Краткая история промышленного строительства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Краткая история промышленного строительства

Здания, предназначенные для осуществления производственно-технологических процессов, связанных с выпуском определенного вида продукции, называются промышленными.

Началом промышленного строительства в России можно считать вторую половину XVIII века. В это время началось бурное развитие металлургической, металлообрабатывающей, стекольной, кожевенной, текстильной и оборонной промышленности. Заводы того периода состояли из большого количества цехов, мастерских, изготавливавших все необходимое для производства готовой продукции: оборудование, слесарные инструменты и др. Первые производственные здания строились преимущественно из дерева. В конце XVIII и начале XIX веков в промышленном строительстве стали использовать камень, кирпич и металл.

В первой половине XIX века промышленное строительство, в основном, развивалось на Урале. Во второй половине этого столетия прокатные, литейные, доменные, мартеновские и другие цеха металлообрабатывающей промышленности, а также многоэтажные здания легкой промышленности стали сосредотачиваться преимущественно в Петербурге, Москве, Каменске (Днепродержинске) и других крупных центрах на территориях Польши, Прибалтики и Сибири.

В этот период в связи с появившимися возможностями применения двигателей внутреннего сгорания и электричества производственные здания стали оснащаться подъемно-транспортным оборудованием и другими средствами механизации технологических процессов. Это вызвало широкий размах строительства таких производственных зданий и сооружений как тепловые электростанции, котельные, кислородные заводы, трансформаторные станции и т.п. Развивалась и совершенствовалась объемно-планировочная структура промышленных зданий. Все промышленные здания того периода по объемно-планировочным решениям можно подразделить на 4 группы. Первая группа представляла одноэтажные одно- и многопролетные здания машиностроительных и обрабатывающих производств. Вторая группа - многоэтажные здания легкой промышленности. Третья группа - специальные сооружения различной конфигурации и этажности: электростанции, доменные печи т.п. К четвертой группе относились разнообразные инженерные сооружения технического назначения: элеваторы, водонапорные башни, холодильники и т.п.

Следует отметить наиболее крупные промышленные предприятия того времени, имевшие оптимальные инженерные решения с точки зрения функции и конструкции. К ним относятся: Путиловский завод в Петербурге, механический завод Гонера (завод Ильича), металлургический завод Гужона («Серп и молот»), текстильные фабрики Жиро («Красный Октябрь») и Прохоровская («Трехгорная мануфактура») в Москве, ткацкие фабрики в Иваново-Вознесенске и др. Реконструированы предприятия Урала: Нижне-Тагильский, Надеждинский, Александровский, Нижне-Салдинский заводы.

В 1928 году страна приступила к реализации широкой программы индустриализации. Была поставлена задача в короткий срок обеспечить мощное развитие всех отраслей промышленности и, в первую очередь энергетики, добывающей и перерабатывающей промышленности, а также тяжелого машиностроения.

Большой размах промышленного строительства повлек за собой и совершенствование проектного дела в строительстве. Были созданы государственные специализированные проектные научно-исследовательские институты и строительные организации. Уже в 1930 году в стране заработали такие крупные организации как: Теплопроект, Гидроэнергопроект, Гипрозем, Гипромаш, Госпроектстрой (впоследствии Промстройпроект) и др.

Особенно большое промышленное строительство развернулось после Великой Отечественной войны. К промышленным объектам стали предъявлять высокие требования не только функционально-технологические, но и санитарно-гигиенические, эстетические, а также требования по благоустройству и озеленению их территории. Строить начали укрупненные производственные здания и комплексы, объединенные под одной крышей. Для обслуживания их предусматривали помещения административно-бытового назначения, научно-исследовательские и конструкторские бюро и лаборатории, а также заводские учебные заведения. При проектировании промышленных зданий стали использовать принцип «гибких цехов», применяемый и в настоящее время и заключающийся в увеличении пролетов и шагов каркасных зданий для получения больших площадей и гибкой планировочной структуры, особенно оправданной при переоснащении производства без существенной реконструкции здания. Стали использовать сетки колонн 12х15 и 12х18 м вместо ранее принятой 6х12 м.

В 1947 году были пересмотрены и утверждены новые секции одноэтажных промышленных зданий на основе укрупненных сеток колонн и увеличении грузоподъемности подъемно- транспортного оборудования в них. По разработкам ЦНИПС, Промстройпроекта и Гипротиса стали применять унифицированные сборные железобетонные конструкции.

С середины 1950-х годов для одноэтажных многопролетных промышленных зданий массового значения была установлена унифицированная сетка колонн 18х12 и 24х12 м, для многоэтажных зданий - единая сетка колонн 6х6 м, а при полезной нагрузке до 750 кг/м2 - 12х6 м. В 1961 году был создан Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ЦНИИпромзданий) для решения проблем совершенствования промышленного строительства. Работу по разработке и совершенствованию теорий расчета строительных конструкций и зданий вели крупные научные центры: ЦНИИСК, НИИЖБ, Проектстальконструкция, Промстройпроект и др. В решении многих промышленных комплексов, зданий и сооружений находили применение новейшие технологии производства промышленной продукции и соответствующие архитектурно-строительные решения. Среди таких объектов промышленного производства следует отметить Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические комбинаты, Коршуновский и Качкарский горно-обогатительные комбинаты, Конаковскую, Братскую и Красноярскую ГЭС, Назаровскую и Славянскую ГРЭС, первую опытную АЭС в г. Обнинске, а также Белоярскую и Нововоронежскую АЭС, крупные химические и автомобильные комплексы в г. Тольятти, Набережных Челнах, Братский лесопромышленный комплекс и др. транспортный подъемный механизация постройка

В 1960-1980-е годы проектирование и строительство промышленных объектов продолжали развиваться и совершенствоваться, подкрепленные хорошей нормативной базой, разработанной ведущими научно-исследовательскими и проектными институтами. Основное промышленное строительство было сосредоточено в районах, связанных с производством электроэнергии, нефти, газа, химии и нефтехимии.

С начала 1990-х годов в результате перехода на рыночную экономику и сокращения объемов промышленного строительства многие крупные предприятия строительной индустрии прекратили выпуск конструкций и изделий, а проектные и научно-исследовательские институты оказались невостребованными и вынуждены были перепрофилироваться на гражданское строительство.

Современное промышленное строительство связано, прежде всего, с развитием энергетики, добычи и переработки нефти и других полезных ископаемых, а также с обслуживающими предприятиями машиностроительной отрасли, легкой и пищевой промышленности. Многие промышленные предприятия прошлого перепрофилированы, технически перевооружены и реконструированы с использованием новейших технологий, в том числе и зарубежных.

Основы проектирования промышленных зданий

Основой индустриального промышленного строительства является заводское изготовление конструкций и их узлов, монтируемых на стройке с использованием современных средств механизации и автоматизации. Индустриализация невозможна без унификации и типизации зданий целиком, их частей (блоков), узлов (модулей) и отдельных конструкций. Использование крупноразмерных сборных конструкций и монтаж крупными узлами и блоками значительно повышают индустриальность строительства.

В промышленном строительстве широко применяются сборные железобетонные и стальные конструкции, а также монолитный железобетон, алюминий, дерево и пластмассы.

Основными направлениями повышения технического уровня и снижения стоимости промышленного строительства являются:

- объединение предприятий в промышленные узлы с использованием общих инженерных коммуникаций, вспомогательных, складских и обслуживающих зданий;

- блокирование производственных, вспомогательных и др. цехов (объединение нескольких цехов под одной крышей);

- строительство, в основном, одноэтажных промышленных зданий с пролетами одного направления, одинаковой высоты и ширины;

- использование универсальных типов промышленных зданий (павильонного типа, с межферменными этажами, с подпольными этажами и т.п.);

- замена мостовых кранов более эффективными видами внутрицехового транспорта: подвесными или напольными кранами, авто- и электрокарами и т.п.);

- снижение массы зданий за счет уменьшения расхода материалов;

- применение из стали и бетонов высоких марок, предварительно напряженных, тонкостенных и пространственных прогрессивных большепролетных конструкций;

- размещение технологического оборудования вне зданий или под навесами;

- удобное размещение бытовых помещений по отношению к рабочим местам с применением новейшего санитарно-технического оборудования.

Требования к промышленным зданиям

К промышленным зданиям предъявляют функциональные, технические, архитектурно-художественные и экономические требования.

Функциональные требования. Здания должны обеспечивать нормальное функционирование размещаемого технологического оборудования и нормальный ход технологического процесса в целом. Т.е. здание должно отвечать определенным эксплуатационным требованиям и создавать в помещениях нормальные санитарно-гигиенические условия для деятельности человека. С учетом функциональных требований назначают: объемно-планировочные параметры здания исходя из необходимого состава, площадей, высот и взаимосвязи помещений; вид и материал несущих и ограждающих конструкций; тип и грузоподъемность внутрицехового транспорта и обеспечивают нормальные санитарно-гигиенические условия в помещениях (освещенность, воздухообмен и т.п.).

Технические требования заключаются в обеспечении прочности, устойчивости, долговечности зданий и в возможности их возведения индустриальными методами.

Архитектурно-художественные требования заключаются в придании зданию выразительного архитектурного облика на основе фактуры и цвета поверхности ограждающих конструкций здания, пропорций отдельных его объемов и т.п.

Экономические требования достигаются: рациональной организацией технологического процесса; оптимальным использованием площади и объема здания; назначением соответствующих шагов колонн и ширины пролетов, этажности, материалов и т.п.

Классификация промышленных зданий

К промышленным зданиям относят здания, в которых осуществляются производственно-технологические процессы, связанные с выпуском определенного вида продукции.

По назначению промышленные здания подразделяют на следующие группы:

- Производственные, которые предназначены для основных процессов производства. К ним относятся прокатные, кузнечные, механосборочные и т.п. цеха.

- Подсобно-производственные здания, необходимые для вспомогательных процессов. К ним относятся ремонтные, тарные и т.п. здания.

- Энергетические, снабжающие предприятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром, газом. К таким сооружениям относят ТЭЦ, компрессорные, паровые установки т.п.

- Складские здания, предназначенные для хранения сырья, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и пр.

- Транспортные, к которым относятся гаражи, электровозные депо и т.п. здания.

- Санитарно-технические здания, предназначенные для обслуживания водопровода, канализации и т.п. Это насосные станции, очистные сооружения, водохранилища, водонапорные башни и др.

- Вспомогательные и общезаводские здания, к которым относятся административные помещения, заводоуправления, столовые, медицинские пункты, ПТУ, пожарные депо и т.п.

;

На территории промышленных предприятий, в зависимости от их назначения, строят специальные сооружения такие как: резервуары, газгольдеры, градирни, эстакады, дымовые трубы и т.п.

Для конкретного производства состав зданий и сооружений, располагаемых на территории промышленного предприятия, зависит от назначения здания, его специализации и мощности.

По архитектурно-конструктивным признакам промышленные здания делят на одноэтажные, многоэтажные и смешанной этажности.

Одноэтажными проектируют здания для производственных процессов, связанных с необходимостью применения тяжелого громоздкого оборудования для изготовления крупногабаритных изделий, а также где возможны динамические нагрузки больших значений (кузнечные, прокатные, термические, литейные и т.п. цеха).

В многоэтажных зданиях размещают производства с вертикально направленным технологическим процессом с использованием тяжести сырья и полуфабрикатов, например, мельницы, химические заводы, хлебозаводы и т.п. производства.

Промышленные предприятия, в которых размещаются производства, связанные с горизонтальным и вертикальным технологическими процессами проектируют смешанной этажности. Многие предприятия химической промышленности имеют смешанную этажность.

В основном промышленные производства размещают в одноэтажных зданиях. Одноэтажные здания составляют до 80% от общего объема промышленного строительства.

В зависимости от количества пролетов одноэтажные здания делят на одно- и многопролетные.

По ширине пролетов различают мелкопролетные (L<12 м) и крупнопролетные (L>12 м) здания.

В современном промышленном строительстве основными типами являются многопролетные здания с широкими пролетами, в которых большие производственные площади не стеснены промежуточными опорами.

Применение железобетонных и армоцементных оболочек, стальных и алюминиевых ферм, пространственных систем и других высокопрочных легких конструкций покрытий позволяет строить большепролетные промышленные здания с пролетами равными 36, 42, 60 м и более. В таких зданиях, как правило, размещают цеха авиационных заводов, ангары, гаражи и т.п.

По типу застройки территории промышленные предприятия делят на здания сплошной и павильонной застройки. Здания сплошной застройки имеют значительные размеры в плане и являются многопролетными, а здания павильонной застройки имеют небольшую ширину и ограниченное количество пролетов.

По расположению внутренних опор различают ячейковые, пролетные и зальные здания.

Ячейковые здания имеют квадратную сетку колонн с малыми размерами пролетов и шагов.

В пролетных зданиях величина пролета значительно превышает величину шага опор.

В зальных зданиях расстояния между опорами достигают 100 м и более.

Многоэтажные промышленные здания, как правило, проектируют многопролетными в первых этажах которых располагают производства, имеющие тяжелое, крупногабаритное оборудование, а в верхних этажах - производства, опасные с точки зрения выбросов газа или других химических вредностей, а также пожароопасные производства.

Одноэтажные здания по сравнению с многоэтажными имеют следующие преимущества:

- облегчают установку технологического оборудования, упрощают пути грузовых потоков и позволяют использовать для перевозки грузов наиболее экономичный горизонтальный транспорт;

- имеют более простые объемно-планировочные и конструктивные решения;

- обеспечивают равномерную освещенность рабочих мест естественным светом за счет применения световых фонарей в покрытии здания;

- дают возможность организовать естественный воздухообмен в помещениях через светоаэрационные фонари;

- создают хорошую обозреваемость всех участков технологического процесса и удобную связь между производственными помещениями;

- легче и с большим эффектом поддаются унификации и типизации, а также блокированию.

К недостаткам одноэтажных зданий можно отнести:

- относительно большую площадь застройки, увеличивающую протяженность инженерных и транспортных сетей и повышающую расходы на благоустройство территории;

- большую площадь наружных ограждений, что повышает эксплуатационные расходы на содержание ограждений и поддержание заданных параметров внутренней среды.

Многоэтажные здания при нагрузках до 10 кН/м2 экономичнее одноэтажных. Они более гибки в отношении градостроительных требований (их можно размещать в городских кварталах, за исключением зданий с вредными производствами). В многоэтажных зданиях более удачно размещаются административно-бытовые помещения.

Недостатками многоэтажных зданий являются:

- потребность в вертикальных коммуникациях (лестниц, лифтов, подъемников);

- ограниченность ширины при условии естественной освещенности рабочих мест ( не более 24 м);

- высокий удельный вес подсобных помещений, проходов, проездов и т.п.

Размещено на Allbest.ru