|
2.2 Факторы, влияющие на формирование 2.3 Одно-, двух- и многоэтажные здания |
Подобный материал:
- , 21.64kb.
- , 88.17kb.
- , 30.1kb.
- , 700.28kb.
- , 1001.39kb.
- , 749.73kb.
- , 166.95kb.
- , 122.25kb.
- , 3484.07kb.
- , 3927.54kb.
2 Типология и объемно-планировочная структура
промышленных зданий
2.1 Типы зданий и система их унификации
Промышленные здания подразделяются на типы по основным признакам:
этажности,
объёмно-планировочным решениям
оснащенности подъемно-транспортным оборудованием
виду освещения
системе воздухообмена
наличию систем отопления
капитальности
Кроме того, конструктивные решения зданий зависят от категории пожарной, пожаровзрывной или взрывной опасности размещаемых в них производств.
Большое влияние на совершенствование типов зданий оказывает необходимость реконструкции размещаемых в них технологических процессов, т. е. обеспечение «гибкости» зданий. Необходимость приспособить здание к реконструкции технологии в процессе эксплуатации должна предопределять выбор соответствующих его параметров и конструктивных элементов. Этот выбор должен производиться на основании соответствующих технико-экономических расчетов с учетом перспективного изменения параметров зданий, обусловленного изменением требований, выдвигаемых технологическим процессом.
Важнейшими элементами созданной системы унификации являются:
статистические данные
правила назначения основных размеров
принципы универсального решения
правила расположения разбивочных
Поскольку наличие укрупненных модулей и градаций параметров само по себе не позволяет резко сократить число типоразмеров объемно-планировочных и конструктивных элементов, то на основе статистического анализа и экспериментального проектирования установлено ограниченное число взаимосочетаний параметров – так называемые габаритные схемы (например, размеры пролетов связаны с определенными шагами колонн и высотами, надкрановые габариты и грузоподъемность кранов – с определенными размерами пролетов и высот зданий и т. д.).
На основе этого предложена ограниченная номенклатура объемно-планировочных элементов (ячеек, секций), из которых компонуются здания. Одновременно разработаны правила сочетания указанных элементов, обеспечивающие оптимальное общее композиционное решение зданий (прямоугольную форму в плане, ограничение перепадов высот, преимущественное расположение пролетов в одном направлении и т. п.).
Эти правила охватывают все характерные сочетания объемно-планировочных элементов как одноэтажных, так и многоэтажных промышленных зданий массового применения, встречающихся во всех отраслях промышленности.
В целях широкого внедрения в практику проектирования системы унификации промышленных зданий и сооружений и преодоления устаревших традиций индивидуального проектирования были проведены исследования, направленные на поиски универсальных объемно-планировочных решений зданий в целом или их частей (секций), которые можно было бы использовать для многих производств, имеющих сходные условия организации производственных процессов и предъявляющие одинаковые или близкие требования к строительным решениям зданий. В результате этих исследований разработана единая система отраслевой и межотраслевой унификации зданий. В пределах каждой отрасли проведена унификация технологических схем компоновок, с тем, чтобы обеспечить возможность размещения различных групп однородных производств в зданиях с ограниченным числом унифицированных параметров (рисунок 7).
Рисунок 7 – Унифицированные габаритные схемы многоэтажных зданий :
а–в – безкрановых, г–е – крановых
Внедрение отраслевой унификации позволило резко сократить число применяемых пролетов, шагов и высот зданий и для каждой основной отрасли промышленности создать ограниченное число габаритных схем промышленных зданий. Кроме того, была создана ограниченная номенклатура унифицированных габаритных схем одно- и многоэтажных промышленных зданий межотраслевого применения, охватывающая 75–80 % общей площади зданий.
2.2 Факторы, влияющие на формирование
объемно–планировочной структуры зданий
При проектировании любого здания всегда учитывается комплекс факторов, которые в той или иной степени влияют на выбор архитектурно-планировочного решения. Все эти факторы укладываются в известную триаду Витрувия, определяющую, что архитектура есть польза, прочность и красота. Производственные здания не являются исключением.
Понятие пользы при их проектировании может быть переведено как влияние технологических факторов, а именно технологии производства, технологического оборудования и транспортных средств. Именно эти три фактора, выдвигающие свои, иногда довольно жесткие требования, открывают перечень всего, что определяет объемно-планировочную организацию производственного здания.
Принимая во внимание существование в производственных объектах двух систем – машины и человека, первостепенное значение этих трех факторов становится понятным и объяснимым. Действительно, многие здания для разных процессов изначально предопределены быть многоэтажными, как, например, элеваторы, где вся технология разворачивается по вертикали и для перемещения зерна используется сила гравитации. Башня элеватора имеет четко заданные параметры и на сегодняшний день ее высота достигает 60 м. Такое же вертикальное развитие имеют корпуса обогатительных фабрик, где добываемая порода путем самостоятельного перемещения по наклонным связям проходит последовательно через разные операции, и в результате повышается процентное содержание в ней необходимого сырья.
В то же время сборочные корпуса в автомобильной промышленности, там, где используется конвейер, располагаются в распластанных протяженных объемах. Представить их многоэтажными, с преобладанием вертикальных размеров над горизонтальными, просто нельзя. Горизонтальное развитие имеют и гидроэлектростанции, пространственное построение которых также жестко определено технологическим процессом.
Влияние приведенных трех факторов может быть неравнозначно. Иногда главным для формообразования здания является технология производства. Убедительным примером здесь служит доменная печь, как техническое сооружение металлургического комбината. Ее форма и размеры во многом обусловлены процессом выплавки металла.
В ином случае на первый план выходит используемое технологическое оборудование. Например, в производстве прокатного металла применяются такие громоздкие станки (прокатные станы), что не считаться с ними при разработке архитектурно-планировочного решения корпуса просто невозможно. Цех сушки молока в городе Угличе, Россия, имеет интересную форму двух поставленных друг на друга разных по размерам цилиндров. Такое решение было продиктовано одновременно влиянием технологии выпаривания молока и размерами оборудования, использующегося в этом процессе.
Иногда транспортные средства, применяемые для перемещения продукта или сырья внутри здания, оказывают решающее влияние на выбор его планировочных параметров. Это могут быть всевозможные механизированные устройства (транспортеры, нории) или устройства для передачи материала «самотеком»: пандусы, трубопроводы и пр. Наглядно иллюстрируют влияние транспортных средств на объемно-планировочную структуру здания разные варианты многоуровневых гаражей-стоянок для автомобилей.
К следующей группе факторов, влияющих на объемно-планировочную структуру производственного здания, относятся природно-климатические и градостроительные условия, рассматриваемые при разработке проекта. Особенности места строительства: рельеф, температурно-влажностный режим, преобладающие ветра и т. д. – оказывают влияние на формообразование любого архитектурного объема. Именно эти условия определяют традиционные, региональные подходы к архитектурному проектированию и, соответственно, определяют используемые в этом районе формы, принципы и приемы организации среды.
Интересно совместное влияние природно-климатических и технологических факторов на объемно-планировочную структуру отдельных, специфических объектов промышленной архитектуры.
Возможность использования энергии солнца, решая тем самым вопросы энергосбережения, очень актуальна именно в промышленности, где потребление энергии велико. Существует даже группа производств, которая так и называется – энергоемкие предприятия. Соединение устройств по аккумуляции солнечной, а иногда и ветровой энергии с технологией передачи и использования этой энергии в каком-либо производственном процессе может дать удивительные возможности формообразования.
Для выбора объемно-планировочного решения объектов промышленной архитектуры градостроительные условия важны так же, как и для всех прочих зданий, если предприятие располагается в городе или населенном пункте. А на сегодняшний день около 87 % производственных зданий по своим санитарно-гигиеническим характеристикам могут размещаться и размещаются в границах жилых поселений.
«Выход» производственного здания на главные или второстепенные улицы города, форма занимаемого участка, ориентация основных входов на транспортные магистрали, к остановкам пассажирского транспорта, наличие предзаводской площади со стороны основных подходов к предприятию и пр. – все это принимается во внимание при разработке архитектурно-планировочного решения. Многие производственные здания стали неотъемлемой составной частью застройки городских улиц и площадей, своеобразным ориентиром.
Так, в городе Минске на проспект Независимости выходят многие предприятия: два приборостроительных завода, типография и большой полиграфический комбинат, электромеханический завод, часовой завод и др. Архитектура их корпусов складывалась не только с учетом технологических и прочих технических требований – ориентация на главную улицу города предопределила и особенности объемно-пространственной композиции. Полиграфический комбинат и приборостроительный завод на площади Якуба Коласа, фланкирующие отходящую от проспекта улицу, имеют, например, угловые башни. Появление этих башен было вызвано, в первую очередь, композиционными соображениями, а потом обыграно и функционально. Фасадная пластика зданий также выдержана в стиле застраиваемого в послевоенные годы проспекта. Эти два производственных объекта формируют одну из центральных площадей города, играя в этом процессе очень заметную роль.
Крупный масштаб производственных зданий, делает их заметными в окружающей застройке иного функционального назначения, но, исходя из градостроительных условий, может быть и визуально уменьшен. Город предъявляет свои требования к архитектурным объектам, и производственные постройки не являются здесь исключением.
Отдельную группу факторов составляют условия труда и организация производства. Условия труда включают такие понятия как температурно-влажностные показатели внутренней среды, освещенность рабочего места, расположение оборудования, обеспеченность санитарно-бытовыми помещениями, состояние внутренней воздушной среды с точки зрения наличия токсичных веществ. Последнее обстоятельство становится очень важным для литейного, химического производств, отдельных видов пищевой промышленности. Оно обусловливает появление специальных помещений для механизмов и устройств очистки воздуха, дезактивации и санитарной обработки рабочей одежды, расширение состава помещений, бытового обслуживания рабочих.
К последней группе факторов относятся строительные материалы, время строительства и время эксплуатации, влияние которых на формообразование более ощутимо именно в производственных зданиях. Утилитарная направленность таких объектов обусловливает отсутствие в промышленной архитектуре функционально невостребованных деталей, в том числе и декора. Здесь многое зависит от пропорций, фактуры поверхностей, формы используемых конструкций.
Поскольку строительные материалы и выполняемые из них конструкции всегда влияли на величину пролета, высоту используемой фермы покрытия, арки, рамы, то они участвовали в формировании объемно-планировочной структуры всего здания.
Сегодня в промышленном строительстве используются разные материалы. Наиболее распространенный железобетон вытесняется осваиваемым как бы заново металлом, из которого выполняют не только несущие, но и ограждающие элементы. Такое использование металла оказывается намного экономичнее, чем применение его в железобетонных элементах. Объясняется это возможностью утилизации металла при реконструкции предприятия, его переплавки и повторного использования, чего нельзя сделать с железобетонными конструкциями. В отечественной архитектурной практике широкое использование легких металлических конструкций началось с 1970-х гг., когда в сочетании с эффективным утеплителем стали изготавливать стеновые панели типа «сандвич». Обладая легкостью и определенным изяществом такие панели, допускающие любую «вырезку» проемов для окон, дверей, ворот, дали новые средства трактовки фасадов, новую пластику и членения.
Со строительными материалами тесно связан вопрос времени возведения и эксплуатации производственного объекта. Существует ряд зданий и сооружений, срок службы которых может закончиться раньше, чем наступит их физический износ. Это объекты добывающей промышленности, ряд перерабатывающих производств. До недавнего времени подобные здания проектировали как временные и, соответственно, их сборность-разборность влияла на архитектурно-планировочную структуру.
2.3 Одно-, двух- и многоэтажные здания
Многообразие производственных процессов предопределяет и многообразие зданий для них. Действительно, производственные здания и сооружения, как и другие объекты архитектуры, имеют очень много видов. Здесь можно встретить различные формы, объемно-планировочные решения, структуры, размеры, детали. Здесь так же, как и в других областях архитектуры, встречаются интересные, яркие объекты, наряду с безликими и скучными. Еще многообразнее представлены промышленные предприятия. Их насчитывается, как будет рассмотрено в третьем разделе, около десяти групп.
Тем не менее, такие разные предприятия формируются достаточно ограниченным количеством типов производственных зданий. Их шесть – это одно-, двух- и многоэтажные здания (первый, второй и третий типы), предназначенные для производственного процесса. Наряду с ними существует группа зданий для обслуживания работающих на производстве (четвертый тип) и группа зданий и сооружений, обслуживающих само производство (пятый и шестой типы) . Рассмотрим их последовательно.
Одноэтажные здания являются сегодня самым распространенным типом производственных зданий как в нашей стране, так и за рубежом. Примерно 70 % из построенных зданий для производства в бывшем СССР относилось к этому типу. В странах Западной Европы 80 % ежегодно вводимых производственных зданий сегодня выполняются одноэтажными.
В таком здании можно разместить практически все технологические процессы. Более того, некоторые из процессов нельзя размещать ни в каком ином типе производственных зданий, кроме как в одноэтажном. Это процессы с тяжелым оборудованием, большие нагрузки которого должны пе-редаваться непосредственно на грунт. К достоинствам такого производственного здания относится возможность размещать тяжелое оборудование. Расположение оборудования в одной плоскости обеспечивает простые и надежные технологические связи. Экономически такие связи наиболее выгодны, поскольку горизонтальный транспорт (напольный, подвесной, крановый) относится к самым дешевым. Несомненным преимуществом одноэтажного здания является также и возможность его верхнего естественного освещения через фонари покрытия, что дает равномерный уровень освещенности внутренней среды. Главным же недостатком этого типа здания следует признать трудности архитектурно-художественного плана. Плоские, протяженные, имеющие небольшую высоту и значительные размеры в плане объемы нелегко вписываются в городскую среду; непросто решаются композиционные вопросы, достижение выразительности облика, его индивидуальности. К недостаткам архитектурно-художественного плана добавляются сложности строительства и эксплуатации. Большие по площади одноэтажные здания требуют ровных, практически без уклона площадок (до 3 % ), найти которые в населенном пункте и даже в его пригородах достаточно трудно. Большие поверхности наружных стен и покрытия приводят к теплопотерям и повышенным расходам на отопление. Тем не менее, недостатки одноэтажного здания могут быть устранены мастерством архитектора и использованием дополнительных источников и средств энергосбережения.
два подтипа
Так выглядят, например, главные цехи автомобильных заводов в Минске и Жодино, коврового комбината в Бресте, метизного завода в Речице. Внутри зданий создается цельное пространство, разделить которое можно отдельными перегородками, часто из-за технических и технологических соображений не доходящими до уровня покрытия.
Вторая, павильонная, застройка отличается изрезанной формой плана. Здание состоит как бы из отдельных частей (павильонов), соединенных переходами. Такие строения применяются для производств, технологический процесс которых неоднороден по микроклиматическим, санитарно-гигиеническим, пожаро-, взрывоопасным или прочим условиям (например, в химической, микробиологической промышленности, где требуется большая изоляция отдельных цехов).
П- и Ш-образные или гребенчатые здания используются для кузнечных цехов, Т-образные – для литейных (их тоже относят к павильонным).
Наличие данной формы объясняется необходимостью изолировать технологические операции, приводящие к значительным шумовым, вибрационным и тепловым выделениям, а также загазованности среды.
В зданиях павильонной застройки естественное освещение часто ограничивается боковыми оконными проемами, которые не только экономичнее и проще в эксплуатации, чем фонари покрытия, но и обеспечивают визуальную связь с окружающей средой, что требуется для формирования среды, в психофизиологическом отношении нормальной для работающих. Павильонная застройка имеет преимущества в архитектурно-композиционном плане. Большой распластанный объем в данном случае членится на отдельные составляющие, иногда разные по высоте, восприятие которых с учетом неодинаковой приближенности частей формирует более интересное, пластичное целое.
В итоге выбор того или другого подтипа одноэтажного здания (сплошной или павильонной застройки) зависит от ряда технологических, технических, природно-климатических факторов, а также оценивается, исходя из соображений экономичности строительства и эксплуатации. Наиболее распространена павильонная застройка для предприятий химической и нефтехимической промышленности и для отдельных корпусов металлургических и машиностроительных заводов.
расположения внутренних опор
Появление пролетных зданий было вызвано необходимостью получить большие внутренние пространства, которые невозможно перекрыть одной конструкцией. Сначала в зданиях с несущими стенами устанавливались внутренние опоры-колонны, первоначально один – два ряда. Конструкция перекрытия становилась при этом составной.
а) б)
в)
Рисунок 8 – Схемы пролетного (а), ячейкового (б) и зального (в) типов одноэтажного производственного здания
Пролетный подтип обеспечивает хорошие технологические связи, однако только вдоль пролета. Весь технологический процесс выстраивается последовательно, цепочкой, от одного пролета к другому. Потому пролетные здания хорошо приспособлены для конвейерного производства. Использование мостового крана, передающего нагрузки непосредственно на грунт, позволяет здесь работать с достаточно тяжелыми изделиями. Примерно 35 % всех одноэтажных пролетных зданий оснащено мостовыми кранами, 15 % – подвесными. Этот подтип незаменим для производств тяжелого машиностроения, выпускающих турбины, большегрузные автомобили, крупногабаритные станки и пр. Пролеты могут располагаться как в одном, так и в разных направлениях, иметь одну или разную ширину и высоту. Ограничением является величина перепада высот пролетов меньше 1,8–2,4 м. При меньшем перепаде все пролеты выравниваются во избежание образования снегового мешка. Разновысокие и расположенные взаимно перпендикулярно пролеты часто применяются при введении железнодорожного транспорта в здание. Такой пролет имеет другие линейные размеры и устраивается, как правило, с краю, не внутри здания
Число пролетов не ограничивается, однако большое их количество ведет к чрезмерной площади здания, что вызывает сложности при строительстве и эксплуатации.
Для перекрытия пролетов используются различные конструкции, наиболее часто – фермы разных очертаний. Возможно применение и шедового покрытия. Абрис кровли может быть как плоским, простым, так и более сложным. Форма покрытия для одноэтажного здания играет существенную роль при формировании его внешнего облика. Часто именно линия кровли, выразительная, напряженная, может выделить довольно большое и в то же время относительно невысокое производственное здание из окружающей застройки, сделать его интересным и запоминающимся.
Верхний свет в здании устраивается расположенными вдоль пролета линейными либо точечными зенитными фонарями. Световые фонари способны быть одновременно и аэрационными, обеспечивая естественную вентиляцию корпусов. Довольно часто это используется в цехах с большими тепловыделениями – кузнечных, литейных. Нагретый воздух вместе с вредными газами, парами и аэрозолями поднимается вверх естественным образом и без дополнительных затрат удаляется через светоаэрационные фонари.
Размеры пролетов выбираются в зависимости от технологии производства, выпускаемой продукции, используемых станков и оборудования, и бывают 12, 18, 24, 36 и более метров. Известный завод Атоммаш в России, производящий турбины для атомных электростанций, имеет пролет 42 м, оснащенный мостовыми кранами грузоподъемностью 1200 т.
Ячейковый подтип одноэтажного здания появился в 1940-х гг. в связи с необходимостью усложнить поточное движение производственной цепочки, перейти от однонаправленного перемещения технологического потока к движению потока в двух, взаимоперпендикулярных направлениях. Этот подтип характеризуется квадратной или близкой к нему сеткой колонн; несущими конструкциями покрытия являются взаимопересекающиеся балки, фермы, коробчатые настилы, грибовидные монолитные или сборные перекрытия (сетка колонн – 12x×12, 15×15, 18×18, 24×24 м).
Одним словом, возможно любое сочетание конструктивных элементов, работающее в двух направлениях.
Мостовые краны здесь не используются, их заменяют всевозможными подвесными устройствами, кран-балками, подвесными конвейерами. Отличие этих механизмов от мостовых кранов заключается в передаче нагрузки на грунт через конструкцию перекрытия, а не непосредственно, как это происходит с мостовым краном. Поэтому грузоподъемность таких устройств значительно ниже.
Возможность передвигаться по технологической цепочке в обоих направлениях позволяет иметь внутри здания более гибкое производственное пространство, легко перестраивающееся, изменяющееся. Поэтому здания ячейковой структуры используют, прежде всего, для производств, технологический процесс которых довольно часто претерпевает изменения, например, на предприятиях электронной промышленности, приборостроения. Преимущества более гибкого внутреннего пространства способствуют также широкому распространению этого типа зданий в отраслях промышленности, не требующих больших пролетов и оборудования большой грузоподъемности.
Зальное здание представляет собой практически однопролетное строение с очень большим пролетом. Перекрывают такой пролет фермы, арки, своды, ванты, пространственно-стержневые структуры или их сочетания. Основная цель применения большепролетных и довольно дорогих конструкций – создание внутри свободного безопорного пространства, необходимого для производств с крупногабаритным оборудованием или выпускаемой продукцией. Ангары для самолетов, цехи прокатки металла, сборочные корпуса машиностроительных заводов – вот основные области применения зального одноэтажного здания. В то же время часто можно встретить этот тип здания на малых производствах, где объемы невелики, конструкция перекрытия имеет небольшой пролет (не более 24–36 м) и потому относительно недорогая. Так, станцию технического обслуживания, выполненную в зальном варианте, отличают хорошие условия организации внутренней среды, свободное передвижения автомобилей, переоборудования и переоснащения постов.
Внутреннее пространство одноэтажных зданий (пролетных, ячейковых, зальных) зонируется по вертикали и горизонтали. Горизонтальное зонирование включает выделение зон основного производства, обеспечения производства вентиляционных и энергетических установок, складов и обслуживания рабочих (бытовые помещения).
Все эти зоны размещаются параллельно друг другу вдоль или поперек здания (продольное или поперечное горизонтальное зонирование).
Планировочные зоны разделяются между собой проездами, которые выполняют роль проходов для людей и путей перемещения напольного транспорта. В связи с этим их ширина может достигать 3–4,5 м.
Проезды – основные горизонтальные коммуникации одноэтажного здания. Их система становится главной в планировочной организации внутреннего пространства, размещении всех цехов и участков производства. Проезды – своеобразный планировочный каркас здания, от которого зависит рациональное устройство его внутренней среды. В то же время проезды изымают производственные площади здания – площади, обеспечивающие выпуск продукции, – и, соответственно, экономические показатели предприятия – стоимость эксплуатации материальных фондов, их окупаемость, стоимость выпускаемой продукции и пр. Поэтому система проездов должна быть рациональной, технологически и технически обеспечивать оптимальную организацию внутреннего пространства здания с минимальной длиной пути перемещения транспорта.
Вертикальное зонирование заключается в использовании нескольких уровней внутри одного этажа. Верхний уровень, зона перекрытия, предназначается для размещения инженерного оборудования в виде открытых установок или в виде надстроек на крыше; здесь проходят также технологические и технические коммуникации. Их прокладка осуществляется в межферменном пространстве либо в каналах и полостях специальных несущих конструкций – коробчатых настилов, пустотелых балок коробчатого сечения и пр.
Внутри здания возможно устройство антресолей, предназначенных для размещения оборудования как основного, так и вспомогательного производственных процессов. Здесь также можно располагать склады и бытовые помещения для работающих.
Нижний уровень иногда представлен подвалом, в котором могут размещаться установки первичной очистки выбросов, отдельное вспомогательное оборудование, склады и даже бытовые помещения.
Все участки, цехи и сопутствующие помещения размещают в соответствии с технологической схемой производства; желательно, чтобы каждый из них выходил одной или несколькими сторонами на проезды. Помещения с взрывоопасными процессами располагают у наружной стены, не внутри здания.
Производственные цехи и прочие помещения в одноэтажном здании выделяются перегородками, часто не доходящими до низа покрытия. Конструкция же покрытия, как правило, не скрывается подвесным потолком. Исключение составляют некоторые производства пищевой промышленности и микробиологии, где требуется чистая поверхность стен и потолка во избежание оседания пыли и прочих, вредных для процесса или выпускаемой продукции веществ. Высота этажа одноэтажного здания считается от отметки чистого пола до низа несущих конструкций покрытия и бывает кратна 0,6 м или 1,2 м – 4,2; 4,8; 6 м и более до 30 м.
Пространство внутри одноэтажного здания человек воспринимает как единое, цельное, причем это пространство наполнено множеством технических элементов, движущихся в разных направлениях, стучащих и гремящих. Высота этого пространства намного меньше его размеров в плане. Все это способно вызывать специфические психические реакции у находящегося в помещении, а тем более занятого на производстве человека. Поэтому особого внимания архитектора требует разработка интерьеров цехов и помещений. Формирование комфортной среды достигается специальным применением цвета, выбор которого зависит в большой мере от характера технологического процесса – горячие или холодные цехи. Иногда архитектор умышленно завышает высоту одноэтажного здания, чтобы у находящихся внутри людей не формировался эффект сдавливания, тяжести нависающего перекрытия.
Двухэтажные
В отличие от одно- и многоэтажных зданий, двухэтажные обладают специфическими чертами. Это, как правило, здания сплошной застройки и большой площади. Размеры их сетки колонн, способность размещать процессы с тяжелым оборудованием, часто сложный, не плоский абрис покрытия сопоставимы с одноэтажными зданиями. В то же время наличие между первым и вторым этажами технического этажа или выполняющего его функцию межферменного пространства, присутствие вертикальных коммуникаций (лестниц, подъемников, а иногда и лифтов) роднят этот тип здания с многоэтажными.
По расположению внутренних опор двухэтажные здания бывают пролетными , ячейковыми и, редко, зальными. Наиболее существенная их классификация по этому признаку включает две группы: здания с равной и разной сеткой колонн в обоих этажах (последняя группа делится на здания с меньшей сеткой колонн в первом этаже и, наоборот, во втором).
Использование равной или разной сетки колонн обосновывается технологическим процессом, а именно тем, нужно ли основному производству передавать нагрузки непосредственно на грунт.
Двухэтажные здания отличаются развитой системой вертикальных и горизонтальных коммуникаций, состоящей из проездов, лестниц, лифтов и подъемников. Размещение производственных площадей на двух уровнях укорачивает технологические связи, но в то же время делает передвижения дороже из-за использования вертикальных подъемников и лифтов. Все они группируются вместе и часто находятся за пределами производственной площади, в вынесенных, приставных объемах.
Двухэтажные здания сегодня составляют 14 % от всех производственных. Их применение снижает площадь застройки на 30–40 % и на 10–30 % – площадь всего предприятия, в состав которого они входят. И конечно, двухэтажные здания имеют большие архитектурно-художественные возможности по сравнению с одноэтажными.
Среди производственных зданий многоэтажные составляют около 20 % , и число их существенно не меняется в последние годы. Все более часто в многоэтажном варианте строятся корпуса отраслей промышленности, прежде использовавших только одноэтажные здания (например станкостроения, металлообработки, машиностроения и пр.)
Наиболее распространенными являются здания высотой до пяти-шести этажей. Если учесть, что высота производственного этажа в два-три раза больше общественного или жилого, то нетрудно представить реальный размер производственного многоэтажного здания и сопоставить его с десяти-, пятнадцатиэтажным жилым домом. Размеры в плане такого здания хоть и значительно уступают одноэтажным производственным корпусам, но все же превосходят аналогичные размеры жилых и общественных объектов. То же относится и к масштабу форм, их членений, отдельных деталей. Таким образом, многоэтажное производственное здание сразу же становится заметным в любой архитектурной среде.
Примерно пятая часть всех многоэтажных производственных зданий строится выше шести этажей, существуют даже проекты двадцати-, тридцатиэтажных производственных корпусов. Их высота достигает 200 м. Однако серьезным препятствием для высотного строительства в производстве является вопрос экономичности. Из-за большого количества технологических и технических коммуникаций, необходимости более крупной сетки внутренних опор, стоимость производственной площади стремительно возрастает при каждом новом этаже.
Сегодня достоинства и недостатки многоэтажных производственных зданий изучены достаточно полно. К первым относится экономия территории из-за уменьшения площади застройки, возможность использовать участки со сложным рельефом, что особенно важно для городского строительства, где большие, плоские площадки найти всегда трудно, а в сложившихся городах просто невозможно. Более компактный объем многоэтажного здания, меньшая площадь стен и покрытия позволяют экономить средства на отопление и поддержание внутреннего температурно-влажностного режима.
И, конечно, многоэтажные здания имеют большие архитектурно-художественные возможности. Их объем, силуэт, крупный масштаб деталей всегда выделяют подобные строения в городской среде, контрастно оттеняя окружающую общественную и жилую застройки. Многоэтажные здания широко распространены в легкой, пищевой, полиграфической промышленности, приборостроении. В них обычно размещаются относительно «безвредные» для окружающей среды производства, и поэтому такие здания часто располагаются на основных городских магистралях, формируя главные площади, улицы и их пересечения.
Недостатком многоэтажных производственных зданий является необходимость ограничения их ширины, что вызвано требованиями обеспечения бокового освещения и противопожарными требованиями. Меньшая площадь этажа приводит к увеличению доли проездов, повышению отношения их площади к производственной площади, что снижает экономические показатели. Многоэтажные здания имеют более мелкую сетку внутренних опор и ограниченные возможности по размещению крупногабаритного и тяжелого оборудования. Протяженность коммуникаций сокращается, но возрастают расходы на их строительство и эксплуатацию. Тем не менее, удельный вес многоэтажных зданий в общем объеме промышленного строительства довольно значителен, их типы постоянно совершенствуются, т. к. преимущества таких зданий все же перевешивают их недостатки.
вертикальное
универсальные
В зависимости от ширины корпуса эти здания делятся на узкие (до 60 м) и широкие (от 60 до 100 м).
Узкие здания имеют, как правило, ширину корпуса от 18 до 36 м и рассчитаны на естественное освещение внутреннего пространства. В широких зданиях естественный свет заменяется искусственным, а имеющиеся оконные проемы служат для визуальной связи работающих с внешним миром. Широкие здания обычно строятся высотой в три -четыре этажа, они обладают всеми признаками и особенностями двухэтажных производственных зданий и преимуществами многоэтажных.
Самую многочисленную группу составляют узкие здания, шириной 21, 24, 27, 30 м. По расположению внутренних опор они бывают пролетными , ячейковыми и зальными. Размеры пролетов и шагов в таких зданиях меньше, чем в одноэтажных, и составляют: пролеты – 9, 12, 15, 18 м, шаги – 4,5; 6; 9, 12 м. Высота этажа исчисляется от уровня чистого пола до уровня пола следующего этажа, как и в гражданских зданиях, и бывает – 3,6; 4,8; 6,0; 7,2; 8,4. Конечно, приведенные величины не исчерпывают всех возможных вариантов, это лишь наиболее часто употребляемые в современном строительстве размеры.
Коммуникации горизонтальные (проезды, проходы) и вертикальные (лестницы, лифты, подъемники, пандусы) составляют развитую пространственную систему. Она должна быть максимально компактной и обеспечивать определенную свободу в использовании внутреннего пространства, т. е. его гибкость. Последнее требование, как уже неоднократно отмечалось, очень важно для производственных объектов, подвергающихся за время своего существования достаточно частым реорганизациям, перестройкам и реконструкциям. В многоэтажных зданиях, предназначенных для наукоемких, быстро развивающихся отраслей промышленности, где технология может меняться каждые три — пять лет, требование гибкости становится одним из главных.
Для обеспечения гибкости внутреннего пространства используют несколько приемов: ячейковую, основанную на квадратной сетке, расстановку внутренних опор; вынесение вертикальных коммуникационных элементов за пределы основного пространства цеха и устройство технических этажей.
Квадратная схема расстановки колонн всегда дает больше степеней свободы в планировочной организации, а, значит, и преимуществ при изменении технологического процесса. Ее недостатком являются меньшие, по сравнению с пролетным типом, размеры используемых конструкций перекрытия. Однако в многоэтажных зданиях используются меньшие пролеты и шаги для любых типов (пролетного, ячейкового, зального), и разница между ними не столь существенна, как в одноэтажном строительстве.
Вынесение вертикальных коммуникаций – лифтовых и лестничных шахт, подъемных устройств – освобождает пространство цеха. При любой перепланировке и перестановке оборудования эти стационарные, неизменяемые элементы не будут мешать, а новая прокладка горизонтальных проездов остается возможной и не требует больших затрат. Вертикальные коммуникации часто играют существенную роль в формировании фасадов здания, активно участвуя в пластическом решении как всего объема (при полном вынесении), так и стены (при частичном вынесении элементов).
Стремление максимально освободить цехи от неизменяемых элементов приводит к группировке и особому расположению всех остальных (непроизводственных) помещений здания: административных, вспомогательных, помещений энергообеспечения, санитарных узлов, курительных и пр. Их устраивают в торцах корпуса, с одной из сторон, в центральной зоне и т. д.
Технический этаж – обязательный атрибут сегодняшнего многоэтажного производственного здания. Его основное назначение заключается в размещении горизонтальных технологических коммуникаций-подводок. К станкам и оборудованию на современном производстве подключается электрический ток, вода, сжатый воздух, некоторые газовые смеси и пр. Вся эта непростая система снабжения должна обеспечивать возможность перестановки станков на другое место, перепланировки пространства цеха. В одноэтажных зданиях система подводки необходимых технологических кабелей и трубопроводов располагается в межферменном пространстве; в многоэтажных зданиях аналоги такого пространства устраиваются в виде технических этажей. Вертикальная прокладка технологических подводок осуществляется в специальных шахтах, обычно приблокированных к другим вертикальным коммуникациям – лестницам, лифтам.
Многоэтажные производственные здания очень разнообразны по своим объемам. Наиболее распространены среди них прямоугольные геометрические формы и их сочетания. Однако встречаются объекты, построенные на цилиндрических формах (в основном это гаражи, многоэтажные стоянки, исследовательские лаборатории).
