Одноповерхова промислова будівля: види, особливості та будівництво конструкцій

У промисловому будівництві важливе місце займають одноповерхові конструкції. Вони володіють деякими характерними особливостями. Одноповерхова промислова будівля (ОПЗ) може ставитися до того чи іншого виду. Це визначає його експлуатаційні особливості, область застосування. Особливості подібних будівель будуть детально розглянуті далі.

Перевага

Зведення одноповерхових промислових будівель має ряд переваг і недоліків.

Це визначає особливості експлуатації подібних об`єктів. Позитивними характеристиками ОПЗ є:

• В технології будівництва вони універсальні. Можна створювати більші прольоти, що надає великий вибір планувальних рішень. Вони більш гнучкі і Мобільні, що дозволяє задовольнити потреби виробництва. Одноповерхові будівлі витримують велике навантаження на підлогу. Тут цілком можна розмістити велику кількість великогабаритних верстатів, виробничих ліній, верстатів.
• Забудова компактна, що дозволяє провести максимальне блокування. При цьому верхнє освітлення буде оптимальним рішенням.
• При правильному проектуванні одноповерхової промислової будівлі можна забезпечити достатній рівень природного освітлення, систем вентиляції. Для цього подібні системи створюються через дах. Вона завжди проходить паралельно робочої поверхні.
• Ефективна, більш проста експлуатація будівлі. Тут можна застосовувати як підлогові різновиди електричного або бензинового транспорту, так і мостові крани.
• Між приміщеннями створюються спрощені зв`язки. Вони будуть тільки горизонтальними. Тому кількість вантажно-розвантажувальних операцій буде мінімальною. Пішохідні комунікації також будуть простішими. Їх часто облаштовують на другому рівні, так як потрібно виключити їх перетин з вантажним транспортом. Це робить більш ефективною і безпечною роботу особового складу та експлуатацію вантажного транспорту.
• Індустріалізація будівництва полегшується, що дозволяє провести більш спрощену уніфікацію, зменшення кількості типорозмірів елементів конструкцій. Це дозволяє значно прискорити процес будівництва. Монтаж каркаса одноповерхової промислової будівлі може виконуватися паралельно, одночасно. Фронт робіт в цьому випадку широкий.

Але є у представленої різновиди промислових будівель і ряд недоліків. Про них слід дізнатися перед початком будівництва та експлуатації споруди.

Недостатки

Варто відзначити, що монтаж одноповерхових промислових будівель можливий далеко не завжди.

Це пояснюється рядом недоліків подібних конструкцій. Основними з них є наступні факти:

• Щоб зібрати міцний каркас одноповерхової промислової будівлі, потрібно вибрати ідеально рівну ділянку. Місцевість тут повинна бути рівнинною. Як правило, це родючі грунти, які застосовуються сільським господарством.
• Такий тип будівництва відрізняється великими витратами на забезпечення відповідних умов всередині приміщення. До мікроклімату висувають підвищені вимоги. Тут встановлюється потужна система опалення, а також потрібно створювати захист від перегріву в літні місяці. Витрати на експлуатацію з цієї причини будуть високі. Буде потрібно витрачати на це значні енергоресурси, так як площа приміщень промислових конструкцій значна.
• На один квадратний метр припадає велика кубатура повітря.
• Виконуючи розрахунок одноповерхової промислової будівлі, будівельна організація закладає значні витрати на створення якісної вентиляції, правильного освітлення, обігріву та кондиціонування. Особлива увага приділяється облаштуванню та обслуговуванню покрівлі. Якщо з`явиться текти, продукція може бути зіпсована.
• Очищення систем верхнього освітлення досить скрутна.

Незважаючи на ряд недоліків, одноповерхове Промислове будівництво в загальній масі становить від 70 до 75% в різних регіонах. Такі конструкції поширені в галузях металургії, важкого машинобудування, хімічної, енергодобувної, харчової промисловості і т. д. Це пояснюється універсальністю подібних конструкцій, їх придатністю практично для всіх видів виробництва. Винятком є тільки флотаційні фабрики, млини та інші гравітаційні об`єкти. Обмеження застосування подібних об`єктів можуть бути викликані переважно особливостями місцевості.

Різновиди конструкцій

Каркас одноповерхової промислової будівлі може бути побудований за різним принципом.

Розрізняють наступні види подібних конструкцій:

• Однопрогоновий. Це один з найбільш ранніх варіантів одноповерхових будівель промислового призначення. Сьогодні технологія зведення таких споруд стала досконалішою. Це дозволило розширити область застосування однопрогонових одноповерхових конструкцій.
• Багатопрогоновий. Такий тип промислових будівель з`явився в 1880 році. В кінці 19 століття був винайдений Московський кран, що дозволило створювати подібні конструкції. Нині багатопрогонові одноповерхові споруди є переважаючим типом будівель промислового призначення.
• Осередкові. Цей тип конструкції одноповерхової промислової будівлі ще називають клітинним. Це відносно новий напрямок в подібній категорії будівництва. Він з`явився в 40-х роках минулого століття. Це стало можливим завдяки збільшеним конструктивним можливостям в результаті підвищення рівня технологічних потреб.
• Шедові. Цей тип конструкцій був розроблений спеціально для промислових потреб. Він має ряд переваг перед іншими різновидами будівель. Подібні проекти одноповерхових промислових будівель дозволяють більш повно використовувати природне освітлення при широкій суцільній забудові. Сьогодні саме шедові конструкції є еталоном і визнаним символом будівель промислового призначення.
• Завод-моноблок. Всі Складські, виробничі, підсобні приміщення в такій конструкції зблоковані.

Різновиди каркаса

Монтаж одноповерхових промислових будівель в більшості випадків проводять за каркасною технологією. Для цього застосовують стоечно-балкові конструкції уніфікованого типу. При створенні однопрогонових будівель часто застосовують розпірні (арочні) і рамні конструкції.

Склепіння, куполи, складки і оболонки є поздовжніми і поперечними елементами конструкції. Несучий каркас може бути трьох типів:

• залізобетонний;
• сталевий;
• дерев`яний.

Залізобетонні конструкції одноповерхових промислових будівель являють собою колони, а ферми і балки роблять зі сталі або деревини.

Іноді каркас роблять неповним. Стіни в цьому випадку роблять кам`яними. Тип каркаса вибирають відповідно до наступних особливостей:

• особливостями прольотів;
• вантажопідйомність і типом внутрішньоцехового обладнання;
• ступінь агресивності виробничого середовища;
• протипожежні вимоги;
• техніко-економічні показники;
• інше.

При виборі матеріалів враховується розмір прольотів, висота будівлі і крок колон. Від характеру навантажень, що діють на каркас, залежать особливості будівельних робіт. 60% від загальної вартості будівництва займають матеріали, їх транспортування на будмайданчик. Тому однією з головних завдань, яка стоїть перед сучасним промисловим будівництвом, є зниження матеріаломісткості, а також ваги конструкцій. З цієї причини залізобетонні одноповерхові Промислові будівлі поступово поступаються місцем більш легким каркасів зі сталі.

Деталі каркаса

В процесі монтажу конструкцій одноповерхових промислових будівель будівельники збирають поперечні і поздовжні елементи конструкції. До першої категорії відносяться колони, балки, арки, ферми і т. д. Поздовжніми елементами є підкранові, фундаментні, обв`язувальні балки, підкроквяні конструкції, плити покриття і зв`язків.

Несучі конструкції можуть виконуватися у вигляді просторових схем. Це можуть бути куполи, склепіння, оболонки і т. д. В цьому випадку елементи каркаса можуть бути одночасно поздовжніми і поперечними елементами.

Якщо каркас має балкові перекриття, він складається з поперечних рам. На їх ригелі монтуються плити перекриттів. Каркасні рами збираються також з вертикальних колон, горизонтальних балок. У вузлах вони між собою з`єднуються. Поперечні ригелі потрібні для додання конструкції жорсткості в цьому напрямку. Плити, з яких складаються перекриття, сталеві зв`язку вертикальної спрямованості, підкранові балки також виконують аналогічні функції, але вже в поздовжньому напрямку.

При проектуванні будівлі обов`язково розраховують навантаження. Якщо вони значні в горизонтальному напрямку, монтують ригелі, які жорстко фіксують з колонами. З них формуються поздовжні каркасні рами. Якщо створюється залізобетонні каркас, в ньому не використовуються балкові перекриття. Він складається з вертикальних колон з капітелями, а також плит, опертих на них.

Галузь застосування

Одноповерхова промислова будівля має певну область застосування, яка залежить від конструкційних особливостей споруди. Якщо потрібна велика виробнича площа без Колон, вибирають будову павільйонного типу. Це універсальні будівлі з гнучким плануванням. Це дозволяє виконати модернізацію виробництва, поміняти його напрямок.

Зальні різновиди ОПЗ дозволяють вільніше розмістити обладнання, надають більше можливостей для управління процесами. В результаті експлуатація такого об`єкта буде дешевшою. При цьому всередині приміщень створюється оптимальний мікроклімат, кращі санітарні умови.

Багатопролітні одноповерхові Промислові будівлі складаються з паралельних внутрішніх відсіків. Вони відгороджені один від одного поздовжніми колонами. Деякі прольоти можуть підніматися над рівнем даху. В залежності від типу технологічний процес окремі відсіки можуть бути відокремлені перегородками. Вони служать одночасно орієнтирами при організації внутрішнього простору. Такий тип ОПЗ застосовують для виробничих ліній з чіткими технологічними потоками. Також тут можна встановлювати мостові крани.

Осередкові будівлі промислового призначення не мають чітких сформованих відсіків. Це суцільна широка забудова. Мостові крани при цьому не застосовуються. Внутрицеховой транспорт може бути або підлоговим, або підвісним. Виробничі площі універсальні, можуть застосовуватися при різних виробничих процесах.

Шедові ГРЗ являють собою широкі суцільні забудови. З окремих шедів утворюються прольоти. Транспорт може бути тільки підлоговим. Цей тип будівель підходить для виробництв з невеликими по висоті габаритами. Також в таких приміщеннях можна організувати якісне освітлення.

Будівлі моноблоків застосовують для маленьких і середніх підприємств, стерильних виробництв, а також для багатофункціональних технологічних циклів.

Інженерні системи

Будівництво одноповерхової промислової будівлі передбачає облаштування інженерних систем. Вони забезпечують нормальну життєдіяльність організації. Для цього створюються різні системи комунікацій. Інженерні системи підбирають і облаштовують відповідно до потреб виробництва. Вони можуть бути зовнішніми і внутрішніми.

Система комунікацій ретельно продумується ще на етапі планування будівлі. Схематично в проекті вказується розташування зовнішніх мереж, розташованих поза приміщеннями. Також дуже точно планується розташування внутрішніх інженерних мереж. Внутрішні і зовнішні комунікації можуть бути наступного типу:

• водопостачання;
• каналізація;
• теплопостачання;
• опалення;
• вентиляція;
• кондиціонування;
• водовідведення;
• електропостачання.

Можуть бути облаштовані і інші спеціалізовані системи. Це залежить від типу виробництва.

Водопостачання може бути облаштовано з найближчої водойми або з міської мережі. За якість подачі води на об`єкт відповідають наступні вузли:

• Насосне обладнання, що забезпечує подачу і підйом води.
• Фільтраційні пристосування, що очищають потік від небажаних домішок.
• Накопичувальні резервуари, що дозволяють створювати запаси води.

Системи водопостачання можуть мати різне призначення. Вони можуть бути виробничими, протипожежними або об`єднаними. Виробничий напрямок необхідно для забезпечення технічних потреб виробництва у водних ресурсах, а також для миття, охолодження в ході виготовлення продукції.

Протипожежні комунікації прокладають в приміщеннях, де є ризик загоряння. Напір води при виникненні небезпечної ситуації створюють насоси.

Об`єднані системи монтують на підприємствах змішаного типу. На підприємство поставляється питна вода, але вона може бути використана і в технічних цілях.

Системи опалення

Опалювальні комунікації в одноповерховій промисловій будівлі значно відрізняються від конструкцій обігріву житлових приміщень. Це пояснюється наступними особливостями будівель:

• значна висота стель;
• велика площа приміщень;
• через встановлення потужної системи вентиляції тепловтрати на виробництві вище;
• система опалення повинна відповідати вимогам пожежної безпеки;
• швидке нагнітання температури, що дозволяє застосовувати Обігрів тільки в робочий час.

Часто в ОПЗ встановлюють відразу кілька видів обігріву. Система вентиляції часто поєднується з опаленням. Це найбільш економічний варіант. Також в кожному окремому приміщенні може встановлюватися радіаторна система. Це дозволяє підтримувати оптимальний температурний режим на кожній виробничій ділянці.

Вентиляція

Вентиляційна система ОПЗ складається з місцевих і загальнообмінних комунікацій. Якщо в процесі виробництва виділяється велика кількість пилу, токсинів, витяжка доповнюється спеціальними збірниками. Витяжні системи знаходяться під стелею, так як найбільша концентрація шкідливих речовин визначається саме в цій частині приміщення. Приплив повітря проводиться знизу конструкції.

Крім витяжки, одним з обов`язкових умов роботи для багатьох підприємств є система кондиціонування. Для цього застосовується різне обладнання. Воно може бути центральним, прецизійним, мультизональним. Також можуть застосовуватися чиллери або Фанкойли.

Електропостачання

Щоб облаштувати функціональну електричну систему на підприємстві проводиться розрахунок сумарного навантаження. Цю роботу виконують ще на етапі проектування будівлі. Для цього визначають енергетичні потреби виробництва, а також кількість електроенергії, яку витрачають в ході обслуговування будівлі.

Далі проводиться проектування і монтаж високовольтних і низьковольтних ліній. При цьому створюється схема розташування проводки. Її монтаж виконується відповідно до будівельних і протипожежних вимог. Вкрай важливо передбачити в системі відповідне захисне обладнання. Деякі підприємства потребують встановлення резервного джерела живлення. Для цього набувають генератор відповідної потужності.