Основные объемно планировочные параметры зданий. Объемно-планировочные и конструктивные решения (промздания)

Для каждой отрасли производства применяют свои унифицированные параметры промышленных зданий. Современное строительство ориентируется на применение типовых унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений.

Унифицированные параметры промышленных зданий

1. пролет - расстояние между продольными осями. Пролет может быть: 6, 9, 12, 18 (через 6 метров) до 48 м;
2. шаг - расстояние между поперечными осями. Может быть: 6, 12 м;
3. высота - расстояние от уровня пола одного этажа до уровня пола другого. В одноэтажных - от уровня пола (0.000) до уровня низа несущих конструкций покрытия. Высота: 3.6-6 через 0.6 м; 5-10.8 через 1.2 м, 10.8-18 через 1.8 м;
4. сетка колонн - совокупность расстояний между продольными и поперечными разбивочными осями.

Габаритные схемы зданий маркируют шифром:
Б 30-84
Б - бескаркасное;
30 - пролет в метрах;
84 - высота в дм.

К 24-144

К &- крановое;
24 - пролет в метрах;
144 - высота в дм.

Для каждой отрасли производства применяют свои унифицированные параметры промышленных зданий .

Современное промышленное строительство ориентируется на применение типовых унифицированных и , что позволяет планировать промышленные объекты по модульной схеме.

Специалистами разработаны обязательные к применению параметры изготовления конструкций и их сборки для промышленных объектов разных отраслей промышленности. Это позволяет во многом унифицировать процесс изготовления и монтажа строительных конструкций.

1. Промышленные здания машиностроительного и металлургического профиля с пролетами 18 и более метров проектируются с таким расчетом, чтобы длина поперечных пролетов бала кратна 6 метрам (например, 24 или 30 метров).

2. В промышленном строительстве применяется такое понятие, как шаг колонны. Шагом колонны называется расстояние между разбивочными осями в продольном направлении. Этот параметр также принимают кратным 6 метрам.

3. Унифицируется высота промышленных зданий. Переменная величина для промышленных объектов высотой 3,6 – 4,8 метров должна составлять 600 миллиметров, для объектов высотой 4,8 – 10,8 метров - 1200 миллиметров, выше 10,8 – 1800 миллиметров.

Оси поперечных осадочных швов проектируются совпадающими с поперечными разбивочными осями, геометрическая ось торцовых колонн должна смещаться от них на 500 миллиметров. Ось кранового рельса должна проходить на расстоянии 750 мм от разбивочной оси. Если соседние пролеты обладают одинаковой высотой, то геометрическая ось сечения колонн среднего ряда должна совпадать с разбивочной осью.

Также регламентируется расстояние от продольной оси здания до наружной грани крайних колонн. Для промышленных объектов, в которых предполагается наличие кранов грузоподъемностью выше 30 тонн или с шагом между 12 метров такое расстояние должно составлять 250 или 500 миллиметров.

Еще один немаловажный параметр при проектировании промышленных зданий - перепад высот двух параллельных пролетов. При отсутствии в здании кранов он выполняется на одной колонне, для зданий с кранами грузоподъемностью до 30 тонн принимается одна разбивочная ось, более 30 тонн - соответственно две оси, между которыми проектируется вставка, равная величине привязки (250 или 500 мм). При ширине промышленного объекта более 60 метров в случае перепада высот параллельных пролетов температурный шов здания должен совмещаться с местом примыкания этих пролетов. В этом случае примыкание параллельных пролетов осуществляется на парных колоннах, а между разбивочными осями вводится вставка. При соблюдении этих правил становится возможным монтаж без монтажа дополнительных конструкций.

В связи с использованием разнообразных технологий в различных отраслях промышленности при проектировании их несущие конструкции необходимо располагать строго единообразно по отношению к разбивочным осям. Это позволяет спроектировать унифицированные и взаимозаменяемые строительные конструкции, которые можно будет использовать при строительстве различных промышленных объектов. Сегодня в промышленном строительстве широко применяются унифицированные секции и пролеты, например, для строительства одноэтажных промышленных объектов с . В результате непрерывного научно технического прогресса постоянно совершенствуются как технологии, так и промышленное оборудование, в результате чего очень часто требуется модернизация производства. Этот процесс практически всегда сопровождается совершенствованием схемы расположения оборудования и транспортных путей, заменой устаревшего оборудования, установкой дополнительных агрегатов.

Все эти процессы наиболее легко осуществляются в зданиях, спроектированных с так называемой «ячейковой структурой», которая предполагает сплошную застройку и квадратную сетку колонн. Применяется для одноэтажных промышленных объектов. Большим преимуществом таких «гибких» зданий является то, что изменения в технологическом процессе не требуют изменения конструкции здания, то есть за счет «гибкости» здания повышается технологическая маневренность промышленных предприятий. Это обусловлено возможностью более эффективного использования существующих площадей и более низкой стоимостью строительства. Наиболее актуально использование «гибких цехов» в машиностроительной отрасли.

Лекция 7

Объемно-планировочные решения промышленных зданий.

Конструктивные решения промышленных зданий

1. Объемно-планировочное решение

2. Эксплуатируемый объем

3. Типизация и унификация секций, пролетов и конструкций

4. Фундаменты и фундаментные балки

5. Колонны одноэтажных и многоэтажных зданий

6. Железобетонные балки и фермы

7. Стены и перегородки

8. Окна и фонари

9. Двери и ворота промышленных зданий

10 Полы промышленных зданий

10. Технико-экономическая оценка зданий

Объемно-планировочное решение

Объемно-планировочное решение промышленного здания – это целесообразное по функционально-техническим, технологическим, архитектурно-художественным и экономическим требованиям расположение отдельных помещений в общем строительном комплексе.

Большое значение имеют правильно запроектированные объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий, так как от них в значительной степени зависят возможности расположения технологического оборудования, уровень организации производственных процессов, комплексной механизации и автоматизации любого предприятия. При проектировании необходимо предвидеть развитие предприятия (совершенствование технологических процессов и оборудования) на достаточно длительную перспективу.

Для некоторых производств пищевой и перерабатывающей промышленности разработаны и рекомендуются для строительства крупные и высокие одноэтажные корпуса павильонного типа. В таком цехе различное технологическое оборудование располагают на сборно-разборных этажерках, не связанных с несущим каркасом здания, а при производственной необходимости его легко переместить или заменить.

В зависимости от характера оборудования и климатических условий технологическое, энергетическое и санитарно-техническое оборудование рекомендуется размещать на открытых площадках, применяя при необходимости местные укрытия. Важной задачей является обеспечение в промышленных зданиях необходимых климатических, светотехнических и акустических условий, которые отвечали бы характеру производства, что может повысить производительность труда. Независимо от характера технологического процесса на каждого работающего проектируют не менее 4,5 м 2 производственной площади и 15 м 3 объема здания. На таких предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности требуется постоянно поддерживать на заданном уровне температуру, влажность, чистоту воздуха внутри помещений и достаточную освещенность. Предприятия, в которых по условиям технологического процесса необходимо применять кондиционирование воздуха для поддержания заданных параметров (температуры, влажности, давления, скорости перемещения и чистоты воздуха), что обеспечивает требуемое качество выпускаемой продукции, целесообразно проектировать бесфонарными, а в отдельных случаях и без окон, с герметизацией и искусственным освещением. Отечественная и зарубежная практика показала, что искусственное освещение, вентиляция и кондиционирование воздуха создают комфортабельные условия для высокопроизводительного труда, независимо от характера предприятия и климатических условий района. В проектах при необходимости следует предусматривать создание искусственного климата и искусственного или комбинированного освещения. Производственные помещения с постоянным пребыванием работающих без естественного освещения или с недостаточным по биологическому воздействию естественным освещением (коэффициент естественной освещенности менее 0,1%) должны быть оборудованы установками ультрафиолетового излучения и фонарями.

При проектировании современных промышленных зданий применяют укрупненную унифицированную сетку колонн. Производственные и вспомогательные здания должны иметь в плане форму прямоугольника с простым объемом и профилем без перепадов по высоте смежных пролетов. Допускается выравнивание высоты смежных пролетов при перепаде высот менее 1,2 м, но при этом учитывается соотношение площади низких и высоких частей зданий. В смежных пролетах перепадов высот менее 1,2 м не разрешается.

Для производств с развитыми подземными технологическими коммуникациями целесообразно проектировать вместо подвальных помещений надземный этаж по всей площади здания.

Одноэтажные здания проектируют с фонарями и бесфонарными или с окнами. На производствах с влажностью воздуха в помещениях 70 % и более, как правило, проектируют бесфонарные здания независимо от климатических условий и величины тепловыделений, в других случаях тип производственного здания выбирают на основе сравнения их технико-экономических показателей. Многоэтажные промышленные здания проектируют по требованиям технологического процесса, при наличии вертикальных грузовых потоков, в случаях строительства на затесненных территориях или на территории действующих заводов.

Если эти здания сооружают на одной площадке, то, как правило, они имеют единую сетку колонн. В зависимости от полезных нагрузок (массы оборудования и людей) на междуэтажное перекрытие рекомендуется применять сетки колонн 12×6 м при нагрузке до 100 МПа, 9×6 м – до 150 МПа и 6×6 м – при 200 и 250 МПа.

Многоэтажные производственные здания проектируют шириной 18 м и более, но при необходимости допускается ширина менее 18 м. Количество этажей обычно принимают от 2 до 6 с высотой, кратной 0,6 м и равной 3,6; 4,8; и 6 м; для первого этажа предусмотрена дополнительная высота 7,2 м.

Естественная освещенность многоэтажных зданий обеспечивается при ширине их не более 36 м. В случае применения обычного или провисающего оборудования при укрупненной сетке колонн верхних этажей допускается применять подвесной транспорт (кран-балки, кошки, электротали, монорельсы, конвейеры и др.) грузоподъемностью до 5 т.

При проектировании следует стремиться максимально объединять отдельные производства в крупные корпуса, если это решение не противоречит специальным нормам и требованиям по технологическим, санитарно-гигиеническим и противопожарным условиям. Блокирование отдельных производств под одной крышей целесообразно осуществлять одновременно с укрупнением технологических агрегатов и применением комплексной автоматизации всех технологических процессов, которые входят в состав цеха или предприятия. Блокированию в одном крупном здании подлежит весь комплекс цехов и служб предприятия, включая в себя основные и подсобные цехи, склады, трансформаторные подстанции, распределительные и маслопункты, подсобные помещения, конторы, административно-бытовые помещения, лаборатории и другие объекты. Не блокируют склады легковоспламеняющихся жидкостей, масел и другие специальные сооружения. В крупных сблокированных зданиях с производством категорий А, Б, В и Е следует предусматривать комплекс противопожарных и противовзрывных мероприятий для этих производств.

При проектировании внутрицехового транспорта следует ограничивать применение мостовых кранов, используя напольный (автокраны, автопогрузчики, электрокары, транспортеры и др.) и подвесной транспорт. Монтаж и демонтаж оборудования необходимо выполнять самоходными безрельсовыми кранами и такелажными приспособлениями. Транспортировать и укладывать грузы (материалы и полуфабрикаты) в складских зданиях следует с применением экипажного оборудования в виде авто- и электрокар, вильчатых погрузчиков, штабелеукладчиков и т.п. Сыпучие материалы транспортируют пневмотранспортом, шнеками, элеваторами и другими закрытыми устройствами.

Внутреннее пространство здания или отдельного помещения (интерьер) на предприятиях слагается из строительных конструкций; технологического оборудования; подъемно-транспортных устройств; коммуникаций.

Эксплуатируемый объем

Строительные конструкции создают объемно-планировочное решение здания, а остальные элементы составляют его эксплуатируемый объем.

Технологическое оборудование проектируют в зависимости от характера производства, его мощности. В зависимости от объема и высоты оборудование условно делят на: крупное, объемом более 50 м 3 и высотой от 10 до 15 м; среднее, объемом от 20 до 50 м 3 и высотой от 5 до 10 м; мелкое, объемом менее 20 м 3 и высотой до 5 м.

Тяжелое оборудование большой массы или значительных размеров устанавливают на собственные фундаменты (постаменты), которые отделяют от несущего остова и конструкции пола швами расширения для устранения трещин от усадки бетона, колебаний температуры и вибрационного воздействия. Служебные или обслуживающие площадки, как правило, необходимо крепить непосредственно к технологическому оборудованию. Проектирование самостоятельных обслуживающих площадок разрешается только в случаях, если крепление их к технологическому оборудованию технически осуществить нельзя или экономически нецелесообразно.

Современные предприятия в производственных помещениях имеют большое количество коммуникационных трубопроводов. Для удобства проектирования коммуникаций и безопасности эксплуатации введена опознавательная окраска трубопроводов и оборудования (таблицы 2 и 3).

Таблица 2 – Значения сигнальных цветов

Таблица 3 – Сигнальные цвета для колец

Окраска трубопроводов должна быть единой и обязательной на каждом предприятии.

Цветовая отделка интерьера производственных зданий способствует увеличению производительности труда, быстрой и правильной ориентировке, своевременной реакции в процессе работы, снижению утомляемости и т.п.

Конфигурация и размеры плана, высота и профиль промышленного здания определяются параметрами, количеством и взаимным расположением пролетов. Эти факторы зависят от технологии производства, характера выпускаемой продукции, производительности предприятия, требований санитарных норм и пр.
Ширина пролета в промышленном здании (L) – расстояние между продольными координационными осями – складывается из величины пролета мостового крана (Lк) и удвоенного расстояния между осью рельса подкранового пути и модульной координационной осью (2К): L= Lк + 2К (рис.1).

Рис. 1. К определению параметров пролета

Пролеты мостовых кранов увязаны с шириной пролетов и определяются ГОСТом. Величину К принимают: 750 мм при кранах грузоподъемностью Q ≤ 500 кН; 1000 мм (и более кратно 250 мм) при Q > 500 кН, а также при устройстве в надкрановой части колонн прохода для обслуживания подкрановых путей.
Минимально допустимая ширина пролетов, определяемая условиями технологии производства (габариты и характер оборудования, система его расстановки, ширина проездов и др.) не всегда экономически целесообразна. Цеха равновеликие по площади и имеющие одинаковую длину могут быть как мелкопролетными, так и крупнопролетными, а в некоторых случаях и большепролетными. Например, здание шириной 72 м может быть сформировано шестью пролетами размером 12 м, четырьмя пролетами по 18 м, тремя пролетами по 24 м, двумя – по 36 м или одним пролетом шириной 72м. При этом надо помнить, что большепролетные здания, имея укрупненную сетку осей, являются высоко универсальными в технологическом отношении.
Шаг колонн – расстояние между поперечными координационными осями – назначают с учетом габаритов и способа расстановки технологического оборудования, размеров выпускаемых изделий, вида внутрицехового транспорта. Так, при крупногабаритном оборудовании и больших изделиях шаг колонн назначают большим, что повышает эффективность использования производственных площадей, но усложняет конструкции покрытия и подкрановых путей. В основном принимают шаг колонн равным 6 или 12 м.
Высота пролета – расстояние от уровня чистого пола до низа несущих конструкций покрытия – зависит от технологических, санитарно-гигиенических и экономических требований, предъявляемых к промышленному зданию. Складывается она в пролетах с мостовыми кранами из расстояний от уровня чистого пола до верха кранового рельса Н1 и расстояния от верха рельса до низа несущей конструкции покрытия Н2 (рис. 1).
Одноэтажные здания, как правило, проектируют с параллельными пролетами одинаковой ширины и высоты. В случаях технологической необходимости здания проектируют с взаимно-перпендикулярными пролетами разной ширины и высоты. В последних случаях перепады высот рекомендуется совмещать с продольными температурными швами, а величину разницы в высотах назначать кратной 0,6 м и не менее 1,2 м.

Конструктивные решения промышленных зданий

Конструктивные системы промышленных зданий выполняют по различным конструктивным схемам. В основном для промышленных зданий применяют каркасную схему, в которых прочность, жесткость и устойчивость обеспечивается пространственными рамными каркасами как с поперечным или продольным расположением ригелей, так и безригельными.
Выбор конструктивной схемы осуществляют с учетом конкретных нагрузок и воздействий на здание, а также в соответствии с функциональными, экономическими и эстетическими требованиями. Наиболее предпочтительной является каркасная система с поперечным расположением ригелей, при которой в поперечном направлении образуются рамы, которые совместно со связями обеспечивают пространственную жесткость и устойчивость здания и позволяют, изменяя шаг колонн, обеспечивать гибкость планировочного решения внутреннего пространства здания. Каркасные системы – основной тип промышленных зданий, так как в них действуют большие сосредоточенные нагрузки, удары, сотрясения от технологического оборудования и кранов.
В бескаркасных зданиях размещают небольшие цеха с пролетами шириной до 12 м, высотой до 6 м и кранами грузоподъемностью до 50 кН. В местах опирания стропильных конструкций стены с внутренних сторон усиливают пилястрами. Многоэтажные промышленные здания по бескаркасной системе строят очень редко.
Производственные здания с неполным каркасом проектируют под небольшие нагрузки: бескрановыми с Q

Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование

Технологический процесс требует перемещения внутри здания сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и т.п. Применяемое при этом подъемно-транспортное оборудование необходимо не только с точки зрения технологии производства, но и для облегчения труда, а также для монтажа и демонтажа технологических агрегатов.
Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование делят на 2 группы:
— периодического действия;
— непрерывного действия.
К первой группе относят мостовые краны, подвесной и напольный транспорт. Вторая группа включает: конвейеры (ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые, подвесные цепные), нории, рольганги и шнеки.
В основном в промышленных зданиях применяют мостовые и подвесные краны. Они обслуживают достаточно большую площадь цеха и перемещаются в трех направлениях.
Подвесные краны имеют грузоподъемность от 2,5 до 50 кН, редко до 200 кН и состоят из легкого моста или несущей балки, двух- или четырехкатковых механизмов передвижения по подвесным путям и электротали, которая перемещается по нижней полке мостовой балки (рис.2).

Рис. 2. Основные параметры подвесных однобалочных кранов

По ширине пролета устанавливают один или несколько кранов в зависимости от ширины пролета, шага несущих конструкций покрытия, грузоподъемности. По количеству путей подвесные краны могут одно-, двух- и многопролетными. Управление кранами осуществляют с пола цеха (ручные) или из кабины, подвешенной к мосту.
Мостовые краны имеют грузоподъемность от 30 до 5000 кН. В в основном применяются краны грузоподъемностью от 59 до 300 кН.
Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего рабочий пролет помещения, механизмов передвижения вдоль подкрановых путей и передвигающейся вдоль моста тележки с механизмом подъема.
Несущий мост выполняют в виде пространственных четырехплоскостных коробчатых балочных или ферменных конструкций. Краны перемещаются по рельсам, уложенным по подкрановым балкам, опирающимся на консоли колонн. Управляют мостовыми кранами из подвешенной к мосту кабины или с пола цеха (краны с ручным управлением).
Грузоподъемность, габариты и основные параметры мостовых кранов также как и подвесных определены ГОСТами (рис.3).

Рис. 3. Основные параметры пролетов с мостовыми кранами
В зависимости от продолжительности работы в единицу времени эксплуатации цеха мостовые краны подразделяют на краны тяжелого режима работы (Киспольз. ≥ 0,4), среднего режима (Киспольз. = 0,25 – 0,4) и легкого режима (Киспольз. = 0,15 – 0,25).
В одном пролете можно устанавливать два или несколько кранов, располагаемых как в одном, так и в двух уровнях цеха.
Очень часто объемно-планировочное и конструктивное решения промышленных зданий определяются наличием и характеристиками кранового оборудования. Проектировщики стремятся уменьшить грузоподъемность кранов или вообще освободить каркас здания от крановых нагрузок. Так как это позволяет уменьшить сечения колонн и размеры фундаментов, избавиться от устройства подкрановых путей и получить возможность применения укрупненной сетки колонн.
Технологические процессы в зданиях без кранов обслуживают напольным транспортом. К ним относят вагонетки, рольганги, автомобильные краны и погрузчики.
В для перемещения громоздких и тяжелых грузов целесообразно применять козловые и полукозловые краны, передвигающиеся по уложенным в уровне пола цеха рельсам. Одной опорой полукозлового крана является подкрановый путь. При замене мостовых кранов козловыми требуется увеличение пролета и высоты здания. Так, для пролетов 12 и 15 м такие увеличения пролета и высоты должны составлять, соответственно, 3 м и 1,6 м, а для пролета 18 м — соответственно 6 и 3 м. Однако, отказ от мостовых кранов в одноэтажных зданиях приводит к значительному экономическому эффекту, т.к. снятие крановых нагрузок с каркаса помимо экономии материалов открывает возможности создания легких большепролетных зданий с пространственными системами покрытий.

Кто на , тот самым умным оказался!

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.

В отечественной и зарубежной практике строительства преимущественное распространение получили одноэтажные производственные здания. Они представляют собой исторически сложившийся тип сооружения, значительно отличающийся от наиболее распространённых типов жилых и общественных зданий. Этот тип зданий определился специфическими условиями развития технологии промышленного производства. В ранние периоды развития промышленного развития применяли здания небольшой ширины (15 - 25м) с боковым освещением, чердаком, двускатной кровлей и наружными водостоками. Однако необходимость в значительных площадях производственных помещений приводила к увеличению длины и усложнению эксплуатации зданий.

Более компактную застройку и увеличение ширины здания до 40 м обеспечило применение зданий базиликального типа с освещением средней части через окна, расположенные в перепаде высот пролётов. Безграничное увеличение ширины здания и переход к зданиям сплошной застройки стали возможными лишь с применением фонарей верхнего света или искусственного освещения и удалением атмосферных вод с помощью внутренних водостоков. При этом здания приобрели многоскатную и плоскую системы покрытия без чердака или с техническим этажом в пределах несущих конструкций.

Специфическими особенностями одноэтажных производственных зданий являются: размещение оборудования для определённого технологического процесса только в одной, горизонтальной плоскости, что обеспечивает самые удобные связи между цехами и позволяет использовать наиболее экономичный горизонтальный транспорт (напольный, подвесной, крановый); независимое решение строительных конструкций здания от технологического оборудования, нагрузки от которого передаются непосредственно на грунт, что позволяет применять укрупнённые сетки колонн и легко перемещать и модернизировать оборудование; возможность осуществления естественного освещения необходимой интенсивности и равномерности по всей производственной площади.

К недостаткам одноэтажных зданий относятся: значительная площадь застройки, что ограничивает применение этого типа здания в условиях затеснённой городской застройки и сложного рельефа территории; увеличение площади наружных ограждений, особенно кровли, и возрастание в связи с этим эксплуатационных расходов; трудности архитектурно-композиционного решения здания в связи с его малой высотой и большой протяжённостью.

Объёмно-планировочные решения одноэтажных производственных зданий и их основные параметры

Одноэтажные производственные здания по характеру застройки территории промышленного предприятия подразделяют на здания сплошной и павильонной застройки.

Здания сплошной застройки представляют собой многопролётные корпуса большой ширины. Такие здания бывают либо бесфонарные, рассчитанные на искусственное освещение и вентиляцию, либо с различными системами верхнего света. В зданиях сплошной застройки естественное проветривание, как правило, не обеспечивает необходимого микроклимата в производственных помещениях. Эта задача может быть решена только путём искусственной механической вентиляции. Здания сплошной застройки имеют многоскатную или плоскую кровлю с внутренним водоотводом.

Здания павильонной застройки имеют сравнительно небольшое число пролётов, обеспечивающее боковое освещение и естественное проветривание с забором воздуха через проёмы в стенах и вытяжку через аэрационные фонари или шахты в кровле. Кровлю в зданиях павильонной застройки иногда устраивают с наружным водоотводом. К достоинствам павильонной застройки относят меньшую пожароопасность предприятия в целом, лучшие санитарно-гигиенические условия (благодаря возможности естественного сквозного проветривания), а также возможность большей изоляции цехов с производственными вредностями, пожаро- и взрывоопасных цехов.

Здания павильонной застройки можно объединять между собой в виде гребенчатых, П- и Ш-образных корпусов.

В зависимости от расположения внутренних опор одноэтажные производственные здания подразделяют на пролётные, ячейковые и зальные типы.

В практике промышленного строительства пролётный тип здания весьма распространён. Объёмно-планировочное решение зданий этого типа определяется взаимны расположением пролётов. В зданиях сплошной застройки рекомендуемой схемой взаимного расположения пролётов является параллельная. При таком расположении пролётов важно соблюдать группировку одноразмерных пролётов и распределение групп пролётов в порядке их последовательного возрастания. Случайное чередование пролётов различных габаритов усложняет конструктивное решение и условия эксплуатации кровли здания, где образуются перепады высот и снеговые "мешки".

Иногда к ряду параллельных пролётов с одной или с двух сторон примыкают поперечные пролёты. Такие схемы усложняют конструктивное решение здания, но они необходимы для некоторых цехов по требованиям производства.

Габариты пролёта назначают в соответствии с проектируемым в нём технологическим процессом и транспортным оборудованием. Для зданий без мостовых кранов применяют пролёты 6; 9; 12; 18; 24; 30 и 36 м, а для зданий, оборудованных кранами, - 18; 24; 30 и 36 м. Шаг колонн по крайним рядам принимают обычно равным 6 м (за исключением случаев применения наружных стеновых панелей длиной 12 м), по средним рядам - 6 или 12 м. Увеличенный (более 12 м) шаг колонн основного каркаса применяют при крупных габаритах технологического оборудования, при применении некоторых систем пространственных перекрывающих конструкций, при неблагоприятных грунтовых условиях, затрудняющих устройство фундаментов, для повышения гибкости здания.

Высоту одноэтажных каркасных зданий от отметки чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре назначают кратно укрупнённым модулям: 6 М (600 мм) - при высотах до 7,2 м; 12 М - (1200 мм) - при высотах более 7,2 м.

Наличие перепадов высот пролётов требует применения парных колонн, обвязочных балок для поддержания висячих стен, устройства дополнительных водостоков или карнизов. При выравнивании высот пролётов повышается единовременная стоимость здания за счёт увеличения высоты торцовых стен и длины колонн, а также эксплуатационные расходы на отопление и вентиляцию. Поэтому целесообразность выравнивания высот пролётов следует подтверждать технико-экономическими расчётами.

Здания ячейкового типа характеризуются квадратной или близкой к этому сеткой колонн и, как правило, одинаковой высотой до низа перекрывающих конструкций с возможностью подвески к ним подъёмно-транспортного оборудования, перемещающегося, в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Сетки колонн и высоту зданий ячейкового типа принимают по аналогии с унифицированными параметрами зданий пролётного типа; наиболее часто применяют сетки колонн 18 ?18 м и 24 ? 24 м.

Для зданий зального типа характерны большие пролёты (36 - 100 м, а иногда более), обусловливающие использование специальных конструкций. Этот тип здания применяют в случаях, когда необходима большая производственная площадь без внутренних опор (например, для ангаров, эллингов и др.). Объёмно-планировочное и конструктивное решение одноэтажного здания зального типа не является массовым, а потому жёстко не регламентируется.

Формирование новых типов одноэтажных производственных зданий идёт двумя путями. Основное направление характеризуется совершенствованием систем естественного и смешанного освещения, другое направление - развитием бесфонарных герметических зданий без естественного света.

Наиболее прогрессивными системами естественного освещения являются новые типы зенитных фонарей с заполнением из стеклопакетов, органического стекла, стеклопластика. Для южных районов рациональны различные формы шедовых покрытий. Здания, предназначаемые для размещения производств, обусловливающих автоматическое регулирование температуры и влажности воздуха или особого режима по чистоте воздуха в помещении, целесообразно проектировать без фонарей, а в отдельных случаях и без окон.