Конструктивные решения промышленных зданий. Технология как основа объемно-планировочного решения промышленных зданий Требования, предъявляемые к зданиям

Промышленное здание внутри расчленено конструктивными элементами на отдельные помещения (ячейки). Пространственная часть объема здания, ограниченная размерами по высоте, шагу и пролету, называется объемно-планировочным элементом здания.

Выбор этажности проектируемого здания, высоты этажа, сетки колонн, размеров здания по ширине и длине, компоновка отдельных цехов и отделений, расположение помещений с различным температурно-влажностным режимом называется объемно-планировочным решением здания.

На выбор этажности может оказывать влияние стесненность участка, предложенного для строительства, или принятие вертикальной технологической схемы производства. Отрицательным фактором многоэтажных производственных зданий в мясной промышленности может быть наличие течей в междуэтажных перекрытиях. Критерием выбора этажности в каждом конкретном случае может быть вариантность проработки проектных решений и сопоставление технико-экономических показателей. Во избежание появления в конструкциях трещин от воздействия температурных и осадочных деформаций здание рекомендуется разделять поперечными швами на отдельные отсеки. В зависимости от назначения эти швы называются: температурными, осадочными и деформационными.

5 Вспомогательные здания и помещения

К вспомогательным помещениям в мясной отрасли, относятся: конторские, бытовые, общественного питания, медпункты, культурного обслуживания, для проектно-сметных групп, комнаты для учебных занятий, кабинеты-классы по технике безопасности, помещения для хранения инвентаря, моющих и дезинфицирующих средств.

На средних и крупных предприятиях административные (конторские) и бытовые помещения, как правило, блокируют и связывают с производственными корпусами отапливаемыми переходами. Устройство переходов для работающих в холодильнике не требуется.

Административные и бытовые помещения следует размещать в отдельно стоящих зданиях или пристройках к производственным зданиям, а также во встройках и вставках производственных зданий I-V степеней огнестойкости категорий В1-В4, Г1, Г2 и Д по взрывопожарной и пожарной опасности.

Размещение административных и бытовых помещений строительно-монтажных организаций следует предусматривать в мобильных зданиях, зданиях строящихся объектов и зданиях, подлежащих сносу.

Помещения для мастеров и другого персонала; помещения для отдыха, обогрева или охлаждения; помещения курительных, уборных, умывальных, ручных ванн, полудушей, устройств питьевого водоснабжения и личной гигиены женщин, которые по условиям производства требуется располагать вблизи рабочих мест, допускается устраивать непосредственно в производственных зданиях, размещая их рассредоточенно и выполнять, как правило, из легких ограждающих конструкций, в том числе из сборно-разборных, при этом курительные не допускается размещать в помещениях с производствами категорий А, Б, В1-В3 по взрывопожарной и пожарной опасности, а в зданиях VII и VIII степеней огнестойкости помещения для отдыха, обогрева или охлаждения, а также помещения для мастеров и другого персонала не допускается размещать у наружных стен, на антресолях и площадках.

Высоту помещений от пола до потолка следует принимать не менее 2,5 м, в мобильных зданиях и в помещениях, размещаемых непосредственно в производственных зданиях, - не менее 2,4 м. Высоту залов столовых, залов совещаний и административных помещений вместимостью более 75 чел. следует принимать не менее 3 м.

Высоту от пола до потолка в коридорах, высоту от пола до низа выступающих конструкций перекрытий, а также высоту от пола до низа оборудования и коммуникаций, размещаемых под перекрытиями, следует принимать не менее 2,2 м.

Высота технических этажей определяется в каждом конкретном случае в зависимости от вида размещаемых в них инженерных сетей и оборудования и условий их эксплуатации. Высоту от пола до низа выступающих конструкций в местах прохода обслуживающего персонала следует принимать не менее 1,8 м.

При условии предохранения помещения у входа в здание от попадания атмосферных осадков отметку его пола допускается заглублять ниже планировочной отметки земли.

При входах в здания должны устраиваться приспособления для очистки обуви.

Входы в здания следует предусматривать через тамбуры.

Глубину тамбуров следует принимать более ширины дверного полотна не менее чем на 0,2 м, но не менее 1,2 м, ширину тамбуров следует принимать более ширины дверных проемов не менее чем на 0,15 м с каждой стороны.

Тамбуры при входах, предназначенных для физически ослабленных лиц и инвалидов, должны приниматься глубиной не менее 1,8 м (при движении с поворотом на 90о - не менее 2,2 м) и шириной не менее 2,2 м.

Входные двери для физически ослабленных лиц и инвалидов (в том числе для инвалидов, пользующихся креслами-колясками) должны быть шириной в свету не менее 0,9 м.

Площадь вестибюля следует принимать из расчета 0,2 м2 на одного работающего в наиболее многочисленной смене, но не менее 18,0 м2.

В многоэтажных зданиях уборные, умывальные и душевые следует размещать, как правило, над помещениями такого же назначения.

На каждом этаже здания следует предусматривать кладовые уборочного инвентаря. Площадь этих кладовых следует принимать из расчета 0,8 м2 на каждые 100 м2 площади этажа, но не менее 4,0 м2.

При площади этажа многоэтажного здания менее 400 м2 допускается предусматривать одну кладовую на два смежных этажа.

Сообщение между отдельно стоящими бытовыми зданиями и отапливаемыми производственными зданиями следует предусматривать по отапливаемым переходам.

Отапливаемые переходы допускается не предусматривать в производственные здания с численностью работающих не более 30 чел. в смену. При этом в производственных зданиях следует предусматривать помещения для хранения теплой верхней одежды. Кроме этого, отапливаемые переходы допускается не предусматривать в производственные здания с группой производственных процессов 2г.

Перечень помещений административных и бытовых зданий, размещение которых допускается в подвальных и цокольных этажах, приведен в приложении А.

Во всех административных и бытовых зданиях систему горизонтальных и вертикальных пешеходных и транспортных коммуникаций следует проектировать с учетом возможности использования их физически ослабленными лицами и инвалидами.

В местах перепада уровней пола более 4 см следует предусматривать устройство пандусов. В местах перепада уровней, где невозможно устройство пандуса, следует предусматривать установку лифтов или специальных подъемников, приспособленных для самостоятельного пользования инвалидами на креслах-колясках.

В бытовых зданиях предприятий следует размещать помещения для обслуживания работающих: санитарно-бытовые, здравоохранения и общественного питания.

В соответствии с утвержденными планами социально-экономического развития предприятия или квотой рабочих мест для инвалидов допускается предусматривать не учтенные настоящими нормами помещения или здания социального назначения.

Для расчета площади, оборудования и устройств бытовых помещений в технологической части проекта должны быть установлены следующие численности работающих: списочная, в наиболее многочисленной смене, а также в наиболее многочисленной части смены при разнице в начале и окончании смены 1 ч и более. В численности работающих должно быть учтено количество практикантов, проходящих производственное обучение.

Наиболее многочисленную смену для мобильных зданий допускается принимать равной 70 % списочной, в том числе 30 % женщин.

Минимальные геометрические параметры, расстояния между осями санитарных приборов и ширину проходов между рядами оборудования бытовых помещений, а также между рядами оборудования и стеной или перегородкой следует принимать по таблице 2.

В составе санитарно-бытовых помещений могут быть предусмотрены гардеробные, душевые, преддушевые, умывальные, уборные, курительные, помещения для обогрева или охлаждения, помещения обработки, хранения и выдачи спецодежды, а также в соответствии с ведомственными нормативными документами другие дополнительные помещения санитарно-бытового назначения.

Помещения общественного питания

При проектировании предприятий следует предусматривать помещения (объекты) общественного питания для обеспечения всех работающих на предприятиях общим, диетическим, а в соответствии с заданием на проектирование - лечебно-профилактическим питанием.

При численности работающих в смену более 200 чел. следует предусматривать столовую, работающую на полуфабрикатах или, при обосновании, - на сырье.

При численности работающих в наиболее многочисленной смене до 200 чел. следует предусматривать столовые-раздаточные.

При численности работающих в наиболее многочисленной смене менее 30 чел. допускается предусматривать комнату приема пищи вместо столовой-раздаточной.

Объекты общественного питания следует проектировать с учетом возможности их кооперированного использования группой предприятий, а при размещении в городской застройке или населенных пунктах - с учетом организации обслуживания населения.

В столовых с обслуживанием посетителей, приходящих в уличной одежде, следует предусматривать гардеробные уличной одежды, число мест в которых должно приниматься равным 120 % числа посетителей, приходящих в уличной одежде.

Число мест в столовых следует принимать равным 25 % численности работающих в наиболее многочисленной смене или наиболее многочисленной части смены.

В зависимости от специфики производства и организации труда работающих на предприятиях число мест в столовых допускается изменять.

Площадь комнаты приема пищи следует определять из расчета 1 м2 на каждого посетителя или 1,65 м2 на посетителя-инвалида, пользующегося креслом-коляской, но не менее 12 м2.

Комната приема пищи должна быть оборудована умывальником, стационарным кипятильником, электрической плитой и холодильником.

При численности работающих в наиболее многочисленной смене до 10 чел. вместо комнаты приема пищи допускается предусматривать место площадью 6 м2 для установки стола в общих гардеробных или в гардеробных домашней (уличной и домашней) одежды.

Санитарно-бытовые помещения (тип гардеробных, оборудование, состав специальных бытовых помещений) должны проектироваться в зависимости от групп производственных процессов согласно таблице 3.

Перечень профессий с отнесением их к группам производственных процессов утверждается министерствами и ведомствами по согласованию с Министерством здравоохранения Республики Беларусь и руководящими органами отраслевых профсоюзов.

По обеим сторонам, не примыкающим к стенам лестничного марша или пандуса, на пути передвижения физически ослабленных лиц и инвалидов должны предусматриваться отбойные бортики ограждения в соответствии с требованиями 4.4.

На мелких предприятиях бытовые помещения блокируют непосредственно с производственными зданиями цехов и отдельных производств. Бытовые помещения работают по типу санпропускника. Категорически запрещается размещать душевые кабины, туалеты, прачечные, кухни, столовые и т. п. над помещениями пищевых производств и обеденными залами столовых.

При проектировании бытовых помещений, как правило, используют унифицированные планировочные секции (рисунок 2.8, 2.9).

Рисунок 2.8- Унифицированные планировочные элементы гардеробных (а) и душевых (б) помещений

Рисунок 2.9 - Промышленное здание с административно-бытовым блоком

Славянский консервный завод

Тип: Здания серии Кондор ®

Тип: Здания серии Кондор ®

Размер: 16 700 кв.м.

Славянский консервный завод. Здания для производства томатной пасты, напитков из фруктов и овощей, соусов, повидла, икры и прочих продуктов переработки овощей и фруктов.

Каркас – стальные конструкции,

Кровля, стены – сэндвич-панели системы «Венталл»

Окна, светопрозрачные участки кровли

Ворота – подъемные с электроприводом

Размер: ширина 30 х длина 176 х высота 6

каркас - стальные конструкции, кровля – полистовая сборка, стены – сэндвич-панели с минераловатным утеплителем.

Унификация - приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, из­готовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изде­лий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.
Типизация - техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объ­емно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.
Типовые конструкции и детали, хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации и включенные в каталоги типовых изделий, обязательны для применения.
Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных парамет­ров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режи­мов и т. п.
Типовые объемно-планировочные и конструктивные решения долж­ны позволять внедрять прогрессивные нормы и методы производства и предусматривать возможность развития и совершенствования техноло­гии производства. Здесь надо иметь в виду, что периоды перестановки и замены технологического оборудования весьма различны: для одних про­изводств они равны 3-4 годам, для других - 10 годам и более.
При разработке вопросов типизации и унификации учитывают также перспективы развития несущих конструкций (особенно большепролетных зданий), требования модульной системы, возможность обеспечения вы­разительного архитектурно-художественного облика зданий и технико- экономические показатели.
Таким образом, унифицированные объемно-планировочные и конст­руктивные решения не являются чем-то застывшим; они постоянно со­вершенствуются в связи с прогрессом в технологии строительного произ­водства, изменением норм проектирования и градостроительных требований.
Обеспечить взаимозаменяемость элементов можно при комплексном подходе к их конструированию. Необходимым условием взаимозаменяе­мости является выработка единой системы допусков изготовления и сборки конструкций вне зависимости от их материалов.
Примерами взаимозаменяемых конструкций могут служить замена металлических ригелей железобетонными или деревянными, покрытии с прогонами беспрогонными, стеновых блоков крупноразмерными панеля­ми и т. п. Взаимозаменяемыми должны быть панели наружных стен зда­ний, одинаковые по размерам, по теплотехническим и иным качествам, но выполненные из различных материалов.
Высшей формой унификации является создание универсальных конструкций и деталей, пригодных для различных объектов и конструк­тивных схем (например, использование колонн одного типоразмера в зданиях с различными пролетами, применение одних и тех же панелей для стен и покрытий и т. п.).
Подобно универсальным планировочным решениям, делающим зда­ния гибкими в технологическом отношении, универсальные конструкции и детали расширяют область их использования. Итак, основными задачами унификации и типизации являются:
уменьшение числа типов промышленных зданий и сооружении и создание условий для их широкого блокирования;
сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и деталей с целью повышения серийности и снижения стоимости их заводского изго­товления;
рациональное членение конструкций на монтажные единицы и раз­работка несложных приемов их сопряжения и крепления;
создание лучших условий для использования прогрессивных техни­ческих решений.

Модульная система и параметры зданий
Унифицировать и типизировать объемно-планировочные и конструк­тивные решения зданий и сооружений можно на основе единой модуль­ной системы, позволяющей взаимоувязывать размеры здании и их эле­ментов.
В модульной системе обязателен принцип кратности всех размеров некоторой общей величине, называемой модулем. Для промышленного строительства установлен единый модуль М = 600 мм для вертикальных и горизонтальных измерений.
Целью применения модульной системы является обеспечение крат­ности размеров единому модулю и строгое ограничение числа типораз­меров конструкций и деталей зданий и сооружений. Поэтому при проек­тировании используют укрупненные (производные) модули, кратные единому модулю.
При назначении размеров объемно-планировочных компонентов ЦНИИпромзданий рекомендует принимать следующие укрупненные модули:
в одноэтажных зданиях для ширины пролетов и шага колонн - 10 М, а для высоты (от пола до низа опоры основных конструкций по­крытия пролетов) - 1 М;
в многоэтажных зданиях для ширины пролетов - 5 М, шага ко­лонн- 10 М и высоты этажей- 1 М и 2 М.
Ниже приведены размеры пролетов, шагов колонн и высот одно­этажных зданий, назначаемые в соответствии с основными положениями по унификации и с учетом габаритных схем.
Ширина пролетов: при отсутствии мостовых кранов - 12, 18, 24, 30 и 36 м (допускаются пролеты шириной 6 и 9 м); при наличии электриче­ских мостовых кранов - 18, 24, 30 и 36 м. По технологическим соображе­ниям ширина пролетов может быть и более 36 м, кратной 6 м.
Шаг колонн 6, 12 м и более, кратный 6 м. В многопролетных здани­ях шаг колонн в крайних и средних рядах может быть различным. Высота (от пола до низа опоры основных конструкций покрытия): 4,8; 5,4 и 6,0 м (т- е- кратно 0,6); 7,2; 8,4; 9,6; 10,8; 12,0; 13 2* 14,4; 15,6; 16,8 и 18,0 м (кратно 1,2 м)
При назначении и взаимной увязке размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов обычно фигурируют номинальные раз­меры - расстояние между разбивочными осями здания, между услов­ными (номинальными) гранями строительных конструкций и деталей. Номинальные размеры всегда кратны модулю.
В отличие от номинальных конструктивные размеры чаще всего не являются модульными, и увязывают их с номинальными за счет толщины швов, зазоров, стыков (иногда доборных элементов или вставок). Так, при шаге колонн 6000 мм длину стеновых панелей принимают 5980 мм, в то время как номинальная длина их считается равной 6000 мм. Объемно- планировочные параметры конструктивных размеров не имеют.
Использование в проектировании укрупненных модулей дает возмож­ность укрупнять конструкции и детали, т. е. уменьшать число монтаж­ных элементов. Укрупнять сборные конструкции целесообразно и для обеспечения большей надежности их работы в здании или сооружении.

Конструктивные схемы зданий
По конструктивной схеме промышленные здания подразделяют на каркасные, бескаркасные и с неполным каркасом.
В бескаркасных одноэтажных зданиях, имеющих несущие стены, размещают небольшие цехи с пролетами до 12 м, высотой не более 6 м и при грузоподъемности кранов до 5 т. В местах опирания стропиль­ных конструкций стены с внутренней или наружной стороны усиливают пилястрами. Бескаркасные многоэтажные здания строят редко.
Основным типом промышленного здания является каркасное. Это объясняется наличием во многих промышленных зданиях больших сосредоточенных нагрузок, ударов и сотрясений от технологического и кранового оборудования, сплошного или ленточного остекления. Каркас одноэтажного промышленного здания представляет собой пространственную систему, состоящую из поперечных рам, объединен­ных в пределах температурного блока плитами покрытия, связями, иног­да подстропильными конструкциями и другими элементами.
Поперечные рамы состоят из колонн и стропильных конструкций (ригелей). Способ соединения ригеля с колоннами может быть жестким и шарнирным, а колонн с фундаментами, как правило- жестким. Шар­нирное соединение ригелей с колоннами способствует их независимой типизации.
Применяемый в многоэтажных зданиях сборный железобетонный каркас решается обычно в виде рам с жесткими узлами. Возможно при­менение рамно-связевой системы, в которой жесткие поперечные рамы воспринимают вертикальные нагрузки, а связи, лестничные клетки и лиф­товые шахты- горизонтальные нагрузки, действующие в продольном направлении.
В каркасных зданиях все вертикальные и горизонтальные нагрузки воспринимают элементы каркаса, а стены (самонесущие, навесные и иногда подвесные) выполняют роль ограждения.
Наличие каркаса в ка­честве несущего остова позволяет наилучшим образом обеспечить прин­цип концентрации высокопрочных строительных материалов в наиболее ответственных несущих конструкциях зданий.
Каркасная конструктивная схема обеспечивает свободную плани­ровку помещений, максимальную унификацию сборных элементов и наиболее экономичное решение как одноэтажных, так и многоэтажных здании. имеющие два и более пролетов, бескрановые или с кранами небольшой грузоподъемности, иногда проектируют с неполным каркасом. В таких зданиях пристенные колонны отсутствуют, а наружные сте­ны выполняют несущие и ограждающие функции.

Технико-экономическая оценка зданий
Разместить одно и то же производство можно в зданиях с различ­ными объемно-планировочными и конструктивными решениями. Задан­ные санитарно-гигиенические и бытовые условия также могут быть до­стигнуты несколькими способами. Задачей проектировщиков является выбор такого варианта из намеченных, при котором производство про­дукции, максимально удовлетворяя всем условиям, отвечало бы требо­ваниям экономической эффективности использования средств.
По каждому намеченному варианту проектируемого здания состав­ляют технико-экономические показатели, сопоставляя которые выбирают самый эффективный из них. В отдельных случаях показатели сравнивают с эталоном аналогичного производства или с данными действующих предприятий.
Технико-экономическую оценку объемно-планировочных и конструк­тивных решений промышленных зданий производят по указанным ниже характеристикам, исчисляемым раздельно для производственных и административно-бытовых помещений.
Полезную площадь Sп определяют как сумму площадей всех этажей, измеренных в пределах внутренних поверхностей наружных стен, за вычетом площадей лестничных клеток, шахт, внутренних стен, опор и перегородок. В полезную площадь производственного здания включают площади антресолей, этажерок, обслуживающих площадок и эстакад.
Рабочую площадь Яр производственного здания определяют как сумму площадей помещений, располагаемых на всех этажах, а также на антресолях, обслуживающих площадках, этажерках и прочих помеще­нии, предназначаемых для изготовления продукции. В рабочую площадь бытовых помещений включают площади помещений, предназначаемых для обслуживания рабочих (гардеробные, душевые, уборные, умываль­ные, курительные и т. д.).
Площадь застройки Sз определяется в пределах внешнего пери­метра наружных стен на уровне цоколя зданий. Конструктивную площадь Sк определяют как сумму площадей сечения всех конструктивных элементов в плане здания (колонн, стен) Подсчитывают площадь наружных стен и вертикальных ограж­дений фонарей По.
Объем здания V исчисляется умножением измеренной по внешне­му контуру площади поперечного сечения (включая фонари) на длину здания (между внешними гранями торцовых стен). Объем подвальных и полуподвальных этажей исчисляют умножением площади застройки на высоту этих этажей.
Определяют стоимость здания (С), затраты труда на возведение (3), массу здания {В), расход основных строительных материалов (М), объем сборного железобетона (Ж). Указанные характеристики подсчитывают для всех вариантов проек­тируемого здания. Для анализа и окончательного выбора наиболее эко­номичного из вариантов определяют показатели Ки К2, « »
Коэффициент K1, характеризующий экономичность объем но-плани­ровочного решения, вычисляют как отношение объема здания к полезной площади. Чем ниже значение этого показателя, тем экономичнее объ- емно-планировочное решение здания.
Коэффициент К2, характеризующий целесообразность планировки, определяют отношением рабочей площади к полезной. Чем выше значе­ние К2, тем экономичнее планировка.
Коэффициент Дз, характеризующий насыщение плана здания стро­ительными конструкциями, определяют отношением конструктивной пло­щади к площади застройки. Чем ниже этот показатель, тем экономичнее решение.
Коэффициент Ki характеризует экономичность формы здания и опре­деляется отношением площади наружных стен и вертикальных ограж­дений фонарей к полезной площади. Чем ниже здание Ка, тем эконо­мичнее форма здания.
Коэффициент Къ выражает стоимость единицы рабочей площади или объема здания.
Коэффициент характеризует расход основных материалов на еди­ницу рабочей площади или объема здания (металла и цемента в кг, бе­тона и железобетона в м3, леса в м3 в переводе на круглый лес и других материалов).
Коэффициент К? отражает экономичность конструктивного решения здания и определяется отношением массы здания к единице рабочей площади или объема.
Коэффициент Кв характеризует трудоемкость, приходящуюся на еди­ницу площади или объема здания.
Коэффициент К9 отражает сборность здания и определяется отноше­нием стоимости сборных конструкций и их монтажа к общей стоимости здания.

Особенности универсальных зданий
Объемно-планировочное и конструктивное решения промышленного здания, как отмечалось, определяются характером технологического про­цесса. Изменения технологии, вызываемые совершенствованием способов производства и оборудования, сменой номенклатуры и повышением тре­бований к качеству продукции, а также экономическими факторами, ча­сто влекут за собой переустройства зданий заводских цехов.
В современном производстве в различных отраслях промышленности периоды модернизации технологии колеблются в пределах от 2-3 до 20-25 лет. При этом часто изменяются и габариты технологического оборудования.
Следовательно, промышленные здания, запроектированные только на заданный технологический процесс, в результате непрерывного техни­ческого прогресса через несколько лет требуется реконструировать. При этом неизбежны большие материальные затраты, а отдельные цехи вы­ходят на долгое время из эксплуатации.
Переустройства и реконструкция зданий для приспособления их к измененной технологии производства часто необходимы и в тех случаях,: когда здания еще имеют нормальное физическое состояние и могли бы служить десятки лет. Иначе говоря, здание, перестав удовлетворять тре­бованиям новой технологии производства, считается морально устарев­шим или изношенным.
Срок морального износа промышленного здания (период соответст­вия его модернизированному производству) можно определить ориенти­ровочно на основе анализа развития данного производства с учетом тем­пов развития промышленности в будущем. Срок физического износа зда­ния подсчитывают более точно, так как он регламентируется степенью капитальности здания. Наиболее экономичными здания будут в том слу­чае, когда предельно сближены сроки их морального и физического износа. После этого периода эксплуатации здание должно подлежать сносу или коренной реконструкции.
При современных темпах развития социалистической промышлен­ности наиболее целесообразны здания, легко приспособляемые к измене­ниям технологии производства или позволяющие размещать в них раз­личные производства без нарушения архитектурно-строительной основы. Такие здания, впервые разработанные советскими инженерами, получили название «гибких» или универсальных. Универсальные промышленные здания практически не претерпевают морального износа и поэтому их проектируют высокой капитальности, обеспечивающей длительный срок- эксплуатации.
Главной особенностью гибких или универсальных зданий является коупненная сетка колонн. Меньшее количество внутренних опор позво­ляет облегчить процесс модернизации технологии, расставлять оборудо­вание более экономно, организовать технологический поток вдоль или поперек пролетов, улучшить условия труда в цехах. Кроме того, резкое уменьшение количества несущих элементов здания позволяет уменьшить трудоемкость и сократить сроки строительства, а в отдельных случаях и снизить стоимость зданий.

Унификация -- приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.

Типизация -- техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.

Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных параметров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режимов и т. п.

Типовые объемно-планировочные и конструктивные решения должны позволять внедрять прогрессивные нормы и методы производства и предусматривать возможность развития и совершенствования технологии производства. Здесь надо иметь в виду, что периоды перестановки и замены технологического оборудования весьма различны: для одних производств они равны 3--4 годам, для других -- 10 годам и более.

При разработке вопросов типизации и унификации учитывают также перспективы развития несущих конструкций (особенно большепролетных зданий), требования модульной системы, возможность обеспечения выразительного архитектурно-художественного облика зданий и технико- экономические показатели.

Таким образом, унифицированные объемно-планировочные и конструктивные решения не являются чем-то застывшим; они постоянно совершенствуются в связи с прогрессом в технологии строительного производства, изменением норм проектирования и градостроительных требований.

Обеспечить взаимозаменяемость элементов можно при комплексном подходе к их конструированию. Необходимым условием взаимозаменяемости является выработка единой системы допусков изготовления и сборки конструкций вне зависимости от их материалов.

Примерами взаимозаменяемых конструкций могут служить замена металлических ригелей железобетонными или деревянными, покрытии с прогонами беспрогонными, стеновых блоков крупноразмерными панелями и т. п. Взаимозаменяемыми должны быть панели наружных стен зданий, одинаковые по размерам, по теплотехническим и иным качествам, но выполненные из различных материалов.

Высшей формой унификации является создание универсальных конструкций и деталей, пригодных для различных объектов и конструктивных схем (например, использование колонн одного типоразмера в зданиях с различными пролетами, применение одних и тех же панелей для стен и покрытий и т. п.).

Подобно универсальным планировочным решениям, делающим здания гибкими в технологическом отношении, универсальные конструкции и детали расширяют область их использования. Итак, основными задачами унификации и типизации являются:

уменьшение числа типов промышленных зданий и сооружении и создание условий для их широкого блокирования;

сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и деталей с целью повышения серийности и снижения стоимости их заводского изготовления;

рациональное членение конструкций на монтажные единицы и разработка несложных приемов их сопряжения и крепления;

создание лучших условий для использования прогрессивных технических решений.

Объемно-планировочное решение здания (ОПР) Расположение (компоновка) помещений

Расположение (компоновка) помещений заданных размеров и формы в едином комплексе, подчиненное функциональным, техническим, архитектурно-художественным и экономическим требованиям, называется объемно-планировочным решением здания (ОПР) .

Весь внутренний объем здания разделяется горизонтальными (междуэтажными перекрытиями) и вертикальными (стенами и перегородками) конструкциями на отдельные помещения.

Помещения по способу их связи между собой могут быть непроходными (изолированными) и проходными (неизолированными). Непроходные помещения сообщаются между собой с помощью третьего помещения, обычно одного из коммуникационных (коридора, лестничной клетки и др.).

По признакам расположения и взаимосвязи помещений различают несколько объемно-планировочных систем зданий:

анфиладная ;

система с горизонтальными коммуникационными помещениями ;

зальная ;

атриумная ;

секционная ;

смешанная (комбинированная ).

Если помещения соединяются друг с другом непосредственно через проемы в стенах или перегородках, то такой прием называется анфиладной системой планировки (см. рис. 2.1). Эта система позволяет создать здание очень компактной и экономичной структуры в связи с отсутствием (или минимальным объемом) коммуникационных помещений. Все основные помещения в здании при анфиладной системе являются проходными, поэтому она применима лишь в зданиях преимущественно экспозиционного характера (музеях, картинных галереях, выставочных павильонах), либо частично в отдельных элементах здания, например, между помещениями одной воспитательной группы в детском дошкольном помещении.

Рис. 2.1. Анфиладная система планировки

Система с горизонтальными коммуникационными помещениями предусматривает связь между основными помещениями здания через коммуникационные помещения (коридоры, открытые галереи). Это позволяет основные помещения проектировать непроходными. При этом помещения могут быть расположены по одну (рис. 2.2 а ) или по обе стороны коридора (рис. 2.2 б ). При одностороннем расположении помещений коридор имеет хорошую освещенность естественным светом, которая в некоторых случаях необходима, например, в школах, где коридор одновременно служит в качестве рекреационного помещения.

Рис. 2.2. Система планировки с горизонтальными коммуникационными помещениями

а – галерейная; б – коридорная

Планировочная компактность и экономичность решения здания с горизонтальными коммуникациями оценивается количеством площади основных и вспомогательных помещений здания на единицу площади или длины коммуникационных помещений. По этому признаку наиболее экономичны схемы с двумя параллельными или кольцевыми коридорами. Системы планировки с горизонтальными коммуникационными помещениями широко применяется в проектировании гражданских зданий самого различного назначения – общежитий, гостиниц, школ, больниц, административных зданий и т.п.

Зальная система планировки предусматривает одно большое (главное) помещение здания, как правило, определяющее его функциональное назначение (кинозал, спортивный зал и т.п.), вокруг которого группируются остальные необходимые помещения (см. рис. 2.3). Наиболее распространена эта система при проектировании зрелищных, спортивных и торговых зданий. Зальную систему применяют для зданий с одним или несколькими залами.

Рис. 2.3. Зальная система планировки

Атриумная система – с открытым или крытым двором (атриумом), вокруг которого размещены основные помещения, связанные с ним непосредственно через открытые (галереи) или закрытые (боковые коридоры) коммуникационные помещения (см. рис. 2.4).

Рис. 2.4. Атриумная система планировки

1 – атриум; 2 – коммуникационные помещения

Помимо традиционного использования в южном жилище она широко применяется в проектировании малоэтажных зданий с крупными залами (крытых рынках, музеях, выставочных комплексов, школ), а также многоэтажных гостиниц и административных помещений.

Рис. 2.5. Секционная система планировки

1 – блок-секции; 2 – вертикальные коммуникации (лестнично-лифтовые узлы)

Некоторые многофункциональные здания имеют смешанную систему планировки , поскольку в здании объединяются помещения для различных функциональных процессов (главных и подсобных). Так, например, в здании крупного физкультурно-оздоровительного комплекса зальная система спортивных залов сочетается с коридорной планировкой помещений для занятий в спортивных секциях и кружках (см. рис. 2.6).

Рис. 2.6. Смешанная система планировки

1 – зальная система; 2 – коридорная система

Как правило, требованиям удобства отвечает наиболее компактное размещение помещений с кратчайшими путями движения людей и средств транспорта, без взаимных их пересечений и встречного движения. Чем короче пути движения и, следовательно, меньше по площади коммуникационные помещения, тем меньше объем здания и ниже его стоимость.

Помещения, связанные функциональным или технологическим процессом, должны располагаться возможно ближе друг к другу. Это условие особенно важно для производственных предприятий, где протяженность путей движения предметов производства влияет не только на объем здания, но и на стоимость продукции. Не менее важно для производственных и общественных зданий отсутствие пересечений людских потоков, а пересечение людских потоков с грузовыми вообще недопустимо как по технологическим условиям, так и по условиям безопасности.

Разработка объемно-планировочного решения (ОПР) осуществляется на основе схемы функциональных процессов, происходящих в здании (функциональной илитехнологической схемы ). Она представляет собой условное графическое изображение группировки помещений и функциональных связей между ними. Например, в здании театра помещения группируются, как правило, по однородным функциональным признакам. Артистические помещения группируются близ сцены, с которой должна быть обеспечена удобная связь, а к зрительному залу примыкают фойе и кулуары, представляющие группу помещений с однородным функциональным процессом (см. рис. 2.7).

При значительной сложности составления (например, при проектировании промышленных зданий со сложным технологическим процессом – сборочных конвейеров автозаводов и т.п.) функциональная или технологическая схема разрабатывается специалистом-технологом совместно с архитектором.

Рис. 2.7. Функциональная схема здания театра

При группировке помещений согласно функциональной схеме и определении целесообразных связей между ними параллельно выявляют целесообразность организации связей по горизонтали или по вертикали в соответствии с выбранной этажностью.

Проектирование здания, т.е. компоновку помещений, удобно вести, пользуясь сеткой разбивочных осей. Размеры пролетов и шагов определяются, сообразуясь с размерами и желательными пропорциями помещений и размерами (по каталогу) типовых несущих конструкций перекрытий и покрытий. Затем, учитывая заданную площадь помещений, намечается их размещение.

Основная форма помещений в плане – прямоугольная, хотя возможны и другие, более сложные формы. Компоновка помещений должна отвечать функциональным, техническим, архитектурно-художественным и экономическим требованиям.

Форма здания в плане обычно также прямоугольная или состоит из нескольких связанных между собой прямоугольных частей. Возможны и другие сложные формы. Например, для общественных зданий с залами форма плана и здания в целом определяется особенностями функционального процесса.

Объемное решение, являющееся основой архитектурной композиции здания, определяется его формой в плане, а также количеством этажей и формой покрытия.

Этажность здания зависит от его назначения, экономических соображений, градостроительных требований и природных данных строительной площадки. В том случае, когда функциональный процесс может осуществляться в любых зданиях, этажность выбирается на основании сопоставления вариантов сих технической, экономической и архитектурно-художественной оценкой.

Малая этажность зданий школ, детских садов-яслей обусловлена, например, стремлением максимально избежать передвижения детей по лестницам. Кинотеатры, магазины, музеи, вокзалы и т.п. целесообраз­но размещать в зданиях малой этажности, чтобы не затруднять людей хождением по лестницам, облегчить эвакуацию людей в случае пожара, не создавать больших нагрузок на перекрытия. Производственные цехи с тяжелым и громоздким оборудованием или установками, вызывающими динамические нагрузки, желательно располагать в одноэтажных зданиях.

Нередко этажность здания зависит от этажности соседних построек или утвержденной генеральным планом застройки данного района города для достижения его архитектурного единства (здания должны находиться в контексте с окружающей застройкой).

На выбор этажности также влияют местные усло­вия: рельеф площадки, гидрогеологические характеристики грунтов. При рельефе с большими уклонами, а также при слабых грунтах целесообразно повышение этажности, чтобы уменьшить затраты на земляные работы и на устройство фундаментов. Одноэтажные здания с большими размера­ми в плане в целях уменьшения объема земляных работ целесообразно располагать только на площадках с пологим рельефом.

При проектировании многоэтажного здания помещения обычно группируются с учетом предполагаемой этажности так, чтобы площади этажей были одинаковы.

Многие здания независимо от назначения имеют однотипные отдельные помещения и их группы – архитектурно-планировочные элементы (главный вход в здание, лестница, транспортные узлы, санитарно-технические узлы). Их планировочное решение и размещение в здании оказывает существенное влияние на компоновку плана здания в целом.

Каждое здание, как правило, имеет главный вход и обычно несколько второстепенных (служебных ) входов . Через главный вход проходят основные массы людей, участвующих в функциональном процессе; второстепенные входы обычно обслуживают подсобные функциональные процессы, а также являются запасными эвакуационными выходами.

Главный вход в здание должен быть хорошо виден при приближении к нему. Входная площадка обычно защищается навесом от атмосферных осадков. Для защиты от проникания холодного воздуха у наружных дверей устраиваются небольшие помещения – тамбуры . Для климатической зоны, в которой находится Нижегородская область, достаточно применение обычного одинарного тамбура. Для северных регионов (при более низкой температуре наиболее холодной зимней пятидневки) обязательно применение двойного тамбура. Более подробно эти требования для жилых, общественных и промышленных зданий будут рассмотрены в соответствующих курсах.

Далее располагается вестибюль и гардероб . Вестибюль – это коммуникационное помещение с распределительными функциями, откуда потоки людей направляются в коридоры, на лестницы, к подъемникам. Площадь гардероба и вестибюля зависит от количества пользующихся ими людей. При входном узле обычно располагаются некоторые помещения обслуживающего назначения (комнаты охраны , торговые киоски , санитарные узлы и т.п.).

Для сообщения между этажами здания устраиваются лестницы и подъемники периодического (лифты ) или непрерывного (эскалаторы ) действия. В зданиях с большими людскими потоками применяются эскалаторы, т.е. движущиеся лестницы, а вместо лестниц – пандусы , т.е. наклонные пологие поверхности без ступеней.

Лестница, по которой направляется основной поток людей, считается главной и отличается от других лестниц большими размерами и меньшим уклоном. Остальные лестницы называются второстепенными и служебными (если связаны с подсобным функциональным процессом). Ширина лестничных маршей и лестничных площадок зависит от этажности, значимости лестницы и числа пользующихся лестницей. Для безопасности движения ширина марша основных эвакуационных лестниц должна быть не менее 1,05 м в секционных жилых домах, не менее 1,2 м – в коридорных жилых домах, не менее 1,35 м – в общественных зданиях. Во всех случаях ширина лестничной площадки не должна быть меньше ширины марша.

Уклон лестничных маршей (отношение вертикальной проекции марша к горизонтальной) зависит от количества этажей, значимости лестницы и принимается 1:2 ? 1:1,75. Этим уклонам соответствуют и размеры ступеней: высота (подступенок ) 160 ? 165 мм; ширина (проступь ) 300 ? 290 мм.

Пологие марши следует проектировать в лестницах многоэтажных зданий и на главных лестницах, а более крутые марши предусматриваются в малоэтажных зданиях и второстепенных лестницах. Для безопасности в случае пожара в многоэтажном здании должно быть не менее двух лестниц, заключенных в лестничные клетки, освещенные естественным светом и имеющие наружные выходы. Расстояния от наиболее удаленных помещений до эвакуационной лестницы или наружного выхода имеют строгие нормативные ограничения в зависимости от типа здания, его этажности, степени огнестойкости и др.

Наиболее распространенные и экономичные двухмаршевые лестницы. Однако могут быть и другие типы лестниц, например трехмаршевые, в которых в пределах этажа размещаются три марша, многомаршевые с различным расположением маршей, круглые (винтовые) лестницы. Более подробно конструктивное исполнение лестниц рассмотрено во второй главе данного Пособия.

Во всех зданиях, имеющих более 5 этажей, устраиваются лифты, как правило, располагаемые в пределах лестничной клетки или близ нее.

Расположение лестничных клеток и шахт лифтов в значительной степени влияет на планировку, поскольку они должны занимать одно и то же относительное положение в плане каждого этажа здания.

На планировку этажей влияет также положение санитарных узлов, кухонь и других помещений, которые всегда располагаются в этажах по одной вертикали друг над другом. Такое расположение значительно облегчает разводку в здании трубопроводов водоснабжения, газа и канализации. Кроме того, «мокрые» помещения (т.е. помещения, в которых возможна повышенная влажность воздуха и намокание конструкций) размещаются в здания компактно, чтобы не оказывать вредного влияния на другие помещения. Нежелательно также расположение «мокрых» помещений у наружных стен здания.

Вертикальные несущие конструкции (стены и колонны), так же как лестницы и шахты лифтов, должны пересекать все этажи, занимая одно и то же место в плане на каждом этаже. Только в отдельных случаях несущие стены и столбы верхних этажей могут опираться на горизонтальные несущие конструкции. Поэтому помещения с большими пролетами целесообразно располагать в верхних этажах или выносить их в одноэтажные части здания, чтобы не опирать на перекрытие большого пролета конструкции верхнего этажа.

Таким образом, экономичное решение конструктивной схемы оказывает существенное влияние и на общее планировочное решение здания.

Однако ведущим фактором в проектировании здания, определяющим его объемно-планировочное решение, остается функциональный процесс. Новые функциональные процессы или изменения существующих процессов обуславливают появление новых объемно-планировочных и конструктивных решений зданий.

На объемно-планировочное решение оказывают влияние и природные условия, в которых будет возводиться здание. Суровый климат предопределяет компактные объемы зданий с минимальной площадью наружных ограждений. В теплом климате, наоборот, целесообразны усложненные объемы зданий, дающие больше тени, способствующие связи помещений здания с окружающей природой.

Несмотря на многообразие производств и соответственно объемно-планировочных и конструктивных решений зданий, могут быть выделены некоторые общие принципы этих решений. Среди них, прежде всего, следует выделить блокирование в одном промышленном здании некоторых производственных помещений, обслуживающих один технологический процесс, или некоторых цехов с разными технологическими процессами или даже разных промышленных предприятий.

Опыт проектирования показывает, что с помощью блокирования можно в отдельных случаях уменьшить площадь заводской территории на 30%, сократить периметр наружных стен до 50%, снизить стоимость строительства на 15—20%.

Вместе с тем блокирование, учитывая разные характеристики технологических процессов, может создать определенные трудности в объемно-планировочных и конструктивных решениях зданий, имея в виду возможные различные требования к размерам пространства, к метеорологи-ческому режиму, воздушной среде и пр.

Блокирование на территориях, с относительно неспокойным рельефом, может привести к неоправданному возрастанию объема земляных работ и снижению экономического эффекта. Поэтому блокирование целесообразно в тех случаях, когда характеристики технологических процессов (например, по нагрузкам, требованиям к среде и др.) относительно близки между собой и когда местные условия строительства не вызывают серьезных трудностей (например, по рельефу, размерам территории и пр.).

Следует отметить еще один положительный фактор блокирования — возможность объединения однородных вспомогательных цехов (например, ремонтно-механических, складских и т. п.) разных производственных процессов. Такое объединение дает возможность не только сократить требуемые объемы здания в результате уменьшения вспомогательных площадей, но и уменьшить количество персонала.

Рис.1. Блокирование в одном здании двух предприятий с различной технологией производства - текстильной фабрики и завода электротехнических изделий.

Наряду с блокированием сохраняет свое значение и павильонная застройка, когда она оправдана характером технологического процесса (например, сопровождаемого значительными тепло- и газовыделениями), местными условиями и главное — доказательными экономическими преимуществами.

На основании экономических соображений в промышленности приборостроения получил, например, применение так называемый «модульный принцип» формирования структуры предприятия, согласно которому предприятие состоит из нескольких авто-номных однородных единиц — «технологических модулей», размещаемых в отдельных небольших производственных зданиях (корпусах-модулях).

Экономический эффект достигают за счет введения в эксплуатацию сначала первого корпуса-модуля и получения готовой продукции, а затем последовательно вводимых других корпусов. Таким образом, к окончанию строительства последнего корпуса-модуля, т. е. к моменту окончания строительства предприятия в целом, оно выпускает готовую продукцию во все нарастающем объеме. Следует отметить, что при «модульном принципе» утрачиваются преимущества блокирования.

В решении вопроса о блокировании или применении павильонной застройки существенную роль наряду с перечисленными выше технологическими факторами играет экономика

Выбор этажности представляет собой одну из важных задач, решаемых в процессе проектирования.

Если характеристики технологического процесса допускают с одинаковой степенью целесообразность применения как одноэтажных, так и многоэтажных зданий, выбор этажности здания зависит от местных условий (площади участка, отведенного под строительство, его рельефа, климатических характеристик местности и т. п.), а также от технических и эко-номических показателей.

Следует иметь в виду, что одноэтажные здания позволяют более свободно размещать и перемещать оборудование при модернизации технологического процесса. В них относительно просто решается устройство подъемно-транспортного оборудова-ния и естественного освещения по всей производственной площади цеха. Вместе с тем одноэтажные промышленные здания требуют значительных территорий, которые, бывает часто трудно выделить по условиям застройки города, а с другой — городские территории имеют большую ценность в связи с наличием элементов благоустройства (дороги, подземные коммуникации и т. п.) и перспективами дальнейшего развития города. Строительство одноэтажных промышленных зданий в загородной зоне влечет за собой сокращение нередко ценных сельскохозяйственных угодий.

Следует иметь в виду, что в многоэтажных зданиях общая площадь всегда на 15—20% выше, чем в одноэтажных, за счет устройства лестниц, подъемников, большого числа других коммуникационных помещений. Поэтому при выборе этажности основным критерием считают экономические показатели, получаемые на основании сравнения вариантов возможных ре-шений, если какие-либо из технологических требований не определяют заведомо этажность.

Наконец, следует выделить принцип унификации решений зданий, который преследует получение относительно лучшего объемно-планировочного и конструктивного решения, способствует повышению гибкости или универсальности объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий, что имеет большое значение для ускорения научно-технического прогресса.

Повышение универсальности или гибкости производственных зданий достигают прежде всего в результате освобождения пространства, например, за счет увеличения сетки колонн и в необходимых случаях за счет повышения высоты помещения (в чистоте). Повышение универсальности также достигают некоторыми конструктивными мероприятиями, например, устройством в одноэтажных промышленных зданиях по всей его площади усиленного пола, допускающего установку оборудования в любом месте помещения без устройства специальных фундаментов.

Преследуя повышение универсальности, нельзя забывать об экономической стороне дела. Например, увеличение сетки колонн может привести к повышению стоимости конструкций покрытия из-за увеличения пролета или шага вертикальных опор. Поэтому, принимая то или иное решение, учитывающее условия повышения универсальности здания, необходимо проверить его экономическую эффективность.

Как указывалось, целесообразное решение промышленного здания определяют прежде всего экономичным использованием пространства, т. е. его площадей и объемов для того технологического процесса, для которого оно предназначено. Приблизительно требуемые производственные площади определяют по мощности предприятия на основе укрупненных отраслевых показателей выпуска готовой продукции в тоннах или рублях с I м2 площади. Отраслевые показатели выводят на основе показателей действующих од-нородных передовых в техническом и производственном отношениях предприятий.

При проектировании здания уделяют большое внимание не только рациональному расположению технологического оборудования, удобной транспортировке сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, но и правильной орга-низации рабочих мест, обеспечению безопасности и созданию условий труда, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям.

Объемно-планировочное решение должно быть возможно проще по своей форме. Здание прямоугольное в плане с параллельно расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты упрощает конструктивное решение, повышает степень сборности конструкций, сокращает число их типоразмеров.

Важный общий принцип объемно-планировочных решений — изоляция вредностей одних производственных помещений от других. Видимое влияние могут оказывать метеорологический режим, состав воздуха, шум, вибрация. Например, производства, технологический процесс которых сопровождается значительными тепло или газовыделениями, размещают в одноэтажных зданиях, при этом ширину и профиль таких зданий назначают с учетом обеспечения эффективной аэрации. Очевидно, при этом может быть предпочтительна павильонная застройка, обеспечивающая надежную изоляцию помещений с нормальным режимом. Производства, при которых в воздух могут выделяться ядовитые газы, пары и пыль в концентрациях, превышающих предельно допустимые нормы, располагают в отдельных помещениях, изолированных от других помещений зданий соответствующими ограждающими конструкциями.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий оказывают природно-климатические характеристики места строительства по тем-пературному и ветровому режимам, по количеству осадков и другим показателям. В суровых климатических условиях предпочтительны, например, здания с меньшей площадью наруж-ных ограждающих конструкций (блокированные, многоэтажные) в целях снижения теплопотерь и. следовательно, повышения экономичности здания в эксплуатации. Повторяемость, скорость и направление ветров, а также закономерности снегопереноса оказывают влияние на выбор профиля покрытия, если предусматривают аэрацию и естественное освещение через фонари. Характеристики светового климата вообще определяют решение естественного освещения, размеры светопроемов и размеры фонарей. Из сказанного следует сделать вывод, что климатические характеристики тщательно выявляют и учитывают при принятии проектного решения.

Значительное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения оказывают требования пожарной безопасности. В соответствии с ними определяют наибольшую допускаемую этажность зданий, требуемую этажность зданий, требуемую степень огнестойкости их конструкций и наибольшую допускаемую площадь этажа между противопожарными пре-градами.

Если позволяет технологический процесс, помещения с производствами, наиболее опасными в пожарном отношении, располагают в одноэтажных зданиях у наружных стен, а в мно-гоэтажных зданиях — на верхних этажах. Из здания на случай воз-никновения пожара предусматривают возможность безопасной эвакуации людей, для чего проектируют эвакуационные пути и выходы.

Эвакуационные выходы для людей не предусматривают через помещения с производствами категорий А, Б и Е, а также через помещения в зданиях IV и V степени огнестойкости.

Категории производств А и Б — взрыво-, пожароопасные производства. Производства категории А характеризуется применением, хранением или образованием в процессе производства горючих газов, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28° С включительно при условии, что указанные газы и жидкости могут образовывать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха и друг с другом.

Производства категории Б характеризуются наличием горючих газов, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28 до 61° С включительно; жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; горючие пыли или волокна, нижний предел взрываемости которых 65 г/м3 и менее к объему воздуха, при условии, что указанные газы, жидкости и пыли могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещения.

Производства категории В характеризуются наличием жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С; горючей пыли или волокон, нижний предел взрываемости которых более 65 г/м3 к объему воздуха; веществ, способных только гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом; твердых сгораемых веществ и материалов.

В качестве эвакуационных выходов используют предусматриваемые для, производственных целей проезды, проходы, лестницы, двери и ворота, за исключением ворот, предназначенных для пропуска железнодорожного транспорта.

Число эвакуационных выходов из каждого помещения должно быть не менее двух. Наружные пожарные лестницы, удовлетворяющие противопожарным требованиям, могут быть ис-пользованы в качестве выходов со второго и вышерасположенных этажей. В зависимости от категории пожарной опасности производства и степени огнестойкости здания расстояние от наиболее удаленного рабочего места до выхода наружу или в лестничную клетку принимают таким, чтобы люди могли покинуть помещение за то время, пока пребывание в нем допустимо, т. е. до тех пор, пока не распространится огонь и продукты горения.

Ширину коммуникационных помещений и дверей на путях эвакуации принимают в зависимости от числа людей, находящихся на наиболее населенном этаже (кроме первого), с таким расчетом, чтобы их пропускная способность полностью обеспечивала эвакуацию в заданное время.. В большинстве случаев конструкции одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий выполняют по каркасной схеме. Каркасные системы наиболее рациональны при значительных статических и динамических нагрузках, характерных для промышленных зданий, и значительных размерах перекрываемых пролетов.

Однако при небольших пролетах (до 12 м) и отсутствии тяжелого подъемно-транспортного оборудования вместо каркасных конструкций применяют конструкцию с несущими стенами. Основные конструктивные элементы таких зданий — стены, несущие конструкции покрытия (балки или фермы) и уложенные по ним плиты покрытия. Поскольку в промышленных зданиях обычно отсутствуют внутренние поперечные стены, устойчивость наружных стен достигается устройством пилястр, которые располагают с внутренней или наружной стороны стены, чаще всего в местах опирания несущих конструкций покрытия.

Несущим остовом одноэтажного каркасного промышленного здания служат поперечные рамы и связывающие их продольные элементы.

Рис.2. Основные элементы каркаса одноэтажного промышленного здания. а - общий вид; б - схема устройства подстропильных конструкций; в - схема устройства вертикальных связей в покрытии: 1 - фундамент под колонну, 2 - колонна каркаса, 3 - ригель (балка или ферма), 4 - подкрановая балка, 5 - фундаментная балка; 6 - несущая конструкция ограждающей части покрытия плиты; 7 - подстропильная ферма; 8 - вертикальные связи между колоннами, 9 - вертикальные связи в покрытии; 10 - наружная стена, 11 - оконные переплеты; 12 - — ограждающая конструкция покрытия (пароизоляция, термоизоляция и кровля). 13 - воронка внутреннего водостока.

Поперечная рама каркаса состоит из стоек, жестко заделанных в фундамент, и ригелей (ферм или балок), являющихся несущими конструкциями покрытия, опертых на стойки каркаса.

Подольные элементы каркаса обеспечивают устойчивость каркаса в продольном направлении и воспринимают кроме нагрузок собственной массы продольные нагрузки от торможения кранов и нагрузки от ветра, действующего на торцевые стены зда-ния. К. этим элементам относятся: фундаментные, обвязочные и подкрановые балки, несущие конструкции ограждающей части покрытия и специальные связи (между стойками и между несущими конструкциями покрытия) .

Наружные стены каркасных зданий представляют собой лишь ог-раждающие конструкции и поэтому решаются как самонесущие или навесные. Конструктивная система покрытия может быть беспрогонной или с прогонами. В первом случае по несущим конструкциям покрытия укладывают крупноразмерные плиты (па-нели). Во втором случае вдоль здания укладывают прогоны, а по ним в поперечном направлении — плиты небольшой длины. Беспрогонная схема покрытия по затратам материала более экономична.

При шаге колонн каркаса 12 м и более возникает необходимость устройства подстропильных конструкций, на которые через 6 или 12 м устанавливают ригели (балки) или фермы. В случае, когда отсут-ствует подвесной транспорт и несущей конструкцией ограждающей части покрытия служат железобетонные плиты длиной 12 м, надобность в подстропильных конструкциях при шаге колонн каркаса, равном пролету плит, отпадает.

В некоторых промышленных зданиях, например цехах металлургических заводов, подстропильные конструкции имеют значительные пролеты, в мартеновских цехах, где печи размещены в средней части здания, колонны каркаса среднего ряда распо-лагают с шагом 36 м.

Рис.3. Устройство подстропильных конструкций больших пролетов. а,б - в главном здании мартеновского цеха с печами емкостью 500 т (а - поперечный разрез; б - продольный разрез); в - в прокатном цехе, Р— разливочный пролет. П печной пролет; 1 — разливочный кран грузоподъемностью 350/75/15 т; 2 - заливочный край грузоподъемностью 180/50т; 3 - консольно-поворотный передвижной кран грузоподъемностью Зт; 4 - консольный передвижной кран грузподъемностью 3 т, 5 - шихтовый открылок; 6 - защитный экран, 7 - подкрановые балки. 8 - стропильные фермы; 9 - подстропильные фермы, 10 - отрезки колонн

Подстропильные конструкции выполняют в виде ферм, которые воспринимают либо нагрузку от покрытия, либо нагрузку от мостовых кранов (рис. 7, а).

Подстропильные фермы, перекрывающие пролет 72 м, выполнены по типу стальных мостовых ферм с клепаными соединениями (рис.7. в). В данном случае они воспринимают кроме нагрузки подкрановых балок нагрузки от отрезков колонн, которые вклепаны в подстропильные фермы.

Покрытия с несущими конструкциями в виде железобетонных балок или ферм с уложенными по ним плитами имеют приведенную толщину бетона 80—100 мм при собственной массе (весе) 1 м2 покрытия 200— 250 кг. При такой массе покрытия значительную часть бетона и арматурной стали расходуют на то, чтобы воспринять собственную массу конструкции. Поэтому наряду с этими конструкциями покрытий в настоящее время широко распространены облегченные конструкции с применением металлического профилированного настила с легким утеплителем, укладываемого по прогонам.

Весьма перспективны покрытия в виде тонкостенных пространственных конструкций: оболочек, сводов, складок и др., примеры которых рассмотрены далее. Известны решения про-странственных армоцементных покрытий, масса 1 м которых 45—55 кг, а приведенная толщина оболочки 15— 20 мм.

Многоэтажные промышленные здания проектируют, как правило, с полным сборным железобетонным каркасом и самонесущими или навесными стенами и, в отдельных случаях, с неполным каркасом и несущими стенами. Основные элементы каркаса — колонны, ригели, плиты перекрытий и связи. Междуэтажные перекрытия выполняют из сборных железобетонных конструкций двух типов: балочные и безбалочные.

При безбалочных перекрытиях функцию ригелей выполняют железобетонные плиты, располагаемые по разбивочным осям колонн. Колонны и ригели, соединенные жестко в узлах между собой, образуют рамы каркаса, которые могут располагаться поперек, вдоль или одновременно в обоих направлениях.

Междуэтажные железобетонные перекрытия служат жесткими горизонтальными связями: они распределяют горизонтальную (ветровую) нагрузку между элементами каркаса и обеспечивают совместную пространственную работу всех элементов каркаса здания.

Функцию вертикальных связей выполняют поперечные или продольные железобетонные стены, или крестообразные стальные элементы, устанавливаемые между колоннами, или жесткое ядро, образуемое сочетанием поперечных и продольных железобетонных стен, образующих лестничные клетки, лифты.

Сборные железобетонные каркасы могут быть решены по рамной, рамно-связевой или связевой системе. При рамной системе каркаса пространственная жесткость здания обеспечивается работой самого каркаса, рамы которого воспринимают как горизонтальные, так и вертикальные нагрузки. При рамно-связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются рамами каркаса, а горизонтальные — рамами и вертикальными связями (диафрагмами). При связевой системе вертикальные нагрузки воспринимаются колоннами каркаса, а горизонтальные — вертикальными связями.

Рамно-связевые системы имеют некоторые преимущества по сравнению с рамами, так как упрощаются узловые сопряжения элементов каркаса и их можно унифицировать, достигая неко-торое сокращение расхода стали за счет облегчения закладных деталей в стыках и уменьшения арматуры в колоннах.

В тех случаях, когда поперечные стены или лестничные клетки отсутствуют или расстояние между ними очень велико, а также когда перекрытия ослаблены отверстиями, обеспечить удовлетворительную работу сборного железобетонного каркаса рамно-связевой системы не представляется возможным. В таких случаях применяют сборный каркас рамной системы. В отдельных случаях каркас может быть решен с балочной конструкцией перекрытия и жестким железобетонным монолитным ядром. Ядро на всю высоту здания выполняют в подвижной опалубке.

Требования пожарной безопасности в конструктивных решениях промышленных зданий сказываются прежде всего в устройстве противопожарных преград., т. е. противопожарных стен (брандмауэров, рис. 8, а, б), противопожарных зон (рис. 8 е), а в многоэтажных зданиях — в устройстве несгораемых перекрытий.

Рис.4. Противопожарные преграды. а - поперечная противопожарная стена, б - продольная противопожарная стена, в - противопожарная зона, г - расположение противопожарных преград в плане.

Противопожарные преграды разделяют объем здания на отдельные части, ограничивая при возникновении пожара распространение огня пределами одной части здания. Кроме того, с помощью противопожарных преград выделяют наиболее огнеопасные помещения.

Противопожарные преграды выполняют из несгораемых конструкций. Противопожарные стены располагают поперек или вдоль здания, разделяя междуэтажные перекрытия, покрытия, фонари и другие конструктивные элементы из несгораемых или трудносгораемых материалов. Противопожарные стены устанавливают на самостоятельные фундаменты либо на несущие несгораемые конструкции перекрытий.

Противопожарные стены выполняют выше уровня кровли на 0,6 м, если хотя бы один из элементов покрытия, за исключением кровли, выполнен из сгораемых материалов, и на 0,3 м если все элементы покрытия, за исключением кровли, выполнены из трудносгораемых и несгораемых материалов.

Противопожарные стены зданий с несгораемыми покрытиями могут не разделять покрытий и не возвышаться над кровлей независимо от группы ее возгораемости.

В цехах, оборудованных мостовыми кранами, противопожарные стены располагают только в верхней части здания. Расстояния между противопожарными степами назначают в зависимости от категории пожарной опасности производства. степени огнестойкости, этажности здания и приводятся в строительных нормах и правилах. Устройство проемов в противопожарных стенах не рекомендуется.

Противопожарные зоны устраивают шириной не менее 6 м. Они перерезают здание по всей его ширине. На участках противопожарных зон все конструктивные элементы здания вы-полняют из несгораемых материалов. Если противопожарная зона расположена вдоль здания, то она представляет собой противопожарный пролет, все конструкции которого изготовляют также из несгораемых материалов (рис. 8, г). По краям противо-пожарной зоны устраивают из несгораемых материалов гребни, размер которых принимают аналогично выступам противопожарных стен.