Рекомендации по проектированию производственных зданий

При разработке объемно-планировочных решений следует объединять, как правило, в одном здании помещения для различных производств, складские, административные и бытовые помещения, проектировать внутрицеховое пространство, неразделенное капитальными стенами и перегородками. Капитальными стенами требуется ограждать только те помещения, где существуют отличия по температурно-влажностному режиму и степени выделения производственных вредностей. Объемно-планировочные решения разрабатываются с учетов минимальных площадей наружных ограждений.

Высота одноэтажного здания (от пола до низа горизонтальных несущих конструкций на опоре) должна быть не менее 3м, высота этажа многоэтажного здания (от пола лестничной площадки данного этажа до пола лестничной площадки вышележащего этажа), за исключением высоты технического этажа, должна быть не менее 3,3м.

Степень огнестойкости здания, допустимое число этажей и площадь этажа здания в пределах пожарного отсека, эвакуационные выходы следует принимать по СП 56.13330.2011 Производственные здания. Актуализированная редакция СНиП 31-03-2001; СП 44.13330.2011 Административные и бытовые здания. Актуализированная редакция СНиП 2.09.04-87 Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий принимается по СП 112.13330.2012 Пожарная безопасность зданий и сооружений. Актуализированная версия СНиП 21-01-97*.

Особое внимание на начальном этапе проектирования следует уделить расстановке в производственном и административно-бытовом зданиях противопожарных преград. К противопожарным преградам относятся противопожарные стены, перегородки и перекрытия. Правила расстановки противопожарных преград.

В многоэтажных зданиях высотой более 15м от планировочной отметки земли до отметки чистого пола верхнего этажа (не считая технического) и наличии на отметке более 15м постоянных рабочих мест или оборудования, которое необходимо обслуживать более трех раз в смену, следует предусматривать пассажирские лифты. Грузовые лифты должны предусматриваться в соответствии с технологической частью проекта. Число и грузоподъемность лифтов следует принимать в зависимости от пассажиро- и грузопотоков. При численности работающих (в наиболее многочисленную смену) не более 30 на всех этажах, расположенных выше 15м, в здании следует предусматривать один лифт.

Продольные и поперечные температурные швы и перепады высот следует делать, как правило, на двух рядах колонн.

Отапливаемые здания, как правило, проектируют с внутренними водостоками. Допускается проектировать отапливаемые здания высотой не более 10 м без внутренних водостоков при ширине покрытия (с уклоном в одну сторону) не более 36 м.

Неотапливаемые здания следует проектировать без внутренних водостоков. Допускается многопролетные неотапливаемые здания проектировать с внутренними водостоками при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру внутри здания, или при условии обоснованного применения специального обогрева водосточных воронок, стояков и отводных труб.

По периметру наружных стен зданий следует предусматривать ограждение на кровле. В зданиях с внутренними водостоками в качестве ограждения допускается использовать парапет. При высоте парапета менее 0,6м его следует дополнять решетчатым ограждением до высоты 0,6м от поверхности кровли.

Тип фонарей (зенитные, П-образные – светоаэрационные или аэрационные) назначают в соответствии с параметрами внутрицеховой среды, климатическими условиями района строительства. Для зданий и помещений с сухим и нормальным влажностным режимом и незначительными избытками явного тепла следует применять, как правило, зенитные фонари. Для зданий и помещений со значительным избытком явного тепла следует применять П-образные светоаэрационные или аэрационные фонари. Общая площадь проемов зенитных фонарей должна быть не более 15% площади покрытия, а площадь проема одного фонаря – не более 12 м², расстояние между зенитными фонарями и от фонарей до противопожарных стен – не менее 6м. Светоаэрационные и аэрационные П-образные фонари следует проектировать длиной не более 84м. Расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной должно быть равным ила кратным шагу стропильных конструкций. Ширина П-образного фонаря для пролета 18 м – 6м, для пролета 24 м – 6м или 12 м, для пролетов 30, 36м – 12м.

Наружные и внутренние стены отапливаемых и неотапливаемых зданий следует проектировать, как правило, сборными из панелей и листовых материалов заводского изготовления. При этом следует уделять особое внимание обеспечению современных теплотехнических качеств для ограждающих конструкций в соответствии со СНиП и сводом правил. Применение многослойных конструктивных решений стен и эффективных утеплителей позволяет обеспечить вопросы прочности и теплозащиты.

Ворота следует принимать типовые:

- для безрельсового транспорта – 2,4 х 2,4; 3 х 3; 3 х 3, или 3,6 х 3,6; 3,6 х 4,2; 4,2 х 4,2 м;

- для железнодорожного транспорта – 4,8 х 5,4 м.

Уклон маршей в лестничных клетках следует принимать 1:2, при ширине проступи 0,3м, для подвальных этажей и чердаков допускается уклон 1:1,5, при ширине проступи 0,26м, для открытых лестниц уклон 1:1. Для зданий высотой от планировочной отметки земли до верха карниза или парапета более 10м следует проектировать наружные стальные лестницы шириной 0,7м с уклоном не более 1:1 и выходом на кровлю.

Для зданий с перепадами высот следует предусматривать пожарные лестницы, соединяющие покрытия, расположенные на равных уровнях. Для подъема на кровлю фонаря следует предусматривать пожарную лестницу. Расстояние между пожарными лестницами по периметру здания следует назначать не более 200м. Допускается не предусматривать пожарные лестницы на главном фасаде, если ширина здания не превышает 150м. Эти лестницы должны иметь площадки на уровне эвакуационных выходов и ограждение высотой 1,2м.

Рекомендации по выбору конструкций.

Конструктивную схему здания следует принимать каркасной при плоскостном решении покрытия из-за наличия кранового оборудования и необходимости повышения уровня индустриализации строительства.

Основными критериями выбора материала каркаса производственного здания являются сравнительные технико-экономические сопоставления по долговечности, огнестойкости, деформативности материала, индустриальности изготовления монтажа конструкций. Для упрощения задач по выбору, а также с учетом задач учебного проектирования материал каркаса следует выбирать по основным параметрам цеха (ширина пролета l₀, высота этажа Н₀ грузоподъемность крана Q).

Каркас принимают:

- сборным железобетонным, если Q<32 т, Н₀ <14,4 м, L₀ <24 м;

- стальным. Если Q<50 т, Н₀> 14,4 м, L₀>30 м;

- смешанным (железобетонные колонны, стальные фермы), если Q<32 т, Н₀<18м, L₀>30 м.

Выбор шага колонн крайних средних рядов для одноэтажных производственных зданий выполняют с учетом требования решений по габаритным схемам одноэтажных зданий, указывая шаг колонн с конструкцией покрытия и стен (табл. 1).

Таблица 1 – Варианты конструктивных решений одноэтажных производственных зданий.

Шаг колонн, м	Длина, м	Примечание
Крайних	Средних	Стеновой панели	Плиты покрытия
				В зданиях без мостовых кранов
				При Н0<10,8м независимо от наличия кранов. Вариант с подстропильными конструкциями
				При Н0>12м независимо от наличия кранов.
				То же. Вариант с продольным фахверком

 

Выбор варианта выполняется с учетом технико-экономических обоснований технологических требований.

Основные несущие ограждающие конструкции зданий проектируют, применяя унифицированные сборные элементы заводского изготовления. Их выбор осуществляют с учетом силовых и не силовых воздействий.

Подбор колонн с учетом задач курсового проектирования можно выполнять в зависимости от наличия вида грузоподъемности кранового оборудования, шага колонн. При этом надо иметь в виду, что высота надземной части колонн при отсутствии подстропильных конструкций принимается равной высоте этажа Н_о (от отметки уровня чистого пола до верха оголовка колонны), а при конструктивном решении с подстропильными конструкциям – на 600мм короче.

При выборе конструктивной схемы покрытия предпочтение следует отдавать беспрогонной схеме. Однако, в покрытиях со стальным фермами решение ограждающей части покрытия можно принимать по прогонной схеме с использованием стального профилированного настила.

В помещениях категорий А и Б следует предусматривать легко сбрасываемые ограждающие конструкции (остекление окон, фонарей, легко сбрасываемые покрытия). Площадь легкосбрасываемых конструкций определяется по расчету. В курсовом проекте можно принять по минимально допустимым значениям из расчета 0,05м² на 1м³ объема помещений категории А, и не менее 0,03м – для помещений категории Б.

Стены следует предусматривать панельными самонесущими или навесными. Конструктивная схема стен выбирается с учетом специфики технологического процесса архитектурного решения фасада. Толщину однослойных стеновых панелей на основе батона следует принимать по минимально допустимым значениям для отапливаемых зданий соответственно при шаге колонн: 6м – 300мм, 12м-350мм (керамзитобетон, ρ =1100 кгс/м³). Толщину трехслойных стеновых панелей типа «сэндвич» со стальными оцинкованными обшивками принять соответственно: для панелей типа I – 60мм, а типа II – 80мм. Для обеспечения устойчивости торцовых стен предусматриваются фахверковые колонны с шагом, равным длине стеновой панели, т.е. 6 или 12м.

Колонны торцового фахверка имеют «нулевую привязку» к крайней поперечной координационной оси, а для колонн продольного фахверка привязка к крайней продольной оси принимается такой же, как и для колонн основного каркаса, так как стены примыкают к колоннам. Для зданий со сборным железобетонным каркасом допускается применение стального фахверка. Разбивку стены по высоте на панели выполнить с учетом рекомендаций.

Размеры оконных проемов и тип оконного заполнения назначают с учетом конструкций стен, светотехнических и аэрационных требований, архитектурного решения фасада. В зданиях с мостовыми кранами окна располагают в два яруса. Высоту оконных проемов принимают кратной модулю 600мм. При этом учитывается максимальная высота оконного заполнения без устройства ветровых ригелей для принятого конструктивного решения окон.

Ширину оконных проемов следует принимать равной 12,0; 6,0; 4,8 (4,5); 3 м в зависимости от конструктивного решения оконного заполнения, длины стеновой панели (шага колонн) и др.

Заполнение оконных проемов в пожароопасных зданиях с избыточными тепловыделением, с влажным или мокрым влажностным режимом, следует предусматривать стальными оконными панелям или перелетами из тонкостенных труб. В остальных случаях применяют деревянные оконные блоки или беспереплетное заполнение стеклопрофилитом. В заполнении оконного проема предусматривают открывающиеся створки на расстоянии от уровня чистого пола до их низа:

- для летнего проветривания - не более 1,8 м;

- для зимнего проветривания - не менее 4 м.

В зданиях с избыточными тепловыделениями следует ленточное одинарное остекление, в остальных случаях для уменьшения теплопотерь зданий окна решаются в виде отдельных проемов с двойным остеклением.

Кровли следует проектировать рулонными или мастичными. Тип кровли определяется в зависимости от температурно-влажностного режима помещения, уклона покрытия и ее назначения. Кровли в зависимости от уклона покрытия подразделяют на плоские (с уклоном менее 2,5%) и скатные (с уклоном более 2,5%). Количество слоев водоизоляционного ковра принимается при уклонах от 0 до 2,5% – 4 слоя, от 2,5 до 10% – 3 слоя. В рулонных кровлях водоизоляционный ковер предусматривается из рулонных материалов: техноэласт, технониколь, рубероид, гидроизол и др. Мастичные кровли выполняют на основе битумных, битумно-резиновых или битумно-латексных эмульсий, которые армируются стеклохолстом или стеклосеткой. Кровельный материал выбирается студентом по согласованию с консультантом (заказчиком).

Пароизоляция принимается обмазочная, за 1–2 раза, или из рулонных материалов. Материал пароизоляционного слоя принять конструктивно (расчет на паропроницание заданием не предусматривается). При выборе материала теплоизоляционного слоя предпочтение следует отдавать плитным материалам с плотностью до 600 кгс/м³. При использовании плитных материалов в качестве теплоизоляционного слоя, следует предусматривать выравнивающий слой из цементно-песчаного раствора М30 толщиной 15мм, а при сыпучих материалах - цементно-песчаный раствор М100 толщиной 25мм.

Водоотвод с покрытия следует предусмотреть внутренний. Количество водоприемных воронок следует определить по расчету. Учет климатических условий при расчете осуществляется величиной q₂₀ – интенсивность дождя продолжительностью 20 мин в л/с на 1га для данного района строительства. По величине q₂₀ и типу кровли (скатная, плоская) определяется максимально допустимая площадь водосбора F_макс на 1 воронку. Для упрощения расчета для европейской территории России q₂₀ принимается равным менее 100 л/с на 1га. Тогда F_макс следует принимать равным соответственно для кровель: скатных – 1200м², а плоских – 1800м². Количество водоприемных воронок определяется расчетом для каждой площади водосбора, которая может быть ограничена параметрами стен, деформационными швами коньками покрытия, и принимается не менее двух. При размещении воронок максимальное расстояние между воронками вдоль ендовы не должно превышать 24м при скатных кровлях и 48м – при плоских. Привязка водоприемной воронки к координационным осям принята 450мм. Размещение воронок следует представить на плане кровли.

Для зданий с сухим или нормальным влажностным режимом с незначительными избытками явного тепла целесообразно применение зенитных фонарей точечного или панельного типа. Полимерные материалы для светопропускающих элементов фонарей допускается применять в зданиях 1 и 2 степеней огнестойкости для производств категории Г и Д. При этом общая площадь фонарей определяется по светотехническому расчету и не должна превышать 15% общей площади покрытия. В этом случае между зенитными фонарями через каждые 54м в двух направлениях следует предусмотреть противопожарные разрывы шириной не менее 6м.

Для обеспечения верхнего естественного освещения и аэрации светоаэрационные фонари допускается применять в зданиях с избытком явного тепла от 28 до 50 Вт/м². Площадь световых аэрационных проемов определяется расчетами. В курсовом проекте, учитывая задачи курсового проектирования, светоаэрационный фонарь следует предусмотреть на покрытии одного из пролетов, как правило, среднего. Прямоугольные фонари проектируются шириной 6м с одним ярусом переплетов высотой 1,8 м (над пролетами шириной 18м), шириной 12м – с одним ярусом фонарных переплетов высотой 1,8 м и двумя ярусами – по 1,2м каждый (над пролетом 24, 30 и 36м). Длину фонарей следует принимать не более 120м. Фонари располагают вдоль пролетов торцами, не доводя на один шаг ферм до торцов здания и поперечного деформационного шва. Разрыв фонаря, равный шагу ферм, может предусматриваться и в пределах температурного отсека. В этом случае поперечный деформационный шов рассекает и фонарную надстройку.

Ворота следует принимать распашного типа. Размеры проемов ворот:

-для безрельсового транспорта 2,4х 2,4; 3x3; 3x3,6; 3,6х4,2м;

- для железнодорожного транспорта нормальной колеи 4,7x5,6м.

С наружной стороны ворот для въезда безрельсового транспорта предусматриваются пандусы с уклоном 1:10. Стойки и ригель сборной рамы ворот принять сечением 400x600мм.

Количество эвакуационных выходов определяют с учетом обеспечения безопасных условий эвакуации людей согласно расчетам и требованиям Норм пожарной безопасности. Эвакуация людей может предусматриваться через калитки ворот распашного типа. Количество эвакуационных выходов необходимо принять не менее 2.

Типы полов и их конструкцию назначают с учетом эксплуатационных воздействий и требований. Покрытие пола назначают с учетом вида и интенсивности воздействия на пол. Толщину подстилающего слоя принять без расчета по минимально допустимой величине: бетонного – 100мм, песчаного – 60мм, гравийного и щебеночного – 80мм.

Для выхода на кровлю, при высоте от планировочной отметки земли до верха парапета (Н), следует предусматривать один выход на каждые полные или неполные 40000м² кровли по наружной открытой стальной лестнице (уклон 1:1 ширина 0,7м).

Наружные пожарные лестницы проектируют вертикальными, шириной 0,6м через 200м по периметру здания при Н > 10м. Для выхода на кровлю фонарей, а также на перепадах высот также предусматривают пожарные лестницы согласно. Лестницы следует размещать на глухих участках стен. По периметру наружных стен в качестве ограждения допускается использовать парапет. При высоте парапета менее 0,6м, следует дополнять решетчатым ограждением до высоты 0,6м от поверхности кровли.

Привязку конструктивных элементов к координационным осям здания и определение размеров вставок в местах деформационных швов следует осуществлять в соответствии со следующими правилами.

Привязка крайних колонн к продольным координационным осям ..

«Нулевая» привязка – совмещение координационной оси с наружной гранью колонн (рис. 8 а). «Нулевую» привязку имеют конструкции покрытий и наружных стен. В этом случае внутренняя грань продольной стены и наружная грань стропильной конструкции условно совпадает с координационной осью (фактически между стеной и координационной осью имеется зазор, равный 30мм, устраиваемый для размещения деталей крепления стены к колоннам).

Привязка «250» – смещение наружной грани колонны с продольной координационной оси на 250 мм наружу (рис. 8 б).

Привязка «500» – колонна выдвигается наружу по отношению к координационной оси на 500мм (рис. 8 б).

Привязка средних колонн за исключением колонн, расположенных у деформационных швов, осуществляется по их геометрическим осям (т. е. продольные и поперечные модульные координационные оси здания совмещаются с геометрическими осями колонн).

Привязка крайних колонн к поперечным ( торцовым ) координационным осям выполняется смещением геометрической оси колонны по отношению к координационной оси на 500мм внутрь здания (рис. 8 в). Такое смещение колонн в торце здания обеспечивает необходимый зазор между стеной и пристенной несущей конструкцией покрытия для размещения верхней части колонн торцового фахверка.

Привязка колонн в местах устройства деформационных швов. Швы, как правило, осуществляются на двух колоннах (со вставкой и без нее).

В металлическом каркасе допустимо выполнять швы на одинарных колоннах между параллельными пролетами одной высоты, в зданиях без мостовых кранов – в примыкающих к шву пролетах, имеющих высоту не более 7,2м и пролет не более 18м. В этом случае колонна имеет осевую привязку, а в одном из пролетов устраивают подвижное опирание ферм покрытия. Продольные швы между параллельными пролетами одной высоты и швы в местах перепада высот, как параллельных, так и взаимно перпендикулярных пролетов, выполняются на двух колоннах со вставкой между модульными координационными осями. Размеры вставок определяются в зависимости от вида каркаса и привязок его элементов к координационным осям, требуемых температурных зазоров, а в местах перепада высот учитывают также толщину стен.

Поперечный температурно - деформационный шов.

а) при длине температурного отсека до 144м, шов устраивается на двух колоннах с привязкой последних к координационной оси, равной 500мм относительно их геометрических осей (рис.8 г);

б) при длине температурного блока более 144м, шов устраивается на двух осях со вставкой, равной 100мм, а колонны смещаются относительно геометрических осей на 500мм от каждой координационной оси внутрь блока (рис. 8д).

Продольный температурно - деформационный шов без перепада высот между смежными параллельными пролетами. Такие швы устраиваются на двух осях со вставкой, а колонны привязываются по правилам привязки крайних колонн.

Швы в перепадах высот параллельных ( рис 8е ) и взаимно перпендикулярных пролетов (рис.8 ж) выполняются на двух колоннах со вставкой между координационными осями.

В торце здания для крепления стен устанавливаются колонны торцевого фахверка с нулевой привязкой к торцевой оси. Привязка колонн продольного фахверка назначается равной и привязке основных колонн данного ряда.

Примеры объемно-планировочных и конструктивных решений производственных зданий представлены на рис. 1−7.