Производственные и промышленные здания. Проектирование и изготовление промышленных зданий Строительство промышленных зданий и производственных помещений

Промышленные здания предназначены для размещения производства. Промышленные здания состоят из отдельных зданий, предназначенных для производственного процесса.

Конструктивные элементы промышленного здания

Промышленные здания предназначены для размещения производства. Делятся по отраслям производства (машиностроение и т.д.).

Промышленные здания состоят из отдельных зданий, предназначенных для осуществления производственного процесса.

колонны ;
, состоящая из несущей части (балки и фермы) и ограждающей части (плиты или элементы покрытия);
подкрановые , установленные на консоли колонн;
фонари , обеспечивающие дополнительное естественное освещение и проветривание;
(стены, окна, перегородки, двери);
специальные связи (горизонтальные и вертикальные), обеспечивающие пространственную жесткость здания.

Классификация промышленных зданий

По назначению:

производственные (механосборочные, ремонтные);
энергетические (ТЭЦ, трансформаторные подстанции);
транспортно-складского хозяйства (склады);
вспомогательные (помещения администрации).

По этажности:

одноэтажные (тяжелая промышленность);
многоэтажные (легкая промышленность);
смешанной эксплуатации.

По числу пролетов:

однопролетные;
многопролетные.

По наличию подъемно-транспортного оборудования:

крановые (мостовые, подвесные);
бескрановые.

По материалу основных несущих конструкций:

с ж/б каркасом;
с металлическим.

с и покрытием из ж/б;
металлические или деревянные конструкции;

По системе отопления:

теплые (отапливаемые, не отапливаемые);
холодные.

По наличию фонарей:

фонарные;
бесфонарные.

Требования, предъявляемые к промышленным зданиям

Технологические - для чего построено, для чего должно применяться. Исходя из требований выбирают материал и оборудование.

Технические - прочность, устойчивость, долговечность, противопожарная безопасность.

Архитектурно-художественные - эстетический внешний вид.

Экономические - затраты на возведение должны быть оптимальны. Выбирают лучший вариант из нескольких.

Народное хозяйство состоит из производственных отраслей, которые в свою очередь объединяются в промышленные предприятия. Промышленные предприятия включают в себя промышленные здания, назначение которых заключается в осуществлении процессов производственно-технологического характера, связанных напрямую или косвенно с изготовлением продукции определённого вида. В независимости от промышленной отрасли здания подразделяют на четыре группы: вспомогательные помещения или здания, помещения транспортно-складского хозяйства, энергетические помещения, а также производственные здания.

1. Под производственными зданиями понимают строения, которые служат для выпуска полуфабрикатов или готовой продукции. Они делятся на несколько видов в зависимости от производственной отрасли, например: ремонтные, инструментальные, ткацкие, термические, механосборочные, штамповочные, и др.

2. К энергетическим зданиям относят здания котельных, трансформаторные и электрические подстанции, теплоэлектроцен-тралей (ТЭЦ).

3. Под транспортно-складскими помещениями понимают склады готовой продукции, гаражи, пожарные депо и др.

4. Под вспомогательными зданиями понимают медицинские и бытовые пункты, пункты питания, административно-конторские пункты.

Площади и конструкция промышленных зданий зависит от проходящих в них технологических процессов и назначения строений. Подразделяются строения на четыре класса, к зданиям первого класса предъявляются повышенные требования, а постройкам четвёртого класса требования минимальные. Каждый класс зданий предусматривает свои собственные эксплуатационные свойства, а также срок эксплуатации и уровень огнеупорности основных конструктивных элементов постройки. Существуют три степени срока эксплуатации промышленных строений: первая степень предусматривает долговечность не меньше 100 лет, вторая ступень - не меньше 50 лет, третья ступень - не меньше 20 лет.

По показателям огнеупорности сооружения делятся на пять степеней. Степень огнеупорности определяется пределом огнестойкости и группой возгораемости основных , для строений утверждён следующий регламент: для построек первого класса - не ниже второй степени, для строений второго класса – не ниже третьей степени. В отношении зданий третьего и четвёртого классов степень огнеупорности не регламентируется. В классификации промышленных зданий по они делятся на многоэтажные, одноэтажные и здания смешанной этажности.

В том случае, если технологический процесс проходит в горизонтальной плоскости и отличается крупногабаритным и тяжёлым оборудованием, массивными изделиями и критическими нагрузками с высокой динамикой целесообразнее будет размещать производство в одноэтажном здании. Одноэтажные строения в зависимости от количества пролётов могут подразделяться на много- и однопролётные.

Под пролётом понимают объём промышленного строения, который ограничен по периметру перекрытиями и рядами колонн по однопролётной схеме. Под шириной пролёта понимают расстояние между продольными рядами колонн.

1.1. Виды промышленных зданий

Промышленные предприятия классифицируют по отраслям производства.

Всего насчитывается более 15 крупных отраслей (электроэнергетика, черная металлургия, цветная металлургия, машиностроение, металлообработка и др.)

На основе отраслевой классификации производства построена у классификация промышленных зданий. В начале изучения настоящего курса было сказано, что промышленные здания независимо от отрасли промышленности разделяют на четыре основные группы: производственные, энергетические, здания транспортно-складского хозяйства и вспомогательные здания или помещения .

К производственным относят здания, в которых размещены цехи, выпускающие готовую продукцию или полуфабрикаты. Производственные здания по назначению разделяют на многие виды соответственно отраслям производства. Это могут быть металлообрабатывающие, механосборочные, термические, кузнечно-штамповочные, мартеновские цехи, цехи по производству железобетонных конструкций, ткацкие цехи, цехи по обработке пищевых продуктов, цехи вспомогательного производства, например, инструментальные, ремонтные и др.

К энергетическим относят здания ТЭЦ (теплоэлектроцентралей), снабжающих промышленные предприятия электроэнергией и теплом, котельные, электрические и трансформаторные подстанции, компрессорные станции и др.

Здания транспортно-складского хозяйства включают гаражи, стоянки напольного промышленного транспорта, склады готовой продукции, полуфабрикатов и сырья, пожарные депо и т.п.

К вспомогательным относятся здания для размещения административно-конторских помещений, помещений общественных организаций, бытовых помещений и устройств (душевых, гардеробных и пр.), пунктов питания и медицинских пунктов. Вспомогательные помещения в зависимости от вида производства можно располагать непосредственно в производственных зданиях.

Объемно-планировочные и конструктивные решения промышленных зданий зависят от их назначения, характера размещения в них технологических процессов и отличаются значительным разнообразием. Такие здания можно классифицировать по следующим признакам:

1. По числу пролетов – однопролетные и многопролетные одноэтажные промышленные здания. Однопролетные здания (рис. 1.1, а) целесообразны для небольших производственных, энергетических или складских зданий. Они применяются также для размещения производств, требующих значительной величины пролетов (от 36 м и более – большепролетные здания) и значительной высоты (более 18 м). Однопролетные здания характерны, например, для производств с расположением технологического оборудования на специальных конструкциях – «этажерках», не связанных с несущими конструкциями самого здания (рис. 1.1, в).

Многопролетные (рис. 1.1, б) – наиболее распространенный тип одноэтажных промышленных зданий, широко используемый в различных отраслях промышленности. Многопролетные здания с одинаковыми или близкими параметрами пролетов (шириной и высотой) без внутренних открытых дворов называются зданиями сплошной застройки (рис. 1.2) и могут достигать в плане значительных размеров (несколько сотен метров по ширине и длине).

2. По числу этажей – одноэтажные и многоэтажные. В современном строительстве преобладают одноэтажные здания (примерно 80% общего объема строительства), так как они имеют определенные преимущества. В них лучше условия для размещения оборудования, организации производственных потоков, применения различных транспортных и грузоподъемных устройств. В любом месте здания может быть установлено технологическое оборудование любого веса, поскольку оно ставится непосредственно на грунт. В одноэтажных зданиях обеспечивается большая маневренность при изменении технологического процесса.

Применение многоэтажных промышленных зданий (рис. 2.3) ограничивается производствами с относительно легким технологическим оборудованием, размещаемым на междуэтажных перекрытиях (легкая промышленность, приборостроение, полиграфическая промышленность и пр.).

Многоэтажные здания также целесообразны в случаях, когда технологический процесс организован по вертикальной схеме и материалы могут перемещаться за счет собственного веса (например, склады сыпучих материалов). Многоэтажные промышленные здания проектируют, кроме того, при ограниченных размерах территории. Многоэтажные промышленные здания нередко выполняют с так называемыми техническими этажами (рис. 1.3, г), в которых располагают технологические коммуникации (короба вентиляции, электрические проводки, трубопроводы и т.п.), а также в некоторых случаях вспомогательные помещения. В многоэтажных зданиях чаще всего применяют сетку колонн: 6x6; 6x9; или 6х12 м. В зданиях же с техническими этажами, при высоте несущей конструкции перекрытия (например, фермы) в пределах всей высоты технического этажа, пролеты удается увеличивать до 24 м. Верхний этаж во всех типах многоэтажных промышленных зданий может быть свободен от промежуточных вертикальных опор (рис. 1.3, б, в).

Рис. 1.1. Виды одноэтажных промышленных зданий: а – однопролетные; б – многопролетные; в – однопролетные с напольным транспортом; 1 – подвесной кран 2 – фонарь; 3 – опорный кран

Промышленное здание может состоять из одноэтажных частей разной высоты или из многоэтажной и одноэтажной частей (рис. 1.3, в). Последние называют зданиями смешанной этажности.

При наличии технического этажа в одноэтажных промышленных зданиях используют межферменное пространство, цокольные этажи или пространства под рабочими площадками. Постепенно этот прием привел к появлению двухэтажного типа промышленного здания (рис. 1.4), в котором на первом этаже располагают цехи с тяжелым оборудованием, устанавливаемым непосредственно на грунта на втором – производства с легким оборудованием, требующие хорошего естественного освещения. Двухэтажные здания используют для некоторых производств легкой и пищевой промышленности, цехов электролиза и др.

3. По наличию подъемно-транспортного оборудования – на бескрановые и крановые (с мостовыми кранами или подвесным транспортом, см. рис. 1.1 и 1.3).

Все промышленные здания (одноэтажные и многоэтажные), как правило, снабжают подъемно-транспортным оборудованием для перемещения готовой продукции, изделий в процессе их изготовления, сырья или технологического оборудования при его монтаже или демонтаже. Однако при изучении видов промышленных зданий надо иметь в виду, что подъемно-транспортное оборудование оказывает большое влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий.

4. По конструктивным схемам покрытий – каркасные плоскостные (с покрытиями по балкам, фермам, рамам, аркам), каркасные пространственные (с покрытиями – оболочками одинарной и двоякой кривизны, складками), висячие различных типов, перекрестные, пневматические, в том числе воздухоопорные и воздухонесущие (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Конструктивные схемы покрытий каркасных промышленных зданий

плоскостные: а – по балкам; б – по фермам; в – по рамам; г – по аркам;

пространственные: д – оболочки одинарной кривизны, е – оболочки двоякой кривизны; ж – оболочки двоякой кривизны в виде гиперболического параболоида; и – складки; к – висячее вантовое; л – перекрестное; м – пневматическое воздухоопорное; н – пневматическое воздухонесущее

5. По материалу основных несущих конструкций – с железобетонным каркасом (сборным, монолитным, сборно-монолитным), стальным каркасом, кирпичными несущими стенами и покрытием по железобетонным, металлическим или деревянным конструкциям (рис. 1.6). Кроме перечисленных классификационных признаков можно выделить еще несколько, определяемых условиями технологического процесса и требуемыми характеристиками среды производственных помещений.

Рис. 1.6. Промышленные здания: а – со сборным железобетонным каркасом; б – со стальным каркасом; в – с несущими конструкциями в виде деревянных клееных трехшарнирных арок; г – с несущими кирпичными стенами и покрытием по сборным железобетонным балкам; 1 – фундаменты; 2 – железобетонные колонны; 3 – железобетонные балки покрытия; 4 – подкрановые железобетонные балки; 5 – наружная стена; 6 – фундаментные балки; 7 – плиты покрытия; 8 – места расположения воронок внутреннего водостока; 9 – мостовые краны; 10 – стальные колонны; 11 – стальные фермы; 12 – светоаэрационньй фонарь; 13 – аэрационный фонарь, 14 – несущая кирпичная стена; Н – расчетная высота цеха; Н к – высота от уровня пола до уровни головки подкранового рельса; h – высота от уровня пола до верха подкрановой консоли колонны

6. По системе отопления – неотапливаемые и отапливаемые. К неотапливаемым относят здания, в которых производство сопровождается избыточными тепловыделениями (так называемые горячие цехи: литейные, прокатные и др.), а также здания, не требующие отопления (холодные цехи: склады, хранилища и пр.). К отапливаемым относят все остальные промышленные здания, где по санитарно-гигиеническим или технологическим условиям требуется положительная температура воздуха в холодное время года.

7. По системам вентиляции – с естественной вентиляцией или аэрацией через специальные проемы в ограждающих конструкциях; искусственной приточно-вытяжной вентиляцией с помощью вентиляторов и системы воздуховодов; кондиционированием воздуха, т.е. с искусственной вентиляцией, создающей постоянные заданные параметры воздушной среды (температура, влажность, степень чистоты воздуха). Кондиционирование воздуха всегда применяют в так называемых герметизированных зданиях (полностью изолированных от внешней среды), предназначенных для производств, требующих особой точности или чистоты при изготовлении продукта.

8. По системам освещения – с естественным, искусственным или совмещенным (интегральным) освещением. Естественное освещение осуществляют через светопроемы в стенах (окна) и в покрытии (фонари).

Искусственное освещение – основное в зданиях без естественного освещения или в зданиях без фонарей. В зданиях без естественного освещения и без фонарных надстроек применяют электрические лампы, дающие спектр, близкий к естественному, благодаря чему легче обеспечить требуемые санитарно-гигиенический и производственный режимы, в частности герметизированные здания легче осуществить без естественного освещения.

Последние три признака определяют еще один классификационный признак объемно-планировочного решения здания.

9. По профилю покрытия – с фонарными надстройками или без них. Здания с фонарными надстройками (рис. 1.7) устраивают в целях аэрации или естественного освещения или для того и другого. Фонарные надстройки усложняют конструктивное решение здания и их эксплуатацию (происходит накопление снега на крыше в межфонарных пространствах).

Рис. 1.7. Промышленные здания с фонарями

а – световыми зенитными (светопрозрачные колпаки); б – светоаэрационными прямоугольного профиля; в – профиль светового зенитного треугольного фонаря; г – профиль светового трапециевидного фонаря; д – профиль прямоугольного светоаэрационного фонаря; е– профиль аэрационного фонаря с ветроотбойными щитами: 1 – светоаэрационный фонарь; 2 – зенитный световой фонарь; 3 – подвесной кран; 4 – мостовой кран: 5 – ветроотбойный щит

Наконец, к особой группе могут быть отнесены специальные виды зданий , например, навесы для открыто установленного оборудования, здания для взрывоопасных производств, здания для производств с высокой степенью радиации, здания, совмещенные с технологическим оборудованием, – так называемые «здания-агрегаты».

В состав промышленного предприятия кроме промышленных зданий обычно входят промышленные сооружения . К ним относятся сооружения для промышленного транспорта (эстакады для мостовых кранов, наклонные галереи и др.), сооружения для коммуникаций (тоннели, каналы, отдельные опоры и эстакады и пр.), устройства для установки оборудования (фундаменты под машины), этажерки (в зданиях и открытые) для размещения оборудования, специальные сооружения (емкости для хранения жидкостей, бункера для хранения сыпучих материалов, дымовые трубы, градирни для охлаждения оборотной воды, водонапорные башни и пр.) (табл. 1.1).

Следует отметить, что нередко промышленные сооружения представляют собой элементы здания. Например, эстакада для мостового крана в одноэтажном промышленном здании входят в состав несущих конструкций здания.

Промышленные здания часто подразделяют и по размерам пролетов: на мелкопролетные (6, 9, 12 м), среднепролетные (18, 24, 30, 36 м), крупнопролетные (свыше 36 м – 60, 90, 120 м и более). Пролеты небольшой величины применяют в основном во вспомогательных и складских, а также в многоэтажных производственных зданиях. Пролеты средней величины в настоящее время имеют наибольшее распространение.

Можно предположить, что в строительной практике будут все больше применять крупнопролетные промышленные здания, так как пространство свободное от вертикальных опор, облегчает размещение оборудования, не стесняет модернизацию технологических процессов. Однако при этом следует иметь в виду возможности устройства подъемно-транспортного оборудования. При применении напольных самоходных кранов возможности увеличения пролетов зданий значительно возрастают.

Таблица 1

Промышленные сооружения

Промышленные здания с большими пролетами, отвечающие требованиям современного автоматизированного производства, могут быть решены с несущими конструкциями покрытий в виде арок, оболочек, складок. Такие конструкции позволяют размещать производства в однопролетных зданиях (рис. 1.1, в).

В условиях быстроускоряющегося технического прогресса проблема повышения «гибкости» , т.е. приспособляемости здания к размещению различного оборудования, различных технологических процессов, которые совершенствуются значительно быстрее, чем изнашивается здание, приобретает большое значение. В этом отношении в послевоенное время проектными и научно-исследовательскими организациями была проделана большая работа по созданию различных видов «гибких» и «универсальных» промышленных зданий, отличающихся от обычных тем. что они могут быть использованы для размещения различных производств, имея одинаковые объемно-планировочные и конструктивные параметры. Примером может служить промышленное здание с двумя разнородными производствами (текстильное и электротехническое).

В настоящее время различные цехи и отделения одного производства, как правило, размещают или, как говорят, «блокируют» в одном большом здании. Отсюда возникают упомянутые выше здания сплошной застройки . В недалеком прошлом основное место в промышленном строительстве занимала так называемая «павильонная» застройка, при которой почти каждый цех размещался в отдельном здании. Блокирование дает значительный экономический эффект, сокращая территорию предприятия, протяженность коммуникаций, площадь ограждающих конструкций здания и, следовательно, эксплуатационные расходы за счет сокращения теплопотерь и т.п.

Вместе с тем не потеряла своего значения и павильонная застройка . Она применяется в тех случаях, когда, например, блокирование невозможно по технологическим условиям (вредные воздействия производства одного цеха на другой) или когда павильонная застройка целесообразна по экономическим соображениям (относительно небольшие по объему здания с автономным технологическим процессом могут быть построены значительно быстрее, чем большое сблокированное здание).

Как сказано ранее, получают распространение здания с большими пролетами (одно- и многопролетные), в которых технологическое оборудование устанавливают на этажерках (рис. 1.9). Эти здания применяют, например, в химической промышленности. Павильонная застройка целесообразна также в тех случаях, когда технологический процесс сопровождается значительными газо- или тепловыделениями, удаляемыми с помощью аэрации через отверстия в наружных стенах и покрытии.

Рис. 1.9. Поперечный разрез промышленного здании со встроенными этажерками

В последнее время стало широко применяться открытое размещение технологического оборудования тех производств, для которых перепад температуры окружающей среды не имеет существенного значения. Открытое размещение части оборудования позволяет сократить объем здания, упростить и облегчить объемно-планировочное и конструктивное решение, а на взрывоопасных производствах повысить уровень безопасности. На рис. 1.10 показан завод аммиака с открытым размещением колонн, теплообменной и другой аппаратуры.

Рис. 1.10. Завод аммиака с открытым расположением технологического оборудования

Здания с фонарными надстройками широко распространены в промышленном строительстве. В бесфонарных зданиях сплошной застройки часто применяют так называемое «психологическое» освещение в виде окон по периметру здания, с помощью которого работающие не теряют зрительной связи с внешней средой, так как полное отсутствие естественного света оказывает отрицательное психологическое и физиологическое воздействие на работающих.

Несомненно также, что здания без естественного освещения требуют значительного расхода электроэнергии, исключают естественное проветривание через окна и фонари. Для ряда производств бесфонарные здания вообще непригодны. Поэтому здания с фонарными надстройками различного профиля и в настоящее время сохраняют свое значение.

Как указывалось, в одноэтажных зданиях межферменное пространство используют для технологических нужд, нередко отделяют от помещения с помощью подвесного потолка , в который вмонтированы светильники искусственного освещения. Подвесные потолки в значительной степени улучшают интерьер цеха, кроме того, отделяя от производственной зоны коммуникации и вспомогательные технологические устройства, улучшают условия работы.

Мы осуществляем строительство промышленных объектов в Московской области и других регионах страны и готовы предложить:

Цеха для основного производства;
Вспомогательные помещения для складирования и хранения готовой продукции;
Административные комплексы заводоуправления и строительных площадок;
Холодильное оборудование для агропромышленной сферы;
Иные сооружения, необходимые для обеспечения непрерывного цикла производства - подсобки для рабочих, гаражи и пр.

Мы готовы предложить готовые проекты производственных конструкций. При необходимости изготовления нестандартных объектов нашими проектировщиками разрабатываются индивидуальные параметры задания под необходимое технологическое оборудование. Если у Вас имеется готовый проект, он станет основой при производстве составных частей металлоконструкции.

Что собой представляет промышленное здание из металлоконструкций

Быстровозводимое промышленное здание из металлоконструкций состоит из:

Несущего каркаса, представляющего собой единый комплекс из несущих колонн, ферм (балок) перекрытия, связей и блоков;
Опоры под оборудование;
Площадки обслуживания;
Переходы;
Ограждающие конструкции, представленные в виде панелей, профильных металлических листов.

Основной элемент здания – несущий металлический каркас. При его изготовлении мы руководствуемся следующими правилами:

Для производства колонн используется горячекатаная или сварная двутавровая балка, спаренный швеллер.
Для ферм покрытия используется в комплексе профильная труба, металлические уголки и двутавровая балка.
Обязательна установка связей и связевых блоков, если необходимо обеспечить дополнительную жесткость каркаса. Это актуально, например, при высоких ветровых нагрузках или использовании тяжелых грузоподъемных механизмов.

Что нужно учитывать при строительстве промышленных объектов

Особенность промышленных объектов обуславливает принципы, без учета которых добиться запланированного качества конструкции не удастся. Возводимые нами промышленные здания из металлоконструкций надежны и долговечны, так как в процессе строительства мы:

Используем безопасные для окружающей среды методы и своевременно утилизируем появляющиеся на разных этапах работ отходы;
Выполняем установленные нормы пожаро- и взрывобезопасности;
Уделяем внимание на удобство подъездных путей к объекту;
Используем «чистые» материалы без вредных примесей;
Осуществляем работы по изоляции здания от шума, вибрации и влияния электромагнитного поля;
Используем качественные инженерные элементы для обслуживающих систем;

В каждом конкретном случае изучается специфика работы предприятия. Одни используют специфичный транспорт, у других - высокая концентрация производственных сооружений на площади. Только после тщательного анализа и расчетов начинают проводиться работы по строительству.

Преимущества промышленных объектов из металлоконструкций

Строительство промышленных объектов из металлоконструкций имеет ряд преимуществ:

Работы будут закончены в короткий срок, при этом качество конструкции останется высоким;
Использование металла сделает объект устойчивым и надежным;
Итоговая стоимость работ по возведению объекта окажется в разы ниже, чем при другом виде строительства;
Проведение работ возможно без большегрузной строительной спецтехники.

Мы предлагаем воспользоваться комплексным предложением: от создания проекта до возведения объекта под ключ. При этом Вы получите высокое качество за короткий срок.

Промышленные здания

производственные здания промышленных предприятий, здания, предназначенные для размещения промышленных производств и обеспечивающие необходимые условия для труда людей и эксплуатации технологического оборудования.

Как самостоятельный тип здания П. з. появились в эпоху промышленного переворота (См. Промышленный переворот), когда возникла потребность в крупных помещениях для машин и многочисленных рабочих. Первые П. з. были прямоугольными в плане, с несущими кирпичными или каменными стенами и деревянными перекрытиями [фабрика Стратта и Нида в Белпере (Дербишир), Великобритания, 1771]. Преобладали сугубо утилитарные решения: протяжённый массив неоштукатуренных стен нередко членился лишь пилястрами и был украшен поясами фигурной кладки. Иногда в наружной отделке П. з. применялись декоративные элементы различных архитектурных стилей (например, классицистические мотивы в архитектуре заводов Урала в конце 18 - 1-й половине 19 вв.); эта традиция сохранялась в строительстве многих П. з. вплоть до начала 20 в.

С развитием строительной техники и появлением таких новых строительных материалов, как металл и железобетон, были разработаны каркасные конструкции, позволившие отказаться от традиционных композиционных схем и создавать рациональную планировку цехов в соответствии с требованиями технологии производства. Применение с конца 18 в. в строительстве П. з. каркаса из чугунных стоек и балок дало возможность возводить менее массивные стены, увеличить этажность и размеры световых проёмов, что сразу оказало заметное влияние на внешний облик П. з. [фабрика «Беннон Бэдж и Маршалл» в Шрусбери (графство Шропшир), Великобритания, 1796]. Появление в начале 19 в. перекрытий из металлических ферм и их последующее усовершенствование позволили создавать большие пролёты с редкими, не мешающими установке оборудования опорами (Верхнесалдинский завод на Урале, 1-я половина 19 в., эллинг шириной 80 м на Путиловском заводе в Петербурге, 1913). Ко 2-й половине 19 в. относятся первые попытки художественного осмысления новых конструкций: например, в здании шоколадной фабрики Менье в Нуазьеле во Франции (1871-1872, архитектор Ж. Сонье, инженер Э. Мюллер) открытый на фасаде металлический каркас играл определённую декоративную роль в обработке кирпичной стены. Внедрение с конца 19 в. в строительство П. з. железобетона [например, прядильная фабрика в Туркуэне (департамент Нор) во Франции, 1895, инженер Ф. Геннебик] оказало большое воздействие на их архитектуру. П. з. постепенно становятся важной частью архитектуры 20 в. (см. Железобетонные конструкции и изделия). Лучшие П. з. начала 20 в. [например, турбинная фабрика фирмы «АЭГ» в Берлине (1909, архитектор П. Беренс) и фабрика «Фагус» в Альфельде (1911, архитектор В. Гропиус)] с их чётким ритмом колонн, каркасными конструкциями, большепролётными перекрытиями, новыми приёмами членения больших поверхностей стен полосами остекления в металлических переплётах оказали существенное влияние на архитектуру 20 в. в целом. Во 2-й половине 1920-х - начале 1930-х гг. важную роль в развитии архитектуры П. з. сыграли постройки и проекты советских архитекторов, ярко отразившие патетику и романтику первых пятилеток [например, Днепрогэс им. В. И. Ленина (1927-32, архитектор В. А. Веснин, Н. Я. Колли, Г. М. Орлов и др.), фабрика в Ивантеевке Московской области (1927-28, архитектор Г. П. Гольц, М. П. Парусников); прядильная фабрика «Красная Талка» (1928-29, архитектор Б. В. Гладков, И. С. Николаев)]. В 1930-60-е гг. в строительстве П. з. широко внедряются новые конструктивные системы, позволяющие перекрывать без опор крупные пролёты, применяются новые строительные и отделочные материалы. В условиях современной научно-технической революции с постоянным техническим прогрессом в строительстве П. з. и совершенствованием технологии производства растет число предприятий, не оказывающих вредного воздействия на окружающую среду. Как следствие этого создаётся новый тип застройки - производственно-жилой. Обладающие своими, отличающимися от типовых жилых домов крупным масштабом, объёмно-пространственным решением и силуэтом. П. з. становятся важными архитектурными акцентами в композиции городской застройки (например, ковровый комбинат в Бресте, БССР, 1964, архитекторы И. И. Бовт, Л. Т. Мицкевич, Н. И. Шпигельман). Это повышает эстетические требования к облику П. з. Архитектурный образ П. з. в наибольшей мере зависит от того, насколько ясно в его облике выражены типологические особенности этого вида сооружений, его характерные черты: огромные размеры и значительная протяжённость фасадов, большие сплошные плоскости глухих стен и остеклённых поверхностей, соответствующих единому нерасчленённому внутреннему пространству, многократно повторенные торцы параллельных пролётов, элементы покрытий (гребенчатого, пилообразного или криволинейных очертаний), лестничные клетки и др., наличие технических устройств (дымовых и вентиляционных труб, трубопроводов, открытого оборудования и др.). Большое влияние (особенно при индустриальных способах строительства) оказывает на облик П. з. художественное выражение тектонических свойств используемых материалов и конструкций [пластическое осмысление конструкций, принятая система разрезки (членения) стен фасадов на сборные элементы и др.], а также фактура и цвет конструкционных и отделочных материалов. Заметную роль в облике П. з. в южных районах играют солнцезащитные устройства - т. н. солнцерезы, козырьки, декоративные решётки. Большое значение для повышения эстетических качеств П. з. имеет чёткая внутренняя планировка, рациональность пропорций и членений отдельных помещений и пластическое решение их конструктивных элементов, зонирование производственных помещений с систематизированным размещением основного технологического оборудования, внутрицеховых коммуникаций, проходов и проездов, цветовое решение интерьеров, последовательное проведение комплекса мероприятий, связанных с требованиями технической эстетики (См. Техническая эстетика). П. з. и сооружения оказывают огромное (нередко отрицательное) воздействие на природный и архитектурные ландшафты; часто промышленные районы теряют связь с природной средой. Поэтому перед промышленной архитектурой стоит задача максимального сохранения природного ландшафта, гармонического включения в ландшафт новых П. з.

На формирование типов П. з. решающее воздействие оказывают социально-экономические условия и научно-технический прогресс в технологии промышленного производства и строительной технике. В СССР и др. социалистических странах характер общественного строя обусловил возникновение П. з. нового типа, в которых воплощаются достижения социального и научно-технического прогресса. Развитие и совершенствование архитектурно-строительных решений П. з. базируется на научных исследованиях, определивших основные направления современного промышленного строительства, которые предусматривают: обеспечение универсальности П. з., т. е. возможности наиболее гибкого использования производственных площадей при изменении технологических процессов; унификацию объёмно-планировочных и конструктивных схем П. з., позволяющую наиболее полно использовать производственную базу строительной индустрии; максимальное блокирование (объединение) цехов и целых производств в укрупнённых зданиях,

Универсальность П. з. достигается применением укрупнённых сеток (пролётов и шагов) колонн и единой высоты помещений в пределах каждого здания, а также использованием для размещения основного оборудования сборно-разборных перегородок и этажерок (См. Этажерка), обеспечивающих возможность модернизации технологических процессов при минимальном объёме работ по реконструкции здания. Унификация объёмно-планировочных и конструктивных схем П. з. позволяет существенно сократить количество типоразмеров изделий и конструкций, создать необходимые условия для их массового заводского изготовления и широкого внедрения в практику строительства. В СССР осуществлена межотраслевая унификация основных строительных параметров П. з.: сеток колонн, высоты этажей, размеров привязки конструктивных элементов к модульным разбивочным осям и т.п. Размеры сеток колонн одноэтажных П. з. приняты кратными 6 м, величина пролётов многоэтажных П. з. -3 м, шаг колонн - 6 м. Высота этажей П. з. кратна 0,6 м. Блокирование П. з. (см. Блокированное производственное здание) - одно из наиболее эффективных средств снижения сметной стоимости строительства П. з. Наибольшее снижение капитальных затрат за счёт блокирования (по сравнению с отдельно сооружаемыми цехами) достигается в тех случаях, когда не требуется изолировать цехи друг от друга капитальными стенами, выравнивать высоты смежных помещений с целью унификации конструкций, устраивать дополнительные внутрицеховые проезды или увеличивать площадь зон, обслуживаемых кранами большой грузоподъёмности.

П. з. различают по следующим основным признакам: по этажности (главный классификационный признак) - на одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные; по подъёмно-транспортному оборудованию - на крановые, снабженные мостовыми (электрическими) и подвесными (электрическими или ручными) кранами, и бескрановые; по виду освещения (См. Освещение) - на здания с естественным освещением (боковым и верхним), с постоянным рабочим искусственным освещением (безоконные и бесфонарные) и здания с комбинированным освещением (сочетающим естественное освещение с искусственным); по системам воздухообмена - на здания с общей естественной вентиляцией (См. Вентиляция) (аэрацией), с механической вентиляцией и с кондиционированием воздуха (См. Кондиционирование воздуха); по температурному режиму производственных помещений - на отапливаемые и неотапливаемые. По капитальности П. з. подразделяют на 4 класса в зависимости от назначения зданий и их народнохозяйственной значимости.

Одноэтажные П. з. - наиболее распространённый тип зданий промышленных предприятий. Их доля в общем объёме современного промышленного строительства составляет 75-80%. Одноэтажные П. з. обычно используют для размещения производств с тяжёлым технологическим и подъёмно-транспортным оборудованием либо связанных с изготовлением крупногабаритных громоздких изделий, а также производств, работа которых сопровождается выделением избыточного тепла, дыма, пыли, газов и др. Одноэтажные П. з. создают благоприятные условия для рациональной организации технологического процесса и модернизации оборудования, они позволяют располагать непосредственно на грунте фундаменты тяжёлых машин и агрегатов с большими динамическими нагрузками, обеспечивают возможность равномерного освещения и естественной вентиляции помещений через световые и аэрационные устройства в покрытии. Однако строительство одноэтажных П. з. требует большей (по сравнению с многоэтажным П. з.) территории и соответственно больших затрат на инженерную подготовку строительной площадки. В массовом строительстве преобладают одноэтажные крановые многопролётные П. з. прямоугольной (в плане) формы с верхним естественным освещением через фонари и проветриванием с помощью аэрационных устройств или систем механической вентиляции (рис. 1 , а). Такие П. з. характерны для предприятий черной металлургии, машиностроения, металлообработки строительных материалов и ряда др. отраслей промышленности. Для производств со значительным выделением тепла или вредных газов применяют П. з., профиль покрытия которых определяется аэродинамическим расчётом; последний производится с целью создания наилучших условий для удаления нагретого или загрязнённого воздуха под действием теплового и ветрового напора через аэрационные фонари и шахты в покрытии (рис. 1 , б). Для производств с особыми условиями стабильности температурно-влажностного режима и чистоты воздушной среды часто применяют многопролётные одноэтажные П. з. с подвесными потолками (См. Потолок), отделяющими расположенный в межферменном пространстве технический этаж (где размещаются инженерное оборудование и коммуникации) от основного объёма здания, который в этом случае может быть надёжно изолирован от воздействия внешней среды (рис. 1 , в). Такие здания (обычно называют бесфонарными) имеют искусственное освещение, механическую вентиляцию и кондиционирование воздуха; их используют главным образом для размещения производств радиотехнической и электронной промышленности, приборостроения, прецизионного станкостроения, химической (производство искусственного волокна), текстильной и др. отраслей промышленности. Для одноэтажных П. з. массового строительства характерны следующие объёмно-планировочные параметры: пролёт 12-36 м , шаг колонн 6-12 м , высота помещений 5-12 м в бескрановых и 10-20 м в крановых зданиях. В отдельных случаях применяют укрупнённые сетки колонн, если это обеспечивает более рациональное использование производственной площади и лучшие условия эксплуатации оборудования. Когда по условиям производства необходимы значительные размеры пролётов и большая высота помещений (например, для предприятий судостроения, самолётостроения, транспортного машиностроения и т.п.), могут применяться одноэтажные П. з. с пролётами до 100 м (рис. 1 , г). В ряде отраслей промышленности (химическая, сахарная и др.) целесообразны одноэтажные П. з. с размещением технологического оборудования на этажерках, получившие название производственных зданий павильонного типа.

Многоэтажные П. з. сооружаются в основном для производств, требующих организации вертикального (самотёчного) технологического процесса, а также для ряда производств, оснащенных сравнительно лёгким малогабаритным оборудованием (точное машиностроение, приборостроение, электронная и радиотехническая промышленность, лёгкая и пищевая индустрия, полиграфическая промышленность и др.). Многоэтажные П. з. обычно освещаются естественным светом через боковые светопроёмы; широкие многоэтажные П. з. имеют совмещенное освещение. В массовом строительстве преобладают П. з. с числом этажей от 3 до 6 и нагрузками на перекрытия 5-10 кн /м 2 . В тех случаях, когда строительство осуществляется на площадках ограниченных размеров, могут применяться П. з. повышенной этажности (до 10 этажей и более). Для современных многоэтажных П. з. характерны сетки колонн 6×6 м , 9×6 м , 12×6 м с тенденцией к использованию ещё более крупных сеток. Общая ширина многоэтажных П. з. обычно 36-48 м. (рис. 2 , а, б). В многоэтажных П. з., предназначенных для производств с повышенными требованиями к чистоте воздушной среды и стабильности температурно-влажностного режима, обычно устраивают технические этажи для размещения инженерного оборудования и коммуникаций (рис. 2 , в), которые, в частности, могут располагаться в пределах высоты ферм междуэтажных перекрытий. Наблюдается тенденция к увеличению удельного веса многоэтажных П. з. в общем объёме промышленного строительства в связи с необходимостью экономии городских территорий и земель, пригодных для использования в сельском хозяйстве.

Двухэтажные П. з. В практике современного промышленного строительства наибольшее распространение получили «широкие» двухэтажные многопролётные П. з. с крупной сеткой колонн и верхним естественным освещением (рис. 3 , а). В таких зданиях основные («многолюдные») производства размещают преимущественно на 2-м этаже, а склады и участки с тяжёлым оборудованием - на 1-м. Разновидности двухэтажных П. з. - здания с нижним техническим этажом, например литейные, прокатные и др. цехи (рис. 3 , б), и здания с промежуточным техническим этажом в междуэтажном перекрытии (рис. 3 , в); последние применяют для производств с высокими требованиями к стабильности внутреннего микроклимата.

Современные П. з. независимо от их этажности, как правило, являются зданиями каркасного типа с железобетонным, стальным или смешанным несущим каркасом. Выбор типа каркаса П. з. определяется условиями производства и соображениями экономии основных строительных материалов, а также классом капитальности здания.

В одноэтажных П. з. применяют в основном каркасы в виде поперечных рам (См. Рама) с заделанными в фундаменты колоннами и шарнирно связанными с ними стропильными Балка ми или Ферма ми. Продольная устойчивость каркаса обеспечивается системой жёстких связей между колоннами, в состав которой (в одноэтажных П. з.), кроме рам, входят также фундаментные, обвязочные и подкрановые балки и элементы покрытий (Прогон ы, Настил и др.). Железобетонные каркасы одноэтажных П. з. обычно сборные, реже - сборно-монолитные. Ограждающие конструкции покрытий таких П. з. выполняют из сборных железобетонных плит или в виде сборно-монолитных тонкостенных железобетонных оболочек (См. Оболочка) и складок (см. Складчатые конструкции). Элементы стальных каркасов одноэтажных П. з. - колонны, фермы, прогоны - изготовляют из прокатных профилей (швеллеров, двутавров, уголков) или листовой стали, открытых тонкостенных и трубчатых гнутых профилей. Покрытия П. з. с металлическими каркасами, как правило, выполняют в виде лёгких настилов из профилированного стального листа или асбестоцементных панелей по стальным прогонам. В смешанных каркасах П. з. колонны делают из железобетона, а стропильные конструкции - из стали; покрытия в таких зданиях - из железобетонных плит. Получают распространение также металлические конструкции покрытий П. з. в виде пространственных перекрестных стальных стержневых конструкций с лёгким настилом из листовых материалов. Возрастает объём использования в П. з. индустриальных сборных деревянных конструкций (См. Деревянные конструкции).

Для строительства многоэтажных П. з. применяют главным образом железобетонные каркасы рамного типа, воспринимающие горизонтальные усилия жёсткими узлами рам либо решенные по рамно-связевой схеме с передачей горизонтальных усилий на диафрагмы, стены лестничных клеток и лифтовых шахт. Каркасы многоэтажных П. з., как правило, выполняют сборными или сборно-монолитными с балочными или безбалочными конструкциями междуэтажных перекрытий. Балочные перекрытия включают балки, опирающиеся на выступающие или скрытые консоли колонн и гладкие (многопустотные) или ребристые плиты, для опирания которых служат полки балок. Безбалочные перекрытия применяют обычно в таких П. з., где по условиям производства необходимы конструкции с гладкой поверхностью потолка (пищевая промышленность, склады, холодильники и т.п.). При безбалочном решении плоские плиты междуэтажного перекрытия опираются на капители колонн или непосредственно на колонны (с использованием перекрёстной жёсткой арматуры, располагаемой в пределах толщины перекрытия и выполняющей функции капителей). Безбалочные конструкции перекрытий П. з. выполняют преимущественно из монолитного железобетона; при этом в некоторых случаях применяют Подъёма этажей метод .

Для верхних этажей двухэтажных П. з. с укрупнёнными (по сравнению с 1-м этажом) сетками колонн, как правило, используют конструктивные решения одноэтажных П. з., а для междуэтажных перекрытий - балочные конструкции со стальными или железобетонными ригелями и железобетонным настилом.

Стеновые ограждения П. з. выполняют самонесущими и навесными (фахверковыми или каркасными). Основные виды стеновых ограждений отапливаемых П. з. - крупнопанельные конструкции из легкого или ячеистого железобетона и ограждения из тонколистовой стали, алюминия, асбестоцемента и др. листовых материалов с эффективными утеплителями. Стеновые ограждения неотапливаемых П. з. и цехов с избыточным тепловыделением делают обычно из железобетонных панелей, а также облегчённого типа - из волнистых листов асбестоцемента профилированных стальных листов или из стеклопластика.

В СССР строительство П. з. в основном осуществляют из унифицированных сборных элементов изготавливаемых на заводах железобетонных конструкций и изделий или на специализированных заводах металлических конструкций. В дальнейшем, на базе широкой типизации и стандартизации строительных решений, возможен переход к полносборному строительству (См. Полносборное строительство) П. з. из конструкций и изделий, выпускаемых заводостроительными комбинатами. Современное строительство характеризуется тенденцией к максимальному снижению массы конструкций с целью уменьшения материалоёмкости и стоимости строительно-монтажных работ; в связи с этим совершенствование железобетонных конструкций П. з. идёт по пути применения бетонов на лёгких заполнителях и высокопрочных бетонов, а металлоконструкций - в направлении использования высокопрочных сортов стали и алюминиевых сплавов, тонкостенных прокатных и гнутых профилей, внедрения предварительно напряженных конструкций (См. Предварительно напряжённые конструкции) из металла и создания облегченных конструктивных систем П. з. с растянутыми поверхностями из тонких листов. См. также Промышленные сооружения .

Лит.: Хенн В., Промышленные здания и сооружения, пер. с нем., т. 1- 2, М., 1959; Миллс Э. Д., Современное промышленное предприятие, пер. с англ., М., 1964; Строительные нормы и правила, ч. 2, раздел М, гл. 2 Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования, М., 1972; Конструкции промышленных зданий, М., 1972; Сербиновия П., Орловский Б., Абрамов В., Архитектурное проектирование промышленных зданий, М., 1972; Архитектурное проектирование промышленных предприятий, М., 1973; Блохин В. В., Архитектура интерьера промышленных зданий, М., 1973.

Ю. Н. Хромец, В. В. Блохин.

Советская архитектура. Днепровская гидроэлектростанция им. В.И.Ленина (1927-1932, инженер И.Г. Александров, архитекторы В. А. Веснин, Н. Д. Колли, Г. М. Орлов, С. Г. Андриевский), разрез.

При строительстве производственных помещений и зданий необходимо выполнить проектирование с учетом всех особенностей будущего цеха. При этом учитывается следующее:

помещение должно соответствовать техтребованиям производства,
эстетичный внешний вид,
потенциал для расширения цеха без остановки оборудования,
расчет инженерных систем,
использование систем аварийного оповещения,
обеспечение систем пожаротушения,
учет потенциально опасных факторов начиная от агрессивности производственной среды до взрыво- и пожароопасности производства, возможных технологических выбросов, которые могут негативно повлиять на экологию.

Современные производственные цеха отличаются широкими пролетами, высокими потолками, нередко требуется обеспечить многотонные нагрузки на каркас, что обусловлено установкой транспортного оборудования. Именно поэтому на этапе проектирования следует принять во внимание факторы, которые могут разрушить здание.

Чтобы построить производственное помещение, вовсе не обязательно выбирать самый дорогой вариант строительства — быстровозводимые конструкции не хуже капитальных зданий соответствуют всем требованиям современного производства. Это позволяет оперативно и без особенных затрат возвести производственные цеха на требуемой территории.

В последнее время тенденция строительства промышленных и производственных зданий склоняется в сторону возведения объектов с помощью металлоконструкций. Использование такой методики позволяет резко сократить сроки сдачи проекта, а также уменьшить финансовые затраты. При этом современные быстровозводимые здания позволяют учесть все пожелания владельца, в том числе и обеспечить большие площади постройки. При этом металлоконструкций не требуют закладки дорогого капитального фундамента, отлично противостоят агрессивному воздействию окружающей среды и обеспечивают сохранение необходимого микроклимата внутри помещения, что обеспечивает оптимальные условия работы персонала и эксплуатации оборудования. Разработка проекта быстровозводимого промышленного здания с учетом специализации объекта позволяет получить помещение, в котором можно установить всевозможные специализированные производственные линии, сложное технологическое оборудование — при этом здание будет полностью функциональным. Каркасные здания рассчитаны на длительный срок эксплуатации и имеют необходимые перспективы для реконструкции для расширения производства.

Основные этапы возведения производственных помещений

Строительство быстровозводимого промздания отличается сокращённом сроком возведения по сравнению с капитальными зданиями. При этом монтаж проводится в любую пору года, что также является заметным преимуществом. При наличии проекта производства работ промздания можно поступать к строительству:

Разметка ленточного или свайного фундамента,
Подготовка стройплощадки,
Выполнение фундамента,
Укладка гидроизоляции,
Подготовка металлического каркаса, которая включает грунтовку металлических элементов,
Монтажные работы крепления каркаса,
Монтажные работы стеновых ограждений, фасада и кровли,
Монтаж технологического грузоподъемного оборудования, направляющих, рельс и прочих элементов подпольных промышленных коммуникаций,
Монтаж пола,
Обустройство внутренних перегородок и дверей для производственных помещений,
Установка станков,
Отделка помещений,
Пуско-наладка парка оборудования.

После этого промышленный цех готов к работе.

Усовершенствование производственных помещений

При наличии определенных технологических требований к производственным помещениям возможно выполнение усовершенствований, которые позволяют обеспечить установленные нормативы для определенных видов работ — требования безопасности, нормативов условия труда, экологии и т.д. В перечень таких работ может входить следующее:

Дополнительное утепление производственных помещений, установка кондиционирования для поддержания особенного микроклимата и пр.,
Виброизоляция, звукоизоляция производственных помещений,
Установка дополнительных дверей, перегородок для производственных помещений, локальные воздушные заслоны и пр.

Быстровозводимые объекты с металлическими конструкциями можно широко использовать в промышленных целях – в таких зданиях располагаются заводы и фабрики, мастерские, цеха. При этом затраты на строительство быстровозводимых зданий заметно ниже, чем любой другой вариант строительства капитальных объектов, будь то кирпич или пеноблоки.