Теплотехнические требования к наружным ограждающим конструкциям

Ограждающие конструкции здания должны оказывать определенное сопротивление теплопередаче в заданных климатических условиях, чтобы обеспечить необходимую температуру в помещении. Величина сопротивления теплопередаче имеет размерность м2•ч•град/ккал и обозначается буквой R.

13) Общие принципы объемно-планировочных решений промышленных зданий: выбор этажности, унификация параметров, пожарная безопасность.

Промышленное строительство - это область строительства, занимающаяся созданием основных фондов промышленности, включая выполнение комплекса строительно-монтажных работ, связанных с возведением новых, а также расширением, модернизацией и реконструкцией существующих промышленных предприятии.

■По числу пролетов — однопролетные и многопролетные одноэтажные производственные здания;

■По числу этажей — одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные и смешанно - этажные промздания;

По расположению опор (или по объемно - планировочному решению) — промздання пролетного, ячейкового и зального типов. К пролетным относят здания с преобладанием размера пролета над размерами шага колонн с постоянным направлением производственного процесса (перпендикулярно пролету несущих конструкций), к ячейковым относят с квадратной сеткой осей и организацией технологического процесса в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Зальными называют крупнопролетные здании, возводимые в тех случаях, когда технологический процесс требует создания большого внутреннего пространства, свободного от промежуточных опор (а – одноэтажное здание, б – двухэтажное с укрупненной сеткой колонн для 2го этажа, г – многоэтажное с одинаковой сеткой колонн для всех этажей, д – многоэтажное с тех. этажами).

Последовательность технологических операций с необходимым количеством оборудования, их габаритов, складирование сырья и продуктов, габариты проходов и проездов – все это получает отражение в технологической схеме производства, авторами которой являются технологи соответствующей отрасли производства, а так же архитекторы, инженеры строители, имеющие опыт в проектировании предприятий данной отрасли промышленности.

Построение технологической схемы получает прямое отражение в объемно-планировочном решении здания, определяя его этажность, минимально необходимые размеры высот этажей и расстояние между несущими конструкциями (шаги и пролеты). Если технологическая схема одинаково целесообразно решается в одной и нескольких горизонтальных плоскостях, то предпочтительней оказывается размещение предприятий в многоэтажном здании. Это позволяет сократить территории, отводимые под застройку, протяженность инженерных коммуникаций и дорог.

Несмотря на разнообразие протекающих в промзданиях технологических процессов, при их проектировании в большинстве случаев применяются унифицированные объемно — планировочные и конструктивные решения, основанные на Единой Модульной Системе.

В применении ЕМС к промышленным зданиям отличительным по сравнению с гражданскими является использование укрупненных модулей большей величины (30М, 60М). Осевые размеры в плане

назначают кратными укрупненным модулям 60М (для шага колонн одноэтажных зданий) и 30М (для пролетов многоэтажных зданий), а по высоте – 6М.

Объемно — планировочный элемент (ОПЭ) — это часть объема здания с размерами, равными высоте этажа, пролету и шагу здания (Hо,L0,B0).

Температурный блок — это часть здания, состоящая из нескольких ОПЭ и расположенная между температурными швами, между температурным швом и торцом здания, или между торцами здания (в зависимости от его размеров).

Система унификации и типизации охватывает не только отдельные фрагменты здания, но и здание в целом. Кроме ОПЭ (или унифицированного ОПЭ — УОПЭ) существуют унифицированный типовой пролет (УТП) и унифицированный типовой блок, или секция (УТБ или УТС).

Пожарная безопасность.

В число основных задач огнезащиты входят: предотвращение пожара, противодействие распространению огня, обеспечение локализации очага возгорания и ослабление воздействия опасных факторов пожара.

Важнейший показатель для сооружений - REI, обозначающий предел огнестойкости. REI состоит из условных значений предельных состояний: по признаку потери несущей способности - R, целостности - Е, теплоизолирующей способности - I). Предел огнестойкости строительных конструкций - это время в минутах (часах) с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до обрушения, необратимых деформаций, образования сквозных трещин), или прогрева противоположной от огня поверхности до 220 ОС, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов.

Практика показывает, что наиболее экономичным путем достижения требуемой огнестойкости является применение огнезащитных конструкций или покрытий на основе негорючих теплоизолирующих и теплопоглощающих материалов. При этом уменьшаются так называемые побочные эффекты пожара (дымообразование, выделение газообразных токсичных веществ). Огнезащитное действие экранов основывается на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранении в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах. Огнезащитные экраны располагаются либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов либо на относе с помощью специальных мембран-коробов, каркасов или закладных деталей..

Огнезащита строительных конструкций

Кирпичные конструкции зданий в большинстве случаев не нуждается в дополнительной защите: они длительное время могут выдерживать температуру до 900 ОС.

Огнестойкость бетонных и железобетонных стен, наиболее широко распространенных в современном промышленном строительстве, зависит от ряда факторов, в том числе от толщины защитного слоя и вида теплоизоляционного заполнителя. При этом большего внимания с точки зрения огнезащиты требуют балки, нежели плиты-перекрытия, так как при пожаре балки нагреваются как минимум с трех сторон. Здесь могут быть использованы огнезащитные плиты на основе минеральных волокон, керамзита, вермикулита и перлита, обмазки, штукатурки и вспучивающиеся краски. Металлические конструкции (из стали, чугуна и алюминиевых сплавов) наиболее уязвимы во время пожара. Металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня.

Огнестойкость металлических конструкций существенно повышает создание на поверхности элементов конструкций огнезащитных покрытий, выдерживающих высокие температуры и непосредственное действие огня. Наличие этих покрытий позволяет замедлить прогревание металла и сохранять конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

Для локализации очага возгорания также рекомендуются такие конструктивные меры, как устройство несгораемых стен - брандмауэров в зданиях складов, пакгаузов, других протяженных (более 30 м) сооружениях из негорючих стен (чаще всего из керамического кирпича), устройство огнезащитных дверей, огнезащитных перегородок. Кроме того, в местах пересечения противопожарных преград и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры должны быть заделаны строительными раствором или другим негорючим материалом, обеспечивающим требуемый предел огнестойкости и дымогазонепроницаемости.

Пространственная и планировочная ячейка одноэтажного промышленного здания. Объемно-планировочные параметры. Деформационные швы. Температурные отсеки.

Унификация — приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.
Типизация — техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.
Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных параметров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режимов и т. п.

Объемно — планировочный элемент (ОПЭ) — это часть объема здания с размерами, равными высоте этажа, пролету и шагу здания (Hо,L0,B0).

Температурный блок – часть здания, состоящая из нескольких объемно-планировочных элементов, расположенная между температурными швами, между температурным швом или торцом, между торцами с одинаковыми параметрами внутрицеховой среды.

Для ограничения усилий, возникающих в конструкциях от перепада температур, здание разрезается температурно-деформационными швами на отсеки (температурные блоки), размеры которых зависят от материала каркаса, теплового режима здания и климатических условий района строительства. Эти размеры определяются расчетом.

Для железобетонного и смешанного каркаса длина температурного блока А ≤ 72 м. Если пролет больше 72м, то поперек ставится температурный шов.
Деформационный шов ставится в местах перепада высот, когда 1 пролет выше другого, при взаимно перпендикулярном размещении пролетов. Конструктивно поперечные деформационные швы выполняются на двух колоннах, смещенных на 0.5м с оси шва, внутрь каждого отсека.

5 - крайние колонны производственного здания у поперечного температурного шва;6 - средние колонны производственного здания у поперечного температурного шва; 7 - угловые колонны смежных, продолжающих друг друга пролетов здания (правый пролет более высокий); 9 - угловые колонны смежных перпендикулярных пролетов производственного здания (правый пролет более высокий); 10 угловые колонны смежных параллельных пролетов производственного здания (правый пролет более высокий); с1=толщина+100(окр до 100)

15) Основные параметры одноэтажного каркасного промышленного здания: пролет, шаг колон, привязка осей кранов к разбивочным осям.

Пролетные здания используют для предприятий с постоянной и единой направленностью технологического потока. Их компонуют в виде групп параллельных пролетов, иногда добавляют по торцам поперечный пролет. В пролетных зданиях преобладает размер пролета над шагом несущих конструкций.

Железобетонные колонны каркаса - это вертикальные элементы, служащие для опирания на них несущих конструкции покрытия, восприятия крановых и технологических нагрузок и нагрузки от стен.

Шаг крайних колони здания принимается б или 12 м. шаг средних колонн — б, 12 или 18м.

Шаг колонн увязан с шагом стропильных конструкций покрытия. Если шаг крайних колони равен бм, а шаг средних — 12м, то используются подстропильные конструкции. Высота железобетонных колонн и их градация по высоте кратна укрупненному модулю 600мм.

Железобетонные стропильные фермы обычно применяются для пролетов 18 и 24 м. В тех случаях когда шаг колонн каркаса превышает шаг конструкций покрытия их опирают на подстропильные фермы. Подстропильные конструкции применяют, технологический процесс которых требует широкого шага внутренних опор. Подстропильные конструкции опираются на колонны среднего ряда и располагаются вдоль здания.

Для зданий пролетом 24м включительно применяется железобетонный каркас. В зданиях с пролетом свыше 24м – стальной каркас. Стальной каркас производственных зданий выполняются с аналогичной железобетонному каркасу конструктивной системой.

Привязка подвесного крана 1,2-1,5 от оси движения до оси здания.

Привязка осей подкрановых балок:

Универсальные промышленные здания, их характерные особенности. Примеры объемно-планировочного решения.

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

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

малой гибкости с сеткой колонн 12х 12 и 12X 18; средней гибкости с сеткой колонн 12X24. 12X30. 18X18. 18x24; большой гибкости с сеткой колонн 12X36, 12X48, 12x60. 18X36, 18X48. 18Х60, 24 X 24. 24 X 30. 24 X 36. 24 x 48. 24 X 60. 36 x 36. 36 x 48. 36X60. 48X48. 48X60. 60x60 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 ив преимуществ которых является возможность организации технологическою потока в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Наличие внутри универсальны* 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 конструкции, снижению стоимости строительств и эксплуатационных расходов

«Гибкие» здания для производств с быстро изменяемой технологией1 иногда целесообразно проектировать с резервом высоты или с легко регулируемыми по высоте подвесными потолками для установки более высокого оборудования

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 щиты утолщают на 150—200 мм.

Габаритные схемы многоэтажных зданий (бескрановые и крановым оборудованием). Объемно-планировочные параметры. Преимущества и недостатки.

К основным достоинствам многоэтажных промзданий относится: малая площадь застройки н. как следствие, экономия территории: минимальная площадь ограждающих конструкций при заданной рабочей площади здания; возможность развития технологического процесса по вертикали и возможность получения выразительного архитектурного решения. К основным недостаткам многоэтажных промзданий относятся: относительная сложность возведения; сложность обеспечения необходимого естественного освещения и вентиляции интерьеров; сложность обеспечения эвакуации персонала: большой расход площади на вертикальные коммуникации; относительно малая допустимая нагрузка на перекрытия. Увеличение в последнее время объема строительства многоэтажных производственных зданий объясняется следующими основными причинами: увеличением стоимостью земли и общим дефицитом территории; совершенствованием конструктивных систем промзданий; повышением архитектурной и градоформирующей роли промышленных зданий. Высоты этажей многоэтажных промышленных зданий изменяются в широких пределах и составляют: 3.6, 4.8, 6.0, 7.2м. Многоэтажные промздания с балочными перекрытиями из сборных железобетонных элементов являются основным типом таких зданий. Как правило они выполняются высотой до 5 этажей и сеткой колонн 6х6, 6х9м