Общие сведения о промышленных зданиях. Классификация зданий и их элементов. Подъемно-транспортное оборудование.

Промышленное строительство – это область строительства, которая занимается созданием основных фондов промышленности (промышленных зданий и конструкций). Промышленные предприятия являются составной частью городской застройки и часто градообразующим фактором. К производственным относятся здания, в которых осуществляется выпуск готовой продукции или полуфабрикатов. Они подразделяются на многие виды соответственно отраслям производства, среди которых механосборочные, термические, штамповочные, ткацкие, инструментальные, ремонтные и др.
К энергетическим принадлежат здания ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), котельных, электрические и трансформаторные подстанции и др.
К зданиям транспортно-складского хозяйства относятся гаражи, склады готовой продукции, пожарные депо и др.
К вспомогательным зданиям относятся административно-конторские, бытовые, пункты питания, медицинские пункты и др.
Характер объемно-планировочного и конструктивного решения промышленных зданий зависит от их назначения и характера технологических процессов.
Здания подразделяют на четыре класса, причем к І классу относят те, к которым выдвигаются повышенные требования, а к ІV классу - постройки с минимальными требованиями. Для каждого класса определены свои эксплуатационные свойства, а также долговечность и огнестойкость основных конструкций зданий.
Установлены три степени долговечности промышленных зданий: І степень - не менее 100 лет; ІІ - не менее 50 лет и ІІІ - не менее 20 лет.

По огнестойкости здания и сооружения подразделяют на пять степеней. Степень огнестойкости, характеризуемая группой возгораемости и пределом огнестойкости основных строительных конструкций, принимается: для зданий І класса - не ниже ІІ степени, для зданий ІІ класса - не ниже ІІІ степени. Для зданий ІІІ и ІV классов степень огнестойкости не нормируется. По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания подразделяют на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.
Производства, в которых технологический процесс протекает по горизонтали и характеризующиеся тяжелым и громоздким оборудованием, крупногабаритными изделиями и значительными динамическими нагрузками, целесообразно размещать в одноэтажных зданиях.
В зависимости от количества пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и многопролетными. Пролетом называется объем промышленного здания, ограниченный по периметру рядами колонн и перекрытий по однопролетной схеме. Расстояние между продольными рядами колонн называют шириной пролета. В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленными технологическими процессами для предприятий легкой, пищевой, радиотехнической и аналогичных видов промышленности. Их, как правило, сооружают многопролетными. На первых этажах размещают производства, имеющие более тяжелое оборудование, выделяющие агрессивные сточные воды, в верхних – производства, которые выделяют газовые вредности, пожароопасные и др. По расположению внутренних опор промышленные здания разделяют на ячейковые, пролетные, зальные и комбинированные
В зданиях ячейкового типа обычно используют квадратную сетку опор с относительно небольшим продольным и поперечным шагом. В этих зданиях технологические линии размещают в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
В зданиях пролетного типа, которые являются наиболее распространенными, ширина пролетов преобладает над шагом опор. Здания зального типа характерны для производств, которые требуют значительных свободных площадей без внутренних опор.
Здания комбинированного типа представляют собой сочетание перечисленных выше типов.
По наличию подъемно-транспортного оборудования здания бывают крановые (с мостовым или подвесным транспортом) и бескрановые. По материалу основных несущих конструкций здания можно разделить: с железобетонным каркасом (сборным, сборно-монолитным и монолитным); со стальным каркасом; с кирпичными стенами и покрытием по железобетонным, металлическим или деревянным конструкциям. Кроме перечисленных факторов промышленные здания классифицируют и по другим признакам: системе отопления, вентиляции, освещения по профилю покрытия. Ниже рассмотрены особенности проектирования зданий с учетом этих признаков.

Для перемещения исходных материалов, комплектующих изделий, оборудования а также готовой продукции по территории цеха применяются грузоподъемные механизмы в виде электрических кранов, называемых «внутрицеховым транспортом».
Тип транспорта влияет на конструкции и объемно-планировочное решение производственного здания. Выбор подъемно-транспортного оборудования определяет строительные технико-экономические показатели промышленного здания.
Основными крановыми механизмами применяемыми в производственных зданиях и используемые при курсовом и дипломном проектировании: 1. Подвесные краны (кранбалки); 2. Мостовые краны; Подвесные краны:
Применяются при пролетах зданий до 30 м и грузоподъемностью до 5т. Данный тип кранов состоит из основной двутавровой стальной балки, которая перемещается с помощью катков по нижней полке стальных балок, подвешенных к несущим конструкциям покрытия. По кранбалке (поперек цеха) перемещается грузовая тележка, доставляя груз в необходимую точку.

Мостовые опорные краны наиболее распространенные грузоподъемные и транспортные механизмы в производственных зданиях. Мостовые краны перемещаются вдоль пролета цеха по рельсам, уложенным подкрановые балки. Подкрановые балки устанавливаются на консоли колонн каркаса.

20. Объемно-планировочные решения промышленных зданий. Технология производства. Выбор объемно-планировочных решений. Противопожарные мероприятия. Эвакуация людей из помещений.

Объемно-планировочное решение промышленного здания определяется требованиями размещаемого в нем производственного процесса. Следовательно, проектированию здания должно предшествовать тщательное изучение технологического процесса, его основных характеристик, особенностей. При этом выявляются последовательность технологических операций и организация производственных потоков, вес и габариты технологического оборудования и изделий, способы транспортировки материалов (вид и фузоподъемность подъемно-транспортного оборудования), наличие производственных вредностей, требования к температурно-влажностному режиму внутреннего воздуха и пр.
Кроме этого, объемно-планировочное решение должно обеспечить возможность реконструкции и модернизации производства, переход на новые виды продукции.
Принимаются во внимание техническая база, наличие тех или иных строительных материалов и конструкций для возведения здания. В случаях, когда с учетом удовлетворения всего комплекса требований допускается возможность строительства одно- или многоэтажного здания, проводится предварительный технико-экономический сравнительный анализ стоимости и трудовых затрат на возведение здания различных вариантов.
При выборе параметров производственного помещения, кроме технологических должны учитываться также санитарно-гигиенические и эргономические требования к единичному рабочему месту. Постоянным рабочим местом считается то место, где работающий находится непрерывно более 2 часов или 50% своего рабочего времени.
Рабочее пространство определяется высотой до 2 м над уровнем площадки, где находится рабочее место. Если в течение рабочего дня работающий обслуживает технологический процесс в разных точках рабочего пространства, то его постоянным рабочим местом считается все это рабочее пространство. Ориентировочные наименьшие санитарно-гигиенические размеры рабочего пространства составляют на 1 работающего: объем — 15 м³, площадь — 5 м² и высота - 3 м. При проектировании производственных зданий следует стремиться к компактному объему с простой конфигурацией плана (в основном, прямоугольной). Должны быть по возможности исключены разновысотные пристройки и надстройки, усложняющие очертания разрезов здания. Этому способствует блокирование в одном здании цехов с однородными производственными процессами, с близкими по размерам и структуре объемно-планировочными элементами. Блокирование позволяет объединить и укрупнить также однородные вспомогательные службы (ремонтные, энергетические, транспортные, склады и пр.). Все эти цехи и участки группируются под одной крышей и занимают весьма значительную площадь. В результате блокирования существенно сокращается количество зданий, экономится (до 30%) площадь промышленного предприятия, упрощаются технологические связи между производственными цехами и участками, уменьшается площадь наружных ограждающих конструкций (стен и перекрытий), снижается (на 15-20%) стоимость строительства.
Объединяются и помещения обслуживания работающих - санитарно-бытовые помещения, пункты питания, помещения медицинского обслуживания и пр. Определен состав помещений по каждому виду обслуживания и установлены нормативные требования к их проектированию. На предприятии помещения обслуживания, как правило, размещают в специальных зданиях - вспомогательных. Существует два основных типа вспомогательных зданий: отдельно стоящие и пристроенные. Кроме этого, помещения обслуживания могут размещаться в 2-3-этажных зданиях-вставках между пролетами одноэтажного производственного здания или внутри этого здания, в объемных блоках на свободных от оборудования площадях, на антресолях, этажерках и пр. Отдельно стоящие вспомогательные здания, как правило, соединяются с производственным корпусом отапливаемыми переходами (надземными или подземными).
Важным условием эффективного использования территории предприятия и производственных площадей в здании является четкая организация и взаимная увязка грузовых и людских потоков. Эта организация основывается на принципах функционального зонирования, определяющего построение генерального плана предприятия и пространства производственного здания. В здании рассматривается функциональное зонирование объема по горизонтали и по вертикали. Выделяются зоны основного производства, производственно-вспомогательные, инженерно-технических коммуникаций и пр. Технологический процесс рекомендуется строить по кольцевой схеме, размещая «вход» и «выход» по тыльной стороне производственного здания. Тем самым, железнодорожные пути и грузонапряженные автомобильные въезды размещаются с тыльной стороны, в то время, как потоки работающих поступают в корпус через бытовые помещения с лицевой стороны застройки.
С учетом функционального зонирования и направлением грузовых и людских потоков, производственная площадь здания разделяется продольными и поперечными проездами и проходами на отдельные технологические участки
Внутри производственного здания не допускается пересечение грузовых и людских потоков. Следует избегать пересечений грузопотоков и возвратных перемещений грузов.

В комплекс противопожарных мероприятий входят предупреждение возникновения пожаров, ограничение огня при возникновении пожара, создание условий для успешной эвакуации людей и материальных ценностей из горящего здания и обеспечение условий для быстрой локализации и тушения пожаров. С целью предупреждения пожаров и ограничения распространения огня предусматривают требуемую огнестойкость зданий, принимают нормативные величины площадей между противопожарными преградами и соответствующую нормам этажность зданий, назначают противопожарные разрывы между зданиями и предусматривают другие мероприятия. Строительные материалы и конструкции по возгораемости подразделяют на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. ребуемая степень огнестойкости и наибольшее количество этажей для производственных зданий принимают в зависимости от категории пожарной опасности размещаемых в здании производств. Наибольшая допускаемая этажность зданий, требуемая степень их огнестойкости и наибольшая допускаемая площадь этажа между противопожарными преградами.

В случае возникновения пожара на начальной стадии ее развития выделяется тепло, токсичные продукты горения, возможны разрушения конструкций. Поэтому необходимо как можно быстрее организовать эвакуацию людей из здания. Показателем эффективности эвакуации является время, в течение которого люди могут при необходимости покинуть отдельные помещения и здание или сооружение в целом. Безопасность эвакуации достигается тогда, когда время эвакуации не превышает времени наступления критической фазы развития пожара, т.е. времени от начала пожара до достижения предельных для человека значений факторов пожара (критических температур, концентраций кислорода т.д.). Из зданий, с каждого этажа и из помещения следует предусматривать не менее двух эвакуационных выходов. Эвакуационные выходы должны располагаться рассредоточено. Ширина путей эвакуации в свету должна быть не менее 1 м, дверей - не менее 0,8 м. При дверях, открывающихся из помещений в общие коридоры, за ширину эвакуационного пути по коридору следует принимать ширину коридора, уменьшенную: на половину ширины дверного полотна - при одностороннем расположении дверей; на ширину дверного полотна - при двустороннем расположении дверей.

Высота прохода на путях эвакуации должна быть не менее 2 м.В полу на путях эвакуации не допускаются перепады высот менее 45 см и выступы, за исключением порогов в дверных проемах. В местах перепада высот следует предусматривать лестницы с числом ступеней не менее трех или пандусы с уклоном не более 1: 6. Двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания. Высота дверей в свету на путях эвакуации должна быть не менее 2 м.