Орловский Б.Я., Сербинович П.П. - Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том 3. Промышленные здания

Б. Я. ОРЛОВСКИЙ, П. П. СЕРБИНОВИЧ
АРХИТЕКТУРА ГРАЖДАНСКИХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ТОМ 3
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЗДАНИЯ
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для специальности «Промышленное и гражданское строительство» заочных инженерно-строительных вузов и факультетов
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ВЫСШАЯ ШКОЛА»
МОСКВА 1967
А. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЯХ
§ 1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Промышленными, или производственными, называют здания, в которых размещаются орудия производства и выполняются трудовые процессы, в результате которых получается промышленная продукция.
При создании объемно-планировочной композиции и разработке конструктивной системы промышленного здания главной целью является обеспечение наибольших удобств для работающих и соответствующих условий для организации наиболее прогрессивного технологического процесса с учетом требований экономики.
Экономичность достигается целесообразным выбором материалов и конструкций, при одновременной компактности объемно-планировочного решения, обеспечивающего наилучшее использование площадей и объемов здания. Экономичность решения промышленного здания зависит не только от единовременных капитальных затрат на строительство, но и от расходов на эксплуатацию здания.
В зависимости от этажности различают два основных вида промышленных зданий — одноэтажные и многоэтажные. По своей конструктивной схеме промышленные здания, особенно одноэтажные, значительно отличаются от гражданских зданий. Например, в промышленных зданиях часто применяют такие конструкции, которые в гражданских зданиях отсутствуют. Сюда относятся подкрановые балки, предназначенные для передвижения мостовых крапов, фонари — специальные надстройки на покрытиях, необходимые для вентиляции и освещения помещения, и др.
При наличии тяжелого технологического оборудования, динамических нагрузок и значительном весе выпускаемой продукции сооружение одноэтажных зданий оказывается особенно целесообразным.
Одноэтажные промышленные здания могут быть как с фонарями (рис. 1,6), так и без них (рис. 1, а). Значительно реже возводят многоэтажные промышленные здания (рис. 2).
В настоящее время одноэтажные промышленные здания строят обычно каркасные. В зависимости от величины и характера крановой нагрузки колонны каркаса могут выполняться из сборного железобетона или из стали при тяжелых кранах. Поперечные рамы сборного железобетонного каркаса представляют собой систему из колонн (стоек), защемленных в фундаментах и ригелей в виде балок или ферм (рис. 3, а). Пространственная жесткость зданий в поперечном направлении создается поперечными рамами, а в продольном — продольными, образованными колоннами, несущей конструкцией покрытия и подкрановыми балками (в зданиях с кранами), а также вертикальными и горизонтальными связями.
Колонны каркаса здания располагают на плане в местах пересечения взаимно перпендикулярных продольных и поперечных разбивочных осей, образующих сетку колонн. На чертежах разбивочные оси маркируют по длинной стороне здания цифрами (слева направо) и по короткой (торцовой) — прописными (заглавными) буквами русского алфавита (рис. 3, б).
Основными объемно-планировочными параметрами здания являются шаг, пролет и высота. Под шагом в плане принято понимать расстояние между разбивочными осями, определяющими членение здания на планировочные элементы, или расположение вертикальных несущих конструкций зданий — стен и отдельных опор. В зависимости от направления в плане шаг может быть продольным или поперечным. Величину шага принимают обычно равной 6 или 12 м.
Пролетом в плане называют расстояние между разбивочными осями несущих стен или отдельных опор в направлении, соответствующем пролету основной несущей конструкции покрытия или перекрытия (в многоэтажных зданиях). Величину пролетов одноэтажных промышленных зданий в большинстве случаев принимают в пределах от 12 -36 м и более. Высотой одноэтажного промышленного здания называют расстояние от уровня пола (от отметки ±0,00) до низа несущей конструкции покрытия.
Высота помещений колеблется в значительных пределах (от 3,6 до 30 м и более).
Многоэтажные здания строят главным образом для размещения относительно легкого технологического оборудования и предприятий, выпускающих продукцию небольшого веса.
Наиболее распространены многоэтажные здания в легком машиностроении, приборостроении, радиотехнической, химической и легкой промышленности (пищевой, обувной и др.), а также в производствах, в которых технологический процесс протекает по вертикали. Кроме того, их целесообразно возводить в стесненных условиях застройки.
Многоэтажные промышленные здания, так же как и одноэтажные, в большинстве случаев строят каркасные — с полным или неполным каркасом.
В этих зданиях применяют сетку колонн 6х6 и 6х9 (рис. 4).
Здания промышленных предприятий по технологическому процессу и связанному с ним внутреннему режиму, характеру и воздействию внешних нагрузок, а также по другим особенностям эксплуатации находятся в более разнообразных и, как правило, менее благоприятных условиях, чем гражданские.
Имеется целый ряд предприятий с особым производственным режимом:
с повышенной влажностью, весьма значительными тепловыделениями (горячие цехи), с агрессивной средой производства, регулируемым микроклиматом и т. д. Так, в текстильной промышленности в отапливаемых зданиях для нормального протекания технологического процесса необходима повышенная влажность. В таких производствах, как мясокомбинаты, кожевенные заводы и другие, повышенная влажность, наоборот, является результатом технологического процесса. Во многих цехах металлургических заводов (сталеплавильных, прокатных, литейных и др.) производственный процесс сопровождается выделением большого количества тепла (до 150—200, а в отдельных случаях до 300—500 ккал/м3ч).
При разработке проекта промышленного здания необходимо учитывать функциональные, технические, экономические и архитектурно-художественные требования, а также обеспечить возможность его возведения поточно-скоростным методом с применением укрупненных элементов, монтируемых на площадке строительства.
Создание совершенного архитектурно-художественного облика промышленного здания является ответственным творческим процессом, в ходе которого архитектурно-художественные вопросы необходимо органически увязывать с инженерно-конструктивными.
При проектировании производственных зданий в СССР большое внимание уделяется заботе о человеке. Чтобы сделать труд человека здоровым, приятным и радостным, решающее значение имеет высокое санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений и предприятия в целом, а именно:
полное и своевременное удаление вредностей, посредством усовершенствованной вентиляции;
локализация вредностей в местах их образования;
создание оптимального температурно-влажностного режима;
борьба с производственным шумом;
максимальная механизация и автоматизация трудоемких и тяжелых производственных операций;
обеспечение в рабочих зонах требуемых уровней освещенности;
наличие так называемых бытовых помещений, в состав которых входят гардеробные, умывальные, душевые, уборные, медицинские пункты, буфеты, столовые и другие с соответствующим оборудованием;
создание площадок для игр и спорта и проведение мероприятий по оздоровлению заводской территории.
Кроме этого помещения должны удовлетворять эстетическим требованиям, среди которых важное значение имеет цветовая отделка помещений и оборудования. Должна быть предусмотрена такисе научная организация труда с оптимальным режимом его в течение всей смены. Все эти мероприятия создают наиболее благоприятные условия для работы.
§ 2. ВАЖНЕЙШИЕ ЗАДАЧИ В ОБЛАСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВА, ПОСТАВЛЕННЫЕ ПАРТИЕЙ И ПРАВИТЕЛЬСТВОМ
Восстановление промышленных предприятий и организация промышленного строительства в СССР начались по указанию В. И. Ленина в первые же годы Советской власти и масштабы промышленного строительства росли из года в год. За период с 1918 по 1966 г. в стране построено и введено в действие около 40000 крупных промышленных предприятий.
С ростом промышленности совершенствовались и производственные здания. Выполняя решения XXI и XXII съездов КПСС по улучшению строительного дела и снижению себестоимости промышленного строительства, проектировщики в период семилетки (1958—1965 гг.) значительно улучшили объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий с учетом достижений передовой строительной техники и современных требований.
Основные направления повышения технического уровня промышленного строительства и снижения его стоимости сводятся к следующему:
группировка промышленных предприятий с использованием общих сетей транспорта, энергетики, водоснабжения, канализации, ремонтного хозяйства, складов и т. п.;
максимальная кооперация и специализация производств;
компактное решение генеральных планов с блокированием промышленных зданий и заменой внутризаводского железнодорожного транспорта усовершенствованными непрерывно действующими транспортными устройствами. Под блокированием понимают уменьшение числа зданий предприятия посредством объединения ряда цехов под одной крышей (см. рис. 212).
Блокирование зданий дает возможность уменьшить территорию участка, площадь степ, протяженность коммуникаций, что существенно снижает стоимость строительства. Блокирование может распространяться не только на отдельные цехи одного производства, но и на несколько самостоятельных производств;
проектирование промышленных зданий преимущественно одноэтажными с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты;
широкое применение универсальных зданий (см. § 8) с увеличением шагов колонн до 12 м и пролетов до 24 м и более;
замена мостовых кранов другими, более удобными и экономичными видами внутрицехового транспорта (подвесными и напольными крапами, рольгангами, электрокарами, пневматическим и гидравлическим транспортом);
применение наиболее эффективных и прогрессивных конструкций с использованием бетона и стали высоких марок, предварительного напряжения, тонкостенных и пространственных систем больших пролетов;
размещение технологического оборудования вне зданий с применением в необходимых случаях местных покрытий;
обеспечение наилучших условий для работы в цехах путем создания искусственного климата, применения приточно-вытяжной вентиляции, кондиционирования воздуха, устранения производственного шума, улучшенного освещения со спектром, приближающимся к солнечному свету, и т. д.;
размещение бытовых помещений на основе принципа приближения к рабочим местам с использованием различных приемов композиции в зависимости от характера производства, с применением новейшего санитарно-технического оборудования.
На XXII съезде партии подчеркивалось, что успех движения к коммунизму в огромной степени зависит от того, насколько мы будем ускорять, удешевлять строительство, поднимать его качество, эффективно использовать огромные капитальные вложения. Большое внимание вопросам промышленного строительства уделили Пленумы ЦК КПСС (1062, 19G3 и 1965 г.).
Исторические решения ХХП1 съезда КПСС предусматривают для создания материально-технической базы коммунизма далы1ейшее осуществление обширных планов промышленного строительства на основе мощного развития строительной индустрии.
Н связи с огромными масштабами строительства в текущем пятилетии (1966—1970 гг.) вопрос повышении эффективности капитальных вложений стоит особенно остро. И поскольку за 50 лет советской власти в строительстве накоплен богатейший опыт, закономерно требовать от проектировщиков самых прогрессивных проектных решений с учетом высших достижений мировой технической мысли и резкого повышения экономической эффективности строительства.
В соответствии с решениями ХХП1 съезда КПСС главным направлением технического прогресса в строительстве будет его дальнейшая индустриализация.
Поставлена задача — повышать универсальность промышленных зданий посредством перехода и большим пролетам и крупному шагу колонн, для чего будут применяться конструкции из металла, которые при больших пролетах экономичнее сборного железобетона.
При проектировании и строительстве предприятий производственного назначения должны быть значительно повышены архитектурно-художественный уровень и требования к технической эстетике.
Большее внимание следует уделять разработке интерьеров производственных зда1шй, а также мероприятиям по благоустройству и озеленению территорий промышленных предприятий.
Наряду с применением сборного и монолитного железобетона возрастет выпуск новых эффективных строительных материалов, например, таких, как, алюминий, изделия из полимеров, стеклопластиков и др.
§ 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА КАК ОСНОВА ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОГО РЕШЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗДАНИЯ
Приступая к проектированию промышленного здания, архитектор и инженер-строитель должны прежде всего изучить технологическую схему производства, являющуюся основой объемно-планировочного решения любого промышленного предприятия.
Производственно-технологическая схема представляет собой графическое изображение взаимной функциональной зависимости между разнообразными производственными процессами, проходящими в промышленном здании.
Работа, выполняемая в цехах предприятия, представляет собой сумму многочисленных производственных операций над различными материалами, подвергающимися обработке в строго определенной последовательности.
Рассмотрим в качестве конкретного примера схему организации технологического процесса крупного машиностроительного завода (рис. 5). В зданиях рассматриваемого предприятия размещены заготовительные, обрабатывающие, сборочные и подсобные цехи, а также обслуживающие их цехи и участки производства.
К заготовительным цехам относятся: литейный цех (обычно чугунолитейный), предназначенный для изготовления различных частей оборудования; кузнечный цех, в котором ведется обработка металла в горячем состоянии.
Обрабатывающими цехами называют следующие: термические цехи, где производится обработка металлов с целью изменения их свойств посредством отжига, закалки и т. п.; механические цехи, предназначенные для получения деталей посредством холодной обработки заготовок на станочном оборудовании.
В сборочных цехах из деталей собирают узлы, а из последних — машины.
Целесообразно объединять в одном корпусе механический и сборочный цехи.
К подсобным цехам относят:
инструментальный цех, в котором изготовляют приспособления, специальные инструменты и штампы;
модельный цех со складским хозяйством и сушилкой;
ремонтные цехи (механический, строительный и др.);
экспериментальный цех.
Обслуживающие здания — это энергетические (ТЭЦ, котельные и др.), транспортные (гаражи, депо) и складские.
...