Основные принципы проектирования производственных зданий

Здания пролетного типа характеризуются малым шагом колонн (6 м, реже 12 м), большими пролетами (18−36 м), большой высотой (до 20 м) и наличием крановых нагрузок.

Пролеты шириной до 18 м принимаются кратными 3 м; при ширине более 18 м – кратными 6 м. Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) принимается кратным 6 м.

Основные размеры пролетов по высоте одноэтажных промышленных зданий, оборудованных мостовыми кранами, зависят от грузоподъемности и типа крана, от габаритов оборудования и условий перемещения грузов краном.

Высота здания цеха зависит от отметки головки рельса подкрановых путей, грузоподъемности крана, сетки колонн здания и конструкции покрытия.

Высота пролета Н от уровня чистого пола до низа несущих конструкций покрытия складывается из высоты подкранового пути Н₁ и габарита крана Н₂. Высота Н₁ отсчитывается от уровня чистого пола до верха головки рельса подкрановых путей и зависит от высоты оборудования в рабочем положении и габаритов транспортируемых над оборудованием предметов с учетом наивысшего положения крюка крана и необходимых зазоров, устанавливаемых по условиям техники безопасности [6].

Высота Н₂ складывается из габаритных размеров крана от уровня головки подкранового рельса до верхней точки тележки крана с учетом добавочного зазора 100 мм между верхней точкой тележки крана и нижней точкой строительных конструкций покрытия и 200–400 мм (в зависимости от величины пролета здания) – размера возможного прогиба нижнего пояса или затяжки строительной несущей конструкции покрытия.

В зданиях без мостовых кранов высоту пролета Н измеряют от уровня чистого пола до нижней точки несущих конструкций покрытия. Высота Н обозначает полезную высоту пролета или помещения.

Высоты в бескрановых зданиях от пола до низа несущих конструкций и в зданиях с кранами (при отметке рельса до 8 м) от пола до головки рельса принимается кратными 1 м; при отметке подкранового рельса более 8 м высота принимается кратной 2 м.

Высоты от уровня пола до низа несущих конструкций и от уровня пола до верха крановой консоли в цехах с кранами принимаются кратными 0,2 м.

В крайних пролетах зданий с наружным отводом воды (без мостовых кранов) высоты принимаются равными 4 или 5 м.

Высота одноэтажного здания (от пола до низа горизонтальных несущих конструкций на опоре) должна быть 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.

Высоты помещений в зданиях без мостовых кранов принимаются при пролетах до 12 м – 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6,0 м; для пролетов 18 и 24 м – 5,4; 6,0; 7,2; 8,4; 9,6; 10,8 и 12,6 м. Для пролетов до 18 м при необходимости принимают иногда высоту 4,8 м. В зданиях с мостовыми кранами высота Н при пролетах 18 и 24 м принимается от 8,4 до 10,8 м, кратной 1,2 м, а при пролетах 30 м – от 12,6 до 18 м и выше, кратной 1,8 м. Минимальная высота производственных помещений по санитарным требованиям принимается 3,2 м.

Пожарно-техническая классификация строительных материалов, конструкций, помещений, зданий, а также степень огнестойкости здания, площадь этажа здания в пределах пожарного отсека, эвакуационные выходы следует принимать по СНБ 2.02.01-98 «Пожарно-техническая классификация зданий, строительных конструкций и материалов», СНБ 2.02.02-01 «Эвакуация людей из зданий и сооружений при пожаре», СНБ 2.02.03-03 «Ограничения распространения пожара в зданиях и сооружениях. Объемно-планировочные и конструктивные решения».

Особое внимание на начальном этапе проектирования следует уделить расстановке в производственном здании противопожарных преград: противопожарных стен, перегородок и перекрытий. Правила расстановки противопожарных преград см. ТКП 45-2.02-34-2006 «Здания и сооружения. Пожарные отсеки. Нормы проектирования».

Одноэтажные производственные здания следует, как правило, проектировать с пролетами одного направления и, по возможности, одинаковой ширины и высоты. Перепады высот от 1,8 м и более допускаются при значительной площади пониженной части. Пролеты двух взаимно перпендикулярных направлений применяются, если в этом случае есть существенные технологические преимущества.

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

При конструировании покрытия цеха необходимо обращать внимание на выполнение водостока с крыши, который может оказать влияние как на конструктивное решение, так и на архитектурную выразительность цеха.

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 [8].

Неотапливаемые здания следует проектировать без внутренних водостоков, в этом случае, как правило, устраивается наружный неорганизованный отвод воды. 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 соответствии с ТКП 45-3.02-90-2008 «Производственные здания. Строительные нормы проектирования». В зданиях с внутренними водостоками в качестве ограждения допускается использовать парапет. При высоте парапета менее 0,6 м его следует дополнять решетчатым ограждением до высоты 0,6 м от поверхности кровли.

Тип фонарей [световые (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, световые (зенитные) фонари. Для зданий и помещений со значительным избытком явного тепла следует применять П-образные светоаэрационные или аэрационные фонари [6, 8].

Световые фонари предназначаются для естественного освещения и имеют разнообразные конструктивные формы. В зависимости от поперечного сечения различают фонари прямоугольные с вертикальным остеклением, трапециевидные с наклонным остеклением, шедовые фонари с вертикальным или наклонным остеклением и зенитные 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 6 м.

Светоаэрационные фонари применяют в тех случаях, когда производственные помещения, освещаемые фонарями верхнего света, необходимо периодически проветривать через фонари.

Аэрационные фонари предназначены для постоянной активной естественной вентиляции (аэрации) производственных помещений.

Светоаэрационные и аэрационные П-образные фонари следует проектировать длиной не более 84 м.

Расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной должно быть равным или кратным шагу стропильных конструкций.

Ширина П-образного фонаря для пролета 18 м – 6 м, для пролета 24 м – 6 или 12 м, для пролетов 30, 36 м – 12 м.

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 с ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проектирования». Применение многослойных конструктивных решений стен и эффективных утеплителей позволяет решить вопросы прочности и теплозащиты.

Ворота следует принимать типовые:

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

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

Для зданий высотой от планировочной отметки земли до верха карниза или парапета более 10 м следует проектировать наружные стальные лестницы шириной 0,7 м 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 200 м. Допускается не предусматривать пожарные лестницы на главном фасаде, если ширина здания не превышает 150 м. Эти лестницы должны иметь площадки на уровне эвакуационных выходов и ограждение высотой 1,2 м.