Проектирование производственных площадок
Промышленная сфера деятельности занимает важное место в современном мире. Она направлена на удовлетворение основных нужд человека и окружающего его мира. В то же время, промышленные площадки стремятся к постоянному расширению, усовершенствованию своих технологических процессов. Таким образом, сфера проектирования производственных площадок находится в постоянной динамике, она востребована, популярна, постоянно развивается и совершенствуется.
Проектирование производственных площадок – область проектирования, объединяющая в себе проектирование зданий различной направленности – складов, цехов, административно-бытовых зданий, котельных, трансформаторных подстанций и пр. Именно поэтому в рамках проектирования производственных площадок очень важно не только проектирование каждого здания по отдельности, но и проектирование их в едином работающем бесперебойно комплексе, последовательно выполняющем технологический процесс всей производственной площадки.
Проектирование производственных площадок должно учитывать все особенности проектирования производства – конструктивные элементы должны быть надежными, выдерживающими нагрузки от непрерывно выполняющего технологические процессы производственного оборудования, объемно-планировочные решения должны удовлетворять требования к пространственному размещению тех или иных объектов (помещений, оборудования, коридоров), инженерные решения должны обеспечивать бесперебойное выполнение технологических процессов, а также комфортное пребывания работающего персонала.
Здания на производственных площадках условно можно разделить на следующие группы: • Производственные – цеха, мастерские, производственные площадки.
• Энергетические – здания ТЭЦ, электрические развязки, котельные, трансформаторные будки производственных площадок.
• Транспортно-складские, хозяйственные – для стоянки, заправки и ремонта автомобилей и другой техники; для хранения сырья, продукции на любом этапе производства.
• Вспомогательные – помещения для приема пищи, раздевалки, душевые комнаты, бытовки, офисные помещения. Такие помещения могут находиться как внутри всей производственной площадки, так и снаружи, отдельно в зависимости от проекта.
Основным принципом организации застройки производственных площадок является зонирование территории. На производственных площадках выделяют следующие зоны:
- Предзаводская зона включает в себя административные, общезаводские лаборатории, стоянки для автотранспорта и др. Их располагают при въезде на предприятие со стороны жилой зоны (если таковая имеется).
- Производственная зона, включает основные цеха производственной площадки.
- Подсобная зона включает территории, на которых располагают энергетические, вспомогательные, санитарно-технические, коммуникационные объекты производственных площадок.
- Складская зона – это склады сырья, материалов, готовой продукции на производственных площадках.
- Резервная зона, для возможного расширения производственных площадок.
• Проектно-изыскательские работы. Экологические, геодезические и геологические изыскания помогут начать создавать генплан, так как анализ грунтов на территории проектирования площадки влияет на технологию строительства и проектирования стен, их возможной просадке, наличию грунтовых вод и пр.
• Расчет площади помещений в зависимости от размеров станков или другого оборудования, количество рабочих мест и пр. Проработка конфигурации цехов, расположения основных объектов промышленных площадок, ширины дверных проемов.
• Планировка вспомогательных и технических помещений производственных площадок.
• Планирование условий труда для обеспечения санитарно-гигиенических и трудовых норм на производственной площадке.
• Расчет подъемных механизмов, расчет нагрузок на несущие конструкции, перекрытия; выбор строительных материалов.
• Проектирование инженерных систем .
Планомерно выполняя каждый из данных этапов проектирования производственных площадок, проектировщик должен решать вопрос не только о проектировании конкретного здания, но и о внедрении его в целостный объект производства.
Техническое задание на проектирование производственной площадки, полученное от заказчика, является основным документом, на основании которого проектировщиком реализуются те или иные функции проектируемой площадки – в нем оговаривается площадь производственного объекта, определяются места для установки станков и другого производственного оборудования, предусматривается обеспечение рабочего оборудования необходимыми сетями: электроснабжением, водоснабжением, канализацией, в зависимости от того, какой именно производственный процесс будет реализовываться на данной площадке.
Проектирование нового здания ведется в две стадии:
1-я стадия – П (проект);
2-я стадия – РП (рабочий проект).
На стадии П в соответствии с полученным на проектирование заданием устанавливаются:
- техническая возможность возведения производственной площадки;
- целесообразность применения тех или иных конструкций производственной площадки;
- конструктивная схема;
- архитектурное решение – принимается на основе типового проекта или индивидуального проектирования.
На стадии РП разрабатывают комплекты рабочих чертежей для строительства производственной площадки, пояснительную записку и смету к строящемуся объекту.
1. На начальной стадии проектирования производственных площадок определяется вид производства – машиностроительное, энергоснабжающее, пищевое, металлургического и другие. В зависимости от типа производства составляется схема технологического процесса, определяется количество и вид зданий для выполнения данного производственного процесса.
2. Подбирается количество, наименования и вид необходимого для производственной площадки оборудования, определяются его габариты. Производственное оборудование размещается на производственной площадке в последовательности, указанной в технологической схеме. Обязательным условием при проектировании является соблюдение необходимых расстояний между оборудованием, обеспечения безопасных зон для передвижения персонала на производственной площадке.
3. Определяется потребная площадь производственных помещений, рассчитывается полезная площадь, вымеряются габариты зданий и помещений в соответствии с расставленным производственным оборудованием.
4. Полученные данные сводятся в таблицу, анализируются с целью определения способа конструирования, производственной площадки выбора материалов для строительства, определения потребности в инженерных сетях.
В процессе проектирования специалист опирается на современные госстандарты, законодательные документы для строительства производственных площадок, прокладки инженерных сетей, по обеспечению безопасности и санитарных норм сотрудников и др. :
• СП 56.13330.2011 «Производственные здания».
• Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации».
• Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
• Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 264-ФЗСП 118.13330.2012 «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
• Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 г. N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
• СП 112.13330.2011 «Пожарная безопасность зданий и сооружений».
• СП 2.2.1.1312-03 «Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий».
• СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений».
• СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях».
• СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».
- технологический процесс;
- характеристики подъемно-транспортного оборудования;
- градостроительные условия, определяющие положение здания;
- характеристики внутренней среды в здании;
- природно-климатические условия;
- технико-экономические требования проекта.
В зависимости от характеристики технологического процесса одноэтажные производственные здания по объемно-планировочному решению могут быть запроектированы пролетного, зального и ячейкового типа. При проектировании одноэтажного производственного здания на производственных площадках преимущественно используют пролетную или ячейковую структуру, так как они предопределяют простую прямоугольную форму плана. Выбор формы и профиля производственного здания промышленных площадок связан с решением таких планировочных задач, как выбор этажности, сетки колонн, рационального размещения различных помещений в объеме здания, ширины и высоты пролетов. Конфигурация, размеры плана, высота, профиль производственного здания определяются технологическими параметрами, числом и взаимным расположением пролетов.
При проектировании объемно-планировочных решений производственных площадок следует объединять, как правило, в одном здании помещения для различных производств, складские, административные и бытовые помещения, проектировать внутрицеховое пространство нерасчлененным капитальными стенами и перегородками. Капитальными стенами ограждать только те помещения производственных площадок, где существуют отличия по температурно-влажностному режиму и степени выделения производственных вредностей.
Объемно-планировочные решения производственных площадок проектируются с учетом минимальных площадей наружных ограждений. Высота одноэтажного здания (от пола до низа горизонтальных несущих конструкций на опоре) должна быть запроектирована не менее 3 м, 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 3,3 м.
В многоэтажных зданиях высотой более 15 м от планировочной отметки земли до отметки чистого пола верхнего этажа (не считая технического) и наличии на отметке более 15 м постоянных рабочих мест или оборудования, которое необходимо обслуживать более трех раз в смену, следует проектировать пассажирские лифты. Грузовые лифты должны предусматриваться в соответствии с технологической частью проекта.
Привязку колонн к продольным осям следует принимать в зависимости от шага колонн, грузоподъемности, режима работы и вида кранового оборудования.
В производственном здании для пропуска средств напольного транспорта необходимо предусмотреть ворота. Количество, размер и положение ворот определяются технологическим заданием и габаритами движущегося транспорта.
Производственные площадки должны иметь естественное освещение через оконные проемы в наружных стенах и через фонари. Площадь оконных проемов определяется расчетом согласно положениям СП.
После разработки плана и определения высотных размеров приступают к выбору конструктивных решений (несущих и ограждающих конструкций).
1. Выбор конструктивной схемы каркаса проектируемого производственного здания. В одноэтажных производственных зданиях наиболее распространены три варианта каркасов: железобетонный, металлический и смешанный. Каркас состоит из поперечных рам, объединенных в пространственную систему продольными конструктивными элементами. Поперечную раму образуют колонны и ригели. В качестве ригелей выступают балки, фермы.
2. Конструктивная схема покрытия производственной площадки. Крыша может быть запроектирована каркасной. Обычно стропила выполняются из металла. Они могут быть плоскими или округлыми Разные цеха могут проектироваться под различными покрытиями.
3. Материал перекрытий и стен производственных площадок. Обычно проектируют здания из железобетона, реже используют сталь или кирпич. Элементы чаще бывают сборными, но встречаются и монолитные.
4. Фундаменты под колонны каркаса проектируют отдельно стоящими, из сборного железобетона или монолитными. Под фундаментами устраивают песчаную или щебеночную подготовку толщиной не менее 100 мм. Отметка подошвы фундамента проектируется согласно рекомендациям нормативной документации, либо по условиям заглубления смежных фундаментов технологического оборудования. Для передачи на фундамент нагрузки от стен здания производственных площадок применяют фундаментные балки таврового или трапециевидного сечения. Под наружные стены балки укладывают с внешней стороны колонн, опирая их на ступени фундаментов или на бетонные столбики, выложенные по этим ступеням так, чтобы верхняя грань балки была ниже поверхности чистого пола на 30 мм. По фундаментным балкам устраивают горизонтальную гидроизоляцию толщиной 30 мм и далее возводят стены.
Проектирование производственных площадок в части конструктивных решений должно, прежде всего, обеспечивать требования к безопасности проектируемого объекта, выполнять условия по легковозводимости конструкций, но в тоже время обладать достаточной надежностью, прочностью, невосприимчивостью в к различным видам нагрузок и ремонтопригодностью.
Бытовые здания производственных площадок предназначены для размещения в них помещений обслуживания работающих: санитарно-бытовых, здравоохранения, общественного питания, торговли и службы быта, культуры, технического назначения, общественных организаций.
Санитарно-бытовые помещения производственных площадок являются основным элементом этих зданий, так как связаны с ежедневным обслуживанием работающих на данном предприятии. В состав санитарно-бытовых помещений входят гардеробные, душевые, умывальные, уборные, курительные, помещения для обогрева и другие специальные помещения. Проектировщику необходимо иметь представление о сути технологического процесса, проходящего в цехе, степени загрязнения одежды, рук и тела, работающих в условиях производства.
Расчет проектируемых помещений и зданий состоит в выборе помещений по СП в зависимости от количества работающих в цехе. Административно-бытовой блок проектируют встроенным в производственное здание, а также размещают в пристройках к производственным зданиям и в отдельно стоящих зданиях с максимальным приближением к производственным корпусам. В последнем случае административно-бытовой блок следует соединять с производственным корпусом проектируемым теплым переходом – наземным, надземным (галерея) или подземным (тоннель).
Проектирование административно-бытового блока производственных площадок можно начинать после завершения расчетов: 1) штатов; 2) состава и площади административно-бытовых помещений; 3) количества оборудования бытовых помещений.
На первом этапе проектирования административно-бытовых блоков производственных площадок производится анализ рационального размещения блока административно-бытовых помещений встроенного, пристроенного или отдельно стоящего здания. На основе рассчитанной площади в проекте принимают ориентировочное количество этажей, габариты административно-бытового блока, сетку колонн.
После определения габаритов и количества этажей производят зонирование – рациональное размещение групп помещений по этажам, при этом, например, помещения здравоохранения целесообразно размещать на первом этаже. После этапа зонирования приступают к размещению помещений на этаже с учетом их площадей и конструктивной схемы каркаса. Расстояние между отдельно стоящим административно-бытовым зданием и производственным должно быть не менее полусуммы высот этих зданий и не менее 12 м. Встроенные и пристроенные административно-бытовые помещения в проекте отделяют от производственных шлюзами.
Бытовые здания рекомендуется проектировать каркасной конструкции в сборном железобетоне. Здания небольшого объема возможно проектировать в кирпиче.
Все инженерные сети производственных площадок можно разделить на технологические и бытовые.
Технологические сети производственных площадок обеспечивают функционирование основного технологического оборудования, выполнения производственных процессов.
Бытовые сети обеспечивают санитарно-гигиенические требования к микроклимату рабочих мест на производственных площадках.
На производственных площадках могут быть запроектированы следующие сети:
- электроснабжение
- газоснабжение
- системы пожарной безопасности.
При проектировании инженерных сетей производственных площадок важно ориентироваться на действующие для данного производства нормы. Мощность проектируемых сетей подбирается в зависимости от количества потребителей ресурса.
Проектирование производственных площадок – стремительно развивающаяся и прочно вошедшая в нашу жизнь сфера проектирования, которая будет продолжать пользоваться спросом в будущем, т.к. технологический прогресс не стоит на месте, с каждым годом создается все больше и больше предприятий, реализующих тот или иной вид деятельности.