7 – людские потоки; 8 – приемный холл; 9 – грузовой поток; 10 – дебаркадер-экспедиция

Рисунок №7

Производственное здание с внутренним грузовым двором

1 – производственное помещение; 2 – административные помещения; 3 - санитарно бытовые помещения; 4 – лаборатории; 5 – подсобно-производственные помещения; 6 – КПП; 7 – людские потоки; 8 – приемный холл; 9 – грузовой поток; 10 – дебаркадер-экспедиция.

Приложения №4

Рисунок №8

Производственное здание с внутренним грузовым двором и объединенным КПП

1 – производственное помещение; 2 – административные помещения; 3 - санитарно-бытовые помещения; 4 – лаборатории; 5 – подсобно-производственные помещения; 6 – КПП; 7 – людские потоки; 8 – приемный холл; 9 – грузовой поток; 10 – дебаркадер-экспедиция; 11 – зеленые ограждения.

Рисунок №9

Производственное здание с внешним грузовым двором и раздельным КПП

1 – производственное помещение; 2 – административные помещения; 3 - санитарно-бытовые помещения; 4 – лаборатории; 5 – подсобно-производственные помещения; 6 – КПП; 7 – людские потоки; 8 – приемный холл; 9 – грузовой поток; 10 – дебаркадер-экспедиция.

Приложение №5

Рисунок №10

Варианты размещения светопроемов на крыше ОПЗ

Приложение№6

Рисунок №11

Приемы компоновки производственных площадей

а – решение-аналог; б – новое решение

Рисунок №12

Зонирование площадей здания по функциональному назначению

а – поперечное; б – продольное; в – комбинированное; 1 - грузоразгрузочная рампа; 2 – склады; 3 – технические помещения; 4 - коммуникации; 5 – санитарно-бытовые помещения; 6 – конторы.

Приложение № 7

Рисунок №13

Объемно-планировочные решения многопролетных одноэтажных производственных зданий.

Приложение №8

Рисунок №14

Высоты ОПЗ: а – без мостовых кранов; б – с мостовыми кранами.

Рисунок №15

Элементы унифиации производственных зданий: 1 – ячейка; 2 – фрагмент; 3 – пролет; 4 – секция.

Список использованной литературы

1.                 Костов К. Типология промышленных зданий/Сокр. пер.с болг. Ц.М. Симеонова: Под ред. Н.Н. Кима. – М.: Стройиздат, 1987.

2.                 Справочник проектировщика. Архитектура промышленных предприятий, зданий и сооружений/Под. ред. заслуженного деятеля науки и техники РСФСР К.Н. Карташова. – М.: Стройиздат, 1975.

Страницы: 1, 2