ОДНОЭТАЖНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ

Одноэтажные промышленные здания могут иметь простые и сложные формы в плане. На рис. 13.1 а показаны промышленные здания простой прямоугольной формы, небольшие по размерам, преобладающие при павильонной (раздельной) застройке территории предприятия. Как следует из рисунка, имеется потребность в межцеховом транспорте, развитии территории, протяженности дорог и коммуникаций.

Рис. 13.1. Планировочные решения промышленных зданий: а – раздельное; б – П-образное; в Ш-образное; г – сплошное

В настоящее время преобладающей является также прямоугольная форма с большими размерами здания в плане (сплошной застройки), устраняющая указанные недостатки раздельной застройки территории мелкими зданиями (рис. 13.1, г). Здания сложных форм: П-образные, Ш-образные (рис. 13.1, в) 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.

В IX–XI пятилетках строительство большинства одноэтажных промышленных зданий пролетного типа со сборным железобетонным каркасом велось на основе унифицированных типовых секций (УТС) и унифицированных типовых пролетов (УТГ1). Применение УТС и УТГ1 позволяло повысить уровень унификации объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, снизить стоимость и сократить сроки строительства.

Унифицированные типовые секции 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. В последних мог быть устроен подвесной транспорт грузоподъемностью не более 10 т.

Для предприятий машиностроения габариты основных типов УТС 72x72 и 144x72 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.

Для унифицированных типовых секций и пролетов разработаны рабочие чертежи. Благодаря этому процесс проектирования промышленного здания упрощен и сведен к компоновке типовых секций или пролетов, привязке к местности и к размещению технологического оборудования.

На рис. 13.3 показан план и разрез цеха по производству сборных железо­бетонных конструкций, который получен путем блокирования шести УТП размером 144 х18 м.

Рис. 13.3. План и разрез цеха по производству сборных железобетонных изделий

В пролетах 04-09-1 и 04-09-2 размещено агрегатно-поточное производство железобетонных конструкций. Пролет 04-09-4 отведен для стендового производства предварительно напряженных линейных конструкций. В пролете 04-09-16 производят заготовку арматуры, а в пролете 04-09-28 размешены вспомогательные службы {механическая мастерская, материальный склад и Др.) Корпус имеет четкое продольное зонирование, при котором его расширение возможно только в боковые стороны.

При разработке объемно-планировочных решений зданий по габаритным схемам или по индивидуальным проектам для их пролетов, шага колонн и высот применяют только унифицированные параметры. Так, например, для предприятий черной металлургии сетка колонн для миксерных отделений принята 36x12 и 30x12 м, для цехов раздевания изложниц – 30х12 м.

На рис. 13.4 показано объемно-планировочное решение корпуса мелкосерийного литья, планировка которого решена на основе унифицированных объемно-планировочных элементов с сеткой колонн 24x12 м, благодаря чему для конструктивного решения были применены существующие типовые унифицированные конструкции. 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, 18x6, 24X6, 18X12, 24x12 м. Сетку 12x6 м применяют в зданиях небольших размеров;

- в зданиях, оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т включительно: 18x12, 24x12, 30x12 м.

Рис. 13.4. План и разрезы корпуса мелкосерийного литья

При проектировании следует учитывать, что укрупненная сетка колонн позволяет экономичнее использовать производственную площадь. Оптимальна для большинства производств сетка колонн 18x12 или 24х12 м.

Одноэтажные промышленные здания пролетного типа могут иметь и очень сложную форму в плане. На рис. 13.5 показаны схемы планов прокатных цехов металлургических заводов, проектирование которых ведется по индивидуальным проектам.

Рис. 13.5. Схемы планов прокатных цехов: а – типовое решение, распространенное в 1948-1950 гг.: 6 – цех горячей прокатки Тайшетского металлургического комбината; в – прокатный цех Череповецкого металлурги­ческого завода: 1 – нагревательные колодцы; 2 – отделение блюминга или слябинга; 3 – отделение заготовочного стана: 4 – отделение распределительных пролетов; 5 – отделение прокатных станов, отделки и склада готовой продукции; 6 – машинные помещения. 7 – листопрокатный стан; 8 – стан-650

Здания зального типа 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.

Пролеты зданий зального типа могут быть 100 м и более. Такие пролеты перекрывают обычно пространственными конструкциями. Различают продольное и поперечное расположение залов в здании. На рис. 13.6 показан пример здания с продольным расположением зала (цех сборки самолетов). Пролет и шаг колонн каркаса в зданиях зального типа также принимают кратными 6 м.

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. По торцам цеха устраивают башенные пристройки (карманы), в которые убирают складчатые створки раздвижных ворот цеха.

Цехи сборки самолетов блокируют с агрегатно-сборочными или механо­сборочными цехами или располагают в отдельно стоящих корпусах. Блокированные цехи полностью отвечают требованиям поточного производства и получили большое распространение. Вспомогательные, административные и бытовые службы располагают по длинной стороне цеха.

На рис. 13.7 показано промышленное здание с зальными помещениями, расположенными в поперечном направлении (здание мартеновского цеха). Размеры залов определяются размерами мартеновских печей и имеют 54x48 м каждый.

Рис. 13.7. Схема плана и продольного разреза мартеновского цеха

Промышленные здания зального типа можно блокировать с другими зданиями, имеющими другую планировочную структуру. Например, с корпусом ангара блокируют здания, обслуживающие ангаркомплексом помещений, включающим ремонтные мастерские, склады, административные и бытовые помещения. Существует несколько схем блокирования ангара и обслуживающего комплекса (рис. 13.8).

Рис. 13.8. Планировочные схемы ангарных корпусов: а – П-образная; б – Г-образная; в – сквозная; г – линейная одностороняя; д – линейная двухсторонняя; е – Т-образная: 1 – блок ангара; 2 – блок мастерских и обслуживающих помещений

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 (рис. 13.9, а); при пролетах до 150 м можно применять поперечно-продольное расположение конструкций (рис. 13.9, б), а при линейной односторонней или двухсторонней схеме блокирования и Т-образной можно использовать консольные несущие конструкции (рис. 13.9, в).

Рис. 13.9. Схемы решения несущих конструкций покрытия ангара: а – поперечная; б – поперечно-продольная; в – консольная

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 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.

Здания зального типа приобретают достоинства универсальных промышленных зданий.

Здания зального типа, применяемые для предприятий химической про­мышленности с укрупненной сеткой колонн (24x12 или 30x12 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.

На рис. 13.10 показано объемно-планировочное решение здания зального типа, сблокированное из двух УТС размером 72x60 м. Залы этого здания, в которых расположены сборно-разборные этажерки, имеют сетку колонн 30x12 м. Для транспортирования грузов применены подвесные краны.

Размещение в промышленных зданиях автоматизированных технологических линий нередко вызывает потребность передвижения транспортных средств в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

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 12x12, 18x18, 24x24, 30X30 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 (рис. 13.11). 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 6x6 м при сборно-разборных конструкциях.

Рис. 13.11 Объемно-планировочное решение одноэтажного промышленного здания с гибкой ячейковой структурой и расположением вспомогательных помещений на антресолях: 1 – производственные помещения; 2 – вспомогательные помещения; 3 – лестничные клетки; 4 – галерея антресолей; 5 – подвесные краны

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 (рис. 13.12). Применение таких систем позволяет получить равномерную освещенность по всей площади цеха.

Рис. 13.12 Устройство «плавающих» световых систем в гибких цехах: а – со светопрозрачными панелями; б – с зенитными фонарями

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.