Конструктивное решение здания прокатного цеха размером в плане 96 х 84 м из железобетонных колонн и стальных стропильных ферм

1. Исходные данные и общие сведения об объекте

1.1 Исходные данные на проектирование

1.2 Производственно-технологический процесс

1.3 Генеральный план участка

1.3.1 Зонирование территории

1.3.2 Транспортные и пешеходные схемы

1.3.3 Благоустройство и озеленение

1.3.4 Технико-экономические показатели

1.4 Объемно-планировочное решение

1.4.1 Конфигурация здания в плане

1.4.2 Унификация промышленного здания

1.4.3. Микроклимат в производственных помещениях

1.4.4 Мостовые краны

1.4.5 Технико-экономические показатели

2. Архитектурно-конструктивный раздел

2.1 Каркас промышленного здания

2.2 Фундаменты и фундаментные балки

2.3 Стеновое ограждение и проверочный расчет тепловой защиты

2.4 Покрытия и перекрытия

2.5 Перегородки

2.6 Полы

2.7 Окна. Двери. Ворота

2.8 Крыша и кровля. 2.9 Лестницы

2.10 Противопожарные мероприятия

3. Наружная и внутренняя отделка

4. Светотехнический расчет Список литературы

Прокатное производство — это третий передел металлургического производства, где слитки или литую заготовку перерабатывают в готовые изделия, т. е. прокат различных форм и размеров. Сущность процесса прокатки состоит в обработке металла давлением для придания ему требуемой формы и размеров, для чего слиток или заготовку пропускают нужное количество раз между вращающимися валками определенного профиля.

Все прокатные изделия можно разделить на ряд основных видов: сортовые профили, лист, трубы и специальные виды проката. К сортовым типам профиля относятся квадрат, круг, уголок, рельсы, двутавры, швеллеры и др. К специальным видам проката относятся шпунты, шары, оси и др.

Длительный период в развитии металлургии прокатный передел считался завершающим в процессе производства. В последнее время все большее распространение получает строительство цехов так называемого четвертого передела: термических, метизных, калибровочных, холодной прокатки, гнутых профилей и других, где совершенствуется форма и физико-химические свойства прокатных изделий, что обеспечивает значительный экономический эффект у потребителей проката.

Прокатные станы отличаются большим разнообразием конструкций и технологических особенностей. Различают станы обжимные (блюминги, слябинги), заготовочные, рельсобалочные, крупно-, среднеи мелкосортные, толстолистовые, тонколистовые, горячей и холодной прокатки, и др. По характеру движения металла в процессе прокатки различают станы реверсивные, полунепрерывные и непрерывные. В последнее время отдается предпочтение непрерывным станам, внедряется новый способ непрерывной прокатки — бесконечная прокатка, когда заготовки сваривают встык в потоке производства и ведут прокатку без перерывов.

Соответственно двум способам разливки стали (в изложницы и непрерывная) существуют две технологические схемы производства металла. По первой схеме слитки в горячем виде подают в отделение нагревательных колодцев блюминга или слябинга. После нагрева их прокатывают в заготовку для последующих станов. По второй схеме литая заготовка с МНЛЗ без прокатки на обжимных станах передается непосредственно на станы горячей прокатки.

Мощность нового металлургического завода или блока ранее определялась единичной мощностью слябинга или блюминга, в соответствии с которой определяли состав других основных цехов и общезаводского хозяйства. С внедрением непрерывной разливки стали однозначного решения по мощности металлургического завода, в зависимости от мощности одного из основных агрегатов, не может быть. В современных условиях в каждом конкретном случае строительства нового завода требуется экономическое обоснование его мощности на основе выбора оптимального состава агрегатов и цехов основных производств.

1. Исходные данные и общие сведения об объекте

1.1 Исходные данные на проектирование

Район строительства: г. Тамбов Техническое задание:

Габаритная схема

L=96м В₁=24м В₂=30м В₃=30м Н₁=14,4 м Шаг колонн: l_кр=6м

l_ср=6м Грузоподъемность крана: Q₁=30т; Q₂=30т; Q₃=30т.

Каркас: ж/б Несущие конструкции покрытия: ж/б плиты по ЖБ фермам

1.2 Производственно-технологический процесс

В ряде случаев прокатные цехи входят в состав металлургических заводов. Производство стального проката на современном металлургическом заводе осуществляется двумя способами. При первом исходным материалом служат слитки (отлитые в изложницы), которые перерабатываются в готовый прокат обычно в 2 стадии. Сначала слитки нагревают и прокатывают на обжимных станах в заготовку. После осмотра заготовки и удаления поверхностных дефектов (закатов, трещин и т. п.) производят повторный нагрев и прокатку готовой продукции на специализированных станах. Размеры и форма сечения заготовки зависят от её назначения: для прокатки сортового металла — заготовки квадратного сечения размером примерно от 60ґ60 см до 400ґ400 мм При втором способе, применяемом с середины 20 в., прокатка исходной заготовки заменяется непрерывным литьём (разливкой) на специальных машинах. После осмотра и удаления дефектов заготовка, как и при первом способе, поступает на станы для прокатки готовой продукции. Благодаря применению непрерывно-литой заготовки упраздняются слябинги и блюминги, повышается качество проката, устраняются потери на обрезку головной части слитка, доходящие у слитков спокойной стали до 15−20%.

Преимущества применения непрерывно-литой заготовки в производстве проката становятся ещё более значительными при совмещении процессов непрерывного литья и прокатки в одном неразрывном потоке. Для этой цели созданы литейно-прокатные агрегаты, в которых слиток на выходе из кристаллизатора не подвергается разрезке, проходит печь, где выравнивается температура по сечению, и затем поступает в валки прокатного стана. Т. о. осуществляется процесс кристаллизации и прокатки бесконечного слитка, т. е. непрерывное производство проката из жидкого металла. Процесс получил широкое распространение при прокатке цветных металлов; он применяется также для производства стальной заготовки небольших сечений (примерно менее чем 150ґ150 мм) повышенного качества. Основная трудность в развитии этого процесса состоит в относительно низкой скорости выхода слитка из кристаллизатора (1−6 м/мин), что не позволяет в полной мере использовать производственные возможности непрерывного прокатного стана.

В состав основного оборудования прокатного производства входят стан горячей прокатки «Кварто», три стана холодной прокатки «Кварто». Цех оснащен необходимым оборудованием для подготовки поверхности слитков перед прокаткой и для последующей адъюстажной обработки рулонов, листов и плит и термической обработки продукции. Весь процесс прокатного производства полностью автоматизирован.

Способ изготовления изделий:

Берутся заготовочные блоки («Beam Blanks» «Beam Blanks» — балочная заготовка собственного производства или закупочного материала), которые доводятся до прокатной температуры 1200 °C. Для этого используется печь толкательной работы. «Beam Blanks» (в горячем состоянии и предварительной температурой 500°C) поступают непосредственно из сталеплавильного производства в прокатный цех, где они попадают в печь толкательной работы. Эта особенность обуславливает экономию накопительной энергии и называется Эффектом Синергии.

После того, как заготовочные блоки достигли своей необходимой прокатной температуры, они удаляются из печи толкательной работы при помощи выносной машины. Обработка оксидированных слоёв, образовавшихся при нагревательных процессах, осуществляет мойка взрыватель. Она работает под давлением 700 бар и удаляет водой оксидированные слоя. Для работы прокатного цеха служат три группы прокатного стана: отжимная клеть, к которой присоединена пила Хохол, вспомогательная универсальная группа тандем, чистовая клеть.

При использовании (в электросталеплавильном цеху произведённых «Beam Blanks», т. е взятие их профильной формы заготовочного блока) достигается существенная экономия проходного проката и времени проката за блок.

Рис. 1 Схема производства готового проката в современных прокатных цехах.

На рис. 1 приведены основные современные схемы производства проката из углеродистой и легированной сталей. Характерным для этих схем является горячий всад слитков в нагревательные колодцы. Нагретые слитки прокатывают на блюминге или слябинге. Если блюмы и слябы предназначены для получения готового проката, то после машинной огневой зачистки их режут на части и отправляют в нагревательные печи сортовых и листовых станов или на склад, где они охлаждаются, осматриваются и подвергаются зачистке. Если блюмы предназначены для получения заготовок различных размеров, то после прокатки на непрерывном заготовочном стане их направляют на склад для охлаждения, осмотра и зачистки и затем отправляют в нагревательные печи сортовых станов. В отдельных случаях заготовки можно нагревать в печах сортовых станов непосредственно после прокатки на непрерывном заготовочном стане.

Сейчас применяют способ непрерывной разливки стали, осуществляемый с помощью машин непрерывного литья заготовок (МНЛЗ). Жидкую сталь из ковша большой емкости непрерывно подают через промежуточный ковш с постоянным уровнем жидкой стали в кристаллизатор, временным дном которого является затравка. Кристаллизатор представляет собой изложницу с медными водоохлаждаемыми стенками с размерами и формой поперечного сечения, соответствующими сечению отливаемой заготовки с учетом усадки металла при его охлаждении. В кристаллизаторе происходят интенсивный отбор тепла от жидкой стали и формирование твердой оболочки заготовки. Ниже кристаллизатора расположена система вторичного охлаждения, где заготовка интенсивно охлаждается водой до полного затвердевания по всему сечению, после чего ее режут на мерные длины и выдают на уровень пола цеха.

Непрерывная разливка стали сокращает цикл металлургического производства, совмещая разливку стали в слитки и обжатие последних на блюминге, слябинге или непрерывном заготовочном стане, т. е. позволяет вести прокатку сортовой и листовой стали непосредственно с МНЛЗ, минуя блюминг, слябинг и непрерывный заготовочный стан. Все это устраняет сложное и дорогостоящее прокатное оборудование, способствует экономии тепла, рабочей силы, капитальных вложений и превращению разрозненных ранее агрегатов в автоматическую систему машин, действующую непрерывно. Указанный способ разливки стали позволяет научно управлять процессами се кристаллизации, повышает качество заготовок вследствие высокой степени однородности, что снижает технологические отходы при последующей прокатке и улучшает физико-механические свойства проката, но сравнению с прокаткой из отдельно литых слитков.

Прокатный стан

Рис. 2 Схема расположения оборудования непрерывного среднесортного стана 450

I — склад заготовок; II — отделение нагревательных печей; III — становый пролет; IV — скрапной пролет; V — машинный зал; VI — склад готовой продукции;

1 — нагревательные печи; 2 — ножницы; 3 — черновая группа клетей;

4 — летучие аварийные ножницы; 5 — чистовая группа клетей; 6 — летучие ножницы; 7 — холодильник; 8 — участок отделки

В зависимости от назначения прокатные станы можно разделить на две группы:

1) станы для производства полупродукта;

2) станы для производства готового проката. К первой группе относят блюминги и непрерывные заготовочные станы, поставляющие полупродукт для производства сортовой стали, а также блюминги и слябинги, поставляющие полупродукт для производства листовой стали. Блюминги и слябинги — крупные обжимные станы с валками диаметром 800−1500 мм. Основным направлением в развитии этих станов является увеличение производительности в первую очередь за счет увеличения массы слитков, которая при прокатке слябов достигает 50 т. Развитие блюмингов и слябингов сопровождалось также увеличением сечения выпускаемого полупродукта, увеличением мощности главных двигателей станов, механизацией и автоматизацией вспомогательных операций. Наибольшее распространение получили одноклетевые реверсивные блюминги и слябинги с валками диаметром 1150-1300 мм.

Современным заготовочным станом является непрерывный стан, устанавливаемый за блюмингом. Ранее 12 клетей непрерывного заготовочного стана устанавливали в две группы по шесть клетей в каждой (рис. 6). Основными изменениями в технологии и оборудовании этих станов в последнее время являются отказ от кантовки полосы и увеличение размеров исходных блюмов и конечных заготовок. В связи с этим характерными особенностями современных непрерывных заготовочных станов являются чередование клетей с горизонтальными и вертикальными палками и индивидуальный привод валков каждой клети с регулированием числа оборотов. Последнее обеспечивает регулирование скорости прокатки, упрощает настройку и калибровку валков. С целью увеличения поперечного сечения блюмов, поступающих на стаи, современный непрерывный заготовочный стан состоит из 14 клетей, причем первая группа состоит из восьми, а вторая группа из шести клетей. Увеличение размеров исходных блюмов и конечных заготовок требует установки станов с валками большего диаметра и двигателями с большей суммарной мощностью.

В цехе холодной прокатки электротехнических сталей (рис. 3) чередование пролетов предусмотрено в такой последовательности: пролет травильного отделения без повышенных тепловыделений, пролет непрерывных агрегатов отжига, пролет прокатного отделения, машинные залы, пролет непрерывных агрегатов отжига и колпаковых печей, пролет отделочного отделения. Внутренние дворы этих зданий располагают либо параллельно, либо под углом 0−45⁰ к направлению господствующих ветров с ориентированием открытой части двора к наветренной стороне. Для обеспечения нормальной работы аэрационного фонаря продольная ось последнего должна составлять с направлением господствующего ветра угол 60−90°. Основные источники тепловыделения располагают непосредственно под фонарем. Нагревательные устройства и печи для термической обработки металла размещают на таких расстояниях, чтобы тепловые потоки от них не перекрещались.

Рис 3. План расположения оборудования цеха холодной прокатки электротехнических сталей:

I — травильное отделение; II — отделение агрегатов непрерывного отжига; III — отделение холодной прокатки; IV — отделение колпакопых отжигательных печей; V — отделение отделки; 1 — бойлерная; 2 — конвейер горячекатаных рулонов; 3 — склад горячекатаных рулонов; 4 — непрерывные травильные агрегаты; 5 — установка для подогрева маточных растворов; 6 — агрегат поперечной резки; 7, 9, 10, 20, 23 — стеллажи для установки рулонов; 8 — передаточная тележка; 9 — вальцешлифовальная мастерская; 12 — агрегаты продольной резки; 13 — реверсивный стан кварто; 14 — непрерывный пятиклетевой стан; 15 — отделение для приготовления покрытия; 16 — агрегаты защитного покрытия; 17 — электропечи OKB-4006; 18 — ремонтно-механическая мастерская; 19 — машинный зал № 1; 21,22 — мастерская ревизии подшипников качения и жидкостного трения; 24,25 — передаточные конвейеры; 26 — электропечи ОКБ-4017; 27 — чистильно-моечные агрегаты; 28 — правильная машина; 29 — гильотинные ножницы; 31 — место для упаковки пачек; 32 — погрузочная рампа; 33 — склад готовой продукции; 34 — непрерывные агрегаты отжига и отпуска полос; 35 -двадцативалковый стан.

1.3 Генеральный план участка

1.3.1 Зонирование территории

Зонирование цехов — объединение в отдельные зоны комплексов агрегатов, зданий, сооружений и коммуникаций по производственно-функциональному признаку, связанных технологическим транспортом (подготовка сырь; блок ремонтных цехов; доменный цех, сталеплавильные, прокатные цехи; цехи и сооружения энергетического хозяйства; здания и сооружения железнодорожного транспорта, здания административного управления завода). При этом соблюдается внутри зоны поточность, а между зонами соответствующие связи.

В общем случае промышленная территория, как правило, подразделяется на четыре зоны:

I — предзаводская зона — зона заводских вспомогательных зданий и сооружений (административные здания, проходные, здания или помещения медицинского обслуживания и т. д.) с предзаводскими площадями и стоянками пассажирского транспорта;

II — производственная зона (основные цехи заготовочного, обрабатывающего и сборочного циклов, а также цехи подсобного назначения);

III — подсобная зона (энергетические объекты, основные технические полосы для прокладки инженерных коммуникаций и т. п.);

IV — зона складов и основных транспортных устройств (склады, депо, сортировочные станции и т. п.).

1.3.2 Транспортные и пешеходные схемы

Одним из важнейших факторов, обусловливающих работу цеха и предприятия в целом, является транспорт и его нормальное функционирование. Транспортная схема должна обеспечивать бесперебойную подачу исходных материалов, отправление готовой продукции без пересечения грузовых потоков по кратчайшему пути.

Пути передвижения людей наиболее короткие и не пересекающиеся с грузовыми потоками.

1.3.3 Благоустройство и озеленение

Обеспечение благоприятных микроклиматических условий достигается созданием санитарно-защитных зон в виде массивов древонасаждений соответствующим образом подобранных пород.

Прокатный цех размещен в г. Тамбов, область смешанных елово-широколиственных лесов. Коренные лесообразующие породы по всей области — ель и сосна. Примесь широколиственных пород — дуба, липы, клена остролистного — в соответствующих почвенных условиях встречается почти повсеместно.

Для целей зеленого строительства в районе цеха осуществляется посадка деревьев, таких как:

· береза пушистая

· дуб летний черешчатый

· ель обыкновенная

· клен остролистный

· липа крупнолистная

У литейно-плавильных цехов высаживаются одиночные деревья, расположенные на значительном расстоянии друг от друга (8−10 м и более).

В зоне кузнечного цеха озеленение направлено на снижение производственных шумов и состоит из плотных полос деревьев и кустарников, общей шириной 20−25м.

1.3.4 Технико-экономические показатели

1. Общая площадь участка F_o = 8,52 га

2. Площадь застройки F_з = 2,58 га

3, Площадь озеленения F_оз = 2,25 га

4. Площадь используемой территории F_ит = F_o-F_оз=6,27 га

5. Коэффициент плотности застройки F_з/F_о*100% = 30,3%

6. Коэффициент используемой территории F_ит/F_o*100% = 73,6%

7. Коэффициент озеленения F_оз/F_о*100% = 26,4%

1.4 Объемно-планировочное решение

Здание находится на территории, предусмотренной проектом районной планировки. По всей длине промышленного здания имеется возможность подъезда пожарных машин. Предусмотрена стоянка для индивидуального и общественного транспорта.

1.4.1 Конфигурация здания в плане

Здание прямоугольное в плане с параллельно расположенными пролетами одинаковой ширины и высоты, что упрощает конструктивное решение, повышает степень сборности конструкций, сокращает число их типоразмеров. Данное здание представляет собой цех — состоящий из одного корпуса в плане его размеры 96×84 м. Это одноэтажное здание возведено в виде сплошной пролетной застройки внутреннего пространства. Пролетные здания используют для предприятий с постоянной и единой направленностью технологического потока. Их компонуют в виде групп параллельных пролетов.

1.4.2 Унификация промышленного здания

Длина: 96 м.

Ширина: 24 и 30 м соответственно.

Высота: 14,4 м.

Использованы железобетонные колонны, стальные стропильные фермы.

1.4.3 Микроклимат в производственных помещениях

Расчетная внутренняя температура в цехе +12^оС, нормируемый внутренний температурный перепад для стен 13.04 ^оС.

В сооружении также предусмотрено ленточное остекление, состоящее из отдельных блоков. Блоки имеют размеры 6×1,2 как и стеновые панели, что обеспечивает полную их взаимозаменяемость.

Дневная освещенность рассчитана на работы малой точности.

1.4.4 Мостовые краны

Так как производимые конструкции имеют значительный вес, то предусмотрены три мостовых крана, грузоподъемностью по 30 т.

1.4.5 Технико-экономические показатели здания

1. Площадь застройки F_з = 8376,6 м²

2. Полезная площадь F_полез = 7311 м²

3. Рабочая площадь F_раб = 5040 м²

4. Площадь наружных стен F_ст = 130,12 м²

5. Строительный объем V_зд = 152 409,6 м²

6. Эффективность планировочного решения К1 = F_раб/F_полез*100%=68,9%

7. Эффективность принятой формы здания К2 = F_ст/F_полез*100% = 1,8%

цех прокат планировочный конструктивный

2. Архитектурно-конструктивный раздел

Данное здание запроектировано простой прямоугольной формы. Размер здания по осям 96×84 м.

2.1 Каркас промышленного здания

Колонны Колонны — вертикальные элементы, служащие для опирания на них несущих конструкций покрытия, восприятия крановых и технологических нагрузок.

В качестве каркаса использованы ж/б двухветвевые колонны с проходом в уровне крановых путей, сечением 500×400 мм. Высота колонн 15 750 мм.

Для проходов в шейке колонны устроены лазы размером 400×2200мм.

Шаг крайних колонн 6 м. Шаг средних колонн 6 м.

Колонны снабжены закладными элементами для распалубки и крепления инвентарных монтажных приспособлений, опирания стальных или ж/б подкрановых балок и стропильных конструкций, опирания и навески стеновых панелей и крепления стальных связей.

В торцах здания для крепления стеновых панелей устанавливаются колонны торцевого фахверка, размером 400×400 мм.

В поперечном направлении устойчивость зданий обеспечивается жесткостью заделанных в фундамент колонн и жестким диском покрытия, в продольном направлении — дополнительно стальными связями, устанавливаемыми по всем рядам между колоннами и опорами стропильных конструкций.

Межколонные стальные связи располагаются в среднем шаге температурного блока в здании с опорными кранами, в пределах высоты подкрановой части колонн. При шаге колонн 6 м. используются крестовые связи. Рядовые колонны соединяются со связевыми колоннами подкрановыми балками.

2.2 Фундаменты и фундаментные балки

Колонны каркаса опирают на отдельные железобетонные фундаменты с подколонниками стаканного типа, а стены — на фундаментные балки.

В проекте используют унифицированные монолитные фундаменты, имеющие ступенчатую конструкцию с подколонником и стаканом для заделки колонн. Для их изготовления применяют бетон М200 и выше и арматуру в виде сеток из стали классов А-I и А-II.

Стены каркасных зданий опирают на железобетонные фундаментные балки, укладываемые между подколонниками фундаментов на бетонные стяжки сечением 300*600 мм.

В местах устройства ворот для проезда автомобильного транспорта фундаментные балки не предусматривают. Участки стены в пределах этого шага колонн и рамы ворот опирают на бетонную подготовку. По фундаментным балкам для гидроизоляции стен укладывают два слоя рулонного материала на мастике. От деформации при пучении грунтов снизу и с их боков делают подсыпку из шлака.

Рис. 4. Фрагмент плана фундамента

2.3 Стеновое ограждение и проверочный расчет тепловой защиты

Наружные стены предусмотрены самонесущие панельные, толщиной 360 мм, что вполне обеспечивает необходимый температурно-влажностный режим помещения. Стеновые панели при правильном конструктивном выполнении полностью отвечают требованиям, предъявляемым к ограждающим конструкциям. Они хорошо противостоят атмосферным воздействиям, не допускают проникания влаги внутрь конструкции, воспринимают нагрузки от собственной массы вышележащих конструкций и от напора ветра, действующего на поверхность панели; они также хорошо противостоят воздействиям, возникающим в процессе эксплуатации технологического оборудования и внутрицехового транспорта, в том числе и воздействиям агрессивного характера.

Теплотехнический расчет.

— Район строительства г. Тамбов

— Группа здания — производственная.

— Расчетная средняя температура внутреннего воздуха промышленного здания t_int = 12^оС.

— Относительная влажность внутреннего воздуха промышленного здания = 40%.

— Расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС, для всех зданий, кроме производственных зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневке обеспеченностью 0,92 равна t_ext = -28^оС.

— Влажностный режим — сухой.

1 — раствор цем.-песч.

2 — пемзобетон с = 800кг/м³

3 — раствор цем.-песч.

Первый этап Для начала определяем градусо-сутки отопительного периода D_d ^оС сут по формуле:

(1)

Где D_d — градусо-сутки отопительного периода ^оС сут

t_int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха промышленного здания ^оС

t_hz — средняя температура наружного воздуха, ^оС, отопительного периода, принимаемая для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 ^оС.

Z_ht — продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемая для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8^оС.

Принимаем:

t_int = 12^оС (см. исходные данные)

t_ht = -3,7^оС (принимаем из СНиП «Климатология» табл.1)

Z = 201 сут (принимаем из СНиП «Климатология» табл.1)

D_d = (12-(-3,7))*201 = 3155,7^оС сут

По формуле R_reg=а*D_d+b, определяем нормируемое значение сопротивление теплопередачи R_reg м²* ^оС/Вт. («а» и «b» по табл.4)

R_reg = 0,0002*3155,7 +1,0 = 1,63 м²* ^оС/Вт.

Далее определяем приведенное сопротивление теплопередачи R₀ м²* ^оС/Вт, заданной многослойной О.К., которое должно быть не менее нормируемого значения R_reg (). R₀ находим как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхности О.К. (R_si и R_se) по формуле:

(2)

Где R_si и R_se соответственно равны

и

— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²* ^оС); для данной конструкции =8,7 Вт/(м²* ^оС), принято по таблице 7, п. 5.8 СНиП «Тепловая защита зданий»;

— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности О.К. Вт/(м²* ^оС), для данной конструкции =23 Вт/(м²* ^оС);

— толщина слоя в мм.

— теплопроводность (прил.Д СП «Теплотехника»)

Подставляем числовые значения в формулу (2):

х = 0,312 м = 312 мм.

х=320 мм Толщина стены:

_a,k= ₁ + ₂ + ₃ = 0,02 м +0,32 м + 0,02 м = 0,36 м

Подставив вместо Х полученное значение, мы получили R₀=1,66 м²* ^оС/Вт. По условию

. R_reg = 1,63 м²* ^оС/Вт. < R₀ = 1,66 м²* ^оС/Вт

Условие выполняется.

Второй этап Необходимо определить расчетный температурный перепад, ^оС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности О.К., который не должен превышать нормируемой величины, ^оС. Для наружных стен жилых зданий =4 ^оС, по таблице 5, СНиП «Тепловая защита зданий».

Расчетный температурный перепад определяем по формуле:

(3)

n — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности О.К. по отношению к наружному воздуху, n=1 по таблице 6, СНиП «Тепловая защита зданий»

t_int = 12 ^оС.

t_ext = -28 ^оС.

R₀ =1,66 м²* ^оС/ Вт.

=8,7 Вт/(м²* ^оС) Подставляем значения:

Таким образом, расчетный температурный перепад не превышает нормируемого значения =t_int-t_d=12-(-1.04)=13.04, но не более 7^оС, что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

Третий этап Необходимо проверить второе условие санитарно-гигиенического показателя: температура внутренней поверхности О.К. не должна быть ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха.

Температуру внутренней поверхности, ^оС, многослойной О.К. следует определять по формуле:

(4)

Тогда

^оС

При t_int=12^оС и = 40% температура точки росы внутреннего воздуха t_d=-1,04^оС. (см. приложение Р СП «Теплотехника»)

Таким образом, температура внутренней поверхности О.К. =9,92 ^оС, больше температуры точки росы внутреннего воздуха t_d=-1,04 ^оС. Удовлетворяет второму условию санитарно-гигиенического показателя.

2.4 Покрытия и перекрытия

Покрытие промышленного здания определяет долговечность здания в целом, характер внутреннего пространства.

Покрытия устраивают бесчердачным. Состоит оно из несущих и ограждающих конструкций. Несущие конструкции покрытия устраивают в виде стропильных ферм, которые поддерживают ограждающую часть. Ограждающая часть покрытия кроме защиты помещений от атмосферных воздействий вместе с несущими конструкциями обеспечивают зданиям пространственную жесткость.

Предусмотрен внутренний водоотвод с покрытий: состоит из водоприемных воронок, водосточных труб, стояков, подвесных трубопроводов и выпусков.

2.5 Перегородки

Внутренние перегородки отделяют помещения, в которых располагаются технологические процессы с особо шумными процессами, с повышенными требованиями к производственному комфорту, а также как противопожарные преграды. Так как в данном производственном здании нет подобных процессов, которые необходимо отделять друг от друга, то перегородки не проектируем.

2.6 Полы

Покрытие полов в производственных цехах — цементно-песчаные. Верхний слой — бетон высотой 100 мм, непосредственно подвергающегося всем эксплуатационным воздействиям. Прослойка — цементно-песчаный раствор, толщина слоя 15 мм. Гидроизоляция — препятствует проникновению через пол сточных вод и других жидкостей, устраивают из материалов на основе битумов и выполняют в два слоя. Основанием под пол является грунт. В грунт вдавливают щебень на глубину 40 мм.

2.7 Окна. Двери. Ворота

Применяются стальные оконные панели из листового стекла со стальными переплетами. В данном проекте применяются коробки панелей размером 6×1,8 м. и 6×1,2 м.

Ворота распашные двухпольные (серия ПР-05−36) шириной 4 м и высотой 4,8 м. Воротный проем обрамляется сборной железобетонной рамой, вписывающейся по внешним размерам в принятую разрезку панельной стены. В одном из воротных полотен устраивается калитка.

2.8 Крыша и кровля

В промышленных зданиях в основном применяют кровли из рулонных материалов с битумной пропиткой. Основанием для кровли служит стальной профилированный настил с высотой волны 60 мм. Гофрированные профили выполняются из стального оцинкованного и покрытого слоями пластика листа толщиной до 1 мм. Профили поставляются длиной от 2 до 12 м в комплекте с самонарезающими болтами, служащими для крепления настила к стальным прогонам, и комбинированными заклепками, предназначенными для соединения листов между собой. Рубероидную кровлю составляют:

— защитный слой гравия толщиной 15 мм, фракцией 5−15мм, утопленный в битумную мастику. Защитный слой гравия исключает механические повреждения при хождении по кровле и сбрасывании снега.

— 3-слойный водоизоляционный рубероидный ковер толщиной 30 мм, наклеенный кровельной битумной мастикой, подогретой до 160−190 градусов.

— защитный из цементно-песчаной стяжки толщиной 20 мм.

— теплоизоляционный слой из пенополиуретана толщиной 60 мм.

— пароизоляция выполняется из слоя рубероида толщиной 1 мм, на битуме марки БНК- 5.

2.9 Лестницы

Служебные лестницы устраивают для сообщения с рабочими площадками, с которых рабочие обслуживают технологические агрегаты и осматривают ответственные строительные конструкции.

Служебные лестницы монтируют из маршей и переходных площадок. Уклон маршей к горизонту принимаем 60 градусов, ширину — 1000 мм. Шаг проступней 200 мм. Марш имеет ограждения с поручнями.

Пожарные лестницы в зданиях делаем вертикальными. Они имеют ширину 600 мм, а марш 700 мм. У лестниц предусматриваем ограждения. Размещаем такие лестницы напротив глухих участков стен. Расстояние между лестницами по периметру здания принимаем не более 200 м. Крепим лестницы к стенам здания анкерами из уголков, располагаемыми по высоте через 2,4 м.

2.10 Противопожарные мероприятия

Помещения оборудованы автоматической пожарной сигнализацией и установками автоматического пожаротушения. Предусмотрено дымоудаление на случай пожара с помощью вытяжной вентиляции в помещениях, требующих этого.

Для своевременного обнаружения пожара и места его возникновения предусматривается система пожарной сигнализации на базе тепловых пожарных извещателей ИП 105−2/1 и ручных извещателей ИПР.

Система оповещения о пожаре организуется установкой звуковых оповещателей в производственных помещениях и в коридоре бытовых помещений на высоте 1,5 м от уровня пола. Оповещатели подключены параллельно к прибору ПС, установленному в АБК.

Эвакуация людей на случай пожара осуществляется через ворота.

3. Наружная и внутренняя отделка

Внутри и снаружи производственных помещений нужна дополнительная отделка. Стеновые панели зачищаются, затем наносится цементно-песчаный раствор для выравнивания поверхности и заделки стыковых соединений стеновых панелей, после чего производится побелка всех производственных помещений. Ворота и двери окрашиваются краской.

4. Светотехнический расчет

Требуется запроектировать систему естественного освещения в производственном здании механосборочного цеха. Чтобы запроектировать естественное освещение в здании необходимо рассчитать естественное освещение в том помещении цеха, в котором выполняют зрительную работу наибольшей точности.

В цехе выполняют работы средней точности (разряд зрительной работы V). Освещается участок через боковое и верхнее освещение. Боковое освещение осуществляется через ленточные оконные проемы (оконное заполнение принято двойное из листового стекла со стальными открывающимися переплетами):

— 1-й проем служит для обеспечения зрительного контакта с внешней средой и для освещения рабочих мест в непосредственной близости от наружной стены, размещен на высоте 1,8 м от пола;

— 2-й проем служит для освещения рабочих мест удаленных от наружной стены и для освещения зоны работы мостового крана, размещен на высоте 0,6 м от низа несущей конструкции покрытия.

Верхнее освещение осуществляется через фонарь с вертикальным двусторонним остеклением (остекление одинарное из армированного стекла со стальными открывающимися переплетами), служит для освещения средней части здания, высота светового проема фонаря 1,25 м.

Предварительный расчет при боковом освещении Исходные данные

— глубина помещения м;

— длина помещения м;

— высота помещения до низа несущих конструкций покрытия (фермы) м;

— толщина наружной стены м;

Для предварительного расчета задаемся шириной оконных проемов м. Высота от уровня условной рабочей поверхности до верха окна по наружной грани (с учетом того, что верх верхней ленты остекления расположен на расстоянии 0,6 м от низа несущих конструкций покрытия)

.

Высота от уровня пола до верха окна по наружной грани

.

- высота подоконника от уровня земли до низа первого оконного проема м;

Определение площади светового проема Предварительный расчет площади световых проемов выполняется с учетом противостоящего здания по формуле [3]:

где:

— площадь световых проемов (в свету) при боковом освещении;

— площадь пола помещения, освещаемого боковыми светопроемами;

Площадь пола при одностороннем расположении светопроемов для крупногабаритных производственных помещений глубиной более 6,0 м при боковом освещении определяем согласно формуле:

;

расстояние от внешней грани наружной стены до расчетной точки, для крупногабаритных производственных помещений глубиной более 6,0 м при боковом освещении.

— нормируемое значение КЕО, зависит от группы по обеспеченности естественным светом места строительства здания.

В соответствии со СНиП 23−05−99* территория РФ зонирована на пять групп административных районов по ресурсам светового климата. Перечень административных районов приведен в прилож. Д (СНиП 23−05−95). Город Тамбов относится ко 2-й группе административных районов по ресурсам светового климата.

Для зданий расположенных в 2-й группе, значение КЕО определяем по формуле:

где:

— номер группы административных районов;

— нормируемое значение КЕО по табл. 1, 2 и по прилож. И [1];

— коэффициент светового климата, принимаемый по табл. 4.

— расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (коэффициент запаса), определяемый по табл. 3 — .

— световая характеристика окон, определяемая по табл. 1,

Определим отношения и и по табл. 1

найдем линейной интерполяцией:

;

;

.

ф₀ — общий коэффициент пропускания света

где ф₁=0,8 — коэффициент, учитывающий потери света через материал принимаемый по таблице Б.7 [2];

ф₂=0,6 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах принимаемый по таблице Б.7 [2];

ф₃=1 — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях по таблице Б.8 [2];

ф₄=0,9 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах по таблице Б.8 [2];

ф₅=1 — коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке под фонарем.

(принимаем h₀=4,2м)

Тогда,

Предварительный расчет при верхнем освещении

где А_ф — площадь фонаря;

=4,5 — световая характеристика фонаря;

r₂=1,15 — коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения, принимаемый по таблице Б.9 [2];

k_ф=1,2 — коэффициент, учитывающий тип фонаря, принимается по табл. Б.10 [2];

k_з=1,4 — коэффициент запаса, определяемый по таблице 3 [1];

Проверочный расчет.

Боковое освещение.

Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения при боковом освещении следует выполнять по формуле:

где L — количество участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки;

е_bi — геометрический КЕО от неба, создаваемый в расчетной точке, определяемый по формуле:

где n₁ — количество лучей, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на разрезе помещения;

n₂ — количество лучей, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения;

q_i — коэффициент учитывающий неравномерную яркость небосвода i-го участка небосвода, определяемый через иi — угол под которым видна середина светового участка освещенного небом по высоте, по таблице Б.1 [2];

М — число участков фасадов зданий противостоящей застройки, видимых через световой проем из расчетной точки;

е_здj — геометрический КЕО создаваемый светом, отраженным от фасада противостоящего здания;

b_фi — средняя относительная яркость i-го участка фасада противостоящего здания;

К_здj — коэффициент, учитывающий изменения внутренней отраженной составляющей КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий;

r₀ — коэффициент учитывающий КЕО за счет света, отраженного от внутренних поверхностей помещения и света отраженного от подстилающей поверхности земли определяемый по таблице Б.4 и Б.5 [2];

ф₀ — общий коэффициент пропускания света

Кз — расчетный коэффициент, учитывающий снижение КЕО и освещенности в процессе эксплуатации вследствие загрязнения и старения светопрозрачных заполнений в световых проемах, а также снижение отражающих свойств поверхностей помещения (по табл.3 [1]).

и₁=7?

q₁=0.535

и₂=31?

q₂=0.873

Верхнее освещение Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения при верхнем освещении следует выполнять по формуле:

и₁=64?

q₁=1,195

и₂=67?

q₂=1,215

и₃=48?

q₃=1,06

е_N =3,3 для комбинированного освещения погрешность

СНиП 23−05−95* Естественное и искусственное освещение.-М.: 1995.

СП 23−102−2003 Естественное освещение жилых и общественных зданий.-М.: 1983.

Архитектура промышленных зданий и сооружений. Справочник пректировщика/ Под ред. К. Н. Карташова.-М.: Стройиздат, 1975.

Ким Н. Н. Промышленная архитектура.-М.: Высшая школа, 1979.

Кутухтин Е. Г. Конструкции промышленных и сельскохозяйственных производственных зданий и сооружений.-М.:Стройиздат, 1982

Трепененков Р. И. Конструирование промышленных зданий. Альбом чертежей, конструкций и деталей промышленных зданий.-М.: Стройиздат, 1981.

Шеришевский И. А. Конструирование промышленных зданий и сооружений. Уч. пособие.-М.: Стройиздат, 1975.