Форма и функция промышленных зданий

Министерство науки, образования, молодежи и спорта

ГВУЗ Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры

Архитектурный факультет

Кафедра архитектурного проектирования

 

 

 

Реферат на тему:

«Форма и функция промышленных

зданий»

 

 

 

Выполнила: студентка 627 гр.                                                                             Болдырева Е.И.

 

Проверил: ст.преподаватель                                                                                       Шило О.С.                                                                                                                                                                                     

 

 

 

 

 

Днепропетровск 2012

 

 

Требования к промышленному зданию или сооружению: функциональная целесообразность, учет достижений современной науки и техники при проектировании и строительстве, эстетические и экономические требования.

Специфика проектирования промышленных зданий вытекает из особенностей их функции. В промышленных зданиях определяющим является технологический процесс производства. Поэтому основой для архитектурной разработки проекта является технологическая схема.

Технология производства определяет габариты здания, его насыщенность инженерным и транспортным оборудованием. Технологический процесс может предъявлять специальные требования к вентиляции, степени и характеру освещенности, чистоте, температуре и влажности воздуха и т. д. Поэтому при проектировании промышленных зданий необходимо тесное сотрудничество архитекторов, инженеров, механиков, технологов и экономистов.

Таким образом, объемно-планировочные  решения производственных зданий целиком  вытекают из специфических условий  тех или иных отраслей промышленности.

По принципу архитектурно-пространственного  выражения производственные здания очень разнообразны. Некоторые из них, например предприятия приборостроения, легкого машиностроения, некоторых видов легкой промышленности, по своему внешнему облику очень близки к общественным зданиям.

Другие имеют ярко выраженные специфические черты промышленной архитектуры. Так для многих промышленных предприятий характерны большие внутренние пространства, большая высота этажей, что вызывает необходимость специальных решений конструкций покрытий, особых приемов наружных ограждений - стен, витражей и т. д. Это придает таким зданиям особые черты и требует иных, чем в гражданских зданиях, средств художественной выразительности.

Если же для производства требуются  машины и оборудование, которые по своему характеру и габаритам  выходят за пределы рамок обычной строительной коробки, то такие сооружения резко отличаются от привычных представлений о здании. К таким производствам относятся сталелитейные и чугунолитейные заводы, многие химические заводы, электростанции и др. Здесь само оборудование - доменные печи, трубы, градирни, различные емкости становятся своеобразным средством художественной выразительности. Наиболее характерным для архитектуры таких сооружений является преодоление привычных архитектурных представлений. В качестве одного из примеров влияния производственного процесса на структуру здания можно привести бетонные заводы непрерывного и цикличного действия, где различная организация технологического процесса приводит к своеобразным объемно- пространственным решениям.

Бетонный завод цикличного действия с вертикальным технологическим процессом представляет собой компактное и высокое здание. Завод непрерывного действия, имеющий тот же состав узлов и механизмов, но с технологическим процессом, расположенным по горизонтали, решается по иному композиционно-пространственному принципу.

Перед промышленной архитектурой стоит задача создания среды, в которой протекает процесс производства, задача создания форм, отвечающих специфическим требованиям этого производства и композиционного объединения, согласования этих форм.

Однако, основным законом композиции является единство, но отдельные же средства композиции приобретают здесь свою специфику. В промышленном строительстве мерой всего является машина, которая может быть любых размеров. В связи с этим в промышленной архитектуре проблема масштабности решается значительно сложнее, чем в гражданской архитектуре.

Если в общественных сооружениях мы чаще встречаемся  с ритмическими построениями, которые  характеризуют разнообразие внутреннего  содержания, акцентируют главное, иногда выражают движение, то для промышленной архитектуры более характерен прием метрического ряда, вытекающий из повторного применения одинаковых строительных элементов.

В промышленной архитектуре  используются достаточно простые архитектурные формы. Поэтому особое значение приобретают

такие композиционные средства, как  цвет и фактура.

 

Объемно-планировочные решения промышленных зданий

Объемно-планировочные параметры промышленных зданий назначают, исходя из необходимости создания в них оптимальных пространственных условий для организации определенных производственных и технологических процессов. В проектируемом объеме промышленного здания следует разместить необходимое технологическое и подъемно-транспортное оборудование, которое определяет основные координационные размеры объемно-планировочных параметров производственного здания и его габаритную схему. Так же следует учитывать природно-климатеческие условия, санитарно-гигиенические требования, степень пожаро-взрыво опасности, а так же другие требования к производственной среде и рабочему пространству.

Так многолетний опыт массового  строительства промышленных зданий позволил выделить 2 основные группы различные по степени функциональной зависимости, особенности технологического процесса и возможности модернизации;

I группа- зависят от особенностей технологического процесса, имеют ярко-выраженный индивидуальный характер (сталелитейные и чугунолитейные заводы, химические заводы, электростанции, ТЭС, бетонные заводы непрерывного и цикличного действия)

II  группа- предназначена для зданий без специальных требований, такие здания называются универсальными.

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 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 укрупненная 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.

Экономия площади при укрупнении сетки колонн зависит от габаритов станочного оборудования. Если для производства с мелким оборудованием такая экономия незначительна, то в зданиях с крупногабаритным оборудованием укрупнение сетки колонн экономит до 20% площади.

Замена сетки колонн 6X6 м сеткой 6X12 м в многоэтажных зданиях приборостроительных и радиоэлектронных предприятий позволяет при лучшем размещении технологического процесса увеличить съем продукции с той же площади в среднем на 12%, а сеткой 6Х 18 м — на 20—25%.

Исходным фактором при выборе сетки колонн является степень требуемой технологической маневренности производства, которая зависит от габаритов оборудования и выпускаемых изделий-—от «динамичности» производства.

По степени гибкости одноэтажные универсальные здания можно разделить на три группы:

малой гибкости с сеткой колонн 12X12 и 12x18 м;

средней гибкости с сеткой колонн 12X24, 12X30, 18X18, 18X24 и 18X30 м;

большой гибкости с сеткой колонн 12X36, 12x48, 12x60, 18x36, 18X48, 18X60, 24X24, 24X30, 24X36, 24X48, 24x60, 36X36, 36X48. 36X60, 48x48, 48x60, 60x60 м и более.

В многоэтажных универсальных зданиях целесообразно применять сетки колонн 6X12, 6x18, 6x24, 9X9, 9X18, 9X24, 12x12, 12X18, 12X24, 12X36, 18X18, 18X24, 18x36, 18X48 м и более.

Универсальные здания оборудуют преимущественно подвесным транспортом. Так как мостовые краны передвигаются лишь вдоль пролетов, в большинстве случаев они неприемлемы для универсальных зданий, одним из преимуществ которых является возможность организации технологического потока в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Замена мостовых кранов подвесным транспортом приводит к экономии материалов и снижению стоимости здания

В универсальных зданиях целесообразно применять и напольный транспорт.

Наличие внутри универсальных зданий преимущественно подвесного подъемно-транспортного оборудования и необходимость движения его во взаимно перпендикулярных направлениях предопределяет одинаковую высоту всех пролетов здания или большинства их. Простой и спокойный профиль таких зданий способствует их типизации, унификации конструкций, снижению стоимости строительства и эксплуатационных расходов.

«Гибкие» здания для производств с быстро изменяемой технологией иногда целесообразно проектировать с резервом высоты или с легко регулируемыми по высоте подвесными потолками для установки более высокого оборудования.

В обычных зданиях под технологическое оборудование предусматриваются индивидуальные фундаменты, и перестановка оборудования сопряжена с трудоемкими и дорогими работами по переустройству фундаментов. В универсальных зданиях целесообразнее предусматривать сплошную фундаментную плиту, которая позволяет располагать оборудование в любом месте плана. Фундаментные плиты можно выполнять из монолитного или сборно-монолитного железобетона. В них предусматривают часто расположенные отверстия для анкеровки оборудования. Толщина плиты определяется расчетом и находится в пределах 150— 300 мм. В местах опирания колонн плиты утолщают на 150—200 мм.

Легкое технологическое оборудование можно устанавливать непосредственно на плиту, тяжелое — через стальную раму, а прецизионные станки — на виброизоляционных прокладках. При устройстве фундаментной плиты вокруг здания необходимо предусматривать утепленную отмостку.Замена индивидуальных фундаментов под оборудование и колонны сплошной плитой позволяет уменьшить объем работ нулевого цикла, эффективнее использовать строительные механизмы, тогда как расход бетона обычно увеличивается незначительно.

Ниже рассмотрены основные типы универсальных зданий и пути их совершенствования  применительно к отдельным отраслям промышленности.

Универсальные здания для машиностроительных производств

 

Основным типом здания для большинства  машиностроительных производств является одноэтажный сблокированный корпус с одинаковой высотой всех или большинства пролетов и с сеткой колонн 12X18, 12x24 м и более. Объемно-планировочное и конструктивное решение зданий с указанными сетками колонн является типично пролетным.

Для таких зданий характерно оборудование пролетов мостовыми кранами, допускающими ход технологического процесса в  одном продольном направлении, и наличие напольных средств транспорта (тележек, вагонеток).

Как показывают исследования, для  многих крановых цехов укрупнение шага колонн дает больший эффект, нежели увеличение ширины пролетов, так как в последнем случае ухудшается транспортное обслуживание производственных линий. Поэтому наряду со зданиями пролетного типа для машиностроительных производств универсальными являются и здания с квадратной сеткой колонн (12X12, 18X18, 24X24 м и более) и перекрестным движением подвесного или напольного транспорта.

В зданиях с квадратной сеткой колонн отпадает необходимость в поперечных пролетах, сокращается число колонн, создаются возможности развертывания  технологических операций во взаимно  перпендикулярных направлениях; лучше  используется полезная площадь цеха (на 3—10%) и облегчается унификация конструкций покрытия.