Проектирование производственных зданий. Проектирование промышленных зданий и сооружений Проектирование промышленных производств и его особенности

Компания «PNProject» предлагает услуги по проектированию новых и реконструкции старых зданий производственного назначения . Принципы проектирования объектов промышленного и гражданского строительства кардинально отличаются. В ходе разработки проекта производственного здания мы выполняем два главных требования:

• обеспечение эффективности и безопасности технологических процессов;
• соблюдение стандартных требований к организации рабочих мест.

Техническое задание на проектирование промышленного объекта

Основой для разработки объемно-планировочной композиции производственного здания служит технологическая схема объекта - графический документ, отображающий функциональную зависимость между производственными процессами предприятия. Техническое задание на проектирование производственных зданий содержит следующие данные:

• Данные о земельном участке, выделенном под строительство, или архитектурные особенности существующего здания, подлежащего реконструкции.
• Габариты проектируемого здания.
• Особенности производственного процесса, для реализации которого здание предназначено, последовательность технологических операций.
• Характер работ и степень их точности.
• План размещения и габаритные характеристики технологического оборудования, привязка оборудования к унифицированной сетке колонн.
• Минимально допустимая высота от уровня пола до нижней отметки кранового рельса.
• Общий план технологических площадок, участков складирования, проходов и проездов, подземных сооружений.
• Номенклатура и характер перемещения кран-балок, мостовых кранов и других внутрицеховых транспортных средств.
• Логистические особенности производства, направление перемещения готовой продукции и сырья.
• Необходимость работы с крупногабаритными изделиями.
• Степень ответственности и пожарной опасности производства.
• Численность рабочего, инженерно-технического и административно-управленческого персонала в каждой смене.
• Степень воздействия производства на окружающую среду, наличие опасных составляющих технологического процесса и вредных выделений (пыли, газов, дыма).
• Санитарно-гигиенические условия, нормы охраны труда и требования к пожарной безопасности.
• Фактор соседства цеха с другими зданиями жилого или нежилого назначения.
• Особые условия (сейсмические особенности региона, наличие горных выработок и т. д.).

В состав проекта входит разработка архитектурных и конструктивных решений для следующих объектов: производственные здания, склады сырья, склады готовой продукции, помещения для инженерно-технических работников, подсобные помещения и мастерские, инженерно-технические сети, локальные очистные сооружения, прочие помещения.

Основные проектные решения

Опираясь на действующие строительные нормы, специалисты компании «PNProject» определяют следующие параметры проектируемого объекта:

Схемы планировки производственных зданий

Планировка и конструктивные параметры производственного помещения определяются по ГОСТ 23838-89. Основные конструктивные элементы производственного здания – колонны, несущие и ограждающие конструкции, подкрановые балки, световые и аэрационные фонари, остекление, двери, ворота. Определяя параметры планировки здания, мы обеспечиваем:

В процессе разработки объемно-планировочных и конструктивных решений нового цеха мы учитываем перспективу развития производства и возможность расширения здания.

Производственные цеха имеют простую форму в плане с минимальным количеством пристроек, которые могли бы усложнить дальнейший процесс расширения или реконструкции цеха. В зависимости от особенностей технологического процесса выбирается одна из схем:

• Пролетный тип выбирается в том случае, если технологические процессы направлены вдоль единого пролета и обслуживаются крановыми механизмами.
• Зальный тип здания подходит для цехов, предназначенных для производства крупногабаритной продукции или работы крупногабаритного оборудования. В эту категорию относят ангары, цеха сборки самолетов, мартеновские цеха.
• Ячейковый тип применяется при проектировании гибких цехов, оснащенных мощной системой автоматизации и механизации технологических процессов. Ячейковые цеха имеют квадратную сетку колонн, между которыми может проходить траектория перемещения автоматических линий и транспортных средств.
• Комбинированные здания сочетают в себе особенности вышеописанных типов.

Применение унифицированных модулей

Для повышения эффективности, производительности и качества строительства стандарты предусматривают применение унифицированных модулей для сооружения промышленных зданий . Мировой опыт наглядно демонстрирует экономическую целесообразность такой системы. Габаритные размеры и геометрические характеристики модульных блоков унифицированы. Например, для машиностроительных предприятий используются типовые блоки размерами в плане 72х72 и 144х72 м с расстоянием между колоннами 12, 18, 24, 30, 36 м. Однако следует учитывать, что применение типовых элементов не делает задачу проектирования производственного здания менее трудоемкой.

Проектирование инженерных сетей производственных предприятий

Проектирование инженерных сетей – одна из самых важных составляющих процесса разработки проекта производственного здания. На данном этапе специалисты компании «PNProject» определяют номенклатуру, схему размещения, монтажа и подключения оборудования систем отопления, вентиляции, кондиционирования , аэрации, освещения, водопровода и канализации. Схема отопления цеха зависит от высотности здания и принятых технологических решений относительно тепловой изоляции здания. Для цеха высотой более пяти метров при отсутствии теплоизоляции или при ее минимальной эффективности закладывается инфракрасное отопление с низкими показателем конвекционных потерь.

Особое внимание уделяется вопросам искусственного освещения и инсоляции помещений. Чрезмерное солнечное освещение мешает в работе, является фактором повышенного травматизма и перегрева оборудования, поэтому в ходе проектирования промышленных объектов прорабатываются конструктивные мероприятия по защите цеха от критически высокой инсоляции. На состоянии здоровья рабочих негативно сказывается воздействие шумов и вибраций, возникающих во время работы оборудования. При проектировании цеха закладывается возможность борьбы с чрезмерным шумом путем установки оборудования на обособленных фундаментах, устройства свай и траншей, заполненных рыхлым материалом, изоляции опасных участков. Также при проектировании промышленных зданий закладывается защита цеха от снежных заносов, агрессивных химических воздействий, вибрационных нагрузок.

Экспертиза проекта производственного здания

Проектные решения, результаты инженерных изысканий и сметная документация согласовываются в органах негосударственной экспертизы. Проекты особо опасных промышленных объектов повышенной степени технической сложности проходят федеральную экспертизу. К проекту задний промышленного назначения предъявляется широкий комплекс жестких требований со стороны экспертных организаций, поэтому процесс проектирования требует профессионального подхода и принятия обоснованных, взвешенных проектных решений. В некоторых случаях проект дополняется нестандартными документами, предоставляемыми по требованию экспертов.

В процессе проектирования производственных цехов соблюдается комплекс требований:

Технологические требования – полное соответствие параметров здания его функциональному назначению. Специалисты компании «PNProject» разрабатывают проект здания, которое способно обеспечить нормальное функционирование оборудования и правильный ход технологического процесса. С этой целью в проект включается технологическая часть, в которой рассматриваются все вопросы взаимосвязи конструктивных особенностей здания с технологическими процессами.

Технические требования – обеспечение прочности, долговечности, несущей способности и надежности здания на протяжении всего периода его эксплуатации. Инженеры компании «PNProject» прорабатывают вопросы соответствия конструкции цеха пожарным нормам. При проектировании промышленных зданий закладывается возможность строительства цеха с применением максимально доступных и эффективных технологий.

Экономические требования – оптимизация соотношения расходов на строительство и эксплуатацию здания. Наши специалисты проводят технико-экономические расчеты с целью обеспечения высокой надежности здания и минимизации капитальных и эксплуатационных затрат. С этой целью на начальном этапе проектирования разрабатывается несколько вариантов объемно-планировочных решений, из которых выбирается наиболее выгодная концепция.

Архитектурно-художественные требования – соответствие внешнего облика здания современным эстетическим требованиям. Сегодня во всем мире строятся цеха, которые кардинально отличаются по своему внешнему виду от привычных промышленных зданий «советского образца». Ошибочно полагать, что проектирование производственного здания не требует участия дизайнера. Безусловно, основное внимание направляется на функциональность объекта, но и эстетические характеристики играют довольно значимую роль.

Специалисты компании «PNProject» имеют большой опыт проектирования производственных зданий. Технологический процесс на каждом производственном предприятии имеет свои особенности, поэтому разработка проекта цеха требует специального подхода и внедрения уникальных решений.

Для связи с нашим техническим специалистом и получения подробной консультации по услугам компании позвоните нам или закажите обратный звонок через специальную форму.

Промышленное проектирование - одна из самых сложных и ответственных задач для инженеров и архитекторов. Оно требует строгого соблюдения специальных нормативно-правовых документов для обеспечения безопасности работы персонала, исключения вредного воздействия на окружающую среду и людей. Одним из таких актов, регламентирующих проектирование заводов и промышленных зданий, является СП 56.13330.2011 «Производственные здания (актуальная редакция СНиП 31-03-2001)».

Немаловажным фактором является наличие вблизи складских помещений или отдельно стоящих складов (комплексов), поскольку производство часто связано с изготовлением и хранением (постоянным или временным) выпускаемых товаров. Поэтому заказчики отдают предпочтение именно производственно-складским зданиям.

Особенности проектирования производственных и промышленных зданий

При разработке проектной документации для заводов необходимо учитывать следующие факторы:

1. Наличие производственных линий и их расположение. Если заказчик имеет готовое технологическое задание, объект проектируется с учетом этого процесса - такой подход дает возможность максимально рационально использовать каждый квадратный метр площади для размещения оборудования.

2. Количество этажей. Примерно 80 % заводов и других производственных зданий являются одноэтажными. Это связано со сложностью монтажа тяжелых промышленных агрегатов, подвоза сырья и вывоза готовой продукции на склады (которые часто совмещены с цехами). Некоторые, особо массивные конструкции, устанавливаются прямо на грунт, поскольку слабые напольные покрытия могут быть продавлены под их массой. Двухэтажные здания, как правило, занимают типографии, предприятия легкой промышленности и других отраслей, работа которых не базируется на использовании крупногабаритных агрегатов.

3. Наличие подъемно-транспортного оборудования. Большинство заводов и промышленных объектов оснащаются передвижными или стационарными кранами, грузовыми подъемниками и другими техническими средствами.

4. Наличие свободного пространства. При проектировании производственных и промышленных зданий между различными функциональными зонами всегда оставляют место для перемещения объемных объектов и для эвакуации персонала в случае возникновения чрезвычайных ситуаций.

5. Требования техники безопасности. Если производство относится к классу опасных (например, предприятие химической промышленности), то для каждого сотрудника необходимо оборудовать рабочее место с защитой.

6. Доступ к сырью. Важно выполнить проектирование промышленного здания таким образом, чтобы сам объект и прилегающие к нему склады имели сообщение между собой.

7. Организационные моменты. Если при проектировании производственных зданий планируется создание нескольких цехов, необходимо позаботиться об удобстве их расположения, чтобы из одной точки (например, из сообщающегося коридора) можно было добраться до любого места.

8. Наличие вспомогательных зданий и сооружений - административно-бытового корпуса, КПП, отдельно стоящих котельных, постов охраны и других.

При проектировании производственных зданий должны быть учтены требования технологических процессов - в каком температурном режиме должна изготавливаться продукция, объем воды и энергоресурсов, наличие вредных испарений, количество одновременно работающих людей и пр.

Все эти нюансы учитывают наши проектировщики.

Примеры работ

Этапы работ

Архитектурная концепция

Разработка предварительных архитектурных и объемно-планировочных решений объекта строительства, в том числе разработка АГР

Получение исходно-разрешительной документации (ИРД)

• Получение ГПЗУ
• Выполнение инженерных изысканий
• Выполнение обследования здания (при необходимости)
• Получение Технических условий и др

Проектная документация

Разработка проектной документации на стадии «Проектная документация» в соответствии с требованиями Постановления Правительства РФ №87 от 16.02.2008г., в объеме необходимом для прохождения экспертизы проектной документации

Согласование проектной документации

Получение всех необходимых согласований, в том числе прохождение экспертизы проектной документации и получение Разрешения на строительство.

Рабочая документация

Разработка рабочих чертежей в объеме необходимом для проведения строительно-монтажных работ

Ведение архитектурного надзора за строительством объекта проектирования

Тщательно проведенные инженерные расчеты и подготовка технической документации гарантируют исключительную надежность, функциональность и энергетическую эффективность сооружаемых зданий.

Проектирование зданий проводится в полном соответствии с действующими строительными нормами и правилами. Каждый объект, разработанный нашими архитекторами, - это уникальное здание, отличающееся комфортом, функциональностью и эргономичностью.

Передовые тенденции, которые используются при проектировании зданий, отражены строгими пропорциями и элегантной отделкой фасадов, продуманной планировкой помещений и коммуникаций, а также полноценной естественной инсоляцией внутреннего пространства и соблюдением требований по доступности зданий маломобильными группами населения.

Почему выгодно заказывать проектирование зданий в «РосАрхитектор»

Персональный подход к каждому клиенту. На этапе предварительного согласования проекта Заказчик может вносить корректировки в документацию.

Комплекс услуг под ключ. Специалисты выполняют полный перечень работ, начиная с проработки концепции будущего строения и завершая сопровождением проекта на всех этапах строительства.

Автоматизация работ. В ходе проектирования используются передовые методы компьютерного моделирования и современная аппаратура. В итоге значительно повышается качество и оперативность разработки технической документации.

Опыт и компетентность сотрудников. Штат компании состоит из специалистов с профильным образованием и продолжительным стажем работы в сфере проектирования зданий.

Отсутствие посредников. Проект разрабатывает одна организация, что гарантирует соблюдение сроков и более выгодные ценовые условия.

Многие организации пользуются такой услугой как проектирование промышленных зданий и сооружений. Эти постройки являются ключевым элементом любой производственной инфраструктуры. Поэтому от создания правильного плана зданий зависит эффективность их эксплуатации. Поскольку стоимость проектирование производственных зданий не очень высока, то не только крупные, но также средние и мелкие компании могут его заказать.

Проектирование промышленных и производственных зданий и сооружений должно осуществляться с учетом технологических требований, которые предъявляются к объектам данного типа. Кроме того, они должны сочетаться с существующей вокруг них застройкой и иметь высокие характеристики. Также в плане следует предусмотреть возможность расширения производства без необходимости его остановки на длительное время.

Виды промышленных зданий и сооружений

Проектирование производственных зданий и сооружений подразумевает работу над планами построек самого разного назначения. К числу этих объектов относятся:

• Предприятия машиностроения.
• Табачные фабрики.
• Предприятия пищевой промышленности.
• Заводы химической промышленности.
• Хлебопекарное производство.
• Металлургические цеха.

Особенности проектирования промышленных зданий и сооружений

Проектирование жилых общественных производственных зданий обязательно должно проводиться с учетом назначения постройки. Речь идет о том, что тип производимого продукта играет существенную роль при оформлении проектной документации. Например, проектирование энергоустановок производственных зданий в разных отраслях может серьезно различаться. Многие технологические процессы требуют определенных условий для их осуществления. Задачей проектировщиков является создание этих условий, когда выполняется проектирование вентиляции производственных зданий и других систем этих объектов.

При создании проекта должны учитываться все специфические особенности производства. Кроме того, большое значение имеет проектирование инженерных и коммуникационных систем. Ведь эффективность производственного процесса во многом зависит от возможности его бесперебойного осуществления.

Производственные постройки обладают множеством конструкционных особенностей. Например, в них могут располагаться крупные помещения с большой высотой потолков. Это необходимо для размещения внутри оборудования. Конструкция объекта должна не только удовлетворять требованиям, касающимся назначения постройки. Также она должна обладать долговечностью и экономичностью. Если предполагается, что в здании будет применяться вибрационное оборудование, то проектировщики обязаны учесть этот факт при создании проектной документации.

Кто должен выполнять проектирование промышленных зданий и сооружений?

При разработке проектной документации требуется хорошее знание множества нормативных документов. Поэтому выполнение таких работ должны заниматься квалифицированные специалисты, обладающие обширными знаниями. Кроме того, само проектирование отличается высокой сложностью и может быть выполнено на должном уровне лишь теми, кто хорошо разбирается во всех тонкостях оформления проектной документации данного типа.

Этапы проектирования промышленных зданий и сооружений

Создание проекта промышленных зданий осуществляется в несколько этапов, как и проектирование построек других типов:

• Сбор разрешительных документов.
• Инженерные изыскания на месте строительства.
• Создание проектной документации.
• Экспертиза документации.
• Оформление рабочей документации.

Заказать проектирование промышленных зданий и сооружений в Москве

Воспользоваться профессиональными услугами по оформлению проектов промышленных зданий различного типа можно в нашем Центре Независимых Строительных Экспертиз. Наши специалисты осуществляют проектирование различных уровней сложности. Они многие годы занимаются выполнением таких работ. Поэтому для их проведения им не потребуется много времени. Точные сроки проектирования будут зависеть от объема работ и других факторов. Воспользоваться услугами нашей компании можно по доступным ценам. Поэтому заказать здесь создание проекта постройки могут разные организации.

1.1. Виды промышленных зданий

Промышленные предприятия классифицируют по отраслям производства.

Всего насчитывается более 15 крупных отраслей (электроэнергетика, черная металлургия, цветная металлургия, машиностроение, металлообработка и др.)

На основе отраслевой классификации производства построена у классификация промышленных зданий. В начале изучения настоящего курса было сказано, что промышленные здания независимо от отрасли промышленности разделяют на четыре основные группы: производственные, энергетические, здания транспортно-складского хозяйства и вспомогательные здания или помещения .

К производственным относят здания, в которых размещены цехи, выпускающие готовую продукцию или полуфабрикаты. Производственные здания по назначению разделяют на многие виды соответственно отраслям производства. Это могут быть металлообрабатывающие, механосборочные, термические, кузнечно-штамповочные, мартеновские цехи, цехи по производству железобетонных конструкций, ткацкие цехи, цехи по обработке пищевых продуктов, цехи вспомогательного производства, например, инструментальные, ремонтные и др.

К энергетическим относят здания ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), снабжающих промышленные предприятия электроэнергией и теплом, котельные, электрические и трансформаторные подстанции, компрессорные станции и др.

Здания транспортно-складского хозяйства включают гаражи, стоянки напольного промышленного транспорта, склады готовой продукции, полуфабрикатов и сырья, пожарные депо и т.п.

К вспомогательным относятся здания для размещения администра­тивно-конторских помещений, помещений общественных организаций, бытовых помещений и устройств (душевых, гардеробных и пр.), пунктов питания и медицинских пунктов. Вспомогательные помещения в зависимости от вида производства можно располагать непосредственно в производственных зданиях.

Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий зависят от их назначения, характера размещения в них техноло­гических процессов и отличаются значительным разнообразием. Такие здания можно классифицировать по следующим признакам:

1. По числу пролетов – однопролетные и многопролетные одноэтажные промышленные здания. Однопролетные здания (рис. 1.1, а) целесообразны для небольших производственных, энергетических или складских зданий. Они применяются также для размещения производств, требующих значительной величины пролетов (от 36 м и более – большепролетные здания) и значительной высоты (более 18 м). Однопролетные здания характерны, например, для производств с расположением технологического оборудования на специальных конструкциях – «этажерках», не связанных с несущими конструкциями самого здания (рис. 1.1, в).

Многопролетные (рис. 1.1, б) – наиболее распространенный тип одноэтажных промышленных зданий, широко используемый в различных отраслях промышленности. Многопролетные здания с одинаковыми или близкими параметрами пролетов (шириной и высотой) без внутренних открытых дворов называются зданиями сплошной застройки (рис. 1.2) и могут достигать в плане значительных размеров (несколько сотен метров по ширине и длине).

2. По числу этажей – одноэтажные и многоэтажные. В современном строительстве преобладают одноэтажные здания (примерно 80% общего объема строительства), так как они имеют определенные преимущества. В них лучше условия для размещения оборудования, организации производственных потоков, применения различных транспортных и грузоподъемных устройств. В любом месте здания может быть установлено технологическое оборудование любого веса, поскольку оно ставится непосредственно на грунт. В одноэтажных зданиях обеспечивается большая маневренность при изменении технологического процесса.

Применение многоэтажных промышленных зданий (рис. 2.3) ограничивается производствами с относительно легким технологическим оборудованием, размещаемым на междуэтажных перекрытиях (легкая промышленность, приборостроение, полиграфическая промышленность и пр.).

Многоэтажные здания также целесообразны в случаях, когда технологический процесс организован по вертикальной схеме и материалы могут перемещаться за счет собственного веса (например, склады сыпучих материалов). Многоэтажные промышленные здания проектируют, кроме того, при ограниченных размерах террито­рии. Многоэтажные промышленные здания нередко выполняют с так называемыми техническими этажами (рис. 1.3, г), в которых располагают технологические коммуникации (короба вентиляции, электрические проводки, трубопроводы и т.п.), а также в некоторых случаях вспомогательные помещения. В многоэтажных зданиях чаще всего применяют сетку колонн: 6x6; 6x9; или 6х12 м. В зданиях же с техническими этажами, при высоте несущей конструкции перекрытия (например, фермы) в пределах всей высоты технического этажа, пролеты удается увеличивать до 24 м. Верхний этаж во всех типах многоэтажных промышленных зданий может быть свободен от промежуточных вертикальных опор (рис. 1.3, б, в).

Рис. 1.1. Виды одноэтажных промышленных зданий: а – однопролетные; б – многопролетные; в – однопролетные с напольным транспортом; 1 – подвесной кран 2 – фонарь; 3 – опорный кран

Промышленное здание может состоять из одноэтажных частей разной высоты или из многоэтажной и одноэтажной частей (рис. 1.3, в). Последние называют зданиями смешанной этажности.

При наличии технического этажа в одноэтажных промышленных зданиях используют межферменное пространство, цокольные этажи или пространства под рабочими площадками. Постепенно этот прием привел к появлению двухэтажного типа промышленного здания (рис. 1.4), в котором на первом этаже располагают цехи с тяжелым оборудованием, устанавливаемым непосредственно на грунта на втором – производства с легким оборудованием, требующие хорошего естественного освещения. Двухэтажные здания используют для некоторых производств легкой и пищевой промышленности, цехов электролиза и др.

3. По наличию подъемно-транспортного оборудования – на бескрановые и крановые (с мостовыми кранами или подвесным транспортом, см. рис. 1.1 и 1.3).

Все промышленные здания (одноэтажные и многоэтажные), как правило, снабжают подъемно-транспортным оборудованием для перемещения готовой продукции, изделий в процессе их изготовления, сырья или технологического оборудования при его монтаже или демонтаже. Однако при изучении видов промышленных зданий надо иметь в виду, что подъемно-транспортное оборудование оказывает большое влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий.

4. По конструктивным схемам покрытий – каркасные плоскостные (с покрытиями по балкам, фермам, рамам, аркам), каркасные пространственные (с покрытиями – оболочками одинарной и двоякой кривизны, складками), висячие различных типов, перекрестные, пневматические, в том числе воздухоопорные и воздухонесущие (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Конструктивные схемы покрытий каркасных промышленных зданий

плоскостные: а – по балкам; б – по фермам; в – по рамам; г – по аркам;

пространственные: д – оболочки одинарной кривизны, е – оболочки двоякой кривизны; ж – оболочки двоякой кривизны в виде гиперболического параболоида; и – складки; к – висячее вантовое; л – перекрестное; м – пневматическое воздухоопорное; н – пневматическое воздухонесущее

5. По материалу основных несущих конструкций – с железобетонным каркасом (сборным, монолитным, сборно-монолитным), стальным каркасом, кирпичными несущими стенами и покрытием по железобетонным, металлическим или деревянным конструкциям (рис. 1.6). Кроме перечисленных классификационных признаков можно выделить еще несколько, определяемых условиями технологического процесса и требуемыми характеристиками среды производственных помещений.

Рис. 1.6. Промышленные здания: а – со сборным железобетонным каркасом; б – со стальным каркасом; в – с несущими конструкциями в виде деревянных клееных трехшарнирных арок; г – с несущими кирпичными стенами и покрытием по сборным железобетонным балкам; 1 – фундаменты; 2 – железобетонные колонны; 3 – железо­бетонные балки покрытия; 4 – подкрановые железобетонные балки; 5 – наружная стена; 6 – фундаментные балки; 7 – плиты покрытия; 8 – места расположения воронок внут­реннего водостока; 9 – мостовые краны; 10 – стальные колонны; 11 – стальные фермы; 12 – светоаэрационньй фонарь; 13 – аэрационный фонарь, 14 – несущая кирпичная стена; Н – расчетная высота цеха; Н к – высота от уровня пола до уровни головки подкранового рельса; h – высота от уровня пола до верха подкрановой консоли колонны

6. По системе отопления – неотапливаемые и отапливаемые. К неотапливаемым относят здания, в которых производство сопровождается избыточными тепловыделениями (так называемые горячие цехи: литейные, прокатные и др.), а также здания, не требующие отопления (холодные цехи: склады, хранилища и пр.). К отапливаемым относят все остальные промышленные здания, где по са­нитарно-гигиеническим или технологическим условиям требуется положительная температура воздуха в холодное время года.

7. По системам вентиляции – с естественной вентиляцией или аэрацией через специальные проемы в ограждающих конструкциях; искусственной приточно-вытяжной вентиляцией с помощью вентиляторов и системы воздуховодов; кондиционированием воздуха, т.е. с искусственной вентиляцией, создающей постоянные заданные параметры воздушной среды (температура, влажность, степень чистоты воздуха). Кондиционирование воздуха всегда применяют в так называемых герметизированных зданиях (полностью изолированных от внешней среды), предназначенных для производств, требующих особой точности или чистоты при изготовлении продукта.

8. По системам освещения – с естественным, искусственным или совмещенным (интегральным) освещением. Естественное освещение осуществляют через светопроемы в стенах (окна) и в покрытии (фонари).

Искусственное освещение – основное в зданиях без естественного освещения или в зданиях без фонарей. В зданиях без естественного освещения и без фонарных надстроек применяют электрические лампы, дающие спектр, близкий к естественному, благодаря чему легче обеспечить требуемые санитарно-гигиенический и производственный режимы, в частности герметизированные здания легче осу­ществить без естественного освещения.

Последние три признака определяют еще один классификационный признак объемно-планировочного решения здания.

9. По профилю покрытия – с фонарными надстройками или без них. Здания с фонарными надстройками (рис. 1.7) устраивают в целях аэрации или естественного освещения или для того и другого. Фонарные надстройки усложняют конструктивное решение здания и их эксплуатацию (происходит накопление снега на крыше в межфонарных пространствах).

Рис. 1.7. Промышленные здания с фонарями

а – световыми зенитными (светопрозрачные колпаки); б – светоаэрационными прямоугольного профиля; в – профиль светового зенитного треугольного фонаря; г – профиль светового трапециевидного фонаря; д – профиль прямоугольного светоаэрационного фонаря; е– профиль аэрационного фонаря с ветроотбойными щитами: 1 – светоаэрационный фонарь; 2 – зенитный световой фонарь; 3 – подвесной кран; 4 – мостовой кран: 5 – ветроотбойный щит

Наконец, к особой группе могут быть отнесены специальные виды зданий , например, навесы для открыто установленного оборудования, здания для взрывоопасных производств, здания для производств с высокой степенью радиации, здания, совмещенные с технологическим оборудованием, – так называемые «здания-агрегаты».

В состав промышленного предприятия кроме промышленных зданий обычно входят промышленные сооружения . К ним относятся сооружения для промышленного транспорта (эстакады для мостовых кранов, наклонные галереи и др.), сооружения для коммуникаций (тоннели, каналы, отдельные опоры и эстакады и пр.), устройства для установки оборудования (фундаменты под машины), этажерки (в зданиях и открытые) для размещения оборудования, специальные сооружения (емкости для хранения жидкостей, бункера для хранения сыпучих материалов, дымовые трубы, градирни для охлаждения оборотной воды, водонапорные башни и пр.) (табл. 1.1).

Следует отметить, что нередко промышленные сооружения представляют собой элементы здания. Например, эстакада для мостового крана в одноэтажном промышленном здании входят в состав несущих конструкций здания.

Промышленные здания часто подразделяют и по размерам пролетов: на мелкопролетные (6, 9, 12 м), среднепролетные (18, 24, 30, 36 м), крупнопролетные (свыше 36 м – 60, 90, 120 м и более). Пролеты небольшой величины применяют в основном во вспомогательных и складских, а также в многоэтажных производственных зданиях. Пролеты средней величины в настоящее время имеют наибольшее распространение.

Можно предположить, что в строительной практике будут все больше применять крупнопролетные промышленные здания, так как пространство свободное от вертикальных опор, облегчает размещение оборудования, не стесняет модернизацию технологических процессов. Однако при этом следует иметь в виду возможности уст­ройства подъемно-транспортного оборудования. При применении напольных самоходных кранов возможности увеличения пролетов зданий значительно возрастают.

Таблица 1

Промышленные сооружения

Промышленные здания с большими пролетами, отвечающие требованиям современного автоматизированного производства, могут быть решены с несущими конструкциями покрытий в виде арок, оболочек, складок. Такие конструкции позволяют размещать производства в однопролетных зданиях (рис. 1.1, в).

В условиях быстроускоряющегося технического прогресса проблема повышения «гибкости» , т.е. приспособляемости здания к размещению различного оборудования, различных технологических процессов, которые совершенствуются значительно быстрее, чем изнашивается здание, приобретает большое значение. В этом отношении в послевоенное время проектными и научно-исследовательскими организациями была проделана большая работа по созданию различных видов «гибких» и «универсальных» промышленных зданий, отличающихся от обычных тем. что они могут быть использованы для размещения различных производств, имея одинаковые объемно-планировочные и конструктивные параметры. Примером может служить промышленное здание с двумя разнородными производствами (текстильное и электротехническое).

В настоящее время различные цехи и отделения одного производства, как правило, размещают или, как говорят, «блокируют» в одном большом здании. Отсюда возникают упомянутые выше здания сплошной застройки . В недалеком прошлом основное место в промышленном строительстве занимала так называемая «павильонная» застройка, при которой почти каждый цех размещался в отдельном здании. Блокирование дает значительный экономический эффект, сокращая территорию предприятия, протяженность коммуникаций, площадь ограждающих конструкций здания и, следовательно, эксплуатационные расходы за счет сокращения теплопотерь и т.п.

Вместе с тем не потеряла своего значения и павильонная застройка . Она применяется в тех случаях, когда, например, блокирование невозможно по технологическим условиям (вредные воздействия производства одного цеха на другой) или когда павильонная застройка целесообразна по экономическим соображениям (относительно небольшие по объему здания с автономным технологическим процессом могут быть построены значительно быстрее, чем большое сблокированное здание).

Как сказано ранее, получают распространение здания с большими пролетами (одно- и многопролетные), в которых технологическое оборудование устанавливают на этажерках (рис. 1.9). Эти здания применяют, например, в химической промышленности. Павильонная застройка целесообразна также в тех случаях, когда технологический процесс сопровождается значительными газо- или тепловыделе­ниями, удаляемыми с помощью аэрации через отверстия в наружных стенах и покрытии.

Рис. 1.9. Поперечный разрез промышленного здании со встроенными этажерками

В последнее время стало широко применяться открытое размещение технологического оборудования тех производств, для которых перепад температуры окружающей среды не имеет существенного значения. Открытое размещение части оборудования позволяет сократить объем здания, упростить и облегчить объемно-планировочное и конструктивное решение, а на взрывоопасных производствах повысить уровень безопасности. На рис. 1.10 показан завод аммиака с открытым размещением колонн, теплообменной и другой аппаратуры.

Рис. 1.10. Завод аммиака с открытым расположением технологического оборудования

Здания с фонарными надстройками широко распространены в промышленном строительстве. В бесфонарных зданиях сплошной застройки часто применяют так называемое «психологическое» освещение в виде окон по периметру здания, с помощью которого работающие не теряют зрительной связи с внешней средой, так как полное отсутствие естественного света оказывает отрицательное психологическое и физиологическое воздействие на работающих.

Несомненно также, что здания без естественного освещения требуют значительного расхода электроэнергии, исключают естественное проветривание через окна и фонари. Для ряда производств бесфонарные здания вообще непригодны. Поэтому здания с фонарными надстройками различного профиля и в настоящее время сохраняют свое значение.

Как указывалось, в одноэтажных зданиях межферменное пространство используют для технологических нужд, нередко отделяют от помещения с помощью подвесного потолка , в который вмонтированы светильники искусственного освещения. Подвесные потолки в значительной степени улучшают интерьер цеха, кроме того, отделяя от производственной зоны коммуникации и вспомогательные технологические устройства, улучшают условия работы.

Проектирование производственных помещений намного более затратно в плане трудовых и материальных ресурсов, оно требует внимательного рассмотрения на всех этапах, так как от подготовленного и одобренного проекта зависит несущая способность конструкции, а также ее функциональность. Будет ли здание исполнять одну или несколько функций, какую конфигурацию будет иметь и на какие нагрузки рассчитано – все это зависит от предпроектных расчетов и деятельности проектировщиков.

В статье мы рассмотрим, какие трудности необходимо преодолеть при конструировании, какие особенности есть у промышленных строений, и какое программное обеспечение нужно использовать.

Разновидности производственных объектов

На первом этапе создания макета необходимо определиться – какого типа будет постройка. А первую очередь это зависит от нужд производства. В целом объединяют всего 15 основных отраслей – для организации зданий под трудовую деятельность необходимо придерживаться норм, которые подходят под сферу промышленности, например, электроэнергетика, металлургия, машиностроение, текстиль и пр.

Все промышленные строения делятся на:

• Производственные – в этих зданиях находятся множественные цеха: по предварительной обработке сырья, термообработке, непосредственному изготовлению, покраске, тестированию, упаковке и пр. Эти сооружения должны отвечать повышенным требованиям безопасности, в них необходима хорошая система оповещения, пожаротушения. Эти объекты должны быть максимально освещены натуральными, искусственными или комбинированным источниками – уровень света определяет соответствующий СНиП в зависимости от типа производства.
• Энергетические. Это здания ТЭЦ, электрические развязки, котельные, трансформаторные будки. Основная задача при проектировании такого промышленного объекта – добиться максимальной изоляции и доступности ко всем основным панелям и щиткам для специалиста. Устройство такого помещения на территории другой постройки предварительно потребует согласований с проверяющими органами.
• Транспортно-складские, хозяйственные. Это строения для двух целей:
  • для стоянки, заправки и ремонта автомобилей и другой техники;
  • для хранения сырья, продукции на любом этапе производства.

Такие здания должны также обладать высокой степенью безопасности, так как зачастую в них хранятся легковоспламеняющиеся объекты. Крупные амбары также должны иметь увеличенную несущую способность, если изделия, которые здесь складируются, имеют большую массу.

• Вспомогательные. Их также называют бытовыми и офисными. Первые включают помещения для приема пищи, раздевалки, душевые комнаты и просто бытовки. Вторые предназначены для работы сотрудников за компьютерами. Такие комплексы могут находиться как внутри всего промышленного предприятия, так и снаружи, отдельно в зависимости от проектирования. Если обустраивать эту зону как часть всего объекта, то важно предварительно подвести все коммуникации. Электрическое напряжение на производстве часто бывает выше, чем требуется в офисе, так что понадобятся трансформаторы.

Основные проектные решения

Перед тем как приступить к конструированию, необходимо учесть следующие элементы.

Количество этажей

Приблизительно 80% построек являются одноэтажными. Это обусловлено легкостью монтажа тяжелого оборудования, подвозом сырья и вывозом готовой продукции на склад (который часто совмещен с цехами через одну-две стены). Некоторые особенно массивные конструкции ставятся прямо на грунт, так как любое половое покрытие они могут продавить собственным весом. Также на одном этаже лучше маневренность – любые изменения, перепланировки намного легче.

Двухэтажные здания обычно занимает легкая промышленность, типографии и другие отрасли, не требующие крупногабаритных элементов. Многоэтажные конструкции также применяются для работы с сыпучими или жидкими продуктами, например, элеваторы для зерна. Это облегчает транспортировку сырья и экономит территорию. Также, если вы планируете проектирование многоэтажного производственного предприятия, то один этаж, как правило, является техническим. Здесь регулируется работа коммуникаций и внутренних инженерных систем. Рядом также могут быть расположены подсобные и офисные помещения.

Также бывают задействованы цокольные этажи, мансарды. Многие конструкции имеют не строгое этажное разделение, а поуровневое. Некоторые цеха занимают основные площади с высокими (двупролетными) этажами, а другие – делятся перекрытиями на две участка.

Наличие подъемно-транспортного оборудования

Большинство объектов снабжают передвижными или стационарными кранами, с помощью которых можно перемещать элементы, загружать и выгружать сырье, изделия, а также заниматься погрузкой на транспортные средства. Также в многоэтажных зданиях должны быть встроены лифты для персонала, технические грузовые подъемники.

При проектировании и строительстве производственных объектов необходимо учесть, что наличие кранов делает большую дополнительную нагрузку на перекрытия несущие конструкции.

Основные элементы конструкций

Важен технологический процесс строительства. В плане необходимо учесть:

• Конструктивную схему покрытия. Крыша может быть каркасной, то есть крепкой, прочной и неубираемой. Обычно стропила выполняются из металла. Они могут быть плоскими или округлыми. Во втором случае необходим полукруглый каркас. Его зачастую также обтягивают брезентом или другими материалами высокой прочности, но легкого монтажа. В случае чрезвычайной ситуации такие стяги можно убрать. Также есть висячие конструкции, складками, полусферами. Разные цеха могут помещаться под различными покрытиями.
• Материал перекрытий и стен. Обычно строят здания из железобетона, реже используют сталь или кирпич. Элементы чаще бывают сборными, но встречаются и монолитные. Для создания проекта можно использовать программу от компании «ЗВСОФТ» – СПДС Железобетон. Работа в этом программном обеспечении облегчает труд проектировщиков и строителей. Можно создавать таблицы по расходу металла и материалов, создавать отдельные спецификации, вычислять максимальную нагрузку постройки.
• Система отопления. В зависимости от предназначения и эксплуатации различают отапливаемые и неотапливаемые сооружения. Вторые, в свою очередь, разделяют на две категории:
  • цеха, где производство сопровождается повышенным выбросом тепла;
  • холодные склады и помещения для долгосрочного хранения продукции в определенной температуре, они могут даже оснащаться холодильной системой.

В остальных типах зданий должно быть вмонтировано отопление для поддержания комфортных условий труда.

• Вентиляция. Любая отрасль промышленности сопровождается выбросом в воздух примесей, пыли или химических веществ. Аэрация может быть естественной через открытые окна или искусственной при помощи труб воздуховода. Чаще всего предусмотрены комбинированные системы. В них могут быть вмонтированы кондиционирующие устройства, они применяются в тех помещениях, где происходит работа с особенно горячими изделиями. Также их устанавливают там, где комнаты находятся в полной герметизации от внешних источников, например, при изготовлении медикаментов или других химических соединений.

• Освещение. Различают:
  • естественное – попадание солнечных лучей через окна и фонарные надстройки;
  • искусственное – электрические лампы, прожекторы и прочие приспособления;
  • совмещенное.

Важно сделать световую систему приближенной к натуральным условиям. Это санитарно-гигиеническое правило, которое регламентируется трудовым кодексом. Условия труда должны соответствовать типу производства – чем мельче детали, которые изготавливаются на заводе, тем ярче должен быть свет.

• Наличие фонарных надстроек. Это сложная конструкция, которая устанавливается на крыше постройки. Она дает доступ естественного освещения. Трудность появляется не только в момент конструирования, но и во время эксплуатации. Зимой между этими элементами может накапливаться снег.

Этапы проектирования промышленных зданий и сооружений

Конструктор должен не забыть об основных моментах моделирования. В процесс создания проекта входят:

• Проведение проектно-изыскательских работ. Экологические и геологические изыскания помогут начать создавать генплан, так как анализ почвы и всей территории внесет свои коррективы по постройке стен, их возможной просадке, наличию грунтовых вод и пр. Для такого типа деятельности профессионалы пользуются программой для платформы . Этот софт позволяет автоматизировать все мероприятия на местности, занести все данные в таблицы и подготовить проектную документацию по ГОСТам.
• Расчет площади помещений в зависимости от размеров станков или другого оборудования, количество рабочих мест и пр. Проработка конфигурации цехов, расположения основных объектов, ширины дверных проемов.
• Планировка вспомогательных и технических комнат.
• Создание условий труда для обеспечения санитарно-гигиенических и трудовых норм.
• Проект подъемных механизмов, расчет нагрузок на перекладины, несущие конструкции, перекрытия; выбор строительных материалов.

После этого создается система коммуникаций:

• Отопление.
• Вентиляция и кондиционирование.
• Водоснабжение.
• Канализация.
• Электрификация.
• Система пожарной безопасности.

Для грамотного создания схем всех инженерных систем как внутренних, так и внешних, специалисты используют программу от ZWSOFT. Этот софт разработан специально для трассировки линий всех коммуникаций с отметкой узлов, точек выхода, пересечений, глубины колодцев и пр.

Особенности проектирования производственных зданий и сооружений

Создание хорошего плана необходимо для:

• создания комфортных и безопасных условий труда для сотрудников;
• обеспечения пожарной безопасности;
• экономии энергозатрат и трудовых затрат во время цикла производства;
• грамотного распоряжения территориями.

Чтобы этого добиться важно следовать правилам и рекомендациям:

• Запас свободного пространства. Между разными зонами для работы всегда должно оставаться место для перемещений объемных объектов и экстренных ситуаций. Также нужно следовать этому закону и в вертикальной плоскости – оставьте несколько метров для расположения стеллажей, труб и других возможных потребностей.
• Соблюдение требований безопасности. Если это опасное производство, к примеру, химическое, то каждое место сотрудника должно быть оборудовано специальной защитой.
• Близкий доступ к сырью. Важно создать проект промышленного здания так, чтобы само сооружение и прилегающие склады сообщались между собой дорогой. Это могут быть рельсовые конструкции или просто заасфальтированный участок.
• Организация. Если планируется создать несколько цехов, то следует создать удобное их расположение, чтобы из одной точки, к примеру, из сообщающегося коридора, можно было достичь любого места. Также стоит провести систему видеонаблюдения. В этом может помочь программа или . Этот софт подходит для автоматизирования слаботочных систем и создания сложных многоярусных схем.

Программное обеспечение для проектирования промышленных зданий

Мы уже сделали отсылки к некоторым комплексам, которые помогут вам быстро и качественно сконструировать весь проект. Рассмотрим подробнее ПО от компании «ЗВСОФТ».

– САПР с большими возможностями. Он является аналогом «Автокада», но имеет более низкую цену и облегченную систему лицензирования. Во многих странах он получит признание за счет широкого функционала и легкого, интуитивно понятного интерфейса. Он полностью переведен на русский язык. Преимущества:

• Работа как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве. Конструирование в 3D позволит детально проанализировать каждый нюанс.
• Объемная визуализация. Когда проект будет готов, можно его увидеть в полном объеме – от внешних стен до интерьера, расстановки оборудования, проложенных инженерных систем. На любом этапе вы можете вернуться в режим редактирования, чтобы дополнить или откорректировать план.
• Поддержка большинства известных форматов. Это позволяет передавать файл с чертежом на любые носители, согласовывать его, работать над ним с разных источников.

Также работа инженеров будет облегчена тем, что на базовый САПР можно установить множество надстроек и модулей:

• для автоматизированной подготовки документации;
• и другие.

Создавайте план промышленного помещения вместе с «ЗВСОФТ».