Архитектура промышленных зданий - Дятков С.В., Михеев А.П.

Автор: Дятков С.В. Михеев А.П.
Теги: общественные, коммерческие и промышленные здания гражданская архитектура в целом строительство архитектура строительные конструкции промышленные здания конструкции в промышленном строительстве
ISBN: 5-903178-01-4
Год: 2006
Похожие
Архитектура гражданских и промышленных зданий. Промышленные здания. Том V
Архитектура промышленных зданий
Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том IV. Общественные здания
Конструирование промышленных зданий и сооружений
Текст
                    С В.Дяткор А.П, Михеев
АРХИТЕКТУРА
ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЗДАНИЙ

С. В. Дятков|, А. П. Михеев
АРХИТЕКТУРА ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЗДАНИЙ
Издание четвертое, репринтное
Третье издание рекомендовано Министгоств^м общего
и профессионального образования РФ в качестве учебника
для студентов высших учебных заведении,
обучающихся по строительным специальностям
Москва
2006
УДК 725.144.055
Научный редактор А. П. Михеев
|Дятков С.1Ц Михеев А. П. Архитектура промышленных зданий. — 4-с изд.,
репринтное. — М.: ООО «БАСТЕТ», 2006. — 480 с. Рис. 227. табл. 31, библиогр.
48 назв.
ISBN 5-903178-01-4
В книге освещены вопросы проектирования промышленных зданий на основе орга-
нического единства производственно-технологических, технических, художественно-
эстетических, экономических и экологических требований. Подробно рассмотрены вопро-
сы конструирования зданий. На основе анализа отечественного и зарубежного опыта
предложены многочисленные варианты конструктивных решении промышленных зданий
и их элементов.
В книге большое внимание уделено вопросам совершенствования промышленных
зданий, архитектуры внешних объемов и интерьеров, обеспечения благоприятных усло-
вий труда.
Рецензенты: кафедра архитектуры Московского государственного строительного
университета (зав. кафедрой, профессор А. К. Соловьев); профессор, доктор техн. наук,
академик АЕ, член Международного института звука и вибрации, г. Лондон, зав. кафед-
рой М. С. Седов (Нижегородский архитектурно-строительный университет).
{Дятков Станислав Владимирович
Михеев Анатолий Петрович
Учебник
Рсдактор В. С. Кулакова
Технический редактор С. А. Иванова
Художественный редактор А. Н. Апрелев
Компьютерный набор С. А. Иванова
Подписано в печать 01.06.06. Формат 70x100 'Д*. Бумага офсетная. Печать офсетная.
Уел. псч. л. 30. Тираж 2000 экз. Заказ № 0612490.
ОСЮ «БАСТЕТ»
115477, Москва. Кантемировская, 53, корп. 1.
Тел. (495) 514-76-85. E-mail: infotwrtfcyandex.ni
Отпечатано в полном соответствии с качеством
предоставленного электронного оригинал-макета
в ОАО «Ярославский полиграфкомбннат»
150049, Яросламь. ул. Свободы, 97
ИII 1(1
© Пензенская государственная архитектурно-
строительная академия. 1998
С Издательство АСВ, 1998
©ДятковВ. С., 2006
© Михеев А. П.. 2006
ISBN $-903178-01-4	© ООО «БАСТЕТ», 2006
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая книга является репринтным изданием с третьего издания,
выпущенного издательством АСВ в 1998 году. Первые два выходили в свет
в 1976 и 1984 гг. в издательстве «Высшая школа». Содержание и последова-
тельность изложения материала соответствуют требованиям квалификационной
характеристики и стандарта к учебной дисциплине «Архитектура» по специаль-
ности 290300 «Промышленное и 1ражданское строительство».
Третье издание книги было дополнено новыми материалами исходя из изме-
нившихся требований к архитектуре промышленных зданий, в частности повы-
шению их архитсктурно-художесгвенного и технического уровня, экологической
безопасности. Рассмотрены новые подходы к экономической оценке промыш-
ленных зданий в условиях рыночной экономики.
В книге широко использован отечественный и зарубежный опыт про-
ектирования. строительства и эксплуатации производственных, админи-
стративных и бытовых зданий. Предложено использование эффективных строи-
тельных конструкций, материалов и изделий.
В подготовке и написании отдельных глав книги приняли участие доценты,
к. т. н. А. В. Карасев (глава II). И. Н. Мишанин (глава XIII), советник РААСН,
член Российской Ассоциации инженеров-строителей (РАИС), заслуженный
строитель России В. Н. Гриньков (глава XX).
Авторы признательны и выражают глубокую благодарность кафедре архи-
тектуры МГСУ (зав. кафедрой профессор А. К. Соловьев, профессор
Ю. С. Тимянский), профессору, доктору техн, наук М. С. Седову (НГАСА) за
ценные замечания по рукописи, высказанные при редактировании, а также
инж. В. В. Кучиной за подготовку и оформление рукописи.
Пензенская государственная архитектурно-строительная академия и авто-
ры пользуются возможностью выразить также благодарность Ассоциации
строительных вузов (АСВ), директору издательства Н. С. Никитиной, а также
Пензенским строительным организациям, оказавшим неоценимую поддержку и
помощь при окончательной подготовке книги к изданию.
3
ВВЕДЕНИЕ
Зарождение промышленного строительства в России относят ко вто-
рой половине XVIII века, когда благодаря реформам Петра I в ней начал-
ся подъем экономики. С этим периодом связано быстрое развитие
промышленности, особенно металлургической, металлообрабатывающей,
текстильной, стекольной и кожевенной. К концу 60-х годов XVIII века в
России насчитывалось 663 подобных промышленных предприятия, в
1804 году - уже около 1200 с числом работающих около 340 500 чел.
Строительство металлургических и металлообрабатывающих пред-
приятий велось в этот период преимущественно на Урале. Так, в
1800 году уральская металлургия давала 82% общерусской выплавки стали
и 20% мирового производства чугуна. Здесь насчитывалось 32 завода,
среди которых наиболее крупными были Нижне-Тагильский, Невьян-
ский, Кыштымский и Уткинский. В 1770-1790гг. к ним добавились круп-
ные Всрхне-Салдинекий и Нижне-Иссетский заводы, а также ряд заво-
дов в Прикамье (Елизавето-Пожевский, Полазнинский и др.). В составе
этих заводов - доменные, молотовые и литейные производства с доволь-
но высоким по тем временам уровнем технологии.
Однако самой развитой отраслью промышленности на рубеже XVIII-
XIX веков была текстильная. Основными ее центрами были Москва,
Петербург и Ивано-Вознесенск.
Развивались предприятия оборонного назначения. Крупные пушеч-
ные и оружейные заводы были построены в Туле, Петрозаводске и на
Урале.
Заводы того периода включали в себя большое количество отдельных
цехов ("фабрик", как их тогда называли) и всевозможных мастерских,
каждый завод изготавливал для себя все необходимое - от кожаных мехов
и слесарных инструментов до сальных свечей.
Заводские корпуса, как правило, имели прямоугольные очертания,
что соответствовало требованиям технологии и приемам строительства.
Жилые дома мастеровых и работных людей располагались преимуще-
ственно на территории завода. Крупные заводские корпуса выделялись в
заводских поселках благодаря своей величине и общему планировочному
решению. Суровые и простые объемы фабричных зданий оживлялись
самым минимальным количеством деталей утилитарного назначения -
фонарями, слуховыми окнами и т.п.
4
В первой и второй половине XVIII века производственные здания
строились преимущественно из дерева. Конструкция производственного
здания представляла собой каркас, состоящий из стоек, обвязок и стро-
пил с наружными стенами из несущих стоек и забранных в их пазы
бревен и горбылей. Иногда применялись и фахверковые конструкции на
каменных фундаментах. Заводские корпуса перекрывались обычно высо-
кой четырехскатной или двускатной кровлей с вытяжными фонарями.
Высота покрытия в 2-3 раза превышала высоту стен, что в суровых
уральских условиях избавляло от снежных заносов. Применение высоких
тесовых и черепичных кровель было оправдано необходимостью установ-
ки громоздкого оборудования высоких плавильных печей и обеспечения
естественного воздухообмена. Оборудование внутри цехов размещалось
на каменных фундаментах, а под стенами часто устраивались свайные
основания. Высота рубленых стен достигала 6-7 м.
В конце XVIII и, особенно, в начале XIX веков в заводском строи-
тельстве стали чаще употреблять кирпич, камень, металл.
Примером производственных зданий второй половины XVIII-века,
возведенных в кирпиче и камне, может служить Нижне-Тагильский
завод. Так, пильная мельница этого завода была расчленена тягами на
три яруса, по углам сделаны пилястры, окна обработаны наличниками
с треугольными фронтонами. В нижнем этаже по оси здания введены
проемы полуциркулярной формы и ряд других архитектурных элементов,
свидетельствующих о сходстве промышленных сооружений того времени
с другими гражданскими постройками.
В молотовых и других металлообрабатывающих производствах в связи
с изменяющейся технологией нередко требовалось увеличение ширины
заводских корпусов, т.е. увеличение пролетов, которые обычно перекры-
вались металлическими фермами. Первые металлические фермы выпол-
нялись в чугуне, ломкость которого и плохая работа на изгиб не давали
возможности изготавливать их для больших пролетов. Это способство-
вало появлению железных клепаных ферм больших пролетов. Так, при
строительстве Богословского медеплавильного завода, построенного в
1802 году, были применены железные фермы пролетом 22,5 м из клепа-
ного профилированного полосового железа.
Открытие в 1773 году Кулоном новой теории расчета сводов и арок
дало возможность усовершенствовать практические методы расчета кон-
струкций. Это обусловило применение новых конструктивных систем,
в частности железных и чугунных опор, балок, стропил и т.п. Появились
своды с большими пролетами, армированные железом, более совершен-
ные способы кладки с полной перевязкой рядов кирпичей, деревянные
стропильные фермы и перекрытия, подвешенные к ним и т.д.
5
В этот период в связи с организацией государственных кирпичных
заводов было резко увеличено производство кирпича. Благодаря армиро-
ванию конструкций, стало возможным уменьшение толщины столбов,
стен, увеличение дверных и оконных проемов в стенах. Кровли зданий
становятся менее крутыми в связи с использованием в них листового
железа.
В начале XIX века при проектировании промышленных зданий впер-
вые стали применять альбомы типовых проектов, наметилась стандарти-
зация конструктивных элементов. Первые такие альбомы были выпу-
шены в 1809-1811 гт. Например, по такому "образцовому" проекту был
построен фасад медеплавильного корпуса Богословского завода.
Вместе с промышленными объектами строились административные
здания и хозяйственные постройки, которые образовывали архитектур-
но-целостные производственные комплексы. Среди них Верхне-Исет-
ский и Каменский заводы принадлежали к лучшим произведениям
русского промышленного зодчества того времени.
Промышленные предприятия в сложившихся городах размешались
преимущественно на окраинах, ниже по течению рек. Крупное промыш-
ленное строительство вызвало появление городов нового типа - городов-
заводов. К началу XIX века такие города-заводы, как Екатеринбург,
Нижний Тагил, Невьянск, Нижняя Салда и др. были довольно значи-
тельны. В этих городах завод занимал главное место, и его расположение
определяло всю планировку города-завода в целом.
В конце XVIII - начале XIX веков к промышленному строительству
начали привлекаться архитекторы, получившие образование в Академии
художеств. Реформой 1806 года предусматривалось создание института
архитекторов заводов, горных округов и главного управления горных
заводов Урала. В первой трети XIX столетия на Урале работало свыше
30 архитекторов, строивших и реконструировавших заводы и горные го-
рода. Наиболее видными архитекторами были воспитанники Петербург-
ской академии художеств: И.И. Свиязев, А.З. Комаров, А.П. Чеботарев и
др. Совместно с технологами, механиками и гидротехниками они создали
ряд заводских комплексов, выполненных на высоком техническом уров-
не.
И.И. Свиязев (1797-1875), участвовавший в составлении проектов и
перестройке многих заводов на Урале (Воткинский, Богословский, Югов-
ский, Мотовилихинский и др.), проявил себя как новатор в решении
конструктивных проблем. Он разработал и внедрил на Богословском за-
воде деревянные фермы пролетом 34 м, создал и испытал новую систему
металлических сегментных ферм для перекрытий цехов больших для того
времени пролетов.
6
Рис. 1. Баранчинский завод на Урале, 1829-1931 гг.
А.З. Комаров (1793-1857) был автором ряда выдающихся произве-
дений промышленной архитектуры того времени (Баранчинский, Верх-
не-Туринский и Кушвинский заводы). Так, Баранчинский завод состоял
из доменного, главного, и двух примыкающих к нему корпусов для литья
чугунных изделий. Заводские корпуса образовывали своеобразный двор
для выпуска чугуна. Два квадратных в плане башнеподобных объема
главного доменного корпуса были завершены куполообразными крыша-
ми и объединены одноэтажным помещением воздуходувной машины.
Арочные окна, прорезывающие фасады всех зданий, охватывали двор,
усиливая целостность всего комплекса. Центр протяженного фасада зда-
ния подчеркивал огромный арочный проем, завершенный могучим
фронтоном. В основу планировочного и конструктивного решений заво-
да была заложена единая модульная сетка с шагом 7,4 и 8,5 м по ширине
и глубине. Для того времени это был новаторский прием.
В промышленной архитектуре рассматриваемого периода начала
складываться и получать дальнейшее развитие триединая задача - объе-
динение технологических, конструктивных и эстетических качеств в духе
принципов архитектуры классицизма.
Вторая половина XIX и начало XX века были одним из наиболее
значительных переломных этапов в истории промышленного строитель-
ства и архитектуры.
После реформы 1861 года Россия сделала большой шаг вперед в раз-
витии капиталистического производства. По темпам промышленного
производства русский капитализм превзошел в этот период многие стра-
ны, в том числе Англию, Францию и Германию. Быстро развивающиеся
капиталистические монополии охватили и строительство. В 1913 году в
7
России действовало 457 акционерных строительных обществ, из которых
222 находились в Москве, 156 - в Петербурге и 79 - в остальных городах
России.
Развитие промышленности требовало строительства производствен-
ных зданий нового типа - одноэтажных, многопролетных, освещаемых
верхним светом, и многоэтажных значительной глубины с крупными
световыми проемами. В этот период, наряду с традиционными отраслями
промышленности (металлургия, металлообработка, легкая промышлен-
ность), получает развитие электротехническая и газодобывающая про-
мышленность, машиностроение и транспортное строительство.
Новые типы производственных зданий настоятельно требовали новых
конструкций разных систем и новых строительных материалов, новых
видов механизации и методов организации строительных работ.
В 1886 году в строительстве впервые был применен железобетон,
который нашел широкое применение в сооружениях самого различного
назначения. Это стало возможным в результате разработки русскими
инженерами соответствующих методов теоретических расчетов и конст-
руирования. Например, в 1904 году инженером Н.М. Абрамовым была
разработана система колонн "бетон в обойме" из плоских спиралей, поз-
воляющая изготавливать прямоугольные сечения малой площади. Инже-
нер А Ф. Лолейт впервые в мире разработал безбалочные железобетонные
перекрытия, которые были применены при перестройке прядильного
корпуса Егорьевской бумаго-прядильной фабрики, а также при сооруже-
нии в 1909 году перекрытий в Золоторожском парке московского трам-
вая.
Новаторские поиски этого периода в области деревянных и инже-
нерных конструкций во многом были связаны с деятельностью русского
инженера В.Г. Шухова (1853-1939). Он обосновал закономерность пере-
хода от плоских к пространственным сетчатым конструкциям. Идеи
В.Г. Шухова нашли применение во многих сооружениях, в том числе
и при перекрытии больших пространств купольными сквозными конст-
рукциями.
Достижением строительной техники, отразившимся на архитектуре
того периода, были также новые отделочные материалы: облицовочные
кирпич и плитка, специальные виды камневидных штукатурок, разно-
цветная майолика и др. Значительно шире, чем раньше, в промышлен-
ном строительстве стало применяться стекло, листы которого позволяли
устраивать светопроемы больших размеров.
Благодаря исследованиям ряда крупных ученых (акад. Е.И. Орлов,
проф. НА. Белелюбский, проф. Д И. Менделеев и др.), отделочная тех-
ника была обогащена новыми методами повышения водостойкости
строительных материалов.
8
Россия второй половины XIX - начала XX века представляла собой
многонациональное государство. В ее состав входила Украина, Белорус-
сия, Польша, Кавказ, Туркестан (Средняя Азия) и другие так называемые
национальные окраины. Наиболее сильное развитие получила промыш-
ленность Украины, имевшей огромные природные богатства. Здесь после
реформы 1861 года высокими темпами стала развиваться тяжелая и
угледобывающая промышленность (Донбасс, Криворожье). Богатейшие
месторождения способствовали развитию нефтедобывающей промыш-
ленности на Кавказе (Баку, Грозный), по добыче меди (Армения), мар-
ганца (Грузия), хлопка-сырца (Средняя Азия).
Однако в становлении промышленности России прослеживалась не-
равномерность развития как по отдельным регионам, так и по отраслям
промышленности.
Если в первой половине XIX века ведущее место в развитии про-
мышленности играл Урал, то во второй половине XIX века большое
промышленное строительство было сосредоточено преимущественно в
Петербурге, Москве, Екатеринославе (Днепропетровск), Каменске (Дне-
продзержинск) и других крупных центрах на территориях Польши, При-
балтики и Сибири.
Во второй половине XIX века промышленные здания и сооружения
в связи с разделением труда и специализаций промышленности стали
дифференцироваться. Появились новые виды прокатных, литейных, до-
менных, мартеновских и других цехов металлообрабатывающей промыш-
ленности, разнообразные многоэтажные здания в текстильной промыш-
ленности, новые типы стекольных и кирпичных заводов, различные
заводы пищевой промышленности и тщ.
Важную роль в промышленном строительстве в этот период сыграло
применение двигателей внутреннего сгорания и электричества. В произ-
водственных зданиях появились более широкие возможности механиза-
ции технологических процессов, использования новых видов подъемно-
транспортного оборудования, в том числе и мостовых кранов. В связи с
этим возросли масштабы строительных предприятий и возникли такие
новые производственные здания, как большие котельные, тепловые элек-
тростанции, кислородные заводы, трансформаторные станции и т.п.
В это время более пристальное внимание стали обращать на создание
благоприятных санитарно-гигиенических условий для труда на производ-
стве (бытовые и санитарные устройства в цехах, освещение, аэрация и
др.).
Промышленные предприятия продолжали размещать преимуществен-
но в городах. При этом им отводили, как привило, лучшие территории
(берега рек и водных бассейнов, вблизи основных транспортных маги-
стралей и т.п.). Это нередко приводило к антисанитарному состоянию
9
водных и воздушных бассейнов городов, нарушало удобства жизни насе-
ления и загрязняло города.
По объемно-пространственной структуре и принципам архитектурно-
го построения промышленные здания рассматриваемого периода можно
подразделить на четыре группы.
Первая группа включала большие одно- и многопролетные одноэтаж-
ные корпуса с верхним фонарным освещением, в которых обычно разме-
шались машиностроительные и металлообрабатывающие производства.
Вторая - многоэтажные корпуса (4-6 этажей) текстильного и ему подоб-
ного производства. В них, как правило, применяли железокирпичные и
железобетонные перекрытия, опирающиеся на чугунные колонны. Третья
группа включала специальные сооружения, представляющие сочетание
объемов разных высот и этажности со сложной конфигурацией (электро-
станции, доменные печи, эллинги, газовые заводы и т.д.). Четвертая
группа объединяла разнообразные инженерные сооружения преимущест-
венно технического характера (элеваторы, зернохранилища, водонапор-
ные башни, холодильники и т.д.).
С эстетической точки зрения архитектура промышленных зданий
значительно уступала гражданским. В целом фасады и интерьеры про-
мышленных сооружений отличались от других большой простотой.
Обычно промышленные здания выполнялись из неоштукатуренной кир-
пичной кладки с минимальным количеством архитектурных деталей
(выкладки из кирпича, архивольты над окнами, пилястры и т.п.). Вместе
с тем, широкое применение каркасных конструкций, перекрытий боль-
шого пролета, фонарного освещения и т.п. способствовало отработке
новых приемов членения и пропорционирования больших поверхностей
стен. В ряде промышленных комплексов и отдельных зданий можно
было проследить ярко выраженные рационалистические черты архитек-
туры того периода.
В числе наиболее крупных промышленных предприятий, постро-
енных в рассматриваемый период, выделялись удачным единством
конструктивных и технологических требований Путиловский завод в
Петербурге, механический завод Гонера (впоследствии завод Ильича),
металлургический завод Гужона ("Серп и молот"), текстильные фабрики
Жиро ("Красный Октябрь") и Прохоровская ("Трехгорная мануфактура")
в Москве, а также ткацкие фабрики в Иваново-Вознесенске (фабрики
Гарелина, Бурылина, Зубкова и др.).
Среди предприятий Урала в этот период капитально перестроены
Нижне-Тагильский, Надеждинский, Александровский и Нижне-Салдин-
ский заводы, в которых наряду с технологическими изменениями про-
изошло и улучшение архитектурного облика.
10
Рис. 2. Сборочный цех Путиловского завода. С-Петербург,
70-ые годы XIX века
Рис. 3. Ткацкая фабрика Бурылина. Иваново-Вознесенск,
70-ые годы XIX века. Общий вид корпуса
II
Рис. 4. Здание кузнечной мастерской Арсенала. С-Петербург,
1870 г. Фасад
Изнурительные 1-я мировая и гражданская войны тяжело сказались
на экономике России. В 1920 году объем промышленной продукции по
сравнению с 1913 годом сократился в 4,5 раза, выплавка чугуна -в 36 раз,
стали - в 22 раза, добыча угля - в 3,3 раза, нефти - в 2,4 раза.
С учетом исторических событий в советский период (1917-1991гг.)
развитие экономики советского государства можно подразделить на два
основных этапа: с 1920 г. по июнь 1941 года и с 1946 г. до начала 1990-х
годов.
Первый этап развития экономики советского государства включал в
себя годы восстановления народного хозяйства (1920-1927) и годы плано-
мерного развития по пятилетним планам, начиная с 1928 года.
Первые годы восстановления экономики в основном были связаны
с созданием новых тепловых и гидравлических электростанций, а в добы-
вающей и обрабатывающей промышленности - с восстановлением суще-
ствующих фабрик и заводов. Только 20% средств выделялось на строи-
тельство новых предприятий.
К 1928 году были построены электростанции с суммарной выработ-
кой электроэнергии в 5 млрд. кВт ч в год. В их числе Каширская (1922г.),
Шатурская (1925г.), Кизеловская (1924г.), Свердловская (1926г.), Ивано-
во-Вознесенская ГРЭС (1928г.), Волховская ГЭС (1926г.) и др.
Проектирование и строительство электростанций, особенно гидротех-
нических, представляли собой сложную архитектурную и инженерную
задачу. В каждом конкретном случае приходилось создавать уникальные
сооружения, сочетающие передовые технологии, смелые строительные
решения, архитектурную выразительность, экономичность, обеспечива-
ющие динамичность строительства.
Так, Волховская гидроэлектростанция мощностью 56 тыс. кВт, явив-
шаяся первой самой крупной стройкой того периода, была возведена на
бурной и многоводной реке на фильтрующих известняках. Сам гидроузел
был размещен компактно - к водосливной плотине длиной 210 м и высо-
той 17 м под углом примыкала двухсотметровая гидроэлектростанция.
Одновременно с созданием крупной энергетической базы было улучшено
судоходство на ранее порожистой реке и началось строительство нового
12
города Волхова. Опыт строительства Волховской ГЭС (архитекторы
О. Мунц, В. Покровский, А. Тихомиров, Н. Гундобин, инженер Г. Граф-
тио) оказал заметное влияние на дальнейшее развитие архитектуры дру-
гих гидроэлектростанций.
В новом строительстве значительное место отводилось предприятиям
легкой промышленности и строительных материалов. Среди построенных
предприятий подобного вида высоким технологическим и архитектурно-
конструктивным уровнем отличались льнокомбинаты в Касимове, Пско-
ве, Орше (архитекторы И. Николаев, А. Фисенко), цементные заводы -
"Гигант", Спасский, Пиколевский, стекольные - в Гусь-Хрустальном,
Лисичанске, Гомеле, Дагестане и др.
В этих и других промышленных объектах нашли отражение новые
прогрессивные технологические решения и архитектурные формы. Так,
фабрика "Красная Талка" в г. Иваново (архитекторы Б. Гладков, И. Ни-
колаев) представляла собой двухэтажное здание шириной 38 м. Оно
впервые было выполнено полностью из железобетонных конструкций и
имело сплошное ленточное остекление. Этажи фабрики имели четкое
распределение по технологическому принципу. На втором этаже было
сосредоточено основное прядильное производство, требующее постоян-
ного режима влажности и хорошего освещения. Последнее обеспечива-
лось трехугольным фонарем над центральной частью цеха и вентиляци-
онными системами, короба которых размещались в двойном потолке.
Благодаря контрасту протяженной средней части с ленточным остекле-
нием и глухими плоскостями торцов, был создан выразительный фасад.
С 1928 года 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, тяже-
лого машиностроения.
Небывалый объем строительства требовал коренного изменения про-
ектного и строительного дела. Создавались государственные специализи-
рованные мощные проектные и строительные организации. К 1930 году
были созданы крупные технологические и проектные организации -
Теплопроект, Гидроэнергопроект, Гипрозем, Гипромаш, Госпроектстрой
(впоследствии Промстройпроект) и др.
Большое внимание уделялось развитию строительной науки. В об-
ласти промышленного строительства перед учеными стояли задачи ско-
рейшей выработки новых теоретических методов расчета и конструиро-
вания различных типов зданий, внедрения в архитектуру новейших
научно-технических достижений, выявления эстетических возможностей
новой архитектуры, расширения индустриальности строительства, завод-
13
ского изготовления элементов, а также сокращения сроков возведения
зданий.
Квалифицированное решение этих задач в 20-30-х годах стало воз-
можным благодаря трудам проф. А. Кузнецова (1874-1954), акад. В. Вес-
нина (1882 1950), проф. А. Самойлова (1883-1952), проф. В. Цветаева
(1891-1937), проф. В. Кардо-Сысоева (1880-1955), проф. А. Торопова
(1882-1964), проф. В. Мовчана (1899-1970), проф. Е. Попова (1901-1969),
проф. Г. Орлова (1901-1985), проф. И. Николаева (1901-1979), проф.
А. Фисенко (1902-1982), проф. К. Карташова (1902-1972), арх. И. Жол-
товского (1867-1950), проф. В. Бургмана (1901-1981), проф. Л. Серка
(1882-1954) и др.
Многие из названных ученых сочетали свою научную и практиче-
скую деятельность с преподаванием в вузах, придавали огромное значе-
ние подготовке архитектурных и инженерных кадров для строительства.
В результате творческой деятельности больших коллективов инжене-
ров, архитекторов и ученых отпала необходимость в приобретении про-
ектов за границей. Проектные организации сами стали выполнять
проекты крупнейших промышленных предприятий любых отраслей про-
мышленности.
В 30-е годы были построены тысячи крупных промышленных пред-
приятий. Среди них крупнейший в Европе Магнитогорский металлурги-
ческий комбинат, гигант тяжелого машиностроения завод Уралмаш
в Свердловске (ныне Екатеринбург), автомобильные и тракторные заводы
в Москве, Горьком (Н.Новгороде), Волгограде, Челябинске, Ростове-на-
Дону, вагоностроительный завод в Нижнем Тагиле и др.
Высокими темпами осуществлялось строительство предприятий энер-
гетики, легкой и перерабатывающей промышленности (текстильные фаб-
рики, хлебозаводы, элеваторы и др.).
Большое внимание было уделено проектированию генеральных пла-
нов заводов. Для крупных производств получило развитие структурное
зонирование территорий по их характеру. Проводилось объединение ос-
новных, вспомогательных, складских помещений и энергохозяйств в
отдельные зоны, связанные между собой едиными транспортными и ин-
женерными коммуникациями. Отличительной чертой новых заводов,
особенно в тяжелой промышленности, были крупные размеры зданий.
В это время настойчиво велись поиски новых архитектурных форм и
композиций, нового облика заводов и фабрик при использовании име-
ющихся строительных материалов и конструкций.
Вместе с тем, в этот период имели место неэкономичное использо-
вание городских территорий, преувеличение заводских площадей, инже-
нерных коммуникаций, разбросанность производственных и вспомога-
тельных зданий, недостаточное кооперирование предприятий. Явно не-
14
достаточное внимание уделялось охране окружающей среды, бытовому
обслуживанию работающих, недооценивались архитектурно-художест-
венные стороны промышленных предприятий.
Рис. 5. Челябинский тракторный завод. Архитекторы А. Фисенко,
В. Шевцов, инж. А. Величкин и др. 1930-1933 гг.
Общий вид. Разрез.
К концу ЗО-х годов, благодаря предпринятым мерам по развитию
металлургии и цементной промышленности, строительство стало распо-
лагать большими возможностями для использования стальных и железо-
бетонных конструкций. Смешанный каркас в виде сборных железобетон-
ных колонн и стальных ферм стал доминирующим. Большое распро-
странение получили покрытия из сборных железобетонных плит длиной
до 3 м, укладываемых по стальным прогонам, велись работы по совер-
шенствованию световых и аэрационных фонарей и др.
Большим достижением явилось создание и освоение методов зимнего
производства строительных работ. Была прекращена практика ранее су-
ществовавшей сезонности работ. Все это, вместе с развивающейся уни-
фикацией, типизацией и индустриализацией строительства позволяло
значительно сократить сроки проектирования и строительства зданий.
Во время Великой Отечественной войны фашистской Германией бы-
ла оккупирована значительная территория страны, на которой до войны
выплавлялось 68% чугуна, 58% стали и выпускалась значительная доля
другой промышленной продукции. За годы войны было повреждено и
разрушено 31850 промышленных предприятий.
15
Рис. 6. Автомобильный завод им. Лихачева. Москва,
1928-1930гг., 1935-1937гг. Архитекторы Е. Попов, С. Муравьев,
В. Златолинский, инж. М. Волчегодский и др.
Из прифронтовых и временно оккупированных врагом территорий в
восточные районы страны были перемещены тысячи крупных заводов и
фабрик.
За три года (1942-1944) в восточных районах страны (Урал, Сибирь,
Казахстан и др.) было построено 2250 новых крупных промышленных
предприятий. В их числе Челябинские трубопрокатный и металлургиче-
ский заводы качественных сталей, Миасский и Ульяновский автомобиль-
ные заводы, Алтайский тракторный, Богословский алюминиевый, Но-
рильский никелевый и др. Были увеличены мощности многих других
производств и, особенно, электростанций.
На завершающем этапе войны большие усилия были направлены на
восстановление разрушенных предприятий. Восстанавливались металлур-
гические заводы и шахты Донбасса и Юга страны, машиностроительные
заводы центральной России, а также электростанции, элеваторы, тран-
спортные предприятия и т.д. До окончания войны было восстановлено
6 тыс. промышленных предприятий, в том числе 24 доменных и 128 мар-
теновских печей, 56 прокатных станов и ряд гидро- и теплоэлектростан-
ций.
В этот период архитекторы и инженеры создали много промышлен-
ных объектов, являющихся примерами экономной планировки и отли-
чающихся оригинальностью конструктивных систем из дерева, кирпича и
других местных строительных материалов. Для покрытия больших проле-
тов широко использовались простые деревянные конструкции: брусчатые
балки, ригельно-подкосные системы, деревоплиты. При этом учитыва-

16
лась возможность в дальнейшем замены временных конструкций посто-
янными. Однако не все промышленные сооружения строились упрощен-
но. Например, Челябинские металлургический и трубный, Миасский
автомобильный и др. были сооружены из капитальных конструкций.
Во время восстановительных работ широко использовались многие
смелые инженерные предложения, например метод подъема крупных
конструкций и целых зданий (доменная печь №4 на заводе Азовсталь,
ряд элеваторов).
Особенно большое промышленное строительство развернулось после
Великой Отечественной войны. К объектам нового промышленного стро-
ительства стали предъявлять высокие требования, касающиеся общего
технического уровня производства, архитектурного облика, благоустрой-
ства и озеленения. В отличие от прошлых лет строительство начали вести
укрупненными производственными (объединенными в одном корпусе)
зданиями, для обслуживания которых предусматривались комплексы по-
мещений административного, бытового и общественного назначения,
научно-исследовательские лаборатории и заводские учебные заведения.
Для большинства крупных машиностроительных заводов применялась
квартальная планировка территории, в которой концентрировались род-
ственные цехи, удобно связанные транспортными и технологическими
коммуникациями, пешеходными магистралями. Большое внимание уде-
лялось созданию предзаводских площадей и планировочной связи про-
мышленных комплексов с прилегающими районами города.
К 1950 году народное хозяйство страны было восстановлено. Про-
мышленность достигла, а по ряду отраслей превзошла, довоенный уро-
вень. За период с 1946 по 1950 гт. было восстановлено и построено около
6200 крупных предприятий (с учетом Украины, Белоруссии и Прибалти-
ки). Характерной особенностью для производственных зданий этого пе-
риода было использование принципа так называемых "гибких цехов".
Этот принцип, используемый и поныне, заключается в увеличении рас-
стояний между колоннами и получении больших площадей для разме-
щения технологического оборудования и более свободной замены его без
существенной реконструкции каркасов здания. В те годы считалось боль-
шим достижением использование сетки колонн размерами 12x15 и 12х
х 18 м вместо ранее принятой 6x12 м.
В ряде отраслей промышленности, особенно в машиностроении, по
разработкам ЦНИПС, Промстройпроекта и Гипротиса начали применять
унифицированные сборные железобетонные конструкции. В 1947 году
были пересмотрены и утверждены новые типовые секции одноэтажных
промышленных зданий, учитывающие укрупненные сетки колонн и уве-
личение грузоподъемности подъемно-транспортного оборудования в них.
ГОС!'. ,
--- _ ' -
'	-гл
•'Л.г
Среди наиболее значительных объектов, построенных в период с 1946
по 1950 годы, высоким техническим и архитектурным уровнем отлича-
лись корпуса металлургического комбината Азовсталь, крупных гидро-
технических сооружений (г.г. Углич, Рыбинск), завода Ростовсельмаш и
др.
С середины 50-х годов в строительстве был взят курс на резкое повы-
шение индустриальное™ и снижение стоимости. Ведущие проектные и
научно-исследовательские организации разрабатывали новые норматив-
ные документы по строительному проектированию зданий и сооружений.
В области промышленных зданий была принята ориентация на массовое
применение простых и четких по конфигурации сооружений преимуще-
ственно из сборного железобетона с использованием унифицированной
модульной системы параметров. Предпочтение отдавалось укрупненным
и блокированным зданиям, в которых объединялись производственные и
вспомогательные производства, а сами здания возводились из ограничен-
ного числа типовых строительных конструкций и деталей. Для одноэтаж-
ных многопролетных промышленных зданий массового применения бы-
ла установлена унифицированная сетка колонн 18x12 и 24 х 12 м, для
многоэтажных - единая сетка колонн 6 х 6 м, а при полезной нагрузке до
750 кг/м2 рекомендовано переходить на сетку 12 х 6 м. Все это коренным
образом изменяло сложившуюся практику проектирования и строитель-
ства промышленных зданий, в том числе меняло и методику архитектур-
ного творчества.
Для более глубокого решения новых проблем в области промышлен-
ного строительства в 1961 году был создан Центральный научно-исследо-
вательский и проектно-экспериментальный институт промышленных
зданий и сооружений (ЦНИИпромзданий). На этот институт возлагалась
ответственность по совершенствованию принципов формирования гене-
ральных планов промышленных узлов и предприятий, созданию теории
и методик дальнейшей унификации параметров зданий массового приме-
нения, совершенствованию архитектуры предприятий, типов зданий,
улучшению бытового обслуживания работающих и многое другое.
Работа по разработке и совершенствованию теорий расчета зданий,
сооружений и внедрению новых конструкций и материалов была возло-
жена на ряд крупных научных центров: ЦНИИСК, НИИЖБ, Проект-
стальконструкция, Промстройпроект и др. Важная роль в этом отводи-
лась ученым, работающим в строительных вузах страны. В ряде крупных
строительных вузов сложились свои научные школы по отдельным на-
правлениям строительства. Особенно мощные научные школы сформи-
ровались в МИСИ им. Куйбышева (ныне Московский государственный
строительный университет), ЛИСИ (Санкт-Петербурский строительный
18
университет) и в вузах г.г. Воронежа, Ростова-на-Дону, Томска, Новоси-
бирска и Горького (Н. Новгород).
За период с 1959 по 1965 годы вступили в строй более 5500 крупных
предприятий.
Грандиозное по масштабам строительство требовало создания соот-
ветствующей материально-технической базы. Начиная с середины 50-х
годов, были приняты меры по интенсивному развитию базы стройин-
дустрии - заводов по производству строительных материалов и конструк-
ций, средств механизации и автоматизации строительных процессов и др.
К 1970 году в стране было сооружено около 300 домостроительных ком-
бинатов. Повсеместно строительная площадка превращалась в сборочно-
монтажную, где использовались элементы высокой заводской готовности.
В технической политике в области строительства ведущее место заня-
ли типовые сборные железобетонные конструкции, большое внимание
уделялось всемерной экономии металла и дерева.
Среди наиболее крупных промышленных объектов, построенных в
60-е и последующие годы, можно отметить Череповецкий и Западно-Си-
бирский металлургические комбинаты, Коршуновский и Качкарский
горно-обогатительные комбинаты, Конаковскую, Братскую и Краснояр-
скую ГЭС, Назаровскую и Славянскую ГРЭС, первую опытную АЭС
в г. Обнинске и последующие за ней АЭС Белоярскую и Нововоронеж-
скую, крупные химические и автомобильные комплексы в г.г. Тольятти,
Набережных Челнах, Братский лесопромышленный комплекс и многие
другие.
В этот период новое промышленное строительство осуществлялось
в основном за пределами России, в бывших союзных республиках СССР.
Крупнейшие промышленные комплексы металлургической и металло-
обрабатывающей промышленности были построены на Украине, в Казах-
стане, Белоруссии, республиках Закавказья, Средней Азии и в Молдавии.
В пределах России в основном развивалась легкая и перерабатывающая
промышленность большей частью за счет технического перевооружения
и расширения действующих предприятий.
В решении многих промышленных комплексов, зданий и сооруже-
ний находили применение новейшие технологии производства промыш-
ленной продукции и соответствующие им архитектурно-строительные
решения.
Так, при решении генеральных планов промышленных предприятий
в первую очередь рассматривались возможности их компактного разме-
щения, объединения в промышленные узлы. Особое значение придава-
лось 1радоформируюшей роли промышленных предприятий.
В области проектирования и строительства производственных и вспо-
могательных зданий продолжались поиски новых габаритных схем уни-
19
фицированных одноэтажных и многоэтажных зданий, унифицированных
типовых секций (УТС) и пролетов (УТП), которые наилучшим образом
отвечали единым требованиям технологического процесса и строитель-
ства. Одновременно велась интенсивная работа по разработке зданий
универсального назначения как в пределах отдельных отраслей промыш-
ленности, так и между определенными отраслями.
В объемно-планировочных и конструктивных решениях ряда про-
мышленных зданий и сооружений находили применение многие ориги-
нальные и прогрессивные разработки.
Так, при сооружении Ленинградского домостроительного комбината
(1965) впервые были применены оболочки двоякой кривизны с разме-
рами 40x40 м из сборных элементов для пролетов до 100 м.
Одним большим объемом был решен интерьер перемоточного цеха
завода химического волокна в Красноярске (1970). Зал шириной 75 м
был перекрыт сводом оболочкой двоякой кривизны из сборных железо-
бетонных элементов.
В начале 60-х годов в Новых Черемушках в одном промышленном
корпусе была сделана удачная попытка размещения двух принципиально
различных производств: текстильного и газоразрядных ламп. Это был
один из первых образцов зданий межотраслевого назначения. Характер-
ной особенностью этого здания было использование в нем единой сетки
колонн 24x12 м и постоянной (около 10 м) высоты пролетов.
Рис. 7. Текстильная фабрика в Новых Черемушках. Москва,
60-ые годы. Архитектор С. Бурдо, инж. А. Мазо. Главный фасад
20
Рис. 8. Второй часовой завод. Москва.
Административно-бытовой корпус
Рис. 9. Братский лесопромышленный комплекс. Виды сооружений
21
।
В 60-70-е годы в промышленное строительство было внедрено боль-
шое количество разнообразных эффективных строительных конструкций
и систем. Среди них легкие ограждающие конструкции стен и покрытий,
пространственные и стержневые системы покрытий из железобетона и
стали, новые типы световых и аэрационных фонарей и многое др. На
основе типовых серий в каждом регионе разрабатывались и внедрялись в
производство конструкции и детали с использованием местных строи-
тельных материалов и изделий. Под большим контролем находились по-
казатели сборности зданий и их стоимости.
Проектирование и строительство было обеспечено хорошей норма-
тивной базой (СНиПы, ГОСТы и др. нормативы). Массовым тиражом
издавались каталоги типовых проектов, конструкций и деталей. Более ка-
чественно разрабатывалась проектная документация.
Такая техническая политика была продолжена и в 80-е годы. Предпо-
чтение по-прежнему отдавалось новому строительству индустриальными
методами. Объемы и темпы промышленного строительства продолжали
увеличиваться. Основное промышленное строительство было сосредото-
чено в районах, связанных с производством электроэнергии, нефти, газа,
химии и нефтехимии. Продолжалось строительство Байкало-Амурской
магистрали (БАМ), второй очереди Атоммаша и расширение крупнейших
действующих промышленных предприятий (комбайновый и экскаватор-
ный заводы в Красноярске, Чебоксарский тракторный завод, Ленинград-
ский металлургический и др.).
Наряду с огромными достижениями в области промышленного стро-
ительства в 60-80-е годы были допущены серьезные просчеты.
В этот период предпочтение отдавалось новому промышленному
строительству, при этом не всегда учитывались возможности реконструк-
ции и технического перевооружения как отдельных строящихся зданий,
так и предприятий в целом. Новое промышленное строительство ежегод-
но изымало из землепользования огромные территории, требовало доро-
гостоящих коммуникаций.
Тенденция использования в объемно-планировочных решениях ук-
рупненных модулей часто оказывалась экономически неоправданной.
Ориентация на массовое использование сборных железобетонных конст-
рукций приводила к увеличению массы зданий, их высокой материа-
лоемкости. Конструкции из сборного железобетона, как правило, услож-
няли реконструкцию. Большинство возводимых зданий имели недоста-
точную теплозащиту, что приводило к высокому энергопотреблению.
В число главных недостатков технической политики этого периода
следует отнести недооценку художественно-эстетической роли промыш-
ленной архитектуры. Для многих промышленных зданий и комплексов,
22
например, были характерны чрезмерная простота и однообразие внешних
объемов, невыразительные интерьеры.
Многие промышленные объекты были построены с грубыми нару-
шениями экологических требований, что наносило и продолжает нано-
сить большой вред окружающей среде.
С начала 90-х годов отечественная промышленная архитектура всту-
пила в новый этап своего развития. Постепенно устраняются недостатки
предшествующего периода. Так, уже сняты ограничения по использова-
нию металла и других материалов в строительстве, что способствует сни-
жению материалоемкости зданий. При назначении основных параметров
зданий, наряду с укрупненными модулями, разрешено использование
более мелких. Это исключает неоправданное и нерациональное завыше-
ние объемов зданий, упрощает их конструктивное решение и условия
монтажа. Значительно повышены требования к теплозащитным свойст-
вам ограждающих конструкций и герметизации зданий. Вследствие со-
кращения нового строительства на первый план выдвинута задача рекон-
струкции и технического перевооружения действующих предприятий. В
свою очередь это предъявляет промышленной архитектуре новое требова-
ние - возможность реконструкции.
Строительство стало располагать более широким ассортиментом
строительных материалов, в том числе и зарубежных. Появление новых
строительных материалов облегчает задачу совершенствования конструк-
тивных решений, повышения эксплуатационных и архитектурно-худо-
жественных качеств промышленных зданий. В архитектуре реконструи-
руемых и вновь возводимых зданий стали более четко прослеживаться
стремления возрождения и развития на новом уровне несколько забытых
требований - единства прочности, пользы и красоты.
23
РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Глава I. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЗДАНИЙ
Требования к промышленным зданиям. Требования к ним подразде-
ляют на функциональные, технические, архитектурно-художественные,
экономические и экологические.
Функциональные требования заключаются в том, что-
бы промышленное здание наиболее полно удовлетворяло своему назначе-
нию, т.е. заданным параметрам размещаемого в нем технологического
процесса. Этим требованиям должны быть подчинены объемно-планиро-
вочное и конструктивное решения здания, его внутрицеховое подъемно-
транспортное оборудование, воздушная среда, световой и шумовой режи-
мы производственных помещений.
Объемно-планировочные и конструктивные решения следует прини-
мать такие, которые позволяют изменять и совершенствовать технологи-
ческий процесс без реконструкции самого здания.
Технические требования состоят в обеспечении проч-
ности, устойчивости и долговечности зданий, в снижении пожарной и
взрывной опасности для работающих, а также в возможности возведения
зданий индустриальными методами. Эти требования распространяются
также на санитарно-техническое и инженерное оборудование зданий.
Уровни прочности, устойчивости и долговечности конструкций зда-
ния, обеспечиваемые при проектировании и строительстве, характеризу-
ют собой степень его надежности в эксплуатации. Под надежностью
зданий понимают их безотказную работу в заданных условиях силовых и
природно-климатических воздействий и в течение расчетного периода
эксплуатации.
Архитектурно-художественные требования:
промышленное здание должно иметь привлекательный и выразительный
внешний облик, удовлетворяющий художественным запросам человека.
Архитектура здания должна быть гармоничной, связана с застройкой
комплекса и природным окружением.
Красота промышленным зданиям придается не декорированием, а
гармоничностью, пропорциональностью и ритмичностью их элементов, а
также высоким качеством монтажных и отделочных работ. В качестве
средств архитектурной выразительности зданий используют также факту-
ру и цвет материала ограждений, художественное сочетание фактур и
цвета различных материалов и т.д.
24
Интерьеры зданий должны соответствовать функциональному назна-
чению помещений, эстетическим запросам работающих и способствовать
высокопроизводительному труду.
Экономические требования заключаются в обеспече-
нии минимально необходимых затрат на строительство и эксплуатацию
проектируемого здания. С этими целями необходим выбор наиболее
целесообразных объемно-планировочных, конструктивных и архитектур-
но-композиционных решений здания при обеспечении оптимальной ор-
ганизации технологического процесса в нем.
Для сокращения стоимости строительства зданий нужно также ис-
пользовать местные строительные материалы. При проектировании нель-
зя завышать капитальность зданий, поскольку использование более дол-
говечных и огнестойких конструкций, чем требуется нормами, повышает
их стоимость.
На экономичность зданий влияют также сокращение сроков строи-
тельства, использование местных эффективных строительных материалов
и конструкций, уменьшение затрат на его эксплуатацию.
Экологические требования должны обеспечиваться, в
первую очередь, производственно-технологическим процессом, размеща-
емым в производственном здании.
Любой производственно-технологический процесс должен исключать
загрязнение воздушного и водного бассейна, обеспечивать рациональное
использование природных ресурсов (сырья, топлива, энергии и др.) и от-
ходов производства. Вместе с тем, и само производственное здание, его
объемно-планировочное, конструктивное решение и размещение должны
всемерно способствовать исключению или ослаблению вредного воздей-
ствия производства на природу, людей и прилегающие жилые районы.
/> Классификация промышленных зданий. Промышленные здания и соо-
/ ружения по назначению подразделяют на следующие основные
группы:
производственные, в которых размешают основные технологические
процессы предприятия (мартеновские, прокатные, сборочные, ткацкие,
кондитерские цехи и др.);
подсобно-производственные, предназначенные для размещения вспо-
могательных процессов производства (ремонтные, инструментальные,
тарные цехи и т.п.);
энергетические, в которых размещают установки, снабжающие пред-
приятие электроэнергией, сжатым воздухом, паром и газом (ТЭЦ, ком-
прессорные, газогенераторные и воздуходувные станции и др.);
транспортные, предназначенные для размещения и обслуживания
средств транспорта, находящегося в распоряжении предприятия (гаражи,
электровозные депо и др.);
25
складские, необходимые для хранения сырья, заготовок, полуфабрика-
тов, готовой продукции, горючесмазочных материалов и пр.;
санитарно-технические, предназначенные для обслуживания сетей во-
доснабжения и канализации, для защиты окружающей среды от загрязне-
ния (насосные и очистные станции, водонапорные башни, брызгальные
бассейны и т.п.);
административные и бытовые здания.
К специальным сооружениям промышленных предприятий относят
резервуары, газгольдеры, градирни, силосы, дымовые трубы, эстакады,
опоры, мачты и пр.
Перечисленные группы зданий и сооружений не обязательно строят-
ся на каждом промышленном предприятии, состав их зависит от назна-
чения и мощности предприятий.
Промышленные здания по капитальности подразделяют на
четыре класса. К I классу относят здания, к которым предъявляют наи-
более высокие требования, а к IV - здания с минимально необходимыми
прочностью и долговечностью. Для каждого класса установлены требу-
емые эксплуатационные качества, а также долговечность и огнестойкость
основных конструкций зданий.
Эксплуатационные качества, необходимые для нормальных условий
труда и технологического процесса в течение всего срока их службы, обе-
спечиваются потребными размерами пролетов и шагов колонн, установ-
кой соответствующего технологического оборудования, удобством его
монтажа, качеством отделки, удобствами для работающих и для протека-
ния технологического процесса.
Для обеспечения требуемой долговечности и огнестойкости основных
конструктивных элементов зданий применяют соответствующие строи-
тельные материалы и изделия и защищают их в конструкциях от разру-
шения под воздействием эксплуатационных факторов.
Долговечность конструкций - это срок их службы без потери требуе-
мых качеств при заданном режиме эксплуатации и в данных климатиче-
ских условиях. Установлены три степени долговечности ограждающих
конструкций: I степень - срок службы не менее 100 лет, II степень - не
менее 50 лет и III степень - не менее 20 лет.
В зависимости от класса здания долговечность ограждающих конст-
рукций принимают: для зданий I класса - не ниже I степени, для зданий
II класса - не ниже II степени, для зданий III класса - не ниже III сте-
пени, для зданий IV класса долговечность не нормируется.
По огнестойкости здания и сооружения подразделяют на
4 степени. Степень огнестойкости зданий определяется пределами огне-
стойкости строительных конструкций. Предел огнестойкости строитель-
ных конструкций (REI) устанавливается по времени (мин) наступления
26
одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной кон-
струкции, признаков предельных состояний: потери несущей способ-
ности (Я), потери целостности (£) и потери теплоизолирующей способ-
ности (У).
Требуемая степень огнестойкости зданий устанавливается на стадии
проектирования по пределам огнестойкости основных конструктивных
элементов здания: несущих (колонны, внутренние стены и др.), наруж-
ных стен, междуэтажных перекрытий, покрытия и лестничных клеток
[32].
По конструктивной пожарной опасности здания
подразделяют на 4 класса (СО, Cl, С2 и СЗ). Класс конструктивной
пожарной опасности здания определяется классами пожарной опасности
строительных конструкций и ее элементов (КО, К!, К2 и КЗ): несущих
стержневых элементов (колонны, ригели, фермы); отделки наружных
стен с внешней стороны; стен, перегородок, перекрытий и бесчердачных
покрытий; стен лестничных клеток и противопожарных преград; маршей
и площадок лестниц.
По функциональной пожарной опасности зда-
ния подразделяют на 3 группы в зависимости от способа их использова-
ния и меры безопасности людей в них в случае возникновения пожара. К
1-ой группе относятся производственные здания и сооружения, произ-
водственные и лабораторные помещения, мастерские. Во 2-ую группу
входят складские здания и сооружения, стоянки для автомобилей (без
технического обслуживания), книгохранилища и архивы, а в 3-ю - сель-
скохозяйственные здания.
По взрывопожарной и пожарной опасности
помещения и здания подразделяют на категории А, Б, В1-В4, Г и Д.
Категорию взрывопожароопасной и пожарной опасности определяют
характеристики веществ и материалов, находящиеся (обращающиеся) в
помещении [25].
Категории А и Б относятся к числу взрывопожароопасных.
Категория А является наиболее взрывопожароопасной. В помещениях
этой категории имеются горючие газы, легковоспламеняющиеся жидко-
сти с температурой вспышки не более 28°С в таком количестве, что могут
образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламене-
нии которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в поме-
щении, превышающее 5 кПа. К этой категории относят также помеще-
ния, в которых имеются в обращении вещества и материалы, способные
взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха
или друг с другом в таком количестве, что расчетное избыточное давле-
ние взрыва в помещении будет превышать 5 кПа.
27
Помещения категории Б связаны с наличием горючей пыли или во-
локна, легковоспламеняющейся жидкости с температурой вспышки более
28°С, а также горючей жидкости в таком количестве, при воспламенении
которых может образоваться взрыв и создать в помещении расчетное из-
быточное давление более 5 кПа
Категории В1-В4 являются пожароопасными. Разделение этой кате-
гории на отдельные (В 1, В2, ВЗ и В4) производят в соответствии с требо-
ваниями норм пожарной безопасности [25) в зависимости от удельной
пожарной нагрузки на участке, в мДж м-2, и способа размещения участка
пожара в помещении.
Помещения категории Г связаны с наличием в них негорючих ве-
ществ и материалов в горячем, раскаленном или расплавленном состоя-
нии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого
тепла, искр и пламени. При наличии в помещениях горючих газов, жид-
костей и твердых веществ предполагается их сжигание или утилизация в
твердое топливо.
Категория Д связана с наличием в помещении негорючих веществ и
материалов в холодном состоянии.
Нередко промышленные здания классифицируют и по другим при-
знакам: по количеству тепла, выделяемого в процессе производства (ота-
пливаемые и не отапливаемые здания и помещения), по способу воздухо-
обмена и освещенности (бесфонарные, безоконные или, наоборот, с фо-
нарями и окнами), по акустическому режиму и т.п.
Классификация зданий по определенным признакам способствует
более качественному проектированию, так как в пределах определенного
класса зданий более целенаправленно решаются задачи по выполнению
необходимых требований.
Виды промышленных зданий по архитектурно-конструктивным при-
знакам. Промышленные здания по архитектурно-конструктивным при-
знакам подразделяют на одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные и
здания смешанной этажности.
В одноэтажных зданиях, как правило, размещают произ-
водства металлургической и машиностроительной промышленности (ста-
лелитейные, прокатные, кузнечные, термические, механосборочные цехи
и др.), характеризующиеся тяжелым и громоздким технологическим обо-
рудованием, крупногабаритными изделиями и большими динамическими
нагрузками.
В настоящее время в одноэтажных зданиях размещается около 75%
промышленных производств. Однако в перспективе будет возрастать
удельный вес многоэтажных зданий, позволяющих уменьшить площадь
застройки предприятий.
28
По количеству пролетов одноэтажные здания могут быть одно- и
многопролетными (рис. 1-1).
Рис. 1-1. Основные типы одноэтажных промышленных зданий:
а - однопролетное без фонарей; б - то же, с мостовым краном; в - двухлролст-
ное без фонарей; г - трехпролетнос с повышенным средним пролетом; д - трех-
пролстное с фонарем; е, ж - многопролстные с фонарями; з - общий вид одно-
этажного промышленного здания и связанного с ним отдельно стоящего адми-
нистративно-бытового корпуса
Под пролетом понимается расстояние между продольными ря-
дами колонн в направлении работы основных несущих конструкций по-
крытия (стропильных конструкций) или перекрытия (основных балок
или ригелей).
В зависимости от ширины пролетов здания принято считать мелко-
пролетными, если ширина пролетов не превышает 12 м, крупнопролет-
29
ними - при ширине пролетов более 12 м и большепролетными - с ши-
риной пролетов 36, 48, 60 м и более. В большепролетных зданиях целе-
сообразно размещать производства с быстро изменяющейся технологией
или связанные с выпуском, содержанием и хранением крупногабаритной
продукции (авиастроение, ангары, гаражи и т.п.) (рис. 1-2).
Рис. 1-2. Примеры большепролетных одноэтажных зданий:
а - пролетом 60 м; б - пролетом 96 м; в - пролетом 78 м; 1 - железобетонная
ферма; 2 - железобетонные плиты; 3- своды-оболочки; 4- затяжка; 5-крано-
вые пути; 6-остекление; 7 - плоские железобетонные плиты; 8- стальные ванты
По расположению внутренних опор одноэтажные промышленные
здания разделяют на ячейковые, пролетные и зальные. В зданиях ячейко-
вого типа преобладает квадратная сетка опор с относительно небольшим
продольным и поперечным шагом. Такую сетку опор целесообразно при-
менять для зданий с подвесным или напольным транспортом, когда тре-
буется размещать технологические линии (и транспортировать грузы) в
двух взаимно перпендикулярных направлениях.
30
В зданиях пролетного типа, наиболее распространенных в практике
строительства, ширина пролетов преобладает над шагом опор. Здания
зального типа характерны для производств, требующих значительной
площади без внутренних промежуточных опор. В таких зданиях расстоя-
ние между опорами может достигать 100 м и более (большепролетные
здания).
В многоэтажных зданиях размещают производства с
вертикально направленным технологическим процессом, в случаях, когда
используется сила тяжести сырья и полуфабрикатов (мельницы, агло-
мерационные фабрики, хлебозаводы, химические заводы и др.).
Многоэтажные здания сооружают также для предприятий легкой, пи-
щевой, радиотехнической, приборостроительной промышленности, для
складов. Нагрузки на междуэтажные перекрытия в многоэтажных зда-
ниях могут достигать 30-45 кН/м2 (3000-4500 кг/м2).
Многоэтажные здания, как правило, имеют многопролетную схему,
причем в средних пролетах рекомендуется размещать второстепенные
производства, для которых достаточна меньшая естественная освещен-
ность (рис. 1-3). Для многих многоэтажных зданий характерно, когда
размеры пролета равны шагу колонн, образуя ячейковую структуру.
На первых этажах многоэтажных зданий обычно располагают тяжелое
и громоздкое оборудование и производства, выделяющие агрессивные
сточные воды. На верхних же этажах размещают взрыво- и пожароопас-
ные производства, а также такие, которые выделяют в воздушную среду
вредные газы.
Специальную группу зданий составляют двухэтажные с укрупненной
сеткой колонн верхнего этажа (рис. 1-3,а). В таких зданиях на верхнем
этаже размещают основное производство, а на первом - вспомогательные
службы (ремонтные отделения, депо электрокар, бытовые помещения и
т.п.), а также энергетические и санитарно-технические коммуникации.
Размещение в двухэтажных зданиях некоторых производств машино-
строительной, легкой, пищевой, полиграфических и других отраслей
промышленности (взамен одноэтажных зданий) дает значительный эко-
номический эффект вследствие уменьшения площади застройки и строи-
тельного объема здания. Для некоторых отраслей промышленности целе-
сообразно строить многоэтажные здания с укрупненной сеткой колонн
верхнего этажа (рис. 1-3, е). Этот этаж можно оборудовать подвесными
или мостовыми кранами.
Здания смешанной этажности строят для производств
с горизонтальным и вертикальным технологическими процессами (мно-
гие химические производства).
Производства легкого машиностроения, текстильные и пищевые
предприятия, фарфоровые заводы можно размещать как в одноэтажных
31
зданиях, так и в многоэтажных зданиях. В этих случаях при выборе
этажности здания руководствуются заданными условиями строительства
и технико-экономическими расчетами.
Рис. 1-3. Основные виды многоэтажных промышленных зданий:
а - двухэтажное с укрупненной сеткой колонн 2-го этажа; б - с сеткой колонн
(6 + 3 + 6)х6м; е.е-с сеткой колонн (6 + 6 + 6)х6м; д-с сеткой колонн
(12 + 12) х 6 м; е - многоэтажное с укрупненной сеткой колонн верхнего этажа;
ж -обший вид многоэтажного промышленного здания и соединенного с ним
административно-бытового корпуса
Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование. Для перемеще-
ния внутри зданий сырья, полуфабрикатов и готовой продукции их обо-
рудуют подъемно-транспортными средствами, необходимыми также для
монтажа и демонтажа технологических установок.
32
б -тс же, в здании пролетом 24 м мостового крана; в - расположение козлового крана в одноэтажном здании;
несущая балка; 2 - механизм передвижения; 3 - подвесной путь; 4 - электроталь; 5 - кабина крановщика; 6 -
ханизм передвижения вдоль кранового пути; 7 - несущий мост; 8 - тележка с грузоподъемным механизмом;
подкрановый путь; 10 - токопровод
33
Внутрицеховое подъемно-транспортное оборудование подразделяют
на две группы: периодического и непрерывного действия. К первой груп-
пе относят подвесной транспорт (тали, кошки, тележки, подвесные кра-
ны), мостовые краны и напольный транспорт; ко второй - конвейеры
(ленточные, пластинчатые, скребковые, ковшовые), нории, рольганги и
шнеки.
В промышленном строительстве наиболее распространены здания с
подвесными и мостовыми кранами, перемещающими грузы в трех на-
правлениях и обслуживающими практически любую точку площади цеха.
Подвесные краны имеют грузоподъемность от 0,25 до 5 т
(иногда до 20 т). Кран состоит из легкого моста или несущей балки,
двух- или четырехкатковых механизмов передвижения (по подвесным пу-
тям) и электротали, перемещающейся по нижней полке мостовой балки
(рис. 1-4, а).
В зависимости от ширины пролета, шага несущих конструкций по-
крытия, грузоподъемности и требуемого числа транспортных операций
по ширине пролета (или на одних и тех же путях) устанавливают один
или несколько кранов. По количеству путей подвесные краны могут быть
одно-, двух- и многопролетными.
Краны могут быть однопролетныс при длине несущих балок от 3,6 до
18 м, двухпролетные - при длине 16,2-27 м и трехпролетные - при длине
28,2-34,8 м. Размеры пролетов кранов (расстояние между точками под-
веса) приняты кратными 1,5 м и составляют 3-15 м. Управляют подвес-
ными кранами с пола цеха.
Мостовые краны имеют грузоподъемность от 1 до 500 т и
более. Чаще используют краны грузоподъемностью 5-32 т. В тех цехах,
где требуется перемещать грузы разной массы и с разной скоростью, пре-
дусматривают краны с двумя механизмами подъема. Грузоподъемность
кранов обозначают дробными числами, например 50/10 т. Числитель по-
казывает грузоподъемность механизма главного подъема, знаменатель -
вспомогательного.
Мостовой кран состоит из несущего моста, перекрывающего пролет
помещения, механизмов передвижения и передвигающейся вдоль моста
тележки с механизмом подъема (рис. 1-4, б).
Несущий мост имеет вид пространственной четырехплоскостной ко-
робчатой балочной или ферменной конструкции. По концам моста уста-
навливают механизмы передвижения по подкрановым путям, уложенным
по консолям колонн цеха. По верху моста укладывают рельсы, по кото-
рым передвигается тележка с механизмами подъема. Управляют мосто-
выми кранами из подвешенной к мосту кабины или с пола цеха вручную.
Все механизмы крана приводятся в действие электромоторами с
питанием по троллейным проводам, которые крепят сбоку одной из под-
34
крановых балок или подвешивают к нижнему поясу несущих конструк-
ций покрытия. Грузоподъемность, габариты и основные параметры мос-
товых и подвесных кранов даются в ГОСТах.
В зависимости от продолжительности работы в единицу времени
эксплуатации различают краны весьма тяжелого и тяжелого (коэффи-
циент использования 0,4-0,8), среднего (0,25-0,40) и легкого (0,15-0,25)
режимов работы. В цехах с интенсивным технологическим процессом в
одном пролете может быть установлено по два крана и более, распола-
гаемых как в одном, так и в двух уровнях цеха. Передвигаются краны со
скоростью 80 м/мин и более.
При использовании кранов весьма тяжелого режима работы (или тя-
желого и среднего при двух и более кранах в пролете) вдоль подкрановых
путей устраивают проходы (галереи) для обслуживающего их персонала.
Ширину прохода принимают не менее 400, высоту 1800 мм.
Пролеты мостовых кранов (от 13,5 до 33,5 м) увязывают с шириной
пролетов и размерами привязки осей подкрановых путей к продольным
разбивочным осям. Размеры привязки приняты следующие: в зданиях
с электрическими мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т -
750 мм. (рис. 1-5, а)\ в зданиях с такими же кранами грузоподъемностью
более 50 т - 1000 мм (рис. 1-5, б); при устройстве проходов вдоль подкра-
новых путей - 1000 мм и более, кратно 250 мм (рис. 1-5, в).
Рис. 1-5. Размеры привязок осей подкрановых путей мостовых кранов
к разбивочным осям:
а - при кранах грузоподъемностью до 50 т; б - то же, более 50 т; в - при устрой-
стве проходов вдоль подкрановых путей
35
В промышленных зданиях устанавливают также специальные мосто-
вые краны: литейные, консольно-поворотные, колодцевые, для раздева-
ния слитков, завалочные, с вилообразным захватом и др.
Вид кранов выбирают в зависимости от характера и массы грузов,
интенсивности технологического процесса, ширины пролетов и с учетом
будущей модернизации производства.
В современной практике наблюдается тенденция к замене мостовых
кранов подвесными. Устройство специальных поворотных стрелок-кре-
стовин позволяет перемещать грузы подвесными кранами во взаимно
перпендикулярных направлениях без переделки подвесных путей. Поэто-
му здания, оборудованные подвесным транспортом, легче приспособлять
к изменениям технологии производства.
Напольный транспорт. Мостовые и подвесные краны, пе-
редающие нагрузки на каркас, очень сильно влияют на объемно-плани-
ровочное и конструктивное решение здания. При проектировании стре-
мятся по возможности уменьшить грузоподъемность этих кранов или
вообще освободить каркас здания от крановых нагрузок.
Отказ от мостовых и подвесных кранов приводит к значительному
экономическому эффекту (уменьшается расход материалов на элементы
каркаса), позволяет создавать здания с укрупненной сеткой колонн, а
также легкие большепролетные здания с пространственными и висячими
системами покрытий.
Технологический процесс в зданиях без мостовых и подвесных кра-
нов обслуживается напольным транспортом. К ним относятся вагонетки,
электрокары, конвейеры, автомобильные краны, различного рода погруз-
чики и т.п. В крупно- и большепролетных зданиях для перемещения гру-
зов целесообразно предусматривать козловые краны, передвигающиеся
по рельсам, уложенным в уровне пола цеха (рис. 1-5,в и рис. VIII-l,5-e).
Использование козловых и полукозловых кранов в производственных
зданиях имеет хорошие перспективы, так как появляется более широкая
возможность создания конструктивно легких, крупноячейковых зданий
(60 х 60 м; 120 х 120 м).
Вместе с тем, все виды напольного транспорта, находящиеся в уровне
движения людей, создают опасность травматизма, вызывают ощущение
дискомфорта и повышенного нервного напряжения.
36
Глава II. ОСВЕЩЕНИЕ И ВОЗДУХООБМЕН
В ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЯХ
Требования к освещенности н способы освещения помещений. Уровень
освещенности производственных помещений должен быть не ниже нор-
мированного, а направление светового потока, падающего на рабочие
поверхности наиболее благоприятным. Освещенность должна быть доста-
точно равномерной и рассеянной, так как частый перевод взгляда из
затемненных мест на ярко освещенные утомляет зрение. На рабочих по-
верхностях освещение не должно создавать прямую и отраженную блест-
кость, резкие тени от оборудования и корпуса работающего. Оно должно
быть насыщенным и максимально приближенным к солнечному по рас-
пределению яркостей, контрасту светотени и т.п.
Освещение должно обогащать архитектурно-художественную компо-
зицию и цветовое решение интерьеров помещений, а также быть эконо-
мичным, пожаробезопасным и надежным в эксплуатации.
Способы освещения. Производственные помещения можно
освещать естественным или искусственным светом, одновременно тем и
другим (совмещенное освещение). Способ освещения выбирают с учетом
специфики технологии производства, объемно-планировочного и конст-
руктивного решения здания, климатических и светоклиматических осо-
бенностей района строительства и экономических возможностей.
Естественное освещение предусматривают преимущественно в зданиях
массового строительства, в помещениях с постоянным пребыванием лю-
дей. Уровень освещенности рабочих мест естественным светом не являет-
ся постоянным, так как он всецело зависит от времени года и суток, сос-
тояния атмосферы и т.п. К тому же при двухсменной работе время
использования естественного света относительно невелико.
Искусственное освещение целесообразно устраивать в герметизирован-
ных зданиях со строго заданными параметрами внутренней среды произ-
водства, а также в зданиях, располагаемых в районах с интенсивными
снегопадами, когда нормальная эксплуатация световых фонарей затруд-
нена. Такое освещение обеспечивает постоянную освещенность на рабо-
чих местах.
При совмещенном освещении одновременно используют в дневное вре-
мя естественный и искусственный свет. Искусственное освещение необ-
ходимо на участках с недостаточным естественным светом. При этом
предпочтение отдают светильникам, скрытым от работающих и обладаю-
щим светом, близким по спектральному составу к естественному. Совме-
щенное освещение устраивают преимущественно в крупных сблокиро-
ванных цехах.
37
Естественное освещение помещений подразделяют на боковое, верх-
нее, а также то и другое. В первом случае свет проникает в здание через
световые проемы в наружных стенах, во втором - через фонари в покры-
тии и через проемы в стенах в местах перепада высот смежных пролетов,
в третьем - через проемы всех типов.
При выборе вида естественного освещения учитывают специфику
технологического процесса, условия зрительной работы (равномерность,
контраст объекта различения с фоном, отсутствие слеп и мости и т.д.),
объемно-планировочное и конструктивное решение здания, климатиче-
ские и светоклиматические особенности места строительства и экономи-
ческие факторы.
Путем сравнения вариантов определяют тот тип освещения, который
при заданных требованиях создает лучшие условия зрительной работы,
требует наименьших затрат средств и обладает высокой эксплуатацион-
ной надежностью. Боковое освещение применяют, как правило, в много-
этажных зданиях, а также в одноэтажных при отношении глубины поме-
щений к высоте окон над условной рабочей поверхностью не более 8, а
верхнее и боковое - в одноэтажных многопролетных зданиях.
Освещенность, создаваемая естественным светом, - величина непос-
тоянная, поэтому трудно установить значение естественной освещен-
ности помещений в абсолютных единицах. В силу этого освещенность в
зданиях регламентируют относительной величиной - коэффициентом ес-
тественной освещенности (сокращенно к.е.о.).
К.е.о. обозначают буквой е. Он выражает отношение естественной
освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости
внутри помещения светом неба, к значению наружной горизонтальной
освещенности, создаваемой в это же время светом полностью открытого
небосвода; выражают коэффициент в процентах.
Нормированное значение к.е.о., £>, для зданий, располагаемых в
различных районах определяют по формуле
eN=eHm,	(1)
где ен- значение к.е.о. по приложению 1; т - коэффициент светового
климата по прилож. 2 с учетом прилож. 3; N- номер группы обеспечен-
ности естественным светом по приложению 3.
Полученные по формуле (I) значения округляют до десятых долей.
Освещенность помещения естественным светом выражают к.е.о. ряда
точек характерного разреза помещения, взятых на условной рабочей по-
верхности (рис. П-1, а, б), то есть горизонтальной поверхности, располо-
женной на высоте 0,8 м от пола. Расстояние между расчетными точками
принимают 2-3 м, при этом первую и последнюю точки размешают на
расстоянии 1 м от стен или средних рядов колонн.
38
Рис. П-1. К расчету естественной освещенности помещений:
а - характерный разрез помещения для расчета к.е.о. при боковом освещении;
б - то же, при верхнем и верхнем и боковом освещении; в-д -кривые естествен-
ного освещения при боковом, верхнем, а также верхнем и боковом освещении
Нормами установлена определенная равномерность освещения поме-
щений. Для производственных зданий с верхним и с верхним и боковым
освещением неравномерность естественного освещения помещений не
должна превышать 3:1. Для помещений с боковым освещением, а также
для помещений, в которых выполняются зрительные работы VII и VIII
разрядов при верхнем и верхнем и боковом освещении неравномерность
естественного освещения не нормируется.
Расчет и проектирование естественного освещения помещений сво-
дится к выбору системы освещения (боковое, верхнее или то и др.), раз-
меров, формы, расположения и конструктивного решения светопроемов,
обеспечивающих нормированный уровень освещения. При выборе фор-
39
1
мы и размеров светопроемов необходимо помнить, что они являются од-
ним из основных элементов, определяющих архитектурное решение зда-
ния и интерьера помещения. От размеров и формы светопроемов зависят
световой и температурный режимы помещения, а также эксплуатацион-
ные расходы на содержание здания.
Достаточность размеров, формы и места расположения световых про-
емов определяют расчетом, проводимым в два этапа - предварительный и
проверочный. Окончательные размеры проемов в проекте здания могут
на 5-10% отклоняться от требуемых по расчету площадей.
Предварительный расчет площади световых
проемов при боковом освещении помещений произ-
водят по формуле
« _ $п к3 вnt\q k3Jl
°’ lOOToTj
(2)
где 5о - площадь окон, м2;
eN - нормированное значение к.е.о., определяемое по формуле (1);
к3 - коэффициент запаса, зависящий от состояния воздушной сре-
ды производственных помещений (количества пыли, дыма,
концентрации паров и т.п.), а также от количества чисток
остекления светопроемов в год и угла наклона светопро-
пускающего материала к горизонту и определяемый по прило-
жению 4;
q0 - световая характеристика окон при боковом освещении
(прилож. 5);
кзд - коэффициент, учитывающий изменения внутренней отражен-
ной составляющей к.е.о. в помещении при наличии противо-
стоящих зданий, определяемый по прилож. 6;
То - общий коэффициент светопропускания окон, определяемый
по формуле
т0 = Т1Т2Т3Т4Т5,	(3)
здесь Tj - коэффициент светопропускания материала; Т2 -ко-
эффициент, учитывающий потери света в переплетах; Т3 -то
же, в несущих конструкциях покрытий (значения Tj, Т2 и Т3
см. в прилож. 7); т4 - коэффициент, учитывающий светопоте-
ри в солнцезащитных устройствах (прилож. 8); т5 - то же, в
защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимае-
мый равным 0,9 (при боковом освещении Т5 = 1);
Tj - коэффициент, учитывающий повышение к.е.о. при боковом
освещении благодаря свету, отраженному от поверхности по-
мещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию
(прилож. 9).
40
Для определения и предварительно находят средневзвешенный коэф-
фициент отражения по формуле
pl$j +P2S2 +P3‘S3
Р"-------51+52+53	’	(4)
где pi, Р2> Рз - коэффициенты отражения потолка, стен и пола; Sb З?,
S3 - площади потолка, стен и пола.
Формулу (4) используют как при боковом, так и верхнем естествен-
ном освещении. При боковом освещении в системе верхнего и бокового
освещения рсг определяют по формуле
(5)
Э| + 02 + *^3
где ря- коэффициент отражения глухих частей покрытия и фонарей; рг,
Рз, -5|, и S3 - см. формулу 4.
При светопрое.мах, устраиваемых в плоскости покрытия, рС/> для бо-
кового освещения в системе верхнего и бокового освещения определяют
по (4), а значения rt - прилож. 9.
Площадь пола Sn в формуле (2) принимают в зависимости от условий
обеспечения нормируемого значения к.е.о. на глубине помещения для
работ с различными зрительными условиями.
Для работ, относящихся к I—ГУ разрядам, площадь (м2) достаточного
естественного света при одностороннем освещении принимают равной
Sn = In-1,5 Я,	(6)
при V-VII разрядах
^ = /я-2Я,	(7)
а при VIII разряде
= 1/г3 Н.	(8)
При двустороннем расположении светопроемов для вышеуказанных
диапазонов зрительных разрядов Sn (м2) соответственно принимают рав-
ными
Sn-2/я-1,5 Я,	(9)
Sn =2/я-2Я,	(Ю)
и Sn =2/я-ЗЯ,	(И)
где /я-длина помещения, м; Я - высота помещения, м;
Предварительный расчет площади светопро-
емов при верхнем освещении помещений производят по
формуле
41
_ _ $п eN Ъ
ф ~ 10Ото Г2^ ’
(12)
где Зф- площадь световых проемов (в свету) при верхнем освещении, м2;
ец - нормированное значение к.е.о. при верхнем естественном освеще-
нии, определяемое по формуле (1); t]# - световая характеристика фонаря
или светового проема в плоскости покрытия, принимаемая по прилож. 10
и 11; кф - коэффициент, учитывающий тип фонаря (прилож. 12); г2 - ко-
эффициент повышения к.е.о. при верхнем освещении светом, отражен-
ным от поверхностей помещения (прилож. 13); к3 и т0 - то же, что и в
формуле (2).
При определении г2 предварительно находят средневзвешенный ко-
эффициент отражения по формуле (4).
Площадь пола Sn в формуле (12) принимают равной площади поме-
щения или здания за вычетом площади достаточного естественного света
от боковых светопроемов.
Проверочный расчет естественного освещения производят
в точках характерного разреза помещения, используя метод А.М. Дани-
люка. Расчет к.е.о. в какой-либо точке характерного разреза помещения
ведут по формулам:
при боковом освещении
ер ^^бЯ^а+гздЬфуакздух^/к3\	(13)
при верхнем освещении
евр = + €сл(г2 кф - 1)]х0Д,;	(14)
при верхнем и боковом освещении
(15)
где - геометрический к.е.о. в расчетной точке при боковом освеще-
нии, учитывающий прямой свет неба, определяемый с помощью графи-
ков I и II на рис. П-2 и П-3; q - коэффициент учета неравномерной
яркости облачного неба МКО*, определяемый по прилож. 14 (см. также
рис. П-5, а);	- коэффициент ориентации световых проемов, учиты-
вающий ресурсы естественного света по кругу горизонта, определяемый
Облачное небо, по определению Международной комиссии по освеще-
нию (МКО), - небо, полностью закрытое облаками, когда отношение его
яркости на высоте над горизонтом к яркости в зените равно (1 + 2sinO): 3
(см. рис. 11-5, а).
42
по прилож. 15;	- геометрический к.е.о. в расчетной точке при бо-
ковом освещении, учитывающий свет, отраженный от противостоящих
зданий, определяемый с помощью графиков I и II (см. рис. П-5, б);
Ьф - средняя относительная яркость фасада противостоящего здания
(прилож. 16); уа - коэффициент ориентации фасада здания, учитыва-
ющий зависимость его яркости от ориентации по сторонам горизонта.
При ориентации фасада противостоящего здания на юг принимается
равным 1,33, на ЮВ - 1,25, на В (3) - 1,13 и на С - 1,00; Eff - геометри-
ческий к.е.о. в расчетной точке при верхнем освещении, определяемый
по графикам III и II на рис. П-4 и рис. II—3); ес? - среднее значение
геометрического к.е.о. при верхнем освещении на линии пересечения
условной рабочей поверхности и плоскости характерного вертикального
разреза помещения, определяемое из соотношения
Ес? = (Etf 1 + Е 82 + Ъз + - + ^enVN,	(16)
где N- количество расчетных точек; £ei, ев2, еде,..., Zsn- геометрические
к.е.о. в расчетных точках.
Среднее значение к.е.о. (ес>>) при верхнем и боковом освещении оп-
ределяют по формуле
ес, = (е,/2 + е2 + е3 + ... + е^+ eN/2)/(N - 1),	(17)
где е\, е2, е3, е#- значения к.е.о. при верхнем или верхнем и боковом
освещении в точках характерного разреза помещения, определяемые по
формулам (14) и (15).
Геометрический коэффициент естественной освещенности представ-
ляет собой отношение естественной освещенности, создаваемой в неко-
торой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба (непо-
средственным или после отражений), к значению наружной горизонталь-
ной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода.
При боковом освещении геометрический коэффициент естественной
освещенности, учитывающий прямой свет, в какой-либо точке помеще-
ния определяют по формуле
£5= 0,01 л1 п2,	(18)
где Л| - количество лучей по графику I, проходящих от неба через свето-
вые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения
(рис. П-6, а)\ п2 - количество лучей по графику II, проходящих от неба
через световые проемы в расчетную точку на плане помещения
(рис. П-6, б).
43

о1		.1
о
Рис. 11-3. График II А.М. Данилюка для подсчета л2 и л2
Рис. П-4. График III для подсчета п
46
Угловая высота середины светового
проема над рабочей поверхностью 0 *
Рис. П-5. К расчету естественной освещенности:
а - значение коэффициента q, учитывающего неравномерную яркость облачного
неба МКО; б - определение количества лучей л, и л| от неба и от противосто-
ящего здания; / - противостоящее здание; 2 - проектируемое здание
Рис. П-6. К расчету естественной освещенности помещений:
а - пример подсчета при боковом освещении количества лучей П, и п\ по гра-
фику I; б - то же, п2 и п'} по графику II; в - пример подсчета при верхнем ос-
вещении количества лучей п3 по графику III (от 2-го светопроема); г - то же, п2
по графику II; 1 - поперечный разрез; 2- граница противостоящего здания; 3-
план помещения; 4 -первый свстопроем, 5-второй светопросм; 6- продоль-
ный разрез
47
Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитыва-
ющий свет, отраженный от противостоящего здания при боковом осве-
щении, определяют по формуле
е5Д = 0,01 л} л'2,	(19)
где п\ - количество лучей по графику I, проходящих от противостоящего
здания через световой проем в расчетную точку на поперечном разрезе
помещения (см. рис. П-5, б); п'2 - количество лучей по графику II, про-
ходящих от противостоящего здания через световой проем в расчетную
точку на плане помещения (см. рис. П-6, б).
При верхнем освещении геометрический коэффициент естественной
освещенности в какой-либо точке помещения определяют по формуле
еа = 0,01л3л2.	(20)
где л3 - количество лучей, проходящих от неба в расчетную точку через
световые проемы на поперечном разрезе помещения (рис. П-6, <?); л2 -
то же, на продольном разрезе помещения (рис. П-6, г).
При освещении через несколько световых проемов л3 и л2 определя-
ют отдельно для каждого проема, а затем произведение лу/2 суммируют.
Определенные в расчетных точках по выражениям (13), (14) и (15)
значения к.е.о. наносят в виде графиков на характерном разрезе помеще-
ния. Графики или кривые к.е.о. строят, откладывая в определенном мас-
штабе значения к.е.о. вверх от условной рабочей плоскости из точек, в
которых определялась освещенность. На рис. П-1, в-г показаны кривые
естественной освещенности при боковом, верхнем и верхнем и боковом
освещении. Кривые естественной освещенности, дающие наглядное
представление об освещенности помещения, помогают более рациональ-
но организовать рабочие места.
Коэффициент естественной освещенности зависит от размеров и рас-
положения светопроемов, их состояния, линейных размеров помещения
и вида его отделки, от светового климата, отражательных свойств земного
покрова и других факторов.
Свет, отраженный от внутренних поверхностей помещения, оказыва-
ет существенное влияние на значение к.е.о.
В целях повышения к.е.о. назначают такую отделку поверхностей по-
толка, стен и пола, при которой значения средневзвешенного коэффици-
ента отражения были бы, как правило, в пределах от 0,3 до 0,5. При этом
цветовая отделка внутренних поверхностей помещения должна быть увя-
зана как с требованиями освещения, так и с архитектурно-художествен-
ными особенностями интерьера.
48
При выборе вида оконного заполнения учитывают санитарно-гигие-
нические и противопожарные требования, экономию тепла и климатиче-
ские условия района строительства.
Окна в наружных стенах устраивают с одинарным, двойным и трой-
ным заполнениями. Двойное и тройное заполнение предусматривают
только в нижней части на высоту до 2,4 м, верхнюю же часть выполняют,
как правило, с одинарным заполнением. В целях сокращения потерь теп-
ла в зданиях необходимо ограничивать применение ленточного остекле-
ния, а также световых и светоаэрационных фонарей. В случае использо-
вания фонарей их типы назначают с учетом требований освещения,
аэрации и экономии тепла, а также климата местности.
Прамер расчета естественного освещения помещения
Требуется рассчитать естественное освещение механического участка
сборочного цеха при следующих данных: участок размещен в пролете
шириной 18 м, длиной 36 м; высота помещения от пола до низа железо-
бетонных ферм покрытия 10,8 м (рис. II—7). В цехе выполняют работы
средней точности (IV разряд зрительной работы): освещается участок
через окна (проем А и другие) и фонарь, боковые стороны которого
остеклены (проемы Б и В).
Оконное заполнение принято двойное со стальными открывающими-
ся переплетами, фонаря - одинарное. Остекление бокового проема вы-
полнено из листового стекла, фонаря - из армированного.
Отделка внутренних поверхностей потолка имеет коэффициенты от-
ражения: потолка - 0,7, стен - 0,6, пола - 0,3. Со стороны бокового прое-
ма на расстоянии 30 м параллельно ему расположено противостоящее
здание высотой 15 м, длиной 30 м (рис. П-7, в). Стены противостоящего
здания сложены из силикатного кирпича. Место строительства - г.Пенза.
1.	Используя формулу (2), определяем необходимую площадь боко-
вых светопроемов предварительно произведя расчеты остальных пара-
метров формулы.
Площадь пола при одностороннем расположении светопроемов со-
гласно формуле (6)
5Я= 36 1,5 10,8 «583 м2.
Коэффициент запаса к3 = 1,3 (см. прилож. 4).
Нормированное значение к.е.о. при боковом освещении вц для работ
средней точности для г. Пензы согласно формуле (1) и прилож. 1 сос-
тавляет
e„ = 1,5 0,9= 1,3%.
Световую характеристику окна т|о определим по прилож. 5.
49
Рис. П-7. К примеру расчета естественной освещенности:	V
а - характерный поперечный разрез; б - план помещения; в - схема расположения проектируемого и противостоя-
щего зданий в разрезе; г - то же, в плане; д - продольный разрез помещения; 1-5 - расчетные точки; 6 - проектиру-
емое здание; 7 - противостоящее здание
50
В нашем случае высота от уровня условной рабочей поверхности до
верха окна Л| = 8,2 м (рис. П-7, а), отношение длины помещения 1П к
его глубине В 1П/В = 36/18 = 2 и отношение B/h\ = 18/8,2 = 2,2. При
полученных отношениях т]о = 9,7.
Значение ku находим по прилож. 6, предварительно определив зна-
чения средневзвешенных коэффициентов внутренней поверхности поме-
щения рсл и фасада противостоящего здания рф , а также индекс проти-
востоящего здания в плане Zi и в разрезе Z2- Значение рСр определяем по
формуле (5). В нашем примере pi = 0,7; р? = 0,6; рз = 0,3, площади
потолка и пола = 5з = 36 • 18 = 648 м2, площадь стен = (18  10,8) х
х2 + 36 • 10,8 = 778 м2.
0,5-0,7-648 + 0,6-778 + 03-648 Л,,
Рсл “	ГЛО . ПО . £АО	'
648 + 778 + 648
Средневзвешенный коэффициент отражения противостоящего зда-
ния, выполненного из силикатного кирпича, принимаем рф = 0,40.
Индекс противостоящего здания определяем при следующих исход-
ных данных: 1пз = 30 м; высота Н= 15 м; расстояние между рассматри-
ваемым и противостоящим зданиями P=30m; расстояние от пола до
верха окна h\ - 9,0 м; расстояние до расчетной точки от внешней по-
верхности наружной стены / = 17 м; ширина окна в плане а = 2,5 м.
Индекс противостоящего здания в плане
,	30 17
Zl " (30 + 1^- 23 " 3 ’
Индекс противостоящего здания в разрезе
„ 1517
11 " (30 + 17) 9	’
При этих параметрах к^ - 1,5.
Значение коэффициента Г] находим по прилож. 9.
Отношение глубины помещения В = 18 м к расстоянию от условной
рабочей поверхности до верха окна А| = 8,2 м составляет B/h\ =
= 18/8,2 = 2,2 (низ окна принят на расстоянии 1,8 м от уровня пола).
Отношение расстояния до расчетной точки от окна / = 17 м (при одно-
стороннем боковом освещении за расчетную точку принимают наиболее
удаленную от светопроема - на расстоянии 1 м от среднего ряда колонн
пролета) к глубине помещения В составляет / /В= 17/18 = 0,94. Отноше-
ние длины помещения 1П = 36 м к его глубине В ° 18 м равняется 2. При
этих параметрах л = 2,39.
Необходимая площадь боковых светопроемов (м2) составит
51
•Уо
583 Ц-Ц9.7 15 ...
100 0^4-239
Исходя из принятой высоты Aj, принимаем высоту окна Ло = 7,2 м.
Тогда общая длина окон составит 96:7,2 = 13,3 м.
Принимаем 6 светопроемов размером 7,2 х 2,5 м.
2.	Определяем площадь светопроемов при верхнем освещении, ис-
пользуя формулу (12), в которой площадь пола $п принимаем равной
площади пола помещения за вычетом площади достаточного естествен-
ного света от боковых светопроемов Sn = 36  18 - 583 = 65 м2.
Нормированное значение к.е.о. согласно прилож. I и 2 для условий
г. Пензы при верхнем освещении eN = 4 • 0,9 = 3,6%.
Значение световой характеристики т)ф находим по прилож. 10. В на-
шем примере принимаем: прямоугольный фонарь с вертикальным дву-
сторонним остеклением, количество пролетов - 1. Отношение длины
помещения к ширине пролета составляет 1п/1\ = 36/18 =* 2, отношение
высоты помещения к ширине пролета Н/1\ - 10,8/18 = 0,6. При этих па-
раметрах т|0 = 6,8.
Значение кф = 1,2 (см. прилож. 12), ку = 1,6.
При рсл - 0,43 и отношении расстояния от условной рабочей по-
верхности до низа остекления фонаря к ширине пролета Нф/1\ = 13/18 =
= 0,72 значение r2 = 1,38 (прилож. 13).
Общий коэффициент светопропускания согласно формуле (3) и при-
ложений 7 и 8 составляет
т0 - 0,6 • 0,75 • 0,8 • 1,0 • 0,9 = 0,32.
Площадь (м2) световых проемов (в свету) при верхнем освещении
составит
65 • 3,6 • 6,8 • 1,6
ф 100-032-138-13 =
Принимаем открывающиеся проемы в фонаре высотой 1,25 м и дли-
ной 24 м.
3.	Производим проверочный расчет естественного освещения по ме-
тоду А.М. Данилюка.
При расчете требуется определить значение к.е.о. в расчетных точках
помещения при указанных размерах световых проемов и сравнить их с
нормативными. Расчет рекомендуется вести в порядке, указанном ниже.
3.1.	Намечаем расчетные точки. Располагаем их на пересечении ус-
ловной рабочей плоскости, проходящей на расстоянии 0,8 м от уровня
пола, и характерного поперечного разреза. Первую точку размещаем на
расстоянии 1 м от наружной стены, а последнюю - на расстоянии 1 м от
52
среднего ряда колонн. Расстояния между другими точками 4 м (всего
5 точек).
3.2.	Определяем значения к.е.о. в расчетных точках по выражению
(15):
€К — 6^ + €в
Р ер+*р-
3.2.1.	Проводим расчеты значений ебр из выражения (13) только при
боковом освещении
ер = (е<5	♦ ем Ьф УЛд) Л To/*j •
Значение eg определяем от проема А в каждой расчетной точке из
выражения (18): ес = 0,01 Л1Л2 и с помощью графиков I и II (рис. П-2,
П-3 и П-7).
График I накладываем на поперечный разрез здания, совмещая по-
люс графика с расчетной точкой. Определяем число лучей ль проходя-
щих от неба к этой точке через проем.
В нашем случае для точки 1 П\ " 27, для точки 2 П\ = 23 , для точки 3
Л] 3 13, для точки 4 Л] = 8 и для точки 5 П\ = 6.
Значения Л1 и другие показатели выражений (13), (14) и (15) сведем в
табл. П-1.
Для нахождения значений л2 отмечаем номера полуокружностей на
графике I, проходящих через точку С - середину светового проема. Для
точки 1 положение С соответствует № 12, для точки 2 - № 18 и тд.
График II накладываем на план помещения так, чтобы его верти-
кальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру полуок-
ружности по графику I, проходили через точку С. Для положения С,
имеющего № 12, количество лучей Л2 = 39, для № 18 - 34 и т.д.
Таким образом, £$i = 0,01 • 27 • 39 “ 10,5, £52 = 0,01 • 23 • 34 = 7,8 и тд.
Значения egi, £52,-» Ък занесем в таблицу П-1.
Значения коэффициента q определяем по прилож. 14 с учетом угло-
вой высоты середины проема над рабочей поверхностью 0. Значения 0, q
и egq для расчетных точек также занесем в табл. П-1.
Значение ем определяем по выражению £ад=0,01л'| л| опре-
деляем по графику I, используя схему расположения противостоящего
здания, приведенную на рис. П-7, в.
Для точки 1 значение п\ = 0; для точки 2 - 2,5; для точки 3-2,3 и
тд.; п2 определяем по графику II аналогично определению Пг (см. схему
расположения зданий в плане на рис. П-7, в-г).
53
Таблица II—1
К примеру расчетных составляющих к.е.о.
№	Показатели	Расчетные точки
п/п		 1 2 1 3 1 4 1 5
Проем А
	«1	27	23	13	8	6
	Положение точки С	12	18	26	36	46
	п2	39	34	29	24	22
	Eg= 0,01 Л|Л2	10,5	7,8	3,8	1,9	1,3
		78	43	20	17	15
	q	1,27	1,01	0,72	0,67	0,65
		13.3	7,9	2,7	1,3	0,8
1.		-	2,5	2,3	2	1,5
	л2	-	11	9	9	8
	Бад = 0,01 п\ п'2	-	0,30	0,21	0,18	0,12
	Zi-buVKP+M	—	1,71	2,76	3,63	4,34
	b-H/ll(P+l)hi]	-	0,24	0,39	0,50	0,60
	к-за	—	1,15	1,22	1,42	1,50
	^здкзд	-	0,35	0,26	0,26	0,18
		15,16	9,09	2,80	1,54	0,95
	1/В	0,05	0,28	0,50	0,72	0,94
2.	п	1,02	1.24	1,47	2,04	2,39
	ТоП/Лз	0,42	0,52	0,61	0,85	0,99
	4 = (ч q рв * 8« Ьф 1аки) л ТОД,	6,37	4,73	1,71	1,31	0,94
Проем Б
	«3	—	—	3	5	4
	Положение точки Q	•	—	30	33	34
	Ъ	—	—	84	78	68
	№	-	-	234	390	272
Проем В						
	Ъ	4	5	3	—	—
3.	Положение точки Q	37	33	30	—	*
	Л2	68	78	84	—	—
	Л3Л2	272	390	234	-	-
	1л3л2	272	390	468	390	272
	te = 0,01 «з «2.	2,72	3,90	4,68	3,90	2,72
	всг“(е, 1 + е, 2 + е< з +... + EeW)/tf	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6
	ej -[€<+ec,(r2^-l)]t0/*,	1.2	1,5	1,7	1,5	1,2
4.	еК  еб ♦ е* еР **р	7,57	6,23	3,41	2,81	2,14
54
Значение 0в определяем по прилож. 15. При меридиональной ориен-
тации зданий и при отношении высоты зданий к расстоянию между
зданиями Н/Р = 15/30 = 0,5	- 1,14.
Значение Ьф определяем по прилож. 16, при следующих исходных
данных: средневзвешенный коэффициент отражения фасада рф» 0,4;
коэффициент отражения земли рпп = 0,2; отношение расстояния между
зданиями к длине противостоящего здания Р/1п.з~ 30/30 = 1; отношение
длины противостоящего здания к его высоте 1ПЗ/Н= 30/15 = 2. При
этих данных Ьф - 0,208.
Значение коэффициента у0 при меридиональной ориентации и коэф-
фициенте отражения фасада противостоящего здания рф = 0,4 прини-
маем у 0 = М3.
Значение kw определим, используя схему на рис. П-7, в,г, и при-
лож. 6 предварительно определяя индексы здания. Индекс противостоя-
щего здания в плане для точки I:
7 1пзЬ 301 п.
1(,)“(Р + 4)в (30 + 1)-2^	’’
1ПЗ« 30,0 м; li = 1,0 м; Р = 30,0 м; а = 2,5 м.
Для последующих точек Z1(2> = 1,71; Zip) - 2,76; 2ц4) = 3,63;
21(5) = 4,34.
Индекс противостоящего здания в разрезе для точки 1:
z2(1) = rAL«-lLL_ = 2L = o,o5,
2(0 (P + ZJ/jj (30 + 1) 9 279	’
Я= 15,0 м; hi = 9,0 м; Z( = 1,0 м.
Для последующих точек соответственно 7^2) " 0,24; 2^3) = 0,39;
w 0,50; 22(5) = 0,60.
Используя эти данные и находя отношение расстояния Z расчетной
точки от наружной стены к глубине помещения Р, определим значение
Лад по прилож. 6 и сведем их в расчетную табл. II-1.
Значение коэффициента то приведено в предварительном методе
расчета.
Для определения коэффициента и используем прилож. 9.
Средневзвешенный коэффициент отражения в нашем примере
Рс/=0,43.
Отношение Р/Л| = 18/8,2 = 2,2.
Отношение 1/В для расчетных точек составляет:
55
l\/B « 1/18 = 0,05;	у В = 5/18 = 0,28;
11/В = 9/18 - 0,5;	Д/В = 13/18 = 0,72;
Is/В = 17/18 = 0,94.
Отношение 1П/В = 36/18  2.
В зависимости от указанных значений рСл, B/hit 1П/В и //В значения
Г\ составят:
Л(1) = 1,02; Г|(2) = 1,24; г1(3) = 1,47; Гц4) = 2,04; г1(5) « 2,39.
Таким образом, расчетные значения к.е.о. при боковом освещении в
расчетных точках составят:
ебр1 = 4,7 %; ебр2 - 2,9 %; ебр3 = 1,1 %; ебр< = 0,9 %; ебр5 = 0,6 %.
3.3.	Определяем значения ер в расчетных точках в выражении (15),
используя формулу (14):
ер =[Е,+есД/2*ф-1)]т0/*з.
Значение ed определяем по выражению (20) е, = 0,01(л3 л2).
Значение л3 определяем по графику III (рис. П-4) наложением его на
чертеж поперечного разреза. Центр графика совмещаем с расчетными
точками, а нижнюю линию графика III - со следом условной рабочей
поверхности. Значения л3 для расчетных точек от световых проемов Б и
В (в фонаре) заносим в табл. II-1. Одновременно отметим положение
середины световых проемов С\ (рис. П-7, а).
Значение л2 определяем по графику П, накладывая его на чертеж
продольного разреза помещения (рис. П-7, д). При этом необходимо,
чтобы вертикальная ось и горизонталь графика, номер которой соответ-
ствует положению полуокружности по графику III, проходили через
точку С|.
Значение л2 от световых проемов Б и В, полученные в расчетных точ-
ках, занесем в расчетную таблицу.
Определяем гСг из выражения (16):
бс/ = (1/А9 (е«г 1 + с«2 + е«з + £«4 +	); N = 5.
Тогда есл - (1/5) (2,72 + 3,9 + 4,68 + 3,9 + 2,72) = 3,6.
Значение коэффициентов кф, г2, то были определены в нашем при-
мере в предварительном методе расчета.
Значения ер от верхнего освещения в расчетных точках составят:
56
еврХ = (2,72 + 3,6(1,38 • 1,2 - 1)J 0,32/1,3 - 1,2;
е'2 = (3,9 + 3,6(1,38 -1,2 - 1)| 0,32/1,3 = 1,5;
еврз = (4,68 + 3,6(1,38 • 1,2 - 1)) 0,32/1,3 = 1,7;
евр2 “ е‘Р4 = 1Д ej, = евр5 - 1,2.
Эти значения также заносим в расчетную табл. П-1.
Таким образом, значения к.е.о. в расчетных точках при боковом и
верхнем освещении составят:
е* = 6,37 + 1,2 = 7,57%;	е*2 = 4,73 + 1,5 = 6,23%;
е*3 = 1,71 + 1,7 - 3,41%;	е*4 = 1,31 + 1,5 = 2,81%;
€р5 » 0,94 + 1,2 » 2,14%.
3.4.	Находим среднее значение к.е.о. при верхнем и боковом осве-
щении по формуле (17) и сравниваем его с нормированным значением:
[!/(*- l)](ei/2 + е2 + е3 + е4 + es/2) =
= (1/4)(7,57/2 + 6,23 + 3,41 + 2,81 + 2,14/2) = 4,3%.
В рассматриваемом примере расчетная величина к.е.о. в помещении
механического участка сборочного цеха оказалась выше нормированного
значения к.е.о. (eN = 3,6%).
Выводы. Расчетные величины к.е.о. удовлетворяют требованию
СНиП как по нормативным значениям, так и по неравномерности есте-
ственного освещения. Это подтверждают полученные расчетные значе-
ния к.е.о., которые при верхнем и боковом освещении во всех точках
оказались не менее нормативного значения к.е.о. при боковом осве-
щении (е„ - 1,5%).
Искусственное освещение помещений. Условия искусственного осве-
щения на промышленных предприятиях оказывают большое влияние на
зрительную работу, физическое и моральное состояние людей, а следова-
тельно, на производительность труда, качество продукции и производст-
венный травматизм. Чем точнее и напряженнее выполняемая зрительная
работа, тем сильнее это влияние.
В производственных помещениях применяют системы общего и ком-
бинированного (общего и местного) освещения.
Первая система - система общего освещения предназна-
чена как для освещения рабочих поверхностей, так и всего помещения в
целом.
57
В системе общего освещения принято различать два способа разме-
щения светильников: равномерное и локализованное. Равномерный спо-
соб предполагает равные расстояния между светильниками в каждом ряду
и между рядами. В системе общего локализованного освещения положе-
ние каждого светильника определяется соображениями выбора наивыгод-
нейшего направления светового потока и устранения теней на освещен-
ном рабочем месте, т.е. целиком зависит от расположения оборудования.
Равномерное расположение светильников общего освещения приме-
няется обычно в тех случаях, когда необходимо обеспечить одинаковые
условия освещения по всей площади помещения, а локализованное - при
необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещае-
мого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или
по условиям работы в них невозможно устройство местного освещения.
Локализованное размещение по сравнению с вариантом равномерно-
го размещения светильников позволяет одновременно с уменьшением
удельной мощности осветительной установки обеспечить лучшее каче-
ство освещения, в частности, создать необходимое направление светового
потока на рабочие поверхности и устранить падающие тени от близко
расположенного оборудования или самого рабочего. К недостаткам лока-
лизованного размещения светильников следует отнести несколько повы-
шенную неравномерность распределения яркости в поле зрения работаю-
щих.
Вторая система - система комбинированного осве-
щения - включает в себя светильники, расположенные непосред-
ственно у рабочего места и предназначенные только для освещения
рабочей поверхности (местное освещение), и светильники общего осве-
щения - для выравнивания, распределения яркости в поле зрения и соз-
дания необходимой освещенности в проходах помещения.
Потребляемая мощность осветительной установки системы комбини-
рованного освещения значительно меньше мощности одного общего ос-
вещения, в особенности при высоких значениях нормированной осве-
щенности. Поэтому по расходу электроэнергии и по эксплуатационным
расходам в целом системы комбинированного освещения экономичнее
систем общего освещения.
Эксплуатационные преимущества систем комбинированного освеще-
ния проявляются в более широких возможностях расположения светиль-
ников местного освещения непосредственно у рабочих мест, что значи-
тельно упрощает их чистку, смену перегоревших ламп, а также система-
тический надзор и текущий ремонт. Кроме того, местное освещение
обеспечивает большую гибкость в эксплуатации освещения - оно может
быть выключено в моменты остановки работ, а также позволяет изменять
направление светового потока на рабочую поверхность, регулировать рас-
58
положение теней и бликов, использовать источники света с нужным
спектральным составом и т.д.
Системы комбинированного освещения имеют преимущественное
применение в производственных помещениях, где выполняются работы
1-Ш, IVa, FV6, IVb, Va разрядов, а также в помещениях с оборудованием,
рабочие поверхности которых расположены вертикально или наклонно и
нуждаются в сравнительно высоких уровнях освещенности.
Освещенность рабочей поверхности, создаваемая светильниками об-
щего освещения в системе комбинированного, должна составлять не ме-
нее 10% нормируемой. При этом освещенность должна быть не менее
200 лк при разрядных лампах, не менее 75 лк - при лампах накаливания.
Система общего освещения допускается в случаях технической невоз-
можности или нецелесообразности устройства местного освещения. Сис-
тема общего освещения при равномерном размещении светильников мо-
жет быть рекомендована в следующих производственных помещениях: с
высокой плотностью расположения оборудования и, если это оборудо-
вание не создает теней на рабочих поверхностях и не требует изменения
направления света (ткацкие цехи); при выполнении в них однотипных
работ по всей площади (литейные цехи, крупносборные цехи); при зри-
тельных работах V-V1I разрядов, а также во вспомогательных, складских
и проходных помещениях.
К локализованному размещению светильников общего освещения в
производственных помещениях целесообразно прибегать: при расположе-
нии рабочих мест группами, сосредоточенными на отдельных участках;
при выполнении на отдельных участках работ различной точности, тре-
бующих разных уровней освещенности; при зрительных работах, связан-
ных с обзором больших рабочих поверхностей, требующих высоких уров-
ней освещенности (разметочные плиты, закройные столы), или наличии
громоздкого оборудования, создающего тени, на которых невозможно
устройство местного освещения (цехи химической промышленности).
При локализованном размещении светильников освещенность прохо-
дов и участков, где работа не производится, должна составлять не более
25% нормируемой освещенности, создаваемой светильниками общего ос-
вещения, но не менее 75 лк при разрядных лампах и не менее 30 лк при
лампах накаливания.
При освещении территорий открытых пространств применяют в
основном системы общего освещения при равномерном размещении све-
тильников. Локализованное размещение светильников может применять-
ся при освещении мест работы на открытых пространствах, нуждающих-
ся в повышенной освещенности по сравнению с уровнем освещенности
всей территории.
59
Искусственное освещение подразделяют на рабочее, аварийное, ох-
ранное и дежурное.
Аварийное освещение разделяют на освещение безопас-
ности и эвакуационное.
Освещение безопасности предусматривают в случаях, если отключе-
ние рабочего освещения и связанное с этим нарушение обслуживания
оборудования и механизмов может вызвать: взрыв, пожар, отравление
людей; длительное нарушение технологического процесса; нарушение
работы объектов, в которых недопустимо прекращение работ.
Эвакуационное освещение в помещениях предусматривают: в местах,
опасных для прохода людей; в проходах и на лестницах, служащих для
эвакуации людей, при числе эвакуирующихся более 50 чел.; по основным
проходам производственных помещений, в которых работают более
50 чел.; в производственных помещениях с постоянно работающими в
них людьми, где выход людей из помещения при аварийном отключении
общего освещения связан с опасностью травматизма из-за продолжения
работы производственного оборудования; в производственных помеще-
ниях без естественного света.
Освещение безопасности должно обеспечивать на рабочих поверхно-
стях освещенность не менее 5% нормируемой освещенности от общего
освещения, но не менее 2 лк, а эвакуационное - наименьшую освещен-
ность на полу основных проходов и на ступенях лестниц не менее 0,5 лк.
Охранное освещение (при отсутствии специальных техни-
ческих средств охраны) предусматривают вдоль границ территорий, охра-
няемых в ночное время.
Освещенность в этих случаях на уровне земли должна быть не менее
0,5 лк.
Область применения, величина освещенности и требования к каче-
ству для дежурного освещения не нормируются.
Проектирование р а б о ч е г о искусственного освеще-
ния сводится к выбору источника света, системы освещения, норма-
тивной освещенности, типов светильников и расчетов осветительной
установки с обеспечением ее качественных характеристик.
Выбор источников света в системах искусственного освещения про-
водят в зависимости от особенностей зрительной работы и требований к
цветопередаче по прилож. 1.
Выбор системы освещения обуславливается точностью выполняемых
зрительных работ, характером и особенностями производственного обо-
рудования и условиями естественного освещения. При этом необходимо
учитывать, что капитальные вложения и эксплуатационные расходы при
комбинированном освещении всегда ниже, чем при общем. Вместе с тем,
в гигиеническом отношении система общего освещения более желатель-
60
на, так как позволяет создать благоприятное распределение яркостей в
поле зрения.
Нормативную освещенность принимают по СНиП в зависимости от
зрительной работы в помещениях, характеристики фона и контраста
объекта различения с фоном (см. прилож. 1).
Выбор типа светильников производят с учетом особенностей конст-
руктивных решений промышленных зданий, а также безопасных и удоб-
ных условий эксплуатации.
Места расположения светильников определяют с целью обеспечения
нормированной освещенности наиболее экономичным путем, учитывая
также удобства монтажа и обслуживания светильников при наименьшей
протяженности групповой сети.
Светильники можно подвешивать к несущим и ограждающим конст-
рукциям покрытия, к технологическому оборудованию, переходным мос-
тикам и обслуживающим площадкам, колоннам и стенам. Для объектов с
повышенным санитарно-гигиеническим режимом целесообразно приме-
нять герметичные светильники, изготовляемые из прозрачного полисти-
рола и уплотняемые неопреновыми прокладками. Эти светильники
можно мыть струей воды с сильным напором.
Для того чтобы приблизить условия работы при искусственном осве-
щении к условиям естественного освещения, в производственных здани-
ях применяют светильники, встроенные в подвесной потолок. Для этого
можно использовать отдельные плафоны, располагаемые на расчетном
расстоянии друг от друга, светящиеся панели и потолки. Вид светящей
поверхности выбирают с учетом разряда зрительной работы.
Светящие потолки имеют вид подвесного остекления, за которым
располагают светильники. Остекление таких потолков выполняют из пла-
стмассовых рассеивателей (например, из поливинилхлоридных листов).
Включением отдельных групп ламп в светящихся потолках можно созда-
вать несколько степеней освещенности.
В осветительных установках бесфонарных зданий светильники можно
совмещать с устройствами для вентиляции и кондиционирования воз-
душной среды производства. При этом излучаемое при работе светильни-
ков тепло отводится вытяжной вентиляцией в межферменное простран-
ство, что улучшает условия эксплуатации светильников.
Расчет осветительной установки производят по двум методам -точеч-
ному, при котором определяют освещенность в заданной точке (местное
освещение), и по методу коэффициента использования, позволяющему
определить освещенность некоторой плоскости (общее освещение).
По точечному методу горизонтальная освещенность Ег
(лк) в точке А горизонтальной плоскости от светильника О, находяще-
61
гося от этой плоскости на расстоянии (высота подвеса) Нр, определяют
по формуле
Рис. П-8. Схема к расчету
Jo cos3a
(21)
освещенности помещений
точечным методом
где Ja - сила света светильника по направ-
лению к расчетной точке в кд, определяе-
мая по прилож. 17 и 18; a - угол между
вертикалью и направлением силы света к
расчетной точке (рис. П-8); к3 - коэффи-
циент запаса (см. прилож. 4).
Освещенность вертикальной поверх-
ности (лк), по точечному методу опреде-
ляют по формуле
Ja cos3 (90-а)	/
в~ н}к3 ~ гнр-
(22)
При расчете осветительной установки по методу коэффици-
ента использования определяют необходимое число и мощ-
ность ламп. Заданной исходной величиной при расчете является норми-
рованная горизонтальная освещенность. По заданной освещенности
можно рассчитать требуемый световой поток и определить тем самым
мощность ламп. В некоторых случаях, наоборот, приходится задаваться
числом и мощностью ламп и определять создаваемую ими освещенность
на расчетной плоскости.
Расчет осветительной установки по методу коэффициента исполь-
зования производят по формуле

(23)
где Ф - световой поток в расчетной точке помещения, лм; Ен - норма-
тивная освещенность, лк; к3 - коэффициент запаса; z - отношение сред-
ней освещенности к минимальной, которое при люминесцентных лампах
составляет 1,10, а при лампах накаливания - 1,15; N- количество ламп;
Л - коэффициент использования светового потока ламп, который прини-
мается для некоторых светильников по прилож. 19’ в зависимости от ко-
* При светильниках других типов коэффициент использования принимают по
таблицам “Справочника для проектирования электрического освещения”, Гос-
энсргоиздат, 1960.
62
эффициентов отражения потолка, стен и пола, а также от индекса поме-
щения Индекс помещения / определяют из выражения
'*W	(24)
где А, В - размеры помещения в плане, м; Нр - высота подвеса светиль-
ников над уровнем расчетной поверхности, м.
Пример расчета по методу коэффициента использования
Требуется определить количество светильников для освещения поме-
щения, которое имеет размеры А = 18 м, В = 6 м, высоту Н = 4,2 м,
уровень рабочей поверхности hp = 0,8 м, расстояние до светильников от
потолка hc = 0,6 м, высоту подвеса светильников Нр = 2,8 м. Коэффи-
циенты отражения потолка, стен и пола приняты соответственно 70%,
50%, 10%. В помещении выполняются зрительные работы средней точ-
ности {Ен - 300 лк, к3 = 1,5). Освещение принято светильниками ШОД с
двумя люминесцентными лампами типа ЛБ.
Определяем индекс помещения
18-6 и.к
28 (18+ 6) 1,6 '5'
Для светильника ШОД согласно прилож. 18 т] = 0,50; г* 1,1 (люми-
несцентные лампы).
Требуемый световой поток (лм) светильника составит
л 300 108 1,5 1,1 53460
ЛГ-2 0,50
Количество светильников N находим, используя справочные данные
прилож. 20. По прилож. 20 находим, что световой поток светильника,
состоящего из двух ламп ЛБ-40 составляет Ф = 2-3,12 = 6,24 лкм. Следо-
вательно, для освещения помещения необходимо:
.. 53,46 53,46 о
N = С = г* = 9 светильников.
Ф 6,24
Санитарные нормы требуют устраивать в производственных помеще-
ниях установки искусственного ультрафиолетового (эритемного) облуче-
ния людей. Установки эритемного облучения должны предусматриваться
в помещениях без естественного света или с недостаточным естествен-
ным светом, в которых значение к.е.о менее 0,1%. Такие установки
обязательны в производственных зданиях, расположенных в географиче-
ских районах севернее 45* северной широты.
63
Совмещенное освещение применяется в производственных зданиях
с недостаточным естественном освещением, где недостаток естественного
освещения в светлое время суток восполняется искусственным светом.
Искусственное освещение в комбинации с естественным устраивают
чаще всего в виде двух раздельных систем. Первая система - постоянное
дополнительное освещение - может работать непрерывно целый рабочий
день и освещать определенную зону. Вторую систему включают в зонах,
примыкающих к световым проемам, и используют с наступлением суме-
рек. Включать искусственное освещение в этой зоне рекомендуется с по-
мощью автоматических регуляторов в зависимости от изменения естест-
венной освещенности и выбранного уровня нормативной освещенности.
При боковом освещении осветительные установки целесообразно
размещать в следующих местах: на потолке в удаленной от окна зоне и у
примыкающей к окну; на стене, противоположной окнам, и в простенках
между окнами в виде искусственных окон или ниш; в виде светящих па-
нелей или полос, расположенных на определенных расстояниях.
В помещениях большой глубины целесообразно устраивать искусст-
венные окна, что создает в производственных зданиях ощущение посто-
янной связи работающих с внешним пространством.
При устройстве верхнего освещения целесообразно сочетать фонари
зенитного типа со светящими панелями искусственного света. При этом
создается возможность их взаимозаменяемости и свободного расположе-
ния на потолке интерьера.
Выбирать источники света следует в соответствии с рекомендациями
СНиПа. Применять лампы накаливания допускается в отдельных случа-
ях, когда по условиям технологии или другим требованиям использовать
газоразрядные источники невозможно.
Экономика естественного и искусственного освещения. Экономиче-
скую оценку видов освещения производственных зданий можно провести
с учетом конкретных условий: светового климата района строительства,
особенностей технологии производства и режима работы цеха, нормиро-
ванного значения освещенности, требуемого качества освещения, эконо-
мики теплопотерь здания и других факторов.
Естественное освещение позволяет создавать более комфортные усло-
вия труда и экономить электроэнергию. Однако при эксплуатации фона-
рей и окон необходим регулярный уход за остеклением (трудоемкая
очистка, замена стекла), увеличиваются теплопотери зимой и возможен
перегрев помещений летом.
При искусственном освещении для обеспечения комфортных усло-
вий труда требуются более высокие первоначальные затраты, чем при
естественном освещении. Для удобства обслуживания и ремонта светиль-
64
ников иногда приходится предусматривать переходные мостики, площад-
ки и другие устройства, удорожающие стоимость освещения.
Здания без фонарей и окон, хотя и имеют меньшую сметную стои-
мость общестроительных работ, однако требуют больших затрат на элек-
троосвещение, устройство фотариев и т.п. Эти затраты компенсируются
сокращением теплопотерь в зимний период и уменьшением перегрева
помещений летом.
Из сказанного следует, что экономику естественного и искусственно-
го освещения необходимо рассматривать на основе технико-экономиче-
ского расчета. Стоимость систем освещения помещений цехов играет
значительную роль в общей стоимости здания.
Однако наиболее объективным экономическим критерием при срав-
нительной оценке вариантов освещения являются приведенные и сум-
марные энергозатраты, которые можно рассчитать по рекомендациям
НИИСФ, содержащим методики по технико-экономической оценке ос-
вещения производственных зданий.
Микроклимат в производственных помещениях. Наряду с обеспечени-
ем требований технологического процесса в производственных помеще-
ниях должны быть созданы в полной мере здоровые микроклиматические
условия для работающих. К метеорологическим параметрам воздушной
среды, подлежащим нормированию и регулированию, относятся темпера-
тура, влажность, скорость движения и чистота воздуха.
Оптимальные для человека значения этих параметров назначают в за-
висимости от характера процесса, протекающего в помещении, категории
выполняемой работы, времени года и климатического района строитель-
ства. На многих промышленных предприятиях производственные про-
цессы протекают в помещениях с нормальным температурно-влажност-
ным режимом. В зависимости от категории выполняемой работы - лег-
кая, средней тяжести, тяжелая, - оптимальными температурами воздуха в
таких помещениях признаны соответственно 20-22*С, 17-19’С и 16-18*С
при относительной влажности воздуха в пределах 60-30% и скорости дви-
жения воздуха не более 0,2-0,3 м/с. В теплый период года (температура
наружного воздуха 10‘С и выше) параметры температуры в некоторых
климатических районах могут считаться оптимальными при значениях от
18 до 25*С и скорости воздуха - до 0,5-0,7 м/с.
К категории легких относят работы, выполняемые сидя или не требу-
ющие систематического физического напряжения (поднятия и переноски
тяжестей). К категории работ средней тяжести относят трудовые опера-
ции, связанные с переноской небольших тяжестей (до 10 кг) и выполняе-
мые стоя. Тяжелыми считают работы, связанные с систематическим фи-
зическим напряжением, а также с переноской тяжестей (более 10 кг).
65
Однако ряд производств (литейные, сталеплавильные, трубопрокат-
ные и т.п.) характеризуется избытками тепла (более 23 Вт/м3). В них нор-
мами допускается температура воздуха до ЗЗ’С. Для другого ряда произ-
водств (целлюлозно-бумажная промышленность, пищевые предприятия
и др.) характерна повышенная относительная влажность воздуха в поме-
щениях и в них нормами допускается влажность до 75%.
Скорость движения воздуха в помещениях зависит от многих факто-
ров (размеров и профиля помещения, направления ветра и т.п.). Нередко
этот параметр тесным образом увязывают с воздухообменом в помеще-
нии и обеспечением чистоты воздуха. Требуемые объемы воздухообмена
устанавливают в соответствии с санитарными нормами в технологиче-
ской части проекта, а средства обеспечения назначают в других разделах
проекта (отопление и вентиляция, кондиционирование воздуха). Как
правило, скорость движения воздуха регулируют системами приточных и
вытяжных отверстий в наружных ограждениях помещения.
Чистота воздуха в помещениях зависит от степени выделения техно-
логическим процессом тех или иных вредностей. Так, на химических и
нефтехимических производствах выделяется значительное количество
аэрозолей преимущественно фиброгенного действия.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ, т.е.
такие концентрации, которые при ежедневной работе в пределах 8 ч в те-
чение всего рабочего стажа или в отдаленные сроки не могут вызывать у
работающих заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, устанав-
ливаются санитарными нормами проектирования промышленных пред-
приятий.
Наряду с параметрами температуры, влажности и скорости движения
воздуха на санитарно-гигиенические условия пребывания людей в поме-
щении в зимний период оказывает температурный перепад между значе-
ниями температуры внутреннего воздуха и температурой на внутренней
поверхности наружных ограждений (стены, покрытия, перекрытия над
проездами, подвальными и техническими подпольями). В настоящее вре-
мя, согласно норм (36), температурный перепад в производственных зда-
ниях с сухим и нормальным режимом принимают: для наружных стен не
более 7°С; для покрытий - не более 6°С; перекрытий над проездами,
подвалами и подпольями 2,5°С; в помещениях с влажным и мокрым
режимом в пределах: для стен (te - tp), для покрытий (0,8 te - tp), где te -
расчетная температура внутреннего воздуха проектируемого помещения
или здания; tp - температура точки росы при расчетной температуре и
относительной влажности внутреннего воздуха, принимаемым по нормам
проектирования.
Требуемые параметры микроклимата в производственных помещени-
ях обеспечить гораздо сложнее, чем в гражданских. Поэтому их стремятся
66
обеспечить в первую очередь в пределах рабочей зоны на постоянных
рабочих местах.
Рабочей зоной считают пространство высотой 2 м от уровня пола
(или площадки), на котором находятся места постоянного и непостоян-
ного пребывания людей. Постоянным считается рабочее место, на кото-
ром работающий находится большую часть (более 50% или более 2 ч
непрерывно) своего рабочего времени. Если обслуживание процессов
осуществляется в различных пунктах рабочей зоны, то постоянным рабо-
чим местом считается вся рабочая зона.
Чистоту воздуха в помещениях с загрязненной средой независимо от
принятых параметров температуры, влажности и скорости движения воз-
духа обеспечивают его очисткой в рабочих зонах от вредных газов, паров,
пыли и других аэрозолей до предельно допустимых концентраций. ПДК
в воздухе помещений принимают в соответствии с санитарными нормами
проектирования зданий, СНиП и другими документами по охране труда
или экологической безопасности.
Основные параметры микроклимата в помещениях обеспечивают раз-
личными приемами, рассчитанными на зимний, летний и переходный
периоды года. Наиболее эффективными считают те приемы, при которых
оптимальные параметры микроклимата достигаются рациональным соче-
танием объемно-планировочного и конструктивного решения здания с
примененными в них эффективными системами отопления и вентиля-
ции.
Формы и размеры промышленных зданий весьма разнообразны. В
одних случаях они могут способствовать лучшему удалению теплоизбыт-
ков и проветриванию помещений, в других, наоборот, усложнять процес-
сы теплозащиты, воздухообмена, способствовать перегреву и т.п. Поэто-
му при выборе окончательного варианта объемно-планировочного реше-
ния необходимо учитывать и те обстоятельства, при которых в заданном
климатическом районе строительства будет достигнуто наилучшее обес-
печение требуемого микроклимата в производственных помещениях.
Конструктивные решения наружных стен, оконных заполнений, фо-
нарей и других элементов ограждений назначают в соответствии с осо-
бенностями тепловой среды в производственных помещениях (нормаль-
ный температурно-влажностный режим, с избытками тепла, влаги и т.п.)
и особенностями климата.
Системы отопления и вентиляции, нередко соединяемые в единую
отопительно-вентиляционную систему или систему кондиционирования
воздуха, проектируют в полном соответствии с особенностями производ-
ственного процесса, а также с особенностями климата местности и спе-
цификой объемно-планировочных и конструктивных решений здания.
67
Потребную тепловую мощность отопительной системы в здании оп-
ределяют как разность между теплопотерями и тепловыделениями. В за-
висимости от вида теплоносителя отопительные системы бывают водя-
ные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Выбор той или иной
отопительной системы производят как из экономических соображений
(экономия топлива, материалов и достижение наилучшего эффекта отоп-
ления), так и в связи с требованиями взрыво-, пожаро- и санитарной
безопасности.
Некоторые отопительные, а чаще вентиляционные системы, нередко
являются источниками повышенных уровней шума и вибраций. В связи с
этим в проектах должны быть разработаны меры по снижению уровней
шума и вибрации до предельно допустимых значений.
Способы воздухообмена в помещениях могут быть приняты естествен-
ные, принудительные или комбинированные - в сочетании обоих спосо-
бов.
Естественный воздухообмен в помещениях может происходить через
неплотности в ограждениях, поры материала, периодически открываемые
двери и ворота, а также посредством аэрации. Аэрацией называют орга-
низованную регулируемую естественную вентиляцию, которая осуществ-
ляется под действием разности давления воздуха внутри и снаружи зда-
ния. Разность давления воздуха может возникнуть из-за разности удель-
ного веса наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление),
под действием ветра или под влиянием их совместного действия.
Количество воздуха, поступающее в помещение через неплотности в
ограждениях и поры материалов, а также другие трудно поддающиеся
учету отверстия, как правило, незначительны. Поэтому такой способ воз-
духообмена в качестве самостоятельного не принимают.
Принудительный воздухообмен, называемый механической вентиля-
цией, заключается в использовании механических средств побуждения
для притока и вытяжки воздуха.
Аэрация и механическая вентиляция имеют свои положительные и
отрицательные стороны и их можно использовать только в определенных
условиях.
Использование аэрации требует значительно меньших энергетических
и материальных затрат на ее устройство и обслуживание. По сравнению с
механической вентиляцией она не требует значительных дополнительных
площадей для размещения. Вместе с тем, ее целесообразно применять
только в цехах со значительными тепловыделениями и в том случае, если
концентрация пыли и вредных газов в приточном воздухе не превышает
30% предельно допустимой в рабочих зонах. Аэрацию нельзя применять,
когда по условиям технологии производства требуется предварительная
68
обработка наружного воздуха или когда его приток вызывает образование
тумана либо конденсата.
Аэрация нашла широкое применение в так называемых горячих це-
хах: доменных, бессемеровских, мартеновских, прокатных - в металлур-
гической промышленности; в кузницах, литейных и термических цехах -
на машиностроительных заводах; в печных цехах - химической промыш-
ленности и в др. Кроме того, аэрация может быть применена почти на
всех производствах в теплое время года, за исключением производств,
требующих предварительной обработки воздуха и поддержания стабиль-
ных условий температуры и влажности при автоматическом регулирова-
нии (кондиционировании воздуха).
Эффективность аэрации зависит от многих факторов: температурного
расслоения воздуха по высоте здания, вида здания (однопролетное, мно-
гопролетное, одноэтажное, многоэтажное и т.п.), площади, способа раз-
мещения и открывания аэрационных проемов, времени года, отсутствия
или наличия ветра, его направления и др.
Аэрацию проектируют на основании расчетов, которые выполняют
специалисты соответствующего профиля.
Рассмотрим лишь некоторые общие положения, связанные с исполь-
зованием аэрации в зданиях с различными архитектурно-конструктивны-
ми решениями.
В одноэтажных однопролетных зданиях на активность аэрации в ос-
новном влияют разность температур наружного и внутреннего воздуха и
высотный перепад, определяемый как разность уровней расположения
приточных и вытяжных отверстий. В летних условиях при отсутствии
ветра, когда температуры наружного и внутреннего воздуха почти вырав-
ниваются, естественный воздухообмен происходит за счет высотного пе-
репада. Поэтому в этот период года для притока воздуха предусматривают
в наружных стенах самые низкие проемы, располагая низ проемов на вы-
соте 0,3—1,8 м от пола. В зимний и переходный периоды года для прито-
ка воздуха используют более высокие проемы, располагая их в зданиях
высотой до 6 м на высоте около 3 м, а в зданиях высотой более 6 м - на
высоте не менее 4 м от пола (рис. П-9, а). Вытяжные проемы, независи-
мо от периода года, располагают в верхней части здания, используя для
этого либо верхнюю часть окон, либо фонари.
Характер аэрации в однопролетных зданиях существенно меняется
при воздействии на него ветра. Ветер, как воздушный поток, обтекает
здание, создавая с наветренной стороны избыточное давление у отдель-
ных его элементов, а с заветренной стороны (за зданием или у выступа-
ющих элементов) - отсос, т.е. отрицательное давление (рис. П-9, б).
Вследствие этого открывание проемов необходимо регулировать с учетом
69
направления и скорости ветра. Воздушные потоки из здания будут иметь
направление в сторону пониженного давления (рис. П-9, в).

Рис. П-9. Схемы аэрации одноэтажных зданий:
а - в зимний и летний периоды; б - схемы и эпюры давления на ограждение
здания при ветре; в - открывание приточных и вытяжных отверстий при ветре;
г - роза ветров; д - неустойчивый режим работы фонарей; е - активный аэраци-
онный профиль здания
70
В целях лучшей аэрации ориентацию зданий относительно ветра сле-
дует производить так, чтобы вытяжные проемы, особенно фонари, были
расположены своей продольной осью перпендикулярно господствующему
направлению ветра в данной местности в летний период. Господству-
ющее направление ветра определяют по розе ветров, построенной по
повторяемости ветра, в процентах, на июль месяц. Пример розы ветров с
преобладающим юго-западным направлением показан на рис. П-9, г.
В многопролетных зданиях организовать естественный воздухообмен
сложнее, особенно в зданиях с равновысокими пролетами. Здесь, в пер-
вую очередь, необходимо стремиться к рациональному расположению
производственных участков с различным теплонапряжением относитель-
но крайних пролетов и друг друга. С целью повышения эффективности
аэрации более теплонапряженные участки следует располагать в крайних
пролетах, а при многорядном расположении источников тепловыделений
предусматривать разрывы. Разрывы обеспечивают лучшее поступление
воздуха в проходы между источниками, и в этом случае рабочие места
целесообразнее размещать со стороны приточных проемов.
Для притока наружного воздуха в многопролстных зданиях устраива-
ют проемы в наружных стенах, а для вытяжки - незадуваемые аэрацион-
ные фонари и шахты, светоаэрационные фонари, дефлекторы и аэраци-
онные проемы в стенах. Аэрационные и светоаэрационные фонари при-
меняют при равномерном расположении источников тепловыделений по
площади здания, а при неравномерном - аэрационные шахты.
В широких многопролетных зданиях (более 100 м) фонари средних
пролетов (рис. П-9, д) работают неустойчиво: то на вытяжку, то на при-
ток. Эго создает условия для весьма нежелательного образования обрат-
ных потоков, завихрения загрязненного воздуха в помещениях и т.п. В
связи с этим светоаэрационные П-образные фонари оборудуют ветроза-
щитными панелями, которые позволяют предотвратить задувание в поме-
щение с наветренной стороны.
Условия аэрации в широких многопролетных зданиях значительно
улучшаются, когда им придают активный аэрационный профиль. Ак-
тивный аэрационный профиль создают чередованием
низких и высоких пролетов (рис. П-9, е). При этом стремятся более низ-
кие и "холодные” пролеты использовать для притока воздуха, а "горячие"
пролеты - для вытяжки. Расстояние между фонарями высоких пролетов
принимают, как правило, не менее 24 м. В этом случае пространство
между фонарями хорошо проветривается, исключается попадание загряз-
ненного воздуха через фонари низких пролетов.
В двух- и многоэтажных зданиях аэрацию проектируют раздельно для
каждого этажа. В двухэтажных зданиях аэрацию верхнего этажа решают
по принципам однопролетного одноэтажного здания.
71
Механическую вентиляцию в зданиях применяют как самостоятельную
систему воздухообмена или в сочетании с другими системами (естест-
венной и кондиционирования).
Как самостоятельную систему механическую вентиляцию используют
для многих производств, в которых естественный способ воздухообмена
(аэрация) не допускается. Как правило, такие производства требуют
строго регламентированных параметров воздуха (температуры, влажности
и чистоты). Вследствие этого механическая вентиляция включается в сос-
тав отопительно-вентиляционных или вентиляционно-очистных систем.
В этих случаях к конструкциям зданий предъявляются повышенные тре-
бования по герметизации (стен, окон и других проемов). В некоторых
производствах прибегают к полному отказу от окон и световых фонарей
(герметизированные здания).
Мощность и способы механической вентиляции устанавливают в за-
висимости от требуемой кратности воздухообмена и требований к воз-
душной среде по гигиеническим и технологическим условиям. Кратность
воздухообмена в помещениях, то есть отношение объема приточного
воздуха к объему вытяжки в течение 1 часа, принимают по СНиП и дру-
гим нормативным документам.
Часто рациональное решение воздухообмена находят в комбинации
механической вентиляции со средствами аэрации. В таких системах ме-
ханическую вентиляцию используют в виде местного притока или мест-
ных отсосов.
Местный приток применяют в форме воздушных душей и тепловых
завес. Воздушное душирование используют для создания на
постоянных рабочих местах требуемых метеорологических условий, когда
оборудование, выделяющее вредные вещества, не имеет укрытий или
местной вытяжной вентиляции. Для воздушного душирования использу-
ют воздухораспределители, которые устанавливают на высоте не менее
1,8 м от пола (до их нижней кромки). Расстояние от места выпуска воз-
духа до рабочего места принимают не менее 1 м, а воздушный поток на-
правляют горизонтально или сверху под углом 45° на уровне груди или
лица человека.
Воздушные завесы устраивают в отапливаемых зданиях для
обеспечения требуемой температуры воздуха на рабочих местах, располо-
женных вблизи ворот, дверей и технологических проемов. Чаще всего
используют воздушно-тепловые завесы шиберного и смешивающего ти-
па. Завесы шиберного типа обеспечивают перекрытие проема воздушной
струей лишь частично, в результате чего в помещение поступает смесь
холодного воздуха с нагретым. Завесы смешивающего типа используют в
пределах тамбура или у наружных дверей помещений с мокрым процес-
72
сом, то есть там, где не требуется создания дополнительного сопротивле-
ния на пути поступающего наружного воздуха.
Системы местных притоков компонуют из агрегатов, в состав кото-
рых, как правило, входят радиальные или осевые вентиляторы, калори-
феры, воздухораспределительные короба и другие элементы.
Местные отсосы предусматривают для улавливания теплоты,
влаги, газов и пыли у мест их выделения. Применяются отсосы откры-
того типа, отсосы от укрытий и активированного типа. Отсосы открытого
типа у источников вредных выделений устраивают в виде зонтов, боко-
вых и нижних отсосов, а отсосы от укрытий - в виде вытяжных шкафов
и кожухов. Отсосы активированного типа составляют отдельную группу и
представляют собой комбинацию отсоса и местного притока, локализуя
зону вредных выделений.
При выборе схемы отсоса и его конструктивной проработке стремят-
ся максимально приблизить отсос к источнику и, по возможности, изо-
лировать источник от основного производственного помещения, а всасы-
вающее отверстие ориентируют так, чтобы поток вредных выделений не
проходил через зону дыхания людей.
Кондиционирование - автоматическое поддержание в за-
крытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температу-
ры, относительной влажности, чистоты, скорости движения воздуха) на
определенном уровне. Кондиционирование воздуха подразделяют на
комфортное и технологическое. Комфортное кондиционирование пред-
назначено для создания благоприятных условий для людей, а технологи-
ческое - для обеспечения параметров воздуха в соответствии с требова-
ниями производства.
Кондиционирование воздуха осуществляется системами, в состав
которых входят средства приготовления, перемещения и распределения
воздуха, приготовления холода, а также средства хладо- и теплоснаб-
жения, автоматики, дистанционного управления и контроля. Системы
кондиционирования воздуха располагают в отдельных помещениях и по-
этажно. При этом следует учитывать, что системы кондиционирования
воздуха работают эффективно только в хорошо герметизированных зда-
ниях и помещениях.
Наиболее широкое применение кондиционирование получило в лег-
кой, мясной, рыбной, молочной промышленности и хладокомбинатах.
При проектировании механической вентиляции и кондиционирова-
ния воздуха следует особое внимание уделять вопросам снижения шума и
вибраций, высокие уровни которых создают как отдельные элементы
этих систем, так и системы в целом.
73
Глава III. БОРЬБА С ШУМОМ И ВИБРАЦИЯМИ
В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЗДАНИЯХ
Источники шума. Нормирование шума. Человек на производстве по-
стоянно подвергается воздействию шума, который ухудшает условия тру-
да, неблагоприятно воздействует на организм человека; высокие уровни
шума снижают и производительность труда рабочих. Поэтому проблема
борьбы с шумом имеет большое социальное, санитарно-гигиеническое и
экономическое значение.
Источники шума на промышленных предприятиях весьма разнооб-
разны. Причинами образования шума могут быть любые машины и меха-
низмы, потоки газов и жидкостей в трубопроводах, аппаратах и атмосфе-
ре, речь, музыка, радио- и телеустановки, а также санитарно-техническое
оборудование (системы вентиляции и др.), внутрицеховой и внутризавод-
ской транспорт.
В зависимости от уровня и спектра шума различают несколько ступе-
ней воздействия шума на человека: I - шум с уровнями выше 120-140 дБ
способен вызвать механическое повреждение органов слуха; II -шум с
уровнями 100-120 дБ на низких частотах и 80-90 дБ на средних и высо-
ких частотах может вызвать необратимые изменения в органах слуха че-
ловека; III - шум более низких уровней оказывает вредное воздействие
на нервную систему человека, особенно занятых только умственным тру-
дом.
В соответствии с этими ступенями воздействия шума на человека
производят его санитарное нормирование. При установлении предельно
допустимых уровней шума в большинстве случаев исходят не из ком-
фортных, а терпимых условий, при которых вредное действие шума на
человека проявляется незначительно.
Нормируемыми параметрами постоянного или прерывистого шума в
этих нормах являются уровни звуковых давлений в децибелах (дБ) в ок-
тавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250,
500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Постоянным считается шум, уровни ко-
торого изменяются во времени не более чем на 5 дБ. Для ориентировоч-
ной оценки постоянного или прерывистого шума используют уровни зву-
ка в дБ А, измеренного шумомером по шкале А.
Строительно-акустические методы снижения шума. Мероприятия по
снижению шума должны быть отражены во всех частях проектно-техни-
ческой документации: технологической, строительной и санитарно-тех-
нической. Для отдельных объектов и оборудования, требующих специ-
альных устройств по снижению шума, разрабатывают самостоятельный
проект шумоглушения, например проекты глушителей газодинамических
установок, звукоизолирующих кожухов, экранов и т.п. Объем и стои-
74
мость работ по снижению шума включают в смету соответствующих час-
тей проекта.
Мероприятия по уменьшению шума разрабатывают на основании
акустических расчетов. При акустических расчетах решают такие задачи,
как выявление источников шума, определение их шумовых характерис-
тик, путей распространения шума, а также ожидаемых уровней звукового
давления в расчетных точках помещений, установление величин требуе-
мого снижения уровня звукового давления в этих точках, выбор средств
снижения уровней шума и др. Предлагаемые средства снижения шума
должны быть подтверждены расчетом их акустической эффективности.
Например, выполняют расчет акустической эффективности выбранного
типа глушителя, экрана, звукоизолирующего кожуха и т.п.
При выборе строительно-акустических мероприятий по снижению
шума на стадии проектирования, как правило, решают два вида задач.
В первом случае уменьшают излучение шума в изолируемое помещение,
во втором - снижают в помещении уровень шума, создаваемого собст-
венными источниками (технологическим оборудованием, санитарно-тех-
ническими установками и др.).
При проектировании генеральных планов промышленных предприя-
тий предусматривают меры по уменьшению шума от промышленного
оборудования, передаваемого в окружающую среду.
Снижение шума в производственных помещениях является сложной
задачей. При назначении того или иного метода снижения шума учиты-
вают конкретные условия производства: архитектурно-планировочное ре-
шение цеха или помещения, его геометрические размеры, расположение
источников шума относительно друг друга, характер шума, особенности
его распространения и др. При этом необходимо учитывать и технико-
экономические факторы.
Для снижения шума, излучаемого в изолируемое помещение, исполь-
зуют такие архитектурно-строительные мероприятия, как повышение
звукоизоляции перекрытий, стен, перегородок, дверей и окон. Применя-
ют также различные звукопоглощающие облицовки, "плавающие” полы,
виброизоляцию агрегатов, вибродемпфирование поверхностей трубопро-
водов и другие мероприятия.
Для уменьшения шума в помещении с собственными источниками
проектируют изоляцию рабочих мест от наиболее шумного оборудования.
Для этого оборудование размешают по возможности в боксах, предусмат-
ривают над ним звукоизолирующие кожухи, а на пути распространения
звуковых волн размещают акустические экраны, выгородки и звукопо-
глощающие облицовки. При разработке планировочных решений зданий
следует отделять малошумные помещения от помещений с интенсивны-
ми источниками шума. Например, не допускается размешать конструк-
75
торские бюро, лаборатории, вычислительные центры и подобные им по-
мещения в непосредственной близости от испытательных боксов двигате-
лей, газотурбинных установок и т.п.
Звукоизоляция в промышленных зданиях. Звукоизоляцию как средство
снижения шума предусматривают в промышленных зданиях при проек-
тировании ограждающих конструкций (стен, перегородок и перекрытий),
а также при разработке кабин наблюдения и дистанционного управления,
звукоизолирующих кожухов и других устройств.
Конструирование ограждающих конструкций с учетом требований
звукоизоляции производят на основании расчета частотных характерис-
тик требуемой звукоизоляции. В целях облегчения подбора ограждающих
конструкций следует пользоваться классификацией элементов по катего-
риям звукоизоляции, приведенной в СНиП.
В помещениях со звукоизоляцией 1 категории требуемый уровень ее
могут обеспечить глухие кирпичные стены толщиной 125 мм (0,5 кирпи-
ча), а при наличии дверей и окон общей площадью до 10% - толщиной в
1 кирпич. Требуемую изоляцию могут обеспечить и железобетонные сте-
ны толщиной 100 мм.
В помещениях II категории требуемую звукоизоляцию можно обеспе-
чить глухими кирпичными стенами толщиной 250 мм, глухими железобе-
тонными стенами толщиной 200 мм и кирпичными стенами толщиной
380 мм (1,5 кирпича) - при наличии окон и дверей.
В помещениях III категории толщина глухих кирпичных стен должна
быть 380 мм, а стен с дверными и оконными проемами - 400 мм при же-
лезобетонных конструкциях и 510 (2 кирпича) - при кирпичных.
В помещениях IV категории глухие кирпичные стены предусмат-
ривают толщиной 625 мм (2,5 кирпича). При наличии дверей и окон (до
10% площади всей поверхности стены) требуемую звукоизоляцию обес-
печит двойная кирпичная стена толщиной 380 и 510 мм с воздушным
зазором 150 мм на общем фундаменте.
Звукоизоляцию дверей можно повысить увеличением средней по-
верхностной плотности их полотен, плотной пригонкой полотна к двери
(допускается просвет не более 1 мм), а также устранением щели между
дверью и полом с помощью порога или фартука из прорезиненной ткани
или резины. На рис. Ill-1, а,б показаны конструкции облегченных и тя-
желых звукоизолирующих дверей и ворот. Облегченные конструкции,
как правило, рекомендуют для помещений I категории, а тяжелые - для
II категории звукоизоляции. Для помещений III и IV категорий применя-
ют более сложные, в основном двойные конструкции дверей и ворот.
Конструкции запоров дверей и ворот должны обеспечивать надежное
прижатие полотен к прокладкам. При размерах ворот более 3x3 м приме-
няют гидравлические системы открывания, закрывания и стопорения их.
76
Рис. Ш-1. Звукоизолирующие двери и окна:
о - дверь облегченного типа; в - то же. тяжелого типа; в - окно с повышенной звукоизо-
ляцией; 1 - лист из дюралюминия толщиной 2мм; 2 - плиты минсраловатные полужесткие
толщиной 50мм; 3 - лист из дюралюминия толщиной Змм; 4 - прокладки из мягкой рези-
ны; 5 - перфорированный лист из стали толщиной 1,2мм; 6 - минераловатная плита
толщиной 80мм; 7 - асбестовый лист толщиной 10мм; 8,9 - стальной лист толщиной 5мм;
10 - прокладки из мягкой резины; 11 - стекло силикатное толщиной 60мм; 12 - стекло
органическое толщиной 18мм; 13- резиновые прокладки
77
Звукоизоляция окон зависит главным образом от поверхностной
плотности стекла и прижатия притворов. Поэтому разбивка окон на
большие и малые секции переплетами практически не оказывает влияния
на их звукоизоляцию.
При действии шума низко- и среднечастотного характера звукоизо-
ляция окон улучшается устройством воздушных прослоек между перепле-
тами. Поэтому окна с двойными переплетами обладают более высокой
звукоизоляцией по сравнению с окнами со спаренными переплетами
(на 4-5 дБ). С увеличением толщины воздушного промежутка (до 100—
150 мм) звукоизоляция окна возрастает.
Звукоизоляционные качества окон значительно улучшаются с по-
мощью упругих прокладок, надежных притворов, качественной замазки,
в которую обычно втапливается стекло. В открывающихся окнах наруж-
ные и внутренние форточки целесообразно устраивать в разных секциях
окна, что уменьшает уровень проникновения шума в помещение.
Если звукоизоляцию невозможно повысить обычным двойным ок-
ном, предусматривают окна специальной конструкции с применением
органического стекла толщиной 20-40 мм с воздушным зазором между
стеклами не менее 100 мм. Размер окон выбирают в этом случае исходя
из размеров листа органического стекла. Края стекла плотно заделывают
в металлическое обрамление окна через прокладки из резины средней
твердости.
На рис. Ш-1, в показана конструкция специального окна для поме-
щений, стены которых должны иметь И категорию звукоизоляции и
выше. Окно имеет две закладные рамы, устанавливаемые в проеме стены.
К рамам болтами крепят два стекла в специальном металлическом обрам-
лении. Одно стекло толщиной 15-20 мм служит защитным для всего
стеклоблока и одновременно улучшает звукоизоляцию. Стеклоблок сос-
тоит из 6-8 слоев стекла; толщина каждого слоя - 10 мм. Зазор между
стеклами и обрамлением заполняют цементным раствором. Размеры све-
тового проема 640 х 1040 мм.
В стенах и перекрытиях промышленных зданий для пропуска техно-
логических коммуникаций (вентиляционных коробов, труб отопления,
водопровода и др.) предусматривают соответствующие отверстия. Для
обеспечения требуемой звукоизоляции эти отверстия должны быть на-
дежно изолированы.
Для пропуска труб через стены и перекрытия (рис. Ш-2, а) преду-
сматривают гильзы, причем пространство между трубой и гильзой запол-
няют минеральной ватой или другим изоляционным материалом.
В местах прохода технологических коммуникаций (рис. Ш-2, б) дела-
ют проем, который должен быть в 1,5-2 раза больше пропускаемого эле-
мента. Проем обрамляют листовой сталью и к нему на винтах или
78
шпильках присоединяют разрезные фланцы. Образовавшуюся полость за-
полняют изоляционным материалом. Такое соединение обеспечивает на-
дежную звукоизоляцию и хорошо компенсирует осевые передвижения
труб при изменениях температуры.
Рис. Ш-2. Звукоизоляция мест прохода коммуникаций через ограждения:
а - пропуск санитарно-технического стояка через перекрытие; б - проход техно-
логических коммуникаций через ограждения; в - звукоизоляция тяги весоизме-
рительного устройства; 1 - стояк; 2 - гильза; 3-5 - изоляционный материал; б -
пол; 7- плита пола; 8- несущая плита; 9- раствор; 10- стена или перекрытие;
11 - разрезной фланец; 12 - элемент коммуникации; 13 - эластичная или элек-
троизолирующая прокладка; 14 - обрамление проема; 15 - минеральная вата или
пакля, пропитанная слабым раствором; 16-короб; 17- звукопоглотитель; 18-
перфорированная оболочка; 19- изолируемая тяга или вал
При часто заменяемых коммуникациях (проводов, манометрических
трубок и др.), чтобы не прибегать к разборке конструкций, в проемы
стен и перекрытий (рис. Ш-2, в) жестко устанавливают металлические
короба. Внутрь короба укладывают звукопоглощающий материал, покры-
тый перфорированным листом. Расстояние между листами, зависящее от
количества проходящих коммуникаций, составляет обычно 600-1000 мм.
Щель с торцов закрывают двумя крышками, которые во время монтажа
можно откидывать. Крышки изготавливают из металлического листа тол-
щиной 6-8 мм и заполняют звукопоглотителем. Между стеной и крыш-
кой помещают прокладки из губчатой резины.
Если требуется исключить контакт пропускаемого элемента с конст-
рукциями стены (звукоизоляция тяг весоизмерительных систем и враща-
ющихся деталей), предусматривают устройство по типу небольшого глу-
шителя (рис. Ш-2, в). Внешнюю оболочку глушителя жестко заделывают
в ограждение, внутренняя же перфорированная оболочка образует канал,
диаметр которого на 5-6 мм больше диаметра изолируемой тяги. Эффек-
тивность глушения зависит от длины устройства и толщины слоя звуко-
поглотителя, укладываемого в канал. Длина глушителя составляет 500-
600 мм, толщина слоя звукопоглотителя - не менее 100 мм.
Для повышения звукоизоляции междуэтажных перекрытий без увели-
чения их поверхностной плотности применяют раздельные конструкции
79
со сплошным воздушным промежутком, устраивают перекрытия с под-
весными потолками и применяют другие методы, известные из конструк-
тивных решений гражданских зданий.
Для зашиты от шума обслуживающего персонала на производствен-
ных участках с шумными технологическими процессами устраивают ка-
бины наблюдения и дистанционного управления. Конструкции кабины
(стены, окна, двери и др.) должны обеспечивать требуемую звукоизоля-
цию. Кабины выполняют из легких материалов, хорошо герметизируют
и, как правило, с внутренней стороны обрабатывают звукопоглощающи-
ми материалами (рис. Ш-3).
Рис. Ш-3. Звукоизолирующие кабины:
/- вентиляционный глушитель; 2- вытяжной вентилятор; 3- лист из стали или
алюминиевого сплава; 4 - резиновая прокладка; 5 - оргстекло; 6 - оболочка из
перфорированного авиапола; 7- звукопоглощающий материал
Простым и дешевым способом снижения шума наиболее шумных
агрегатов следует считать устройство над ними звукоизолирующих кожу-
хов. Применение их позволяет снизить шум на рабочих местах практи-
чески на любую требуемую величину. Кожухи могут быть съемными или
разборными, иметь смотровые окна, проемы для ввода различных комму-
никаций и т.п.
80
На рис. Ill -4 показан кожух на машину, для работы которой необхо-
димо обеспечить циркуляцию воздуха. Кожух выполнен из стали и с вну-
тренней стороны облицован звукопоглощающим материалом толщиной
10-50 мм.
Рис. II1-4. Звукоизолирующий кожух:
1,2- глушители в отверстиях для циркуляции воздуха; 3 - глушитель в отверстии
для привода; 4 - звукопоглощающая облицовка; 5 - резиновая прокладка; 6 -
перфорированный лист или сетка; 7 - металлический лист
В кожухе предусмотрены каналы для прохода воздуха в форме щеле-
вых глушителей прямоугольного сечения, облицованных с двух сторон
звукопоглощающим материалом. В месте выброса воздуха каналы имеют
форму узких концентрических колец, образованных звукопоглощающим
элементом.
Описанная конструкция кожуха не является единственно возможной.
Звукоизоляция машин стенами кожухов зависит от поверхностной плот-
ности, жесткости, формы стенки (плоская или цилиндрическая) и ее раз-
меров. Для изготовления кожухов можно использовать дюралюминий,
фанеру и др. Звукоизоляцию увеличивают нанесением на внутреннюю
поверхность стенок слоя звукопоглощающего материала. В качестве зву-
копоглотителя используют супертонкое стеклянное, а также базальтовое
волокно толщиной слоя 30-50 мм или полужесткие минеральные плиты
толщиной 50-80 мм и другие материалы.
Звукоизолирующие кожухи лучше всего устанавливать на полу на ре-
зиновых прокладках, не допуская соприкосновения элементов кожуха с
агрегатом. В случае возможной передачи на кожух вибрации его покры-
вают вибродемпфирующим материалом мастичного типа. Толщина по-
крытия должна быть в 2-3 раза больше толщины металлической стенки
кожуха.
Звукопоглощающие облицовки и акустические экраны. Для снижения
шума в производственных помещениях внутренние поверхности огражде-
81
ний облицовывают звукопоглощающим материалом или предусматрива-
ют специальные звукопоглощающие конструкции.
При попадании звуковых волн на звукопоглощающие материалы и
конструкции значительная часть звуковой энергии поглощается, что
уменьшает плотность звуковой энергии в помещении.
Рис. Ш-5. Схемы звукопоглощающих облицовок и штучного
звукопогл отителя:
а - с использованием плит из звукопоглощающего материала; б - с применением
перфорированного покрытия без воздушного зазора; в, г-то же с воздушным
зазором; д - штучный звукопоглотитель; 1 - стена или потолок; 2 - плита из
звукопоглощающего материала; 3 - перфорированное покрытие; 4 - защитная
оболочка; 5 - звукопоглощающий материал; 6 - воздушный промежуток
К звукопоглощающим конструкциям относят звукопоглощающие об-
лицовки, штучные поглотители, камерные глушители и др. (рис. Ш-5).
В производственных помещениях звукопоглощающие облицовки и
штучные звукопоглотители целесообразны при наличии большого числа
источников шума высокой интенсивности. Обязательным является при-
менение звукопоглощающих облицовок в цехах текстильной промышлен-
ности, искусственного волокна, в машиносчетных станциях и некоторых
других помещениях. В остальных случаях целесообразность акустической
обработки поверхностей определяют расчетом.
Акустическая эффективность звукопоглощающих облицовок в основ-
ном зависит от свойств их материалов, акустических характеристик поме-
щения, а также от способа размещения звукопоглощающей конструкции
относительно источников шума и других факторов.
Считается целесообразным производить акустическую обработку та-
ких помещений, в которых до ее применения средний коэффициент зву-
копоглощения в октавной полосе со среднегеометрической частотой
1000 Гц не превышает 0,25. Очень важно правильно выбрать место разме-
щения звукопоглотителя. Наиболее эффективно устройство звукопогло-
щающих облицовок на потолках в невысоких помещениях с большой
площадью и имеющих малое первоначальное звукопоглощение. В таких
случаях энергия звуковых волн, отраженных от пола и потолка, значи-
тельно ослабляется. Стены в невысоких помещениях почти не играют
82
роли в отражении звука и их можно не облицовывать. В высоких и вы-
тянутых помещениях, где ширина меньше высоты, наоборот, большой
эффект дает облицовка стен.
Плошадь облицовываемой поверхности для достижения наилучшего
эффекта снижения шума, как правило, должна составлять не менее 60%
обшей площади поверхностей помещения. Если площадь стен и потолка
не позволяют разместить такое количество звукопоглотителя, его разме-
щают в виде кулис, штучных поглотителей, облицовывают фермы, балки
и другие конструкции.
Звукопоглощающие материалы и конструкции характеризуются коэф-
фициентом звукопоглощения, который представляет собой отношение раз-
ности падающей и отраженной от поверхности звуковой энергии к пада-
ющей. Коэффициент звукопоглощения зависит от частоты падающего
звука. Материал для звукопоглощающих облицовок выбирают такой, что-
бы его частотные коэффициенты звукопоглощения по возможности были
идентичны по характеру усредненной частотной характеристике (спект-
ру) шума в рассматриваемом помещении.
Помимо акустических требований звукопоглощающие материалы
должны отвечать ряду других: огне- и влагостойкости, беспыльности, ги-
гиеничности и др.
Звукопоглощающие конструкции можно разделить на три группы:
1) облицовки из жестких однородных звукопоглощающих материалов без
перфорированного покрытия; 2) звукопоглощающие облицовки с перфо-
рированным покрытием; 3) штучные звукопоглотители.
В качестве звукопоглощающих материалов для неперфорированных
покрытий используют винипор, маты из супертонкого стекловолокна, ба-
зальтового волокна, плиты на основе минеральной ваты и др.
Звукопоглощающие облицовки с перфорированным покрытием при-
меняют наиболее часто. Изменяя диаметр и шаг перфорации, а также
толщину слоя звукопоглотителя и величину воздушного зазора между по-
верхностью ограждения и звукопоглощающей конструкцией, можно по-
лучить требуемую характеристику звукопоглощения. В качестве перфори-
рованного покрытия используют алюминиевые листы, стеклопластик,
гипсовые и металлические листы.
В звукопоглощающих конструкциях все волокнистые и сыпучие зву-
копоглощающие материалы применяют только с защитными оболочками.
Оболочки выполняют из различных тканей, которые не ухудшают звуко-
поглощающих свойств материалов (например, из павинола марки "Авиа-
нос", стеклоткани, металлической сетки).
Штучные звукопоглотители представляют собой объемные конструк- •
ции в виде призм, кубов, шаров и других фигур, подвешиваемые в поме-
щении. Выполняют их из перфорированных листов металла, фольги,
83
пластмасс, фанеры. С внутренней стороны их оклеивают тканью или за-
полняют звукопоглощающим материалом. Наилучшая акустическая эф-
фективность штучных звукопоглотителей достигается при размещении их
в непосредственной близости к источнику шума или в местах концен-
трации звуковой энергии.
На рис. III—5, а-г показаны схемы звукопоглощающих облицовок и
пример штучного звукопоглотителя.
В некоторых случаях звукопоглощающие конструкции размещают в
виде подвесных потолков. Подвесной потолок позволяет, кроме того,
скрыть технологические коммуникации (вентиляционные короба, трубо-
проводы и др.) и улучшить архитектурные качества интерьера.
Конструкции креплений подвесных потолков предусматривают съем-
ными и несъемными. Это зависит от особенностей акустического мате-
риала, его размеров и формы, а также от шага и высоты несущих конст-
рукций, к которым можно крепить подвески. Последние поддерживают
каркас подвесного потолка, расстояния между элементами которого зави-
сят от размеров опертых на них звукопоглощающих плит. Каркас подвес-
ного потолка выполняют из стальных и алюминиевых уголков, тавриков
и специальных профилей, а также из деревянных брусков. Для выравни-
вания плит подвесных потолков применяют различные регулировочные
устройства (винты, пластины, прорези и др.).
На рис. III-5, г показан вариант конструктивного решения подвес-
ного потолка. Конструкции подвесных потолков более подробно рас-
смотрены в гл. XVIII.
В современной зарубежной практике (США, Англия, Швеция и др.)
также распространены звукопоглощающие облицовки. В Германии и не-
которых других странах применяют минераловатные силановые плиты
размером 500x500 или 625x625 мм и толщиной 20 мм, а также звукопо-
глощающие металлические кассеты с заполнением силановыми матами.
Для поглощения звука низких и средних частот используют щелевые зву-
копоглотители, представляющие собой легкие металлические планки ши-
риной 50 мм с помещаемыми за ними силановыми плитами толщиной
30 мм и более. Для лучшего звукопоглощения в помещениях, имеющих
большую площадь, устраивают сотовые конструкции потолков. Соты из-
готавливают из силановых пластин или гипса. Пластины имеют длину от
480 до 1230 мм, высоту 200 мм и толщину 18 мм.
За рубежом вместо минераловатных матов применяют стекловолок-
нистые плиты и маты.
С помощью звукопоглощающих облицовок уровень звукового давле-
ния в требуемых областях частот снижается в среднем на 6-8 дБ. По-
скольку звукопоглощающие материалы и конструкции имеют высокую
84
стоимость, целесообразнее применять их в сочетании с другими средст-
вами снижения шума, в частности с акустическими экранами.
Акустические экраны устанавливают для защиты рабочих мест от шу-
ма обслуживаемых механизмов или соседних источников. Экраны служат
преградой на пути распространения прямого звука.
Изготавливают акустические экраны из сплошных твердых листов
или щитов (из металла, пластика и других плотных материалов). Сторо-
ну, обращенную к источнику, как правило, обрабатывают слоем звуко-
поглотителя толщиной 50-60 мм. Линейные размеры экрана должны в 2-
3 раза превосходить линейные размеры источников шума.
На рис. Ш-6 показаны некоторые типы акустических экранов. Сни-
жение уровня звукового давления за экраном зависит от размеров экрана
и координат расчетной точки. Наилучшая акустическая эффективность
экранов наблюдается на высоких и средних частотах, так как на низких
частотах звуковые волны огибают экраны за счет дифракции.
Рис. Ш-6. Формы акустических экранов:
а-тип “а”; 0-тип “б”; 1- источник шума; 2- экран; 3- расчетная точка (ра-
бочее место)
С помощью акустических экранов снижают шум на рабочих местах:
на средних частотах до 10 дБ, на высоких - до 15 дБ. В сочетании со
звукопоглощающими облицовками акустическая эффективность экранов
повышается.
Снижение шума вентиляционных и газодинамических установок.
В производственных и вспомогательных зданиях источниками повышен-
ного уровня шума часто являются вентиляционные, компрессорные и
другие установки.
При работе вентилятора шум может распространяться как в обслужи-
ваемое, так и в граничащие с ним помещения. В обслуживаемое помеще-
85
ние шум проникает по воздуховодам и через стенки, а также излучается
через приточные и вытяжные решетки.
Работающие вентиляторы издают аэродинамический и механический
шум. Аэродинамический шум возникает при движении воздушного пото-
ка в элементах вентиляционной установки: в воздуховодах, диафрагмах,
дросселях, шиберах, поворотах воздуховодов, решетках и т.п. Механиче-
ский шум порождается вследствие динамических нагрузок и из-за недос-
таточной виброизоляции вентиляторов. Аэродинамический шум является
обычно преобладающим.
В граничащие с вентиляционной установкой помещения шум переда-
ется через ограждающие и строительные конструкции. В этом случае
основными мерами снижения шума должны быть мероприятия планиро-
вочного и звукоизоляционного характера. К мероприятиям планировоч-
ного характера относят рациональное размещение вентиляционных уста-
новок в отдельных вентиляционных помещениях. Звукоизоляционными
мероприятиями являются устройства ограждающих конструкций венти-
ляционных камер с достаточной звукоизоляцией.
Для снижения воздушного шума, распространяемого по каналам,
применяют глушители активного и реактивного типов.
Глушитель активного типа представляет собой канал, облицованный
звукопоглощающим материалом (рис. Ш-7).
Тип конструкции глушителя выбирают с учетом размеров воздухово-
да, места установки глушителя, скорости потока воздуха и необходимой
величины снижения шума. На рис. Ш-7 показаны наиболее распростра-
ненные виды глушителей.
Трубчатые глушители (рис. Ш-7,л,д) представляют собой сборные
металлические секции круглого, квадратного или прямоугольного сече-
ния, облицованные по периметру звукопоглотителями. Глушители такого
типа устанавливают в вентиляционных системах для глушения шума на
всасывании и выхлопе воздуховодов компрессоров и газотурбинных уста-
новок небольшой производительности. В зависимости от размера вну-
треннего диаметра, длины конструкции глушителя и других параметров
трубчатые глушители на требуемых частотах могут снизить шум до 25-
30 дБ.
Пластинчатые (щитовые) глушители (рис. Ш-7,в) состоят из набора
пластин (щитов), расположенных в канале параллельно друг другу. Плас-
тины или щиты выполняют из звукопоглощающих материалов. Акусти-
ческая эффективность пластинчатых глушителей зависит от толщины
щитов, шага щитов, площади свободного сечения и длины щитов. Плас-
тины монтируют на деревянных или металлических каркасах с наполни-
телем из супертонкого стеклянного или базальтового волокна, минерало-
ватных плит и отходов капронового волокна.
86
Рис. IП-7. Схемы глушителей:
а - трубчатый глушитель круглого сечения; б - то же, квадратного; в - пластин-
чатый глушитель; г - глушитель с пространственным цилиндрическим звукопог-
лотителем; д - камерный глушитель; 1 - звукопоглощающий материал; 2 - сетка
или перфорированная оболочка
Применяют пластинчатые глушители на всасывании и выхлопе газо-
динамических установок и в вентиляционных системах. С помощью
глушителей снижают уровни звукового давления до 20-25 дБ.
Глушители шума с пространственными цилиндрическими звукопо-
глотителями (рис. III—7, г) имеют вертикальные или горизонтальные, ме-
таллические или бетонные каналы, состоящие из отдельных секций. В
каждой секции равномерно подвешены в несколько ярусов звукопогло-
щающие цилиндры. Наружную поверхность цилиндра выполняют из
нержавеющей стали при сыпучем наполнителе или из перфорированного
стального листа при волокнистом наполнителе. Цилиндры размещают по
сечению равномерно, избегая излишних зазоров вблизи стенок глушите-
ля. Устанавливают такие глушители у мест выхлопа газодинамических
установок, а также в шахтах всасывания и подсоса боксов для испытания
турбореактивных двигателей. Акустическая эффективность цилиндриче-
87
ских звукопоглотителей определяется их длиной, относительной пло-
щадью свободного сечения, скоростью потока воздуха и исходным об-
щим уровнем звуковой мощности. При расположении цилиндрических
звукопоглотителей в вертикальных шахтах можно снизить уровень звуко-
вого давления на частотах 500-8000 Гц до 25-30 дБ.
Глушители реактивного типа представляют собой камеры расшире-
ния и сужения, как правило, облицованные с внутренней стороны звуко-
поглощающими материалами. Камеры оборудуют перегородками, экрана-
ми и другими конструктивными элементами; с внутренним объемом воз-
духовода они сообщаются с помощью щелей.
На рис. Ш-7, д показан реактивный глушитель камерного типа. Он
представляет собой ряд последовательно расположенных камер, соеди-
ненных отверстиями малого размера. Акустическая эффективность ка-
мерного глушителя зависит от количества камер, их звукопоглощения,
площади живого сечения выходного отверстия отдельной камеры (“вход"
и "выход" из камеры определяют по направлению распространения зву-
ка). Механический шум в вентиляционных, газотурбинных и других уста-
новках, как правило, возникает вследствие динамического характера ра-
боты механизмов (вибрации редукторов, дебаланса вращающихся деталей
и т.п.). Поэтому в целях снижения механического шума следует в первую
очередь устранить причины образования вибраций.
Снижение уровня вибраций. Источниками вибраций в производствен-
ных цехах в основном является технологическое оборудование, созда-
ющее динамические нагрузки. Возникающие при этом вибрации распро-
страняются на значительное расстояние по строительным конструкциям
и грунту, что в конечном счете снижает срок службы конструкций и
зданий.
При выполнении некоторых технологических операций (работа с ви-
браторами, отбойными молотками, шлифование и др.) вибрации переда-
ются непосредственно на тело рабочих. На них также могут передаваться
вибрации через строительные и другие конструкции (пол, рабочие пло-
щадки), что представляет большую опасность для здоровья работающих.
В результате продолжительного воздействия вибраций на человека могут
возникнуть сердечно-сосудистые и другие профессиональные заболева-
ния. Поэтому воздействие вибраций на человека необходимо всеми мера-
ми ограничивать.
Уровни вибраций, как и шума, нормируют. Нормируемыми парамет-
рами вибраций являются среднеквадратичные значения колебательной
скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещений, воз-
буждаемые работой оборудования и передаваемые на рабочие места
(сиденья, пол, рабочая площадка и т.п.).
88
Основными методами снижения вибраций являются виброизоляция,
вибропоглощение и виброгашение.
Виброизоляция заключается в установке сотрясающегося
оборудования на виброизоляторы. Виброизоляторы ослабляют вибрации
от машины на несущую конструкцию. В качестве виброизоляторов ис-
пользуют прокладки из упругих материалов, пружинные, резинометалли-
ческие и другие амортизаторы.
Выбор типа, параметров и количества виброизоляторов производят на
основании расчета. Исходными данными для расчета виброизоляторов
являются масса машины, ее режим работы, координаты центра тяжести
машины, величина возмущающей силы и требования к виброизоляции.
Прокладки из упругих материалов (резины, пробки и др.) применяют
для устранения передачи высокочастотных вибраций. Недостаток резино-
вых виброизоляторов - их небольшая долговечность, обычно не превы-
шающая пятнадцати лет.
Стальные виброизоляторы эф-
фективно снижают вибрации низ-
ких частот. Они долговечнее и на-
дежнее резиновых. Стальные виб-
роизоляторы выполняют, как пра-
вило, пружинного типа. Для улуч-
шения изоляции колебаний на
высоких частотах под пружины ре-
комендуется подкладывать тонкие
резиновые или асбестовые про-
кладки. Больше других применяют
сварные резинометаллические виб-
роизоляторы, в которых резиновые
элементы присоединены к метал-
лическим крепежным деталям в
процессе вулканизации резины. На
Рис. III—8. Виброизолятор АКСС:
/ - наружная скоба с отверстием для
крепления к фундаменту; 2- нижняя
планка; 3- резиновый массив; 4-
внутренняя втулка с резьбовым от-
верстием для крепления к раме или
лапе механизма
рис. Ш-8 показан виброизолятор типа АКСС, широко применяемый в
промышленном строительстве. Частота собственных вертикальных коле-
баний при номинальной нагрузке у таких виброизоляторов составляет
10-15 Гц, а статическая деформация 1-1,5 мм. Виброизоляторы выпуска-
ют различных типоразмеров под номинальную нагрузку от 25 до 400 кгс.
Способом вибропоглощения снижают шум, издавае-
мый тонкостенными металлическими конструкциями машин, огражде-
ний кожухов, воздуховодов. Этим способом снижают также вибрации,
распространяющиеся по самим конструкциям. Для этого наносят на по-
верхности тонкостенных конструкций вибропоглошающие (вибродемп-
фирующие) покрытия из материалов с большим внутренним трением,
89
что позволяет увеличить потери колебательной энергии в системе за счет
перехода ее в тепловую.
Для вибропоглощения применяют в основном два вида покрытий:
жесткие и мягкие. Жесткие покрытия из твердых пластмасс и мастик
наиболее эффективны в области низких и средних частот. Мягкие по-
крытия (резина, пластмассы) применяют для вибропоглощения на высо-
ких частотах.
В качестве вибропоглощающих покрытий используют также листовые
материалы: асбокартон, фетр, пропитанный битумом, резину, которую
крепят к конструкциям клеем (88 или К-50).
Толщина демпфирующего покрытия должна быть в 2-3 раза больше
толщины покрываемой конструкции. Способом вибродемпфирования
можно снизить уровни звукового давления на величину до 6-8 дБ.
Виброгашение заключается в ослаблении механических колебаний
путем введения в колебательную систему дополнительных жесткостей и
масс. Вместо массы можно предусматривать дополнительную колебатель-
ную систему, которая ослабляет колебания основной системы. В отечест-
венной и зарубежной практике применяют низкочастотные виброгаси-
тели. Так, резинометаллические виброгасители значительно уменьшают
шум при резке, рубке и клепке металлических листов.
Глава IV. УНИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЗДАНИЙ И ИХ КОНСТРУКЦИЙ
Цель и этапы унификации в промышленном строительстве. Унифи-
кация предусматривает приведение к единообразию и взаимосочетанию
размеров объемно-планировочных компонентов зданий и их конструк-
ций с целью уменьшения объемно-планировочных параметров и количе-
ства типоразмеров элементов (по форме и конструкции). Существенно
ограничивая количество типоразмеров конструкций и деталей, система
унификации служит надежной предпосылкой экономической рентабель-
ности их заводского производства.
Для унификации производят отбор таких зданий, объемно-планиро-
вочные схемы и конструктивные решения которых обеспечивают в наи-
большей мере функциональные, технические, архитектурно-художествен-
ные и экономические требования. Система унификации положена в
основу типизации конструкций, т.е. направления, позволяющего на базе
отобранных или специально разработанных типов создавать оптимальные
объемно-планировочные и конструктивные решения как образцы для
многократного повторения в строительстве. Основой при этом является
использование прогрессивных норм, унифицированных параметров и
индустриальных конструкций ограниченной номенклатуры.
90
Унифицированные объемно-планировочные и конструктивные реше-
ния зданий не является чем-то застывшим. Их совершенствуют с учетом
прогрессивных норм и методов производства, развития строительных
конструкций и технологии строительного производства, изменения норм
проектирования, архитектурно-художественных и экономических требо-
ваний и т.п.
Развитие унификации происходило поэтапно. На начальном этапе
производился отбор и взаимоувязка линейных параметров зданий (про-
лег, шаг колонн, высота, нагрузка на конструкции). На этой стадии для
многих отраслей промышленности были разработаны габаритные
схемы зданий. В таблице IV-1 приведены наиболее часто используе-
мые габаритные схемы одноэтажных зданиях, а в таблице IV-2 - сочета-
ния размеров высот, грузоподъемности кранов и отметок головок под-
крановых рельсов.
Переход на использование унифицированных габаритных схем позво-
лял значительно сократить число типоразмеров конструкций и деталей,
повысить серийность и снизить стоимость их производства, однако их
множество еще не исключалось. Поэтому в дальнейшем был осуществлен
поиск путей перехода на пространственную и объемную унификацию
зданий. В результате этой работы были разработаны унифициро-
ванные типовые секции (УТС). УТС представляет собой
объемный элемент здания, ограниченный несколькими пролетами по
ширине, с постоянной высотой и длиной, как правило, принимаемой
равной допустимому расстоянию между поперечными температурными
швами. Так, например, для ряда предприятий машиностроительной про-
мышленности были получены секции с размерами в плане 144 х 72 м,
высотой пролетов 10,8 м и с использованием мостовых кранов грузо-
подъемностью 10 и 20 т. Для ряда отраслей производства (заводы по про-
изводству сборного железобетона, здания ТЭЦ и др.), где использование
крупноразмерных УТС не оправдано, были разработаны унифици-
рованные типовые пролеты (УТП).
Использование УТС и УТП позволяло значительно упростить про-
цесс проектирования зданий, сократить число типоразмеров конструкций
и деталей и самих видов зданий, осуществлять изготовление основных
сборных элементов по единому каталогу. Вместе с тем, использование
УТС и УТП связано с повышением затрат из-за несовпадения унифи-
цированных параметров с требованиями технологии того или иного про-
изводства. Дальнейшее совершенствование унификации промышленных
зданий было направлено на переход кмежвидовой унифика-
ции. Межвидовая унификация предполагает объемно-планировочные и
конструктивные решения, единые для производственных, общественных
и сельскохозяйственных зданий.
91
Таблица IV-1
Наиболее используемые габаритные схемы
одноэтажных производственных зданий
Здания	Высота здания от уровня пола до низа несущих конструкций покрытия,м	Шаг колонн, м	Пролеты для зданий, м																			
			с опорными мостовыми кранами									с подвесными кранами и без кранов										
			12	15	18	21	24	27	30	33	36	6	9	12	15	18	21	24	27	30	33	36
	2,4	3 и 6										+	+	+	+	+						
	2,7; 3,0; 3,3; 3,6; 4,2	3 и 6					—					+	+	+	+	+	+			—		
Одно-	4,8; 5,4; 6,0	6					—					+	+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
и		12							—							+	+	+	+	+	+	+
много-	6,6; 7,2	6											+	+	+	+	+	+	+	+	+	+
пролет-		12							—							+	+	+	+	+	+	+
ные	8,4; 9,0; 9,6	6	+	+	+	+	+			—				+	+	+	+	+	+	+	+	+
	10,2; 10,8	12	—	+	+	+	+	+	+	+	+	—	—	—	+	+	+	+	+	+	+	+
Много- пролст-	11,4; 12,0; 12,6; 13,2; 13,8; 14,4	би 12	—	—	—	+	+	+	+	+	+	—	—	—	+	+	+	+	+	+	+	+
ные	15,0; 15,6; 16,2; 16,8; 17,4; 18,0	би 12	—	—	—	+	+	+	+	+	+			—			+	+	+	+	+	+
Примечание. Для сборного строительства допускается использование градаций: для размеров пролетов и
шага 1500 мм - в пределах до 18 м и 3000 мм - свыше 18 м; для размеров высот - 3000 мм.
Таблица IV-2
Номинальная отметка головки подкранового рельса
Высота от пола до низа несу- щих конст- рукций по- крытия, м	Грузоподъемность крана, т	Отметка головки подкра- нового рельса, м	Высота от пола до низа несу- щих конст- рукций по- крытия, м	Грузоподъемность крана, т	Отметка головки подкра- нового рельса, м	Высота от пола до низа несу- щих конст- рукций по- крытия, м	Грузоподъем- ность крана, т	Отметка головки подкра- нового рельса, м
8,4	5,0	6,20	12,0	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	9,75	15,0	12,5 (т); 20,0	12,25
	8,0			12,5 (т); 20,0	9,25		32,0	11,85
	12,5 (л, с)			32,0	8,85		50,0	11,50
9,0	5,0; 8,0	6,80		50,0	8,50	15.6	12,5 (т); 20,0	12,85
	12,5 (л, с)		12,6	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	10,35		32,0	12,45
	12,5 (т); 20,0	6,30		12,5 (т); 20,0	9,85		50,0	12,10
9,6	5,0; 8,0	7,40		32,0	9,45	16,2	12,5 (т); 20,0	13,45
	12,5 (л, с)			50,0	9,10		32,0	13,05
	12,5 (т); 20,0	6,90	13,2	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	10,95		50,0	12,70
10,2	5,0; 8,0	7,40		12,5 (т); 20,0	10,45	16,8	12,5 (т); 20,0	14,05
	12,5(л.с)	_			32,0	10,05		32,0	13,65
	12,5 (т); 20,0	7,45		50,0	9,70		50,0	13,30
	32,0	7,05	13,8	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	11,55	17,4	12,5 (т); 20,0	14,65
10,8	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	8,55		12,5 (т); 20,0	11,05		32,0	14,25
	12.5 (т); 20,0	8,05		32,0	10,65		50,0	13,90
	32,0	7,65		50,0	10,30	18,0	12,5 (т); 20,0	15,25
11.4	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	. 9,15 _	14,4	5,0; 8,0; 12,5 (л, с)	12,15		32,0	14,85
	12,5 (т); 20,0	8,65		12,5 (т); 20,0	11,65		50,6	14,50
	32,0	8,25		32,0	11,25			
	50,0	7,90		50,0	10,90			
Примечание.В скобках рядом с цифрами буквы означают л - легкий режим работы крана; с - средний; т - тя-
S желый.
В этом случае представляется возможность строительства зданий по
единому каталогу типовых стандартных конструкций и изделий со зна-
чительно меньшим числом типоразмеров, чем предусмотрено каталогом
для УТС и УТП.
Модульная система и параметры зданий. Унификация объемно-пла-
нировочных и конструктивных решений стала возможной на базе едино-
го подхода к правилам назначения основных параметров зданий, распо-
ложения разбивочных (координационных) осей и строгого соблюдения
правил привязки к ним несущих и ограждающих конструкций.
Назначение основных параметров зданий (пролет и высота) произво-
дят в соответствии с действующей единой модульной координацией раз-
меров в строительстве (ЕСМК) и ГОСТами. Развитие ЕСМК в нашей
стране происходило с различными тенденциями. Так, в 1950-1970 гг. пре-
обладала тенденция использования укрупненных модулей, что позволяло
сократить число типоразмеров зданий и конструкций. Однако, как уже
указывалось, это приводило к завышению объемов и площадей зданий. В
целях экономии материалов и энергоресурсов в последнее время стали
допускать разукрупнение модулей с соблюдением обязательной крат-
ности их, как и прежде, единому модулю (М = 100 мм).
В настоящее время, исходя из функциональных, экономических и
архитектурных требований, размеры модульных пролетов Дъ модульных
шагов Bq и модульных высот этажей Hq объемно-планировочных элемен-
тов зданий назначают кратными укрупненным модулям в соответствии с
таблицей IV-3.
Таблица IV-3
Размеры объемно-планировочных элементов зданий
и укрупненные модули
Предельные величины, мм	Укрупненный модуль	
	принимаемый	допускаемый
Модульные пролет Zq и шаг Bq. до 18 000	30 М	15 М
свыше 18 000	60 М	30 м
Модульная высота этажа Hq. до 3 600	ЗМ	
свыше 3 600	6М	ЗМ
Примечание. Указанные укрупненные модули не обязательны для зданий,
предназначенных для строительства на подрабатываемых территориях, в районах
с вечномерзлыми и просадочными от замачивания грунтами и в районах с сейс-
мичностью более 6 баллов.
94
В соответствии с установленной модульной координацией пролеты
зданий могут быть (м): 9; 10,5; 12; 13,5; 15; 16,5; 18; 21; 24; 27; 30 и тд.;
шаги колонн (м) - 6; 7,5; 9; 10,5; 12; 13,5; 15; 16,5 и 18; высоты этажей
(м) - 3; 3,3; 3,6; 3,9; 4,2; 4,5; 4,8 и т.д. через 0,3 м до 18 м включительно.
Допускается применение высоты этажей 2,8 м, кратной основному моду-
лю М = 100 мм.
Назначение параметров зданий за указанными пределами производят
исходя из комплексной необходимости обеспечения экономного и раци-
онального размещения технологического процесса, включая архитектур-
но-художественную сторону здания, но с обязательным подчинением
укрупненным модулям.
В многоэтажных зданиях выбор размеров пролета и шага колонн
(сетки колонн) производят с учетом нормативной полезной нагрузки
на 1 м2 перекрытия. Так, при нагрузке до 15 кН/м2 (1500 кг/м2) приме-
няют сетку колонн 9x6 м, а при нагрузках до 30 кН/м2 (3000 кг/м2) -6х
хб м. Применение более крупных сеток колонн увязывают как с ограни-
чением нагрузок на перекрытия, так и с количеством этажей. Например,
при использовании сетки колонн 12x6 м и при нагрузках до 10 кН/м2
(1000 кг/м2) количество этажей при сборных железобетонных каркасах не
должно превышать шести.
Укрупненные модули лежат в основе назначения номинальных раз-
меров конструктивных элементов зданий (стеновые блоки и панели, пли-
ты покрытий и перекрытий и др.) Оптимальные габариты сборных кон-
струкций выбирают с учетом грузоподъемности механизмов и транспорт-
ных средств, технологии монтажа и других факторов.
Привязка конструктивных элементов зданий к разбивочным осям.
Использование унифицированных объемно-планировочных и конструк-
тивных решений промышленных зданий требует соблюдения единых
правил привязки конструктивных элементов к разбивочным осям. Под
размером привязки понимают расстояние от разбивочной оси до грани
или геометрической оси сечения конструктивного элемента.
Единые правила привязки конструкций к разбивочным осям и един-
ство систем сопряжений их между собой обеспечивают взаимозаменяе-
мость конструкций и позволяют исключить или свести к минимуму чис-
ло доборных элементов.
В одноэтажных каркасных зданиях при привязке колонн крайних и
средних рядов, наружных продольных и торцевых стен, колонн в местах
устройства температурных швов, а также в местах перепада высот между
пролетами и примыкания взаимно перпендикулярных направлений про-
летов используют привязки "нулевая", "250" и ”500" ("600") мм.
"Нулевая" привязка должна быть преимущественной, так как при ней
исключается применение доборных ограждающих и несущих элементов в
95
местах устройства температурных швов, высотных перепадов и примы-
кания пролетов различного направления. Ее используют при всех вилах
материалов каркаса в бескрановых зданиях и в зданиях с подвесными и
опорными кранами, если высота от пола до низа несущих конструкций
не превышает 14,4 м, а грузоподъемность кранов - 32 т.
При "нулевой" привязке внешние грани колонн крайних продольных
рядов (рис. IV-1, а, 6) совмещают с разбивочными (координационными)
осями. При этом внутренняя поверхность продольных наружных стен и
положение разбивочной оси совпадают за исключением случаев приме-
нения крупноразмерных навесных (самонесущих) конструкций стен. В
этих случаях для удобства монтажа и расположения приборов крепления
предусматривают зазоры 30 мм между внешними гранями колонн и вну-
тренней поверхностью стен.
При привязке "250" и более (кратной 50 мм) внешние грани колонн
смещают наружу с разбивочной оси на 250 мм (рис. IV-1, в). Такая при-
вязка допускается в зданиях с мостовыми кранами грузоподъемностью
более 32 т, при высоте пролета более 14,4 м и шаге колонн 6 м, а также
в зданиях при шаге колонн 12 м и высоте пролетов более 12 м. В таких
зданиях использование привязки "250" и более вызвано увеличением
размеров сечения колонн и подколенников, а в ряде случаев необходи-
мостью устройства проходов для ремонта и обслуживания подкрановых
путей мостовых кранов.
В торцах зданий геометрические оси сечения основных колонн сред-
них и крайних рядов смещают с разбивочной оси внутрь на 500 мм, а
сама разбивочная ось совмещается с внутренней поверхностью торцевой
стены. В случае необходимости между поверхностью стены и разбивоч-
ной осью оставляется зазор 30 мм (рис. IV-1, г). Такое правило привязки
позволяет производить конструктивно оправданное размещение фахвер-
ковых колонн у торцевых стен и подстропильных и стропильных конст-
рукций покрытия без доборных элементов.
Поперечный температурный шов между парными колоннами в зда-
ниях с пролетами равной высоты устраивают с использованием привязки
колонн к одной или двум разбивочным осям (рис. IV-1, д, е). Привязки к
двум разбивочным осям применяют в зданиях со сборным железобетон-
ным каркасом и при расстоянии между поперечными температурными
швами более 144 м. В обоих случаях привязка предусматривает смещение
геометрических осей сечения колонн на 500 мм в обе стороны от разби-
вочных осей.
В настоящее время в связи с совершенствованием унификации реко-
мендуется переход на новые, более экономичные привязки. В частности,
вместо привязки “500” в случаях, рассмотренных на рис. IV-1, г-е, реко-
мендовано использование привязки “600”.
96
Рис. IV-1. Привязка элементов одноэтажных зданий к продольным и
поперечным разбивочным осям:
а,б - нулевая привязка колонн и наружных стен к продольным разбивочным
осям; в - то же, привязка "250*; г - привязка к поперечным разбивочным осям в
торцах зданий; д, е - то же, в местах поперечных температурных швов; ж-к -
привязка колонн и вставки между продольными осями в местах продольных
температурных швов в зданиях с пролетами одинаковой высоты
Продольный температурный шов между парными колоннами в зда-
ниях с пролетами равной высоты осуществляют, предусматривая две раз-
бивочные оси со вставкой между ними (рис. IV-1, ж-к). Размер вставки
зависит от способов привязок в примыкающих пролетах и может состав-
лять 500, 750 и 1000 мм.
Привязку колонн разновысоких пролетов осуществляют к двум про-
дольным разбивочным осям со вставкой между ними (рис. IV-2, а-в).
Привязка колонн к этим осям должна соответствовать правилам при-
вязок “0” или “250”. Размер вставки С (мм) должен быть кратным 50 мм
(но не менее 300 мм) и равняться сумме следующих размеров:
97
Рис. IV-2. Привязка элементов одноэтажных зданий к продольным
и поперечным разбивочным осям:
а-в - привязка колонн и вставки между разбивочными осями в местах перепада
высот параллельных пролетов; г,д - то же, при взаимно перпендикулярном при-
мыкании пролетов; е,ж- привязка несущих наружных стен
98
С = ”0”(“250”) X 1(2) + d + е + 50,
(1)
где d- толщина стены, мм; е - зазор между наружной гранью колонн по-
вышенного пролета и внутренней плоскостью стены, мм, обычно е =
= 30 мм; 50 мм - зазор между наружной плоскостью стены и гранью ко-
лонн пониженного пролета.
В местах примыкания взаимно перпендикулярных пролетов привязку
колонн осуществляют также к двум разбивочным осям со вставкой между
ними (рис. IV-2, г,д). Размер вставки С (мм) зависит от способа привяз-
ки в поперечном (более высоком) пролете ("О" или "250") и может быть
определен из выражения
С= 0(250) + е+ d+- 50.	(2)
Этот размер округляют до кратности 50 мм, и он не должен быть
менее 300 мм.
При наличии продольного температурного шва между пролетами,
примыкающими к перпендикулярному пролету, этот шов продлевают до
пролета, где он будет поперечным швом. При этом вставка между раз-
бивочными осями в продольном и поперечном швах должна иметь оди-
наковую величину (500, 750 или 1000 мм), а каждую из парных колонн по
линии поперечного шва смещают с ближайшей парной оси на 500 мм.
В зданиях с покрытиями из железобетонных оболочек внешние грани
колонн крайних рядов смещают с разбивочных осей наружу на 250 мм, а
внутренние плоскости наружных стен из панелей горизонтальной разрез-
ки располагают на 30 мм от грани этих колонн. Ширину вставки между
парными разбивочными осями в местах продольных и поперечных тем-
пературных швов принимают равной 1000 мм, а колонны, обращенные в
сторону швов, относят от разбивочных осей наружу на 250 мм.
Несущие наружные стены привязывают к продольным разбивочным
осям следующим образом. При опирании стропильных ферм (балок) или
прогонов на кирпичные стены толщиной 380 мм или мелкоблочные
стены 400 мм внутренние плоскости стен смещают внутрь с разбивочных
осей на 100 мм. Для опирания несущих конструкций предусматривают
пилястры, выступающие внутрь здания из плоскости стены не менее чем
на 130 мм (рис. IV-2, е). При большей толщине стен их привязки при-
нимают равной 200 мм, а надобность в пилястрах определяют из условия
обеспечения устойчивости стен (рис. IV-2, ж).
При опирании плит покрытия непосредственно на наружные стены
внутренние плоскости их смещают с разбивочных осей внутрь здания на
130 или 150 мм при соответственно кирпичных или мелкоблочных сте-
нах. Так же производят привязку к поперечным разбивочным осям не-
сущих торцовых стен при опирании на них плит покрытия.
99
Рис. IV-3. Привязка колонн и наружных
стен многоэтажных зданий к продольным
и поперечным разбивочным осям
и в местах температурных швов:
а - в зданиях с нормативными нагрузками
на перекрытия 5... 10 кН/м2; б-то же, с
нагрузками 10...25 кН/м2; I - торцовая сте-
на; 2 -продольная стена
Геометрические оси вну-
тренних стен совмещают с
разбивочными.
В многоэтажных зданиях
с балочными перекрытиями
размер привязки колонн
крайних рядов к продольным
разбивочным осям зависит от
нормативных нагрузок на по-
крытия. Так, в зданиях с на-
грузками на них 5-10 кН/м2
(500-1000 кг/м2) внешнюю
грань колонн смещают с раз-
бивочной оси наружу на
200 мм, а между внутренней
плоскостью стены и гранями
колонн предусматривают за-
зор 30 мм (рис. IV-3, а).
В зданиях с нагрузками
на перекрытия 10-25 кН/м2
внешние грани колонн сов-
мещают с разбивочной осью
и оставляют зазор в 30 мм
между колоннами и стеной
(рис. IV-3, б).
В торцах многоэтажных
зданий внешние грани ко-
лонн относят от крайних по-
перечных разбивочных осей
на 200 мм (рис. 1V-3, а) или
геометрические оси сечения крайних колонн смещают с разбивочных
осей внутрь на 500 мм (рис. IV-3, б). В первом случае между внутренней
плоскостью торцовой стены и внешней гранью колонн оставляют зазор
30 мм, а во втором такой зазор предусматривают между стеной и разби-
вочной осью.
Поперечные температурные швы устраивают на двух рядах колонн со
вставкой между ними размером 1000 мм или без нее. В первом случае
геометрические оси сечения парных колонн совмещают с разбивочными
осями (рис. IV-3, а), во втором - температурный шов совмещают с оди-
нарной разбивочной осью и каждую из парных колонн смещают с раз-
бивочной оси на 500 мм (рис. IV-3, б).
100
В многоэтажных и двухэтажных зданиях с укрупненными пролетами
верхнего этажа привязку крайних колонн и наружных стен к продольным
и поперечным разбивочным осям производят так же, как в одноэтажных
зданиях.
Колонны средних продольных и поперечных рядов многоэтажных
зданий различных конструктивных решений привязывают так, чтобы гео-
метрические оси сечения колонн совпадали с разбивочными осями.
Рис. FV-4. Температурные швы в пристройках, продолжающие швы
одноэтажной части здания:
1-поперечный шов со вставкой в многоэтажной пристройке; 2-поперечный
шов без вставки; 3- продольный шов со вставкой в одноэтажной части здания;
4- одноэтажная часть здания; 5 - многоэтажная пристройка
101
Геометрические оси сечения крайних и средних колонн в зданиях с
безбалочными перекрытиями совмещают с разбивочными осями, а на-
ружные стены и температурные швы привязывают согласно указаниям по
применению этих конструкций.
В месте примыкания к одноэтажному зданию многоэтажного не до-
пускается смещать разбивочные оси, перпендикулярные к линии при-
стройки и общие для обеих частей сблокированного здания. При этом
вставку между разбивочными осями по линии поперечных температур-
ных швов многоэтажного здания предусматривают тогда, когда нельзя
смешать оси в обеих частях здания (рис. IV-4).
Размер вставки между параллельными крайними разбивочными ося-
ми по линии примыкания многоэтажного объема к одноэтажному при-
нимают таким, чтобы в этом месте можно было использовать по возмож-
ности типовые стеновые панели (рядовые или доборные).
Глава V. ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Производственно-технологическая схема как основа объемно-плани-
ровочного решения здания. Объемно-планировочное решение любого
промышленного здания зависит от характера технологического процесса,
располагаемого внутри здания.
Технологический процесс в свою очередь предопределяется про-
изводственно-технологической схемой, в которой установлена опреде-
ленная последовательность операций по выработке продукции или
полуфабриката, намечены технологическое оборудование и характер его
расстановки, вид и грузоподъемность внутрицехового транспорта, номен-
клатура, размеры и последовательность расположения помещений, вну-
тренний температурно-влажностный режим и т.п. Технологическая схема
предусматривает также места поступления сырья и вспомогательных
материалов, выхода готовой продукции или полуфабриката, удаления
отходов производства, места ввода инженерных сетей (рис. V-1).
При автоматизированном конвейерном производстве технологическая
схема предусматривает размещение автоматических линий с указанием
пунктов различных операций по обработке и сборке изделий. Кроме
того, технологическая схема, определяя характер и массу рабочего обо-
рудования и продукции, является решающим фактором при выборе
этажности и здания.
Для обеспечения рациональной планировки цехов необходимо знать
габариты технологического оборудования и готовых изделий, характер
расположения рабочих мест, ширину проходов и проездов, а также схему
расстановки производственного оборудования.
102
Рис. V-1. Принципиальная технологическая схема цеха электромоторов:
/_ пути доставки материалов и литья; 2- склады; 3 - участок изготовления кор-
пусов роторов; 4 - участок штамповки; 5 - линия изготовления валов; 6 - то же,
роторов; 7-зона обработки подшипников; 8-линия изготовления кожухов и
пакетов статоров; 9- то же, обмоточных лент; 10- участок обмоточных автома-
тов; //-участок обмотки статоров; 12-отделение их сушки и пропитки; 13-
линия сборки и испытаний; 14 - склад моторов; 15 - вывоз продукции
В комплекс вопросов планировки здания входит обеспечение хоро-
ших его эксплуатационных качеств, что в значительной степени зависит
от размещения отдельных производственных участков. Так, отделения с
мокрыми процессами необходимо размещать в средней части здания (во
избежание образования на стенах конденсата). Там же следует помещать
отделения со строго заданным температурно-влажностным режимом.
Участки с горячими процессами располагают около наружных стен для
улучшения вентиляции.
Виды планировок и блокирование цехов. Классификация отраслей
промышленности включает около 150 наименований, а разновидностей
предприятий и производств - несколько тысяч. Размещаемые в промыш-
ленных зданиях технологическое оборудование и установки весьма раз-
нообразны как по геометрическим размерам, так и по условиям эксплуа-
тации. В силу этих обстоятельств диапазон различий в видах и типах
промышленных зданий, в первую очередь по конфигурации и размерам
планировок, очень широк.
Все виды планировок можно разделить на два основных типа: раз-
дельные и сплошные.
Раздельные планировки присуши предприятиям незначительной
мощности, когда его составляющие производства размещают в неболь-
ших отдельно стоящих зданиях с пролетами ограниченных размеров.
Предприятия с раздельным размещением производств имеют следу-
ющие недостатки: большую площадь застройки, что увеличивает протя-
женность инженерных и транспортных сетей и объем работ по благо-
103
устройству территории; отсутствие возможности организации поточного
производства и необходимость в межцеховом транспорте.
Современная практика показывает, что производства с однотипными,
а иногда и различными технологическими процессами (если это не про-
тиворечит санитарно-гигиеническим требованиям, пожаро- и взрывобез-
опасности) целесообразно блокировать в одном здании.
Для значительного числа производств в здании под одной крышей
можно расположить все основные, подсобные, вспомогательные и склад-
ские помещения. Сблокированные здания представляют собой многопро-
летные корпуса большой площади, имеющие сплошную планировку.
На рис. V-2 показаны возможные варианты размещения завода по
производству хлора и складской зоны промышленного узла в раздельных
и блокированных зданиях.
Рис. V-2. Примеры размещения производств в раздельных и
блокированных зданиях:
а - завода по производству хлора (вариант / - до блокирования и 2 - после бло-
кирования); <5-складской зоны на 12 складов (варианты до и после блокиро-
вания)
Сблокированные здания допускают многовариантную расстановку
технологического оборудования, позволяют уменьшить площадь завод-
ской территории на 30-40%, сократить периметр наружных стен до 50%,
снизить стоимость строительства на 10-15%, сократить длину коммуни-
каций и транспортных путей, снизить расходы на эксплуатацию зданий и
благоустройство территории.
104
Вместе с тем в чрезмерно укрупненных зданиях возникает ряд не-
удобств: удорожается устройство естественного освещения помещений,
затрудняется водоотвод с покрытий, усложняются пути передвижения
персонала и транспортировки грузов. Поэтому сблокированные корпуса
не следует проектировать более 30—35 тыс.м2.
Блокировать цехи особенно целесообразно в тех случаях, когда смеж-
ные производства не требуется разделять капитальными стенами и разни-
ца в их высоте не превышает 2 м (желательно приведение разных высот к
одной), если не требуется увеличивать площадь, обслуживаемую кранами
большей грузоподъемности по сравнению с отдельными зданиями, когда
не нужны дополнительные проезды, и, наконец, если не ухудшаются
условия технологии производства и труда рабочих.
При блокировании производств в здании сплошной застройки, как
правило, используют принципы зонирования. Зонирование предполагает
по возможности рациональную группировку в пределах объема производ-
ственного здания помещений, участков и зон в соответствии с опреде-
ленными признаками (технологические, уровни производственной вред-
ности, пожаро- и взрывоопасность, направленность транспортных и
людских потоков, перспективы расширения и переоснащения и т.п.).
Так, в пределах одноэтажного здания блокированного типа могут быть
выделены зоны подъезда автомобильного и железнодорожного транспор-
та, складов, подсобно-производственных помещений, вентиляционных и
энергетических систем, основных производств, административных и бы-
товых помещений и т.п.
Зонирование может осуществляться по горизонтали (в пределах эта-
жа) и по вертикали (в многоэтажных зданиях). Однако даже в одноэтаж-
ных зданиях может быть использовано горизонтальное и вертикальное
зонирование, так как все чаще инженерные коммуникации размещают
выше или ниже рабочей зоны в пределах межферменного пространства
или в подпольных каналах.
Промышленные здания должны иметь простую конфигурацию в пла-
не; следует избегать периметральных пристроек к корпусу, усложняющих
расширение и реконструкцию производств.
В качестве примера целесообразного блокирования на рис. V-3 пока-
зан главный корпус Волжского автозавода. В этом здании, имеющем раз-
меры в плане 1848x468 м и состоящем из шести одноэтажных блоков,
размещены многие основные и вспомогательные производства. С южной
стороны парные блоки соединены пролетами для сборочных конвейеров
и промежуточных складов. Бытовые, вспомогательные и транспортные
помещения расположены в восьми встройках, размещенных между ос-
новными блоками. Для строительства главного корпуса применена еди-
105
ная сетка колонн 12x24 м. Встройки запроектированы с сеткой колонн
/ - цех окраски; 2- кузовной цех; 3- участок изготовления деталей; 4- отделе-
ние сборки двигателей; 5-то же, сборки коробок; 6- склад материалов; 7- от-
деление обработки; 8- ремонт инструмента и оборудования; 9- изготовление
колес; 10- конвейер; 11 - зона отделки, пробы и отправки; 12- пристройки для
бытовых и вспомогательных помещений
Выбор этажности зданий. Область целесообразного применения одно-
и многоэтажных зданий была рассмотрена ранее. Здесь указаны пре-
имущества и недостатки тех и других, подлежащие учету при выборе
этажности.
Одноэтажные здания по сравнению с многоэтажными имеют следу-
ющие преимущества: облегчают установку технологического оборудова-
ния, упрощают пути грузовых потоков и позволяют использовать для
перевозки грузов экономичный горизонтальный транспорт; имеют более
простое объемно-планировочное и конструктивное решения; обеспечи-
вают равномерную освещенность рабочих мест естественным светом
через световые фонари; дают возможность организовать естественный
воздухообмен в помещениях через светоаэрационные фонари; создают
удобную связь между производственными помещениями; они легче под-
даются унификации и блокированию; снижают стоимость единицы пло-
щади, например, стоимость 1 м2 одноэтажного многопролетного здания с
сеткой колонн 18x6 м в среднем на 10% ниже стоимости 1 м2 много-
этажного здания шириной 18 м.
Недостатками одноэтажных зданий являются следующие: относитель-
но большая площадь застройки, а также протяженность инженерных и
транспортных сетей, повышающие расходы на благоустройство терри-
тории; большая площадь наружных ограждений (особенно покрытий),
что повышает эксплуатационные расходы на содержание их и поддержа-
ние заданных параметров внутренней среды.
106
Многоэтажные здания лишены большинства недостатков, присущих
одноэтажным зданиям, а нередко экономичнее одноэтажных, особенно
при нагрузках до 10 кН/м2 (1000 кг/м2). Такие здания более гибки в от-
ношении градостроительных требований - их можно размешать в город-
ских кварталах, за исключением зданий с вредными производствами.
Размещение предприятий в городской застройке позволяет избежать
трудоемких работ по устройству инженерных сетей. В период строитель-
ства и эксплуатации предприятий отпадает необходимость в дополни-
тельных транспортных маршрутах для подвоза работающих. Архитектуру
многоэтажных зданий удобнее увязывать с городской застройкой, и,
наконец, в таких зданиях более удачно размещаются административно-
бытовые помещения.
К недостаткам многоэтажных промышленных зданий относятся сле-
дующие: потребность в вертикальном транспорте (лестницах, грузовых и
пассажирских лифтах-подъемниках), значительно повышающем стои-
мость зданий; ограничение их ширины при необходимости естественного
освещения рабочих мест (не более 24 м); высокий удельный вес подсоб-
ных помещений, проходов и проездов.
Наряду с учетом технологии производства при выборе этажности
промышленных зданий необходимо учитывать характер отведенного для
застройки участка (свободный, стесненный, рельеф), требования к за-
стройке (городская, периферийная), климатические условия района стро-
ительства, преимущества и недостатки одно- и многоэтажных зданий, а
также соотношение стоимости конструкций одно- и многоэтажных про-
изводственных зданий (табл. V-1).
Таблица V-1
Ориентировочное соотношение стоимости конструктивных
элементов производственных зданий, %
Конструк- тивные элементы и виды работ	Много- этажные здания	Одноэтажные здания		Конструк- тивные элементы и виды работ	Много- этажные здания	Одноэтажные здания	
		с кранами	без кранов			с кранами	без кранов
Земляные работы	0,6	0.9	0.8	Перегородки	0,7	3.7	4,5
Фундаменты	6,0	6.7	4.3	Проемы	13,2	4,8	4,5
фтены	20,0	11,1	п,о	Кровля	6,0	16,3	20,3
Железобетон- ный каркас	31,0	34.5	28,6	Фонари	-	6,7	7,7
Лестницы	1,3	-		Отделочные работы	6,5	0,6	0,7
Полы	13,5	11,7	14,4	Проч, работы	1,2	3,0	3,2
107
Как видно из табл. V-1, многоэтажные здания по сравнению с одно-
этажными имеют меньшую стоимость земляных работ, перегородок,
кровли и прочих работ, однако в них повышается стоимость остекленных
поверхностей и отделочных работ.
Во всех случаях в здании должны быть обеспечены требуемые нор-
мами санитарно-гигиенические и бытовые условия для работающих, а
также выполнены требования пожарной безопасности.
Выбор ширины и высоты пролетов, шага колонн. Конфигурация и раз-
меры плана, высота и профиль промышленных зданий определяются тех-
нологическими параметрами, числом и взаимным расположением проле-
тов. Эти факторы, как отмечалось, зависят от технологии производства,
характера выпускаемой продукции, производительности предприятия,
требований санитарных норм и пр. Ниже рассмотрены те компоненты,
из которых складываются объемно-планировочные параметры пролетов
(ширина, высота и шаг колонн). Ширину пролета L- расстояние
между продольными
разбивочными осями -
увязывают с пролетом
мостового крана* LK и
расстоянием К между
осью рельса подкра-
нового пути и разби-
вочной осью, которые
определены ГОСТом
(рис. V-4). Размер К
принимают: 750 мм -
при кранах Q < 50 т;
1000 мм (и более,
кратно 250 мм) - при
кранах Q > 50 т, а так-
же при устройстве в
надкрановой части ко-
лонн прохода для об-
служивания подкрановых путей. При железобетонных колоннах проходы
вдоль подкрановых путей чаще располагают рядом с колоннами.
В размер привязки подкранового пути входит зазор (не менее 60 мм)
между торцовой плоскостью крана и колоннами, а также расстояние
между центром катков крана и его торцовой плоскостью, принимаемое
от 125 до 500 мм в зависимости от грузоподъемности кранов. Ширину
пролетов, не имеющих мостовых кранов, принимают равной расстоянию
между разбивочными осями. Минимально допустимая ширина пролетов,
определяемая только условиями технологии производства (габариты и ха-
Рис. V-4. Схема разреза одноэтажного здания
к определению параметров пролета
108
рактер оборудования, система его расстановки, ширина проездов и др.),
не всегда экономически целесообразна.
При выборе ширины пролетов следует учитывать также тенденции
развития данной отрасли промышленности, оптимальные возможности
изготовления и монтажа конструкций покрытий зданий, грузоподъем-
ность внутрицехового транспорта и т.д.
Шаг колонн (расстояние между поперечными разбивочными
осями) выбирают с учетом габаритов и способа расстановки технологиче-
ского оборудования, размеров выпускаемых изделий, вида внутрицеховых
подъемно-транспортных средств и других факторов. Так, при крупно-
габаритном оборудовании и больших изделиях шаг колонн назначают
возможно большим, обеспечивая помещениям технологическую гибкость.
Увеличение шага колонн в большинстве случаев повышает эффектив-
ность использования производственных площадей, но усложняет конст-
рукции покрытия и подкрановых путей здания. Поэтому размер шага
колонн всегда обосновывают технико-экономическим расчетом. Наибо-
лее распространены шаги колонн би 12 м.
Высота пролетов (расстояние от уровня пола до низа несу-
щих конструкций покрытия) в основном зависит от технологических и
санитарно-гигиенических требований. Складывается она в пролетах с
мостовыми кранами из расстояния от уровня пола до верха кранового
рельса Н\ и расстояния от рельса до низа несущих конструкций покры-
тия Hi-
Высоту пролета предварительно определяют суммированием следу-
ющих параметров: высоты наибольшего технологического оборудования
(при небольших его размерах принимают а £ 2,3 м); просвета между
верхом наибольшего оборудования и низом перемещаемого груза, подня-
того в верхнее положение (б к 0,5 м); высоты перемещаемых грузов в
транспортном положении ($); расстояния от верха транспортируемого
изделия до центра крюка (г£ 1 м); расстояния от центра крюка до
головки рельса (зависящего от Q крана и принимаемого д = 0,05...4,8 м);
высоты крана (Л = 0,5...5,9 м); просвета между верхом крана и низом
несущих конструкций покрытия (е £ 0,2 м).
Определение высоты бескрановых пролетов или с подвесным тран-
спортом не вызывает затруднений. Следует подчеркнуть, что из-за одно-
го какого-либо технологического агрегата, превышающего по высоте
остальное оборудование, нецелесообразно увеличивать высоту всего
пролета. В таких случаях иногда решают заглубить высокий агрегат или
делают над ним надстройку.
Длину пролетов определяют графическим способом - путем
расстановки макетов технологического оборудования с соблюдением ши-
рины проездов и проходов или аналитическим способом - делением об-
109
шей площади цеха, подсчитанной с учетом мощности предприятия, на
принятую ширину (как сумму ширины всех пролетов).
Наметив основные размеры пролетов, их подчиняют требованиям
унификации.
Одноэтажные здания, как правило, проектируют с параллельно рас-
положенными пролетами одинаковой ширины и высоты. По требовани-
ям технологии допускается проектировать здания с пролетами взаимно
перпендикулярного направления и разной унифицированной ширины.
При разной высоте параллельных пролетов перепады высот рекомен-
дуется совмещать с продольными температурными швами, а величину
понижения принимать 1,2 м и более.
При назначении размеров зданий должны быть соблюдены санитар-
ные нормы, предусматривающие на каждого рабочего не менее 15 м3
объема и не менее 4,5 м2 площади помещения.
Многовариантность технологических компоновок, предлагаемая на
стадии обсуждения проекта, при обычном проектировании требует массы
чертежей. При макетном проектировании надобность в непроизводитель-
ных графических работах отпадает, так как любой предлагаемый вариант
получают перестановкой макетов или шаблонов оборудования.
Макетный метод компоновки оборудования с использованием маке-
тов или шаблонов дает возможность упростить решение технических уз-
лов, сократить количество ошибок и время оформления чертежей, полу-
чить наглядное представление о технологическом процессе. Сущность
макетного проектирования состоит в следующем. В определенном мас-
штабе (1 : 20 - 1 : 50) изготавливают макеты станков и агрегатов, зданий
и сооружений. Макеты собирают на моделировочных столах с координат-
ной сеткой. Они должны представлять в миниатюре цех перед сдачей его
в эксплуатацию.
В случае проектирования невысоких зданий большой площади вмес-
то макетного метода применяют способ компоновки оборудования с по-
мощью двухкоординатных габаритных шаблонов, изготавливаемых из
картона, фанеры или листовой пластмассы. Законченный по методу не-
прозрачных шаблонов макет фотографируют, после чего на фотографию
наносят размеры, надписи и масштаб. Полученный чертеж отвечает тре-
бованиям, предъявляемым к обычному рабочему чертежу.
В настоящее время макетный метод все чаще заменяют компьютер-
ным моделированием. Компьютерное моделирование позволяет значи-
тельно сократить трудоемкость процесса макетирования, располагает
более широкими возможностями варьирования, наглядности и получения
на любой стадии нужных чертежей и изображений.
Выбор профиля промышленного здания. Под профилем промышлен-
ного здания обычно имеют в виду его поперечное сечение. Определя-
110
ющими при выборе профиля являются требования технологические,
освещенности и воздухообмена, климатические особенности района
строительства, уклон крыши.
Технологический процесс влияет на профиль не в меньшей мере, чем
на его планировку. В зависимости от этих требований профиль здания
может быть образован одним или несколькими пролетами, имеющими
как одинаковую, так и различную высоту. У некоторых зданий пролеты
могут иметь различную высоту и длину. Зависимость профиля от техно-
логии хорошо видна в здании ТЭЦ, которое скомпоновано из различных
Рис. V-5. Зависимость профиля здания от технологии производства:
а - здание ТЭЦ; б - здание с шедовым покрытием
. У части производств профиль здания в первую очередь определяется
условиями освещенности. Так, при недостаточности естественного света
через окна на покрытии здания делают надстройки световых фонарей,
значительно усложняющие профиль здания.
Производства, требующие равномерно рассеянного естественного ос-
вещения без бликов, иногда располагают в зданиях с шедовыми покры-
111
тиями, придающими зданиям своеобразный профиль (рис. V-5, б). Наи-
более простой профиль имеют здания с зенитными фонарями или с ис-
кусственным освещением. Такие здания имеют обычно плоские крыши.
Способ воздухообмена, принятый для помещений, также оказывает
влияние на профиль здания. Простой и спокойный профиль имеют зда-
ния с механической вентиляцией или с кондиционированием воздуха.
Профиль таких зданий нарушается лишь отдельными немногочисленны-
ми вытяжными шахтами. Однако профиль здания значительно усложня-
ется при естественной вентиляции помещений, если на покрытии преду-
сматривают специальные фонари. Еще более сложными являются здания,
имеющие активные аэрационные профили, т.е. когда чередуются высо-
кие и низкие пролеты с фонарными надстройками (см. рис. П-9,е).
К числу климатических факторов, влияющих на профиль здания,
относятся ветер, количество осадков, температура, солнечная радиация и
др. На севере, где большое значение имеет борьба с теплопотерями и
снегоотложениями, форма возводимых зданий должна быть наиболее
компактной. В южных районах целесообразно устраивать плоские кров-
ли, которые охлаждаются ночью более интенсивно, чем скатные. Уклон
скатных покрытий зданий определяют с учетом объема осадков.
Зависимость профиля покрытия от свойств материала кровли очевид-
на. Так, асбестоцементные кровли требуют большего уклона, нежели
рулонные.
Применяемые в промышленном строительстве оболочки, складки,
висячие системы и другие прогрессивные конструкции покрытий порож-
дают новые, часто неожиданные профили зданий, которые бывают близ-
ки иногда природным формам.
Рельеф участка застройки влияет на профили здания сравнительно
редко. Например, в обогатительных фабриках отдельные пролеты распо-
лагают каскадно согласно уклону горы. Предприятия размещают преиму-
щественно на ровных участках или с небольшим уклоном.
Принципы конструктивных решений промышленных зданий. Конст-
руктивное решение здания определяется на начальном этапе проектиро-
вания и сводится к выбору конструктивной и строительной систем и
конструктивной схемы.
Конструктивная система представляет собой совокупность взаимо-
связанных вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания,
обеспечивающих его прочность, жесткость и устойчивость. Строительную
систему здания определяет материал конструкций и способ его возведе-
ния.
Большинству промышленных зданий присуща каркасная конструк-
тивная система. Другие виды конструктивных систем (бескаркасная, с
неполным каркасом, ствольная, оболочковая) применяют реже. В каркас-
112
ной системе прочность, жесткость и устойчивость здания обеспечивают
пространственные рамные каркасы. Варианты состава и размещения не-
сущих элементов в пространственном рамном каркасе определяют конст-
руктивную схему здания. В каркасных зданиях применяют три конструк-
тивные схемы: с поперечными и продольными ригелями и безригельную
(безбалочную).
Выбор той или иной схемы производят в соответствии с конкретны-
ми нагрузками и воздействиями на здания, а также в соответствии с фун-
кциональными, экономическими и архитектурно-художественными тре-
бованиями. Так, схема с поперечными ригелями является наиболее
приемлемой для большинства одно- и многоэтажных промышленных
зданий. При такой схеме система стоек и ригелей образует поперечные
рамы, которые, в свою очередь, вместе с другими элементами (фунда-
ментные, подкрановые, обвязочные балки, подстропильные конструкции,
плиты покрытия и др.) и специальными связями позволяют получить
пространственный жесткий каркас необходимого объема. Кроме того,
принятый шаг поперечных рам может быть использован как средство
архитектурной композиции.
Конструктивная схема с продольными ригелями из сборных элемен-
тов в меньшей степени обеспечивает жесткость здания. Ее используют в
зданиях со сложной планировочной структурой и при ограниченных на-
грузках.
Безбалочные схемы рациональны для производственно-технологиче-
ских процессов, требующих особых условий санитарии и микроклимата
(мясоперерабатывающие производства, холодильники и др.).
Строительная система может во многом влиять на выбор конструк-
тивной схемы здания. Так, обоснованный вариант сборно-монолитного
безбалочного перекрытия, возводимого методом подъема, может быть ра-
циональнее конструктивной схемы с поперечными и продольными риге-
лями. В свою очередь, на выбор строительной системы большое, а иногда
и решающее влияние оказывает особенность местной базы строительных
материалов и местные возможности возведения здания.
При каркасной конструктивной системе, преобладающей в промыш-
ленном строительстве, очень важную роль отводят ограждающим конст-
рукциям. При назначении ограждающих конструкций руководствуются в
первую очередь обеспечением необходимых теплозащитных требований.
В заданном климатическом районе строительства они должны обеспечи-
вать минимальные теплопотери в холодный период года и предотвращать
перегрев - в летний, к тому же они должны способствовать повышению
художественно-эстетического облика здания. Таким образом, при окон-
чательном выборе конструктивной схемы здания решается комплекс тех-
нических, функциональных, эстетических и экономических задач.
113
Открытое расположение технологического оборудования. Для некото-
рых производств технологическое оборудование частично или полностью
допускается размещать вне зданий (рис. V-6), т.е. на открытых площад-
ках. В особенности это целесообразно в нефтеперерабатывающей, хими-
ческой и металлургической промышленности, на предприятиях строи-
тельных материалов, энергетики и т.п. (например, установка крекинга
нефти, ректификационные колонны, доменные процессы, газоочистные
установки, цементные печи, котельные агрегаты и др.).
Рис. V-6. Предприятие химической промышленности с открытым
расположением части технологического оборудования
Располагать технологическое оборудование открыто (полуоткрыто)
рекомендуется в тех случаях, когда перепад температуры окружающей
среды для производства не имеет существенного значения, если здание
служит лишь укрытием аппаратов и агрегатов, не требующих постоян-
ного обслуживания, а также на автоматизированных предприятиях с ди-
станционным управлением процессами при малой численности обслужи-
вающего персонала. J
Для защиты отдельных агрегатов от атмосферных осадков предусмат-
ривают легкие навесы, зонты и козырьки, а обслуживающий персонал и
приборы управления производством находятся в закрытых помещениях
или в кабинах. Установки в этих случаях защищают от коррозии и кли-
матических воздействий антикоррозионными покрытиями и теплоизоля-
цией. Для этого используют минеральный войлок, пробковые и ячеис-
тобетонные скорлупы и плиты, оклеиваемые снаружи рулонными мате-
риалами. В тех случаях, когда на оборудование воздействуют лишь
атмосферные осадки, применяют покрытия из пластмасс.
Тяжелое оборудование открытых установок монтируют на фундамен-
тах, а для остального оборудования устраивают металлические или желе-
зобетонные каркасы-этажерки с перекрытиями и площадками-мостика-
ми в необходимых местах.
114
Несмотря на дорогостоящие меры по защите от коррозии и тепло-
защите оборудования, открытые установки позволяют значительно сни-
зить капитальные затраты (на 10-15%). Кроме того, сокращаются объемы
строительных работ и сроки монтажа оборудования, создаются условия
для более рационального размещения оборудования на пересеченном
рельефе местности, снижаются эксплуатационные расходы. И наконец,
облегчается реконструкция предприятий, снижается пожаро- и взрыво-
опасность производств и облегчается доступ к возможным очагам по-
жара, создаются безопасные условия труда рабочих. Применяемый для
обслуживания открытых установок наземный транспорт обладает боль-
шей маневренностью, нежели внутрицеховой.
Окончательное решение по размещению технологического оборудо-
вания принимают на основе технико-экономического анализа с учетом
климатических условий района строительства.
Противопожарные мероприятия. В комплекс противопожарных меро-
приятий, предусматриваемых в проектах промышленных зданий, входят
меры по предупреждению возникновения и распространения пожаров, а
также конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-техниче-
ские решения, обеспечивающие безопасность и своевременную эвакуа-
цию людей в случае возникновения пожара, сведение к минимуму воз-
можного экономического ущерба от пожара.
Разработку противопожарных мероприятий осуществляют в полном
соответствии с требованиями СНиП, отраслевых и ведомственных норм
технологического проектирования или специальных перечней норм и
правил, утвержденных в установленном порядке.
Предотвращение распространения пожара обеспечивают мероприя-
тиями, способствующими ограничению площади, интенсивности и про-
должительности горения.
С целью ограничения площади распространения пожара на стадии
проектирования устанавливают размеры зданий и пожарных отсеков в
зависимости от требуемой степени их огнестойкости, классов конструк-
тивной и функциональной пожарной опасности, величины пожарной на-
грузки и с учетом эффективности применяемых средств противопожар-
ной защиты.
При наличии в здании или отсеках частей различной функциональ-
ной пожарной опасности предусматривают отделение этих частей друг от
друга противопожарными преградами. При этом обязательным условием
считают, чтобы каждая часть здания или отсека отвечала противопожар-
ным требованиям, предъявляемым к зданиям соответствующей функци-
ональной пожарной опасности в целом.
Противопожарные преграды, к которым относятся противопожарные
стены, перегородки и перекрытия, устраивают для предотвращения рас-
115
пространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного
отсека с очагом пожара в другие помещения.
Тип противопожарной преграды выбирают в зависимости от требу-
емого предела огнестойкости и типов заполнения проемов в противо-
пожарных стенах, перегородках, перекрытиях и тамбур-шлюзах [32].
1-ый тип противопожарных пре1рад должен отвечать повышенным
противопожарным требованиям. Конструктивные элементы, входящие в
состав этого типа, должны иметь предел огнестойкости (REI) не менее
150 мин., а заполнения проемов и тамбур-шлюзов иметь тип не ниже
1-го. По конструктивной пожарной опасности они должны быть непожа-
роопасными (класса КО).
Стены 1-го типа используют в качестве основных противопожарных
(брандмауэров). Их возводят на всю высоту здания и они должны обеспе-
чивать нераспространение пожара в смежный отсек в случае обрушения
конструкций со стороны очага пожара.
Противопожарные преграды 2-4-го типов применяют в специально
оговоренных случаях при условии, что класс конструктивной пожарной
опасности ее элементов будет не ниже класса К1.
Противопожарные свойства элементов преград во многом зависят от
свойств строительных материалов, из которых они выполнены, узлов
крепления и конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды. Осо-
бое значение придают строительным материалам, используемых в по-
верхностных слоях таких конструкций здания как кровли, облицовки фа-
садов, помещений и путей эвакуации. Наряду с другими требованиями к
строительным материалам (прочность, долговечность и т.п.) к ним предъ-
являют высокие требования по горючести, воспламеняемости, распро-
странению пламени по поверхности, дымообразованию и токсичности.
При наличии в элементах противопожарных преград окон, дверей,
ворот, люков и клапанов их заполнение выполняют, как правило, из не-
горючих материалов. Допускается выполнение этих элементов из нор-
мальногорючих материалов толщиной не менее 40 мм и без пустот и
только со стороны помещений, в которых не хранятся горючие газы,
жидкости и материалы, а также отсутствуют процессы, связанные с обра-
зованием горючих пылей.
Окна в противопожарных преградах делают ^открывающимися, а
двери, ворота, люки и клапаны с устройствами для самозакрывания и
уплотнения в притворах. Двери, ворота, люки и клапаны, которые могут
эксплуатироваться в открытом положении, оборудуют устройствами, обе-
спечивающими их автоматическое закрывание при пожарах. При устрой-
стве противопожарных перегородок в помещениях с подвесными потол-
ками они должны разделять пространство над ними. Не допускается
устройство подвесных потолков в помещениях категорий А и Б.
116
В местах сопряжения противопожарных преград с ограждающими
конструкциями здания, в том числе в местах изменения конфигурации
здания, предусматривают меры, обеспечивающие нераспространение по-
жара, минуя эти преграды.
Наряду с конструктивными используют и другие противопожарные
меры.
Так, помещения категорий А и Б в одноэтажных зданиях размещают
у наружных стен, если это допускается технологическим процессом, а в
многоэтажных зданиях - на верхних этажах. Не допускается размещение
помещений этих категорий под помещениями, предназначенными для
одновременного пребывания там более 50 чел., а также размещение в
подвальных и цокольных этажах, в которых применяются и хранятся
горючие газы и жидкости и легковоспламеняющиеся материалы.
В проектах решают также вопросы защиты от огня инженерных се-
тей, лифтов, эксплуатируемых плоских кровель, наружных галерей и др.
В помещениях категорий А и Б могут быть предусмотрены наружные
легкосбрасываемые ограждающие конструкции. В качестве легкосбрасы-
ваемых конструкций используют остекление окон и фонарей, а в случае
недостаточности их площади - конструкции покрытия из стальных, алю-
миниевых и асбестоцементных листов и эффективного утеплителя. Пло-
щадь легкосбрасываемых конструкций определяют расчетом. При отсут-
ствии расчетных данных ее принимают не менее 0,05 м2 на 1 м3 объема
помещения.
Для тушения возможного пожара и спасательных работ в проектах
предусматривают: пожарные проезды и подъездные пути для пожарной
техники или совмещение их с функциональными проездами и подъез-
дами; наружные пожарные лестницы и другие способы подъема персо-
нала пожарных подразделений и пожарной техники на этажи и на кров-
лю зданий; противопожарный водопровод; противодымную защиту путей
следования пожарных подразделений внутри здания и др.
Эвакуация людей из здании и помещений. Организации эвакуации
персонала при пожаре или аварии должен быть посвящен специальный
раздел каждого проекта здания. В этом разделе решают вопросы безопас-
ной эвакуации и спасения всех людей, находящихся в здании.
Эвакуация представляет собой процесс организованного самостоя-
тельного движения людей из помещений, в которых имеется возмож-
ность воздействия на них опасных факторов пожара, наружу. Эвакуация
осуществляется по путям эвакуации через эвакуационные выходы.
Длину эвакуационных путей строго регламентируют. Предельно допу-
стимое расстояние от наиболее удаленного рабочего места до ближайше-
го эвакуационного выхода зависит: от класса функциональной пожарной
опасности и категории взрывопожароопасности помещения и здания;
117
численности эвакуируемых; геометрических параметров помещений и
эвакуационных путей; класса конструктивной пожарной опасности и
степени огнестойкости здания. Длину пути эвакуации по лестнице 2-го
типа (внутренние открытые) считают равной ее утроенной высоте.
Эвакуационные пути не должны включать: лифты и эскалаторы;
участки, ведущие через коридоры с выходами из лифтовых шахт; "про-
ходные" лестничные клетки, у которых площадка лестничной клетки
является частью коридора; участки, проходящие по кровле, а также по
лестницам 2-го типа, соединяющие более 2-х этажей или ведущие из
подвалов и цокольных этажей.
На путях эвакуаций всех зданий (кроме зданий IV степени огнестой-
кости и конструктивной пожарной опасности класса СЗ) для отделки
стен и потолков допускается применять строительные материалы только
слабогорючие, трудновоспламеняемые, с малой дымообразующей способ-
ностью и малоопасные по токсичности.
Высоту горизонтальных участков путей эвакуации в свету принимают
не менее 2 м, ширину, как правило, - не менее 1,2 м.
В полу на путях эвакуации не должно быть перепадов высот более
45 см и выступов, за исключением порогов в дверных проемах. В местах
перепада высот предусматривают лестницы с числом ступеней не менее
трех или пандусы с уклоном не более 1:6. При высоте лестниц более
45 см их оборудуют ограждениями с перилами.
Тип лестниц, предназначенных для эвакуации, принимают в зависи-
мости от категории взрывопожарной и пожарной опасности здания. Так,
в зданиях категорий А и Б предусматривают незадымляемые лестничные
клетки с противодымной защитой общих коридоров, вестибюлей и хол-
лов. Противодымную защиту лестничных клеток предусматривают в со-
ответствии со СНиП (40).
Ширину марша лестницы, в том числе расположенной в лестничной
клетке, принимают по расчету или не менее ширины любого эвакуацион-
ного выхода (двери) из нее. Для зданий с числом людей, находящихся на
любом этаже, кроме первого, более 200 чел. ширину марша принимают
1,2 м. Ширину площадок лестниц назначают не менее ширины марша.
Двери, выходящие на лестничную клетку, в открытом положении не
должны уменьшать ширину лестничных площадок и маршей.
Лестничные клетки, как правило, устраивают со световыми прое-
мами. Без световых проемов допускается устраивать лестничные клетки в
зданиях только категорий Г и Д.
В зданиях категорий А и Б выходы из лестничных клеток в поэтаж-
ный коридор предусматривают через тамбур-шлюзы с постоянным под-
пором воздуха.
118
Выходы считают эвакуационными (рис. V-7), если они ведут из сле-
дующих помещений: первого этажа наружу непосредственно или через
коридор, вестибюль, лестничную клетку; любого этажа, кроме первого,
непосредственно в лестничную клетку или на лестницу 3-го типа, а так-
же в коридор или холл, ведущих непосредственно в лестничную клетку
или на лестницу 3-го типа; в соседнее помещение (кроме помещений
категорий А или Б) на том же этаже и обеспеченное выходами наружу
непосредственно или в коридор и лестничную клетку или на лестницу
3-го типа.
Рис. V-7. Эвакуационные выходы:
а - из одноэтажного здания непосредственно наружу; 5- из многоэтажного зда-
ния в лестничные клетки; в - из помещений многоэтажного здания в коридор,
ведущий к лестничным клеткам
119
Выходы не являются эвакуационными, если в их проемах установ-
лены раздвижные и подъемно-опускные двери и ворота, ворота для про-
пуска железнодорожного подвижного состава, вращающиеся двери и тур-
никеты.
Калитки в распашных воротах могут считаться эвакуационными вы-
ходами.
Количество и общую ширину эвакуационных выходов из помещений,
с этажей и из здания определяют в зависимости от максимально возмож-
ного числа эвакуирующихся через них людей и предельно допустимого
расстояния от наиболее удаленного места возможного пребывания людей
(рабочего места) до ближайшего эвакуационного выхода.
Число эвакуационных выходов из помещений и этажей должно быть
не менее двух. Два эвакуационных выхода предусматривают также с от-
крытых этажерок и площадок, предназначенных для обслуживания обо-
рудования и имеющих площадь пола яруса: для помещений категорий А
и Б - более 100 м2, для других категорий - более 400 м2.
Число эвакуационных выходов из здания принимают не менее числа
эвакуационных выходов с любого этажа здания. При наличии эвакуаци-
онных выходов более двух их располагают рассредоточенно.
Части здания различной функциональной пожарной опасности и раз-
деленные противопожарными преградами обеспечивают самостоятельны-
ми эвакуационными выходами.
Высота эвакуационных выходов в свету должна быть не менее 1,9 м, а
ширина при числе эвакуирующихся более 50 чел. - 1,2 м.
Ширину наружных дверей лестничных клеток и дверей из лестнич-
ных клеток в вестибюль принимают не менее расчетной или не менее
ширины марша лестницы. Во всех случаях ширина эвакуационного вы-
хода должна быть такой, чтобы с учетом геометрии эвакуационного пути
через проем или дверь можно было беспрепятственно пронести носилки
с лежащим на них человеком.
Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации
должны открываться по направлению выхода из здания. Двери эвакуаци-
онных выходов из поэтажных коридоров, вестибюлей и лестничных кле-
ток не должны иметь запоров, препятствующих их свободному откры-
ванию изнутри без ключа.
Особое внимание при эвакуации людей следует уделять категории
работающих инвалидов. При наличии для них рабочих мест на втором
этаже и выше необходимо создать условия для использования ими кре-
сел-колясок. С этой целью должен быть предусмотрен дополнительный
пассажирский лифт с размерами не менее: ширина-1,1м, глубина-
2,1 м, ширина дверного проема - 0,85 м. Для них также увеличивают ши-
рину эвакуационных выходов (дверей) из коридоров, лестничных маршей
120
(не менее 1,2 м) и размеры тамбуров и тамбуров-шлюзов (глубиной не
менее 1,8 м).
Наряду с эвакуационными мероприятиями в разделе проекта здания
должны быть представлены решения по спасению людей.
Спасение представляет собой вынужденное перемещение людей на-
ружу при воздействии на них опасных факторов пожара или при возник-
новении непосредственной угрозы этого воздействия. Спасение людей
осуществляется самостоятельно или с помощью пожарных или специаль-
но обученных подразделений через эвакуационные и аварийные выходы.
К аварийным выходам относят: выходы непосредственно наружу из
помещений с отметкой чистого пола не ниже - 4,5 м и не выше + 5,0 м
через окно или дверь с размерами не менее 0,75 х 1,5 м, а также через
люки с размерами не менее 0,6 х 0,8 м; выходы на кровлю здания I и II
степеней огнестойкости и классов СО и С1 конструктивной пожарной
опасности через окно, дверь или люк; двери и люки из технических эта-
жей, предназначенных только для прокладки инженерных коммуникаций
(размеры дверей не менее 0,75 х 1,5 м и люков - не менее 0,6 х 0,8 м).
Особенности решений промышленных зданий с особыми производ-
ственными режимами. Для многих отраслей промышленности характерны
специфические особенности производства, которые необходимо учиты-
вать при проектировании зданий с целью повышения их эксплуата-
ционной надежности и создания более благоприятных условий труда. К
таким особенностям относятся: повышенные и высокие тепловыделения
в лучистом и конвекционном виде, импульсный характер нагрева конст-
рукций; повышенная влажность внутренней среды здания или непосред-
ственное воздействие воды на конструкции; химическая агрессивность
среды производства, источниками которой могут быть газы, пыль, пар,
кислоты, щелочи, масла и пр.; значительные сотрясения и вибрации от
технологического оборудования (прессов, молотов, двигателей, мостовых
кранов); высокий уровень производственного шума и выделение пыли и
влаги; особые требования к освещенности помещений.
Специальные мероприятия, предусматриваемые при разработке тех-
нологической части проекта, позволяют частично уменьшить отрицатель-
ное влияние производства на конструкции здания. Вместе с тем перечис-
ленные особенности производств нужно учитывать в объемно-плани-
ровочном и конструктивном решениях промышленных зданий.
В цехах металлургической промышленности, имеющих плавильные и
нагревательные печи (например, конвертерные, мартеновские, прокат-
ные), происходят большие избыточные выделения лучистого и конвек-
ционного тепла, а также газа, пыли и пара. Для создания нормальных
санитарно-гигиенических условий в стенах и покрытиях таких цехов
предусматривают большое количество приточных и вытяжных проемов, а
121
прокатные производства часто размещают в зданиях с П- и Ш-образной
планировкой (с полузамкнутыми дворами). Большой периметр наружных
стен, удорожающий стоимость зданий и усложняющий их эксплуатацию,
здесь играет положительную роль, позволяя предусмотреть большую пло-
щадь воздухообменных отверстий.
Зданиям горячих цехов иногда придают активный аэрационный про-
филь, способствующий лучшему удалению избыточного тепла, а их ог-
раждения проектируют с возможно меньшим термическим сопротивле-
нием. Горячими считают цехи, в которых удельные тепловыделения
составляют 23,3 Вт/м3 и более.
На участках горячих цехов с интенсивным действием лучистого тепла
происходит односторонний нагрев конструкций, к тому же циклично,
что связано, например, с периодичностью процессов прокатки или раз-
грузки нагревательных колодцев и печей. В этих условиях возможны слу-
чаи разрушения конструкций из-за неравномерных деформаций по сече-
нию элементов, расшатывания структуры бетона, нарушения сцепления
бетона с арматурой и других причин. На таких участках конструкции
предохраняют от перегрева устройством экранов или защитных оболочек,
а также выбирают для таких конструкций надлежащие материалы.
В мокрых и влажных цехах (таковы многие отделения текстильных,
кожевенных, бумажных, рудообогатительных и пищевых предприятий) в
ходе технологического процесса выделяется или потребляется много во-
ды, что также нужно учитывать в объемно-планировочных и конструк-
тивных решениях задач. В частности, отделения с наибольшими влаговы-
делениями располагают вдали от наружных стен и отделяют от остальных
выгораживающими перегородками.
Для предупреждения конденсации водяных паров, которые могут по-
вредить конструкции и вызвать порчу изделий, ограждающие элементы в
этих цехах должны иметь повышенное сопротивление теплопередаче.
Несущие и ограждающие конструкции выполняют из влагостойких мате-
риалов или покрывают водоотталкивающими составами. С целью предо-
хранения подземных частей здания полы делают водонепроницаемыми.
Большинству цехов химической промышленности свойственна агрес-
сивность среды производства в зависимости от вида и концентрации
производственных выделений, активности и способа воздействия на кон-
струкции (непосредственно, через воздушную среду). Конструкции в
таких зданиях должны удовлетворять требованиям не только прочности,
но и физико-химической стойкости в агрессивной среде. С этой целью
применяют стойкие к действию этих сред материалы и рациональные
конструктивные формы, а нестойкие элементы здания соответственно за-
щищают.
122
Некоторые производства химической промышленности взрывоопас-
ны вследствие переработки горючих материалов и образования недопус-
тимо высоких концентраций отдельных пылевидных веществ. Поскольку
вероятность взрыва уменьшается с увеличением объема воздуха, для та-
ких производств предусматривают большие помещения павильонного ти-
па, не разделенные перекрытиями и перегородками. Для уменьшения
последствий взрыва ограждающие элементы зданий выполняют конст-
руктивно легкосбрасываемыми.
Ярко выраженный спецификой технологических процессов отлича-
ются предприятия радиоэлектроники и приборостроения. Такие произ-
водства располагают в герметичных корпусах, исключающих проникно-
вение в помещения мельчайшей пыли, паров, кислот и щелочей. В них
недопустимы вибрации, колебания температуры и влажности воздуха.
Заданные параметры воздушной среды поддерживают в таких зданиях
системой кондиционеров. Входы в рабочие помещения делают через
шлюзы с обдувочными устройствами. В герметических помещениях пре-
дусматривают подвесные потолки.
Ввиду того, что специфические особенности многочисленных произ-
водств, так или иначе влияющих на объемно-планировочное и конст-
руктивное решение зданий, рассмотреть в данной книге невозможно,
отметим, что эти особенности указывают в заданиях на проектирование.
Технико-экономическая оценка зданий. Одно и то же производство
можно разместить в зданиях с различными объемно-планировочными и
конструктивными решениями. Заданные санитарно-гигиенические и бы-
товые условия могут быть обеспечены то же несколькими способами. За-
дачей проектировщиков является выбор такого варианта из намеченных,
при котором производство продукции, максимально удовлетворяя всем
условиям, отвечало бы требованиям экономической эффективности ис-
пользования средств.
Для оценки сравниваемых вариантов необходимо соблюдение усло-
вий сопоставимости по ряду аспектов. В их числе: функциональное на-
значение и мощность размещаемых производств, уровень соответствия
техническим нормам и правилам проектирования, условиям строитель-
ства и эксплуатации, а также условиям сопоставимости стоимости и еди-
ных цен на материалы, изделия, конструкции, тепловую и электрическую
энергию и т.п.
Большое разнообразие объектов проектирования и специфика их
проектирования определяют значительные различия в подходах к оцен-
кам и выбору лучших вариантов. В качестве вариантов для сопоставления
с предлагаемым решением могут рассматриваться: один (или более) вари-
ант, разработанный в соответствии с тем же заданием на проектирова-
ние; действующее типовое или наиболее экономичное из ранее разрабо-
123
тайных аналогичных индивидуальных решений (проект-эталон); система
показателей, полученных для проектных решений, принимаемых за эта-
лон (контрольные показатели).
Для экономической оценки проектных решений продолжительное
время использовали приведенные затраты, сметную (или сметно-расчет-
ную стоимость), эксплуатационные расходы, трудоемкость изготовления
и монтажа, продолжительность строительства. В качестве дополнитель-
ных показателей использовали показатели расхода основных строитель-
ных материалов (металла, цемента, леса) и топливно-энергетических ре-
сурсов. При равенстве архитектурных качеств предпочтение отдавали ва-
рианту с меньшими приведенными затратами, а при идентичности этого
показателя - варианту с наименьшей стоимостью и трудоемкостью.
Приведенные затраты (Л, в руб), определяемые выажением Л = К +
+ С{ЕН , где К - единовременные затраты на строительство (сметная сто-
имость здания), С - годовые затраты на эксплуатационное содержание
здания, Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности
капитальных вложений, в основном давали объективную оценку срав-
ниваемого варианта проектного решения. Для большинства отраслей
промышленности при £=0,12 срок окупаемости зданий составляет око-
ло 8 лет.
Однако в условиях рыночной экономики приведенные затраты как
основной показатель проекта являются недостаточными. Для сравнения
различных вариантов инвестиционных проектов (инвестиции могут быть
бюджетные или коммерческие) используют различные показатели, в чис-
ле которых первостепенное значение имеют чистая приведенная стои-
мость или интегральный доход, индексы и нормы прибыли, рентабель-
ности и возврата инвестиций, а также срок окупаемости.
Для технико-экономической оценки, характеризующей объемно-пла-
нировочное решение промышленного здания, в качестве расчетных еди-
ниц могут быть приняты 1 м2 обшей площади здания и 1 м3 объема.
Общую площадь здания определяют как сумму площадей всех этажей
(надземных, включая технические, цокольного и подвальных), измерен-
ных в пределах внутренних поверхностей наружных стен (или осей край-
них колонн, где нет наружных стен), тоннелей, внутренних площадок,
антресолей, всех ярусов внутренних этажерок, рамп, галерей (горизон-
тальной проекции) и переходов в другие здания.
В общую площадь здания не включаются: площади технического под-
полья высотой менее 1,8 м до низа выступающих конструкций (в кото-
ром не требуются проходы для обслуживания коммуникаций); площади
над подвесными потолками, а также площади участков для обслуживания
подкрановых путей, кранов, конвейеров, монорельсов и светильников.
124
Площадь помещений, занимающих по высоте два этажа и более в
пределах многоэтажного здания (двухсветных и многосветных), включают
в общую площадь в пределах одного этажа.
Объем здания исчисляют умножением измеренной по внешнему кон-
туру площади поперечного сечения (включая цокольный и подвальные
этажи) на длину здания в пределах внешних поверхностей торцовых стен.
Расчетные единицы площади и объема здания используют для стои-
мостной (стоимость 1 м2 и 1 м3), материалоемкостной (расход основных
материалов на единицу площади и объема) и трудоемкостной (удельная
трудоемкость) оценок здания.
Для конструктивной оценки зданий используют также такие показа-
тели, как конструктивная площадь (сумма площадей сечения всех кон-
структивных элементов в плане здания), площадь наружных стен, верти-
кальных ограждений фонарей и др.
По показателям, характеризующим степень унификации сборных
элементов, определяют уровень и иду стр и аль ноет и строительства здания.
Эти показатели могут быть выражены как отношение стоимости или
массы сборных элементов в системе здания к стоимости или массе всего
здания.
При технико-экономической оценке отдельных конструктивных эле-
ментов или их комплексов и соблюдении условий сопоставимости выяв-
ляют наиболее экономичные решения рядом показателей по расходу ма-
териалов, технологичности изготовления, затратам труда и т.п. Эти пока-
затели могут быть на отдельную конструкцию, погонный или квадратный
метр длины или площади конструкции. Однако решающим показателем
эффективности той или иной конструкции здания являются приведенные
затраты.
В последние десятилетия для качественной и количественной оценки
проектов используют методы квалиметрии ("квали" от латинского - каче-
ство). Эти методы основаны на экспертной оценке (одним или группами
экспертов) всех сторон проекта, которые при традиционных методах
либо не учитываются, либо трудно поддаются анализу. Например, мето-
дами квалиметрии могут быть установлены удобство и универсальность
помещения, его эстетичность, а также техническая безопасность, эколо-
гичность и т.п. Придавая этим сторонам проекта определенную весо-
мость, устанавливают в основном его качественную сторону. Методы
квалиметрии используют чаще всего для оценки уникальных или инди-
видуальных проектов.
125
Глава VI. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И СРЕДСТВА
АРХИТЕКТУРНОЙ КОМПОЗИЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Промышленные здания как область архитектурного творчества. Архи-
тектура промышленного предприятия оказывает на людей постоянное
эмоциональное воздействие. Гармоничная художественная композиция
производственного здания, красивые интерьеры помещений, хорошо бла-
гоустроенная территория предприятия, удобное бытовое обслуживание
трудящихся - все эти факторы способствуют хорошему настроению, по-
вышению производительности труда и уменьшают травматизм.
Промышленная архитектура в современных условиях строительства
крупных производственных комплексов приобретает все большее градо-
строительное значение. Как известно, крупнейшее промышленные пред-
приятия и комплексы иногда занимают до 30% плошади городов.
Архитектура промышленных предприятий и отдельных зданий созда-
ется с учетом технологических факторов, конструктивных особенностей
построек, градостроительных требований и природно-климатических ус-
ловий района строительства.
Требования индустриализации строительства в недавнем прошлом у
нас совершенно неоправданно противопоставлялись художественным
требованиям, что являлось следствием неправильного представления,
будто бы красота в промышленной архитектуре является ненужным до-
бавлением к постройке.
Здания производственного назначения должны органически входить
в общую архитектурно-планировочную композицию города, создаваемую
не методом противопоставления архитектуры объединенных промышлен-
ных комплексов жилым районам, а достижением художественного един-
ства застройки и одухотворенности ее панорамы. Следовательно, при
проектировании архитектор обязан "выходить" за границы цеха, заботясь
о большей концентрации застройки и кооперировании различных произ-
водств с целью создания художественно цельной композиции предприя-
тия и всего промышленного района.
Архитектурная композиция промышленных комплексов. При строи-
тельстве крупных промышленных комплексов стремятся к созданию ар-
хитектурных ансамблей. Под ансамблем понимают художественно согла-
сованное расположение группы зданий и сооружений, созданное с уче-
том функциональных требований, практической целесообразности и на
основе градостроительного и художественного замысла.
Композиционные решения промышленных комплексов во многом
зависят от их назначения и расположения относительно селитебных рай-
онов. Предприятия тяжелой промышленности, характеризующиеся круп-
ными объемами высотой 40-70 м и своеобразными формами, обычно
располагают на значительном удалении от селитебных районов. Величина
126
отдаленности предприятия от селитебных зон (санитарно-защитная зона)
может быть различной (от сотен метров до нескольких километров) и
определяется степенью загрязнения окружающего пространства отходами
производства данного предприятия. При значительных удалениях от се-
литебных зон архитектурную композицию промышленного предприятия
решают автономно, без связи с более богатой архитектурой селитьбы.
Поиск удачной композиции предприятий, которые по условиям са-
нитарной характеристики могут быть размещены на периферийной тер-
ритории города (к ним относится до 40% возводимых предприятий), яв-
ляется сложной задачей, так как здесь приходится решать еще и вопросы
связи архитектуры промпредприятия с разнообразной архитектурой сели-
тебных зон.
Основными композиционными принципами построения промыш-
ленного ансамбля являются: установление главного композиционного
центра или элемента (доминанты), соподчинение ему остальных элемен-
тов застройки путем гармоничного согласования архитектурных объемов
с помощью пропорций масштаба, ритма, цвета, элементов благоустрой-
ства и др.
Так, на предприятиях тяжелой промышленности в качестве архитек-
турных доминант выбирают наиболее выразительные и крупные объекты.
Например, при застройке Череповецкого металлургического комбината в
качестве доминант были выбраны высотные сооружения дымовой трубы
и градирен (рис. VI-1).
Рис. VI-1. Череповецкий металлургический комбинат.
Широкополосный стан "200"
127
На предприятиях, застраиваемых периферийно к селитебным райо-
нам, в качестве основных композиционных центров могут выступать
предзаводские площади, отдельные высотные административные здания
и т.п. (рис. VI-2).
Рис. VI-2. Композиция промышленных комплексов:
а - прсдзаводская площадь; б - зонирование предприятия по масштабу; 1 -
жилье; 2- вспомогательные здания; 3- производственные здания; 4- инженер-
ные сооружения
Используя главные композиционные центры и определенные приемы
застройки (периметральные, квартальные, панельные, квартально-па-
нельные), на стадии разработки генеральных планов реализуют основные
идеи формирования архитектурного ансамбля. На этой же стадии все
композиционные вопросы решают в тесной связи со множеством функ-
ционально-технических, транспортных, природно-климатических, эко-
номических и других факторов (см. главу IX).
Примером удачного решения крупного промышленного комплекса
является Волжский автомобильный завод в г. Тольятти (рис. VI—3). На
предзаводской плошали, расположенной вдоль южной границы террито-
рии завода, размешены заводоуправление, вычислительный центр, цент-
ральная заводская лаборатория, медицинский центр, учебный сектор за-
вода и др.	ф
К площади примыкают главный и вспомогательный корпуса с наи-
большим количеством трудящихся и с наименьшими уровнями шума, ви-
брации и выбросов в атмосферу. Архитектура этих корпусов, благодаря
хорошим пропорциям, крупному масштабу, отсутствию мелких членений,
имеет привлекательный вид.
128
Рис. VI-3. Панорама комплекса Волжского автозавода в г. Тольятти
Рис. VI-4. Универсальное здание из сборных повторяющихся
пространственных большепролетных конструкций
Застройка предзаводской площади увязана с архитектурой города.
Так, архитектура крупного здания заводоуправления композиционно свя-
зана со зданиями высотной гостиницы, городской администрации и ряда
16-этажных жилых домов, расположенных на проспекте, соединяющем
завод с крупным водохранилищем.
129
Единство архитектурного ансамбля предприятий достигается и дру-
гими средствами, например применением во всех или нескольких объек-
тах комплекса повторяющихся элементов или мотивов, единого ритма на
основе общего модуля (рис. VI-4).
В силу санитарной допустимости обувные, швейные, трикотажные,
кондитерские фабрики, приборостроительные, часовые и многие другие
заводы часто являются объектами городской застройки. Большинство из
них размещаются в зданиях, которые отличаются от окружающих граж-
данских более крупными размерами, членением, масштабом.
Такие здания нередко являются доминантами в городской застройке,
вносят разнообразие в архитектурную организацию улиц, площадей и
транспортных магистралей (рис. VI-5,o). В других случаях стилевое един-
ство производственных зданий с окружающей застройкой (рис. VI-5, <5)
подчеркивает архитектурно-художественную завершенность и целост-
ность.
а)
Рис. VI-5. Примеры застройки промышленных зданий в жилых районах:
а - завод бытовых холодильников (г. Минск); б - молочный завод (г. Москва)
130
Однако в практике размешения промышленных зданий непосредст-
венно в жилых районах и, особенно, выходящих главными фасадами на
основные транспортные магистрали, нередки случаи, когда они на фоне
гражданских зданий выделяются своим несовершенством художествен-
ных качеств.
Приемы и средства архитектурной композиции промышленных зданий
базируются на единых закономерностях архитектурной композиции, при-
званной обеспечить целостную художественно-выразительную систему
форм, отвечающую функциональным и конструктивно-техническим тре-
бованиям.
Главными средствами художественной выразительности здания явля-
ются организация пространства и тектоника ограничивающих его форм.
Ддя большинства промышленных зданий по функциональным и кон-
структивным требованиям более всего присуща форма элемента постро-
ения архитектурного пространства - параллелепипед. Для эстетического
восприятия таких форм объемов используют определенные приемы: сим-
метрию и асимметрию, нюанс и контраст, ритм, установление опреде-
ленных соотношений и пропорций между частями и целым. На характере
образной выразительности объекта сказывается особенность его зритель-
ной соразмерности, воспринимаемой человеком, т.е. масштабность. Это
свойство зависит от психофизиологического механизма восприятия. В
связи с этим для усиления художественных качеств зданий используют
дополнительные приемы композиции, например обработку внешней по-
верхности объема цветом и фактурой.
В самой сущности архитектуры заложено единство прекрасного и по-
лезного. Поэтому архитектурная форма здания - это единство совершен-
ных конструктивных решений с художественной выразительностью,
которое обеспечивается тектоникой. Тектоника ограничивающих объем
поверхностей (стены, покрытия) призвана художественно выражать рабо-
ту конструкций и материала.
Каркасная конструктивная схема, присущая большинству промыш-
ленных зданий, позволяет получать довольно разнообразные формы (па-
раллелепипеды, поставленные горизонтально или вертикально с много-
волновыми, шедовыми и другими профилями). Развитие науки и техники
дало много новых строительных материалов: железобетон, синтетические
материалы, большеразмерное стекло, алюминий, эффективные утеплите-
ли и т.п. Новые материалы и старые, используемые по-новому, стали ос-
новой развития новых конструктивных систем каркасов, стен и покры-
тий. Новые архитектурные формы появились в связи с внедрением в
промышленное строительство большепролетных пространственных, вися-
чих и других систем. Их форма подчинена задаче выражения логики ра-
боты системы (рис. VI-6).
131
Рис. VI-6. Архитектурное решение гаража (г. Новгород)
Архитектурные формы большинства современных стеновых конст-
рукций сформировались из логики совмещения функций ограждения,
восприятия нагрузок и удобства возведения. Так появились стеновые
конструкции из навесных панелей с горизонтальной и вертикальной
разрезкой и наличием больших остекленных проемов. Формы, размеры и
способы организации проемов в таких стенах призваны сгладить мас-
сивность каркасов промышленных зданий, придать им легкость.
Одним из средств архитектурной композиции является ритмическое
членение фасадов зданий, основанное на многократном повторении ка-
кого-либо архитектурного мотива. С помощью ритма достигается гармо-
ничная соразмерность, стройность и выразительность зданий.
В условиях индустриального строительства с преобладанием типовых
элементов для тектоники зданий характерен ритм простенков и оконных
проемов, междуэтажных поясов, элементов покрытия, фонарных над-
строек, архитектурно обработанных входов выступающих и западающих
участков стены и т.п. (рис. V1-7). Четко выраженный ритм горизонталь-
ных и вертикальных членений на плоскостях фасадов вносит в архи-
тектуру промышленных зданий своеобразный характер, подчеркивая их
современность.
Архитектурную композицию промышленных зданий, располагаемых
в южных районах, обогащает ритмическое размещение солнцезащитных
устройств (жалюзи, козырьки, соты, маркизы и т.п.). В тех случаях, когда
в условиях мягкого климата часть технологического оборудования разме-
шают на открытых и полуоткрытых площадках, целесообразно исполь-
зовать древесные насаждения для его скрытия и обеспечения большей
связи застройки с окружающей природой.
132
Рис. VI-7. Примеры использования ритма в архитектуре:
а - корпус красильной фабрики (Германия); б - корпус сплавов завода “Красный
Выборжеи"
Существенные трудности возникают при архитектурном проектиро-
вании фасадов протяженных промышленных зданий. Хорошие резуль-
таты в этих случаях дает ритмическое членение фасада вертикальными
элементами и целыми объемами. Для этой цели за плоскость фасада вы-
носят входы, вентиляционные шахты, лестничные клетки, встройки ад-
министративно-бытовых помешений и т.д. Такие архитектурные акценты
оживляют монотонность протяженных фасадов, обогащают композицию
и выявляют крупный масштаб зданий (рис. VI-8).
Архитектурный облик протяженных зданий разнообразится приемом
постановки перед ним объемов инженерно-лабораторных и администра-
тивно-бытовых корпусов, высотных композиций различных сооружений
(водонапорных башен, дымовых труб, вышек), а также включением в
композицию здания ритмичной посадки перед фасадом высоких деревь-
ев. При проектировании промышленных зданий необходимо шире ис-
пользовать красивую фактуру и цвет поверхностей стен и других элемен-
тов, введение красочных пятен.
Удачным архитектурным решением можно считать композицию зда-
ний Волжского автомобильного завода. Наличие выступающих объемов
бытовых встроек и лестничных клеток, ритмично членящих фасады боль-
шой протяженности (до 2000 м) и небольшой высоты (около 11 м), соз-
дает разнообразие в композиции. Монотонность фасадов зданий преодо-
лена здесь контрастным сочетанием почти глухих стен цеха с вертикаль-
ными витражами бытовых встроек (рис. VI-8,a) и ленточного остекления
цехов с вертикалями глухих стен лестничных клеток.
На архитектуру здания большое влияние оказывают форма и размеры
окон, сочетание глухих и остекленных поверхностей. Ленточные окна
зрительно увеличивают длину зданий, а узкие вертикальные создают впе-
133
чатление большой высоты. Глухие участки стен большой площади нахо-
дятся в художественном контрасте с шелевидными проемами, но приме-
нять их можно в помещениях, не требующих естественного освещения.
<5)
Рис. VI-8. Ритмично-выступаюшие объемы в архитектуре зданий:
а - бытовые встройки сборочного корпуса ВАЗа (г. Тольятти); б - открытые
лестничные клетки ковровой фабрики (г. Брест)
Различные соотношения глухих стен и световых проемов используют
в качестве элементов вертикального и горизонтального членений фаса-
дов. Иногда применяемые на фасаде различные виды остекления (отдель-
ные проемы, ленточное, сплошное) указывают на различное функцио-
нальное назначение помещения здания согласно требованиям освещен-
ности. Вместе с тем этот прием вносит разнообразие в композицию
здания.
Стены могут иметь одноцветное или полихромное решение. В пос-
леднем случае цветом выделяют отдельные конструктивные детали, иног-
да тектоническую структуру здания или технические устройства перед
134
фасадом. Цвет может как бы растворить те или иные сооружения в
окружающем пейзаже или, наоборот, подчеркнуть и повысить их. Иногда
применяют разноцветные стеновые панели или вводят в стеновые панели
декоративный орнамент.
Особенно велико значение цвета в формировании архитектурного об-
лика зданий, возводимых на се-
вере, где обеднены природные
краски. Цвет в этих условиях
надо использовать активнее. В
промышленных зданиях, имею-
щих большие размеры, можно
придать красивый вид даже не-
оштукатуренным кирпичным
стенам при хорошем качестве
работ и с тщательной расшив-
кой швов (рис. VI-9).
Большой художественный
эффект дает сочетание различ-
ного цвета и фактуры строи-
тельных материалов (например,
комбинированная кладка из
красного и силикатного кирпи-
ча, цветовое сочетание крас-
ного кирпича с асбестоцемент-
ными волнистыми листами ил
Рис. V1-9. Художественно обработанная
кладка стен сборочного цеха
панелями). Рекомендуется также ис-
пользовать облицовочный кирпич и фигурные кладки.
При разработке архитектурной композиции необходимо активно ис-
пользовать декоративные качества материалов. Декоративные качества
бетонных и железобетонных элементов иногда обогащают созданием на
поверхности рельефа при формовании, раскрытием заполнителя бетона,
красивого по цвету и форме. В этих целях, например, обрабатывают
затвердевший бетон фрезами, щетками или пескоструйными аппаратами,
добавляют цветной цемент в лицевой слой, применяют цветные запол-
нители (граниты разных пород); делают также ’’присыпку" бетонной
поверхности со втапливанием в незатвердевший бетон стекла, щебня,
гравия и т.д.
Большие возможности повышения качества промышленной архитек-
туры таятся в более тщательной общей и художественной обработке
конструктивных элементов заводского изготовления: стеновых панелей,
колонн, ферм, балок, настилов, а также в применении лучших деко-
ративно-отделочных материалов и красителей.
135
В архитектурном облике промышленных зданий нередко проявляют
региональные и традиционные особенности местных условий. В элемен-
тах отделки зданий находят применение средства народной архитектуры,
подчеркивающие самобытность, национальность и природно-климати-
ческую особенность.
В целом при проектировании промышленных зданий и сооружений
необходимо добиваться, чтобы художественная композиция отдельных
промышленных зданий и комплексов образно и ярко выражала эстети-
ческие идеалы общества.
Глава VII. АРХИТЕКТУРА ИНТЕРЬЕРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Роль архитектуры интерьеров производственных и вспомогательных
зданий заключается в создании здоровой, удобной и приятной обстанов-
ки, что в конечном результате влияет на повышение эффективности тру-
да из-за уменьшения утомляемости людей, сокращения случаев произ-
водственного травматизма и профессиональных заболеваний. В итоге
повышаются производительность труда и качество продукции, происхо-
дит сокращение брака.
Архитектуру интерьеров производственных зданий формируют: общая
композиция внутреннего пространства; планировочная и пространствен-
ная организация интерьеров помещений; систематизированное размеще-
ние многократно повторяющихся элементов конструкций здания, произ-
водственного оборудования, внутрицеховых коммуникаций и санитарно-
технического оборудования; взаимосвязь с внешней средой и включение
в интерьер элементов живой природы; цвет, свет и др.
Архитектурная композиция внутреннего пространства. В основу фор-
мирования внутреннего пространства должен быть заложен основопола-
гающий архитектурный принцип единства композиции всех взаимосвя-
занных интерьеров помещений производственного здания на основе
определенного замысла. Этот принцип предусматривает построение ин-
терьеров в виде целостной системы, охватывающей объемно-планировоч-
ную структуру здания, архитектурные формы строительных конструкций,
все находящееся внутри здания производственно-технологическое обору-
дование и технические устройства. Решая задачу целостности взаимосвя-
занной системы, в первую очередь стремятся выявить главные особен-
ности того или иного здания. Например, в зданиях пролетного типа
выявляют осевые перспективы вдоль пролетов (ряды колонн, проезды,
проходы) и устанавливают роль торцовых стен. Так, используя различные
архитектурные решения торцовых стен, можно зрительно продолжить
или, наоборот, замкнуть (ограничить) перспективу (рис. VII—1, а).
136
Рис. VII-1. Архитектурная композиция внутреннего пространства:
а - здания пролетного типа; б - то же, с применением остекленных пере-
городок и мотивов потолка
Композиционное единство и цельность внутреннего пространства
обычно достигается: использованием единых для всего внутреннего объе-
ма архитектурных мотивов (композиция потолков, рисунок и цвет полов,
окраска стен и основных конструктивных элементов и др.); применением
остекленных или сетчатых перегородок-экранов не на полную высоту;
применением легких остекленных перегородок с герметизированными
швами (при необходимости полного обособления зон и участков друг от
друга); применением сплошных перегородок и дверей из светопрозрач-
ных материалов, когда это необходимо по условиям производства или
противопожарным требованиям (рис. VII—1, 0.
137
Планировочная и пространственная организация интерьера. Решение
этого вопроса, главном образом, связано с членением внутреннего про-
странства на отдельные помешения и пропорции в строгом соответствии
с рациональной организацией производственно-технологического про-
цесса.
В современных крупных производствах, размещаемых в зданиях
сплошной застройки, стремятся к максимальному укрупнению обосабли-
ваемых и отделяемых одна от другой частей пространства. С этой целью
отдельные составляющие производства группируют и объединяют в об-
щих крупных зальных помещениях с однородной средой или сходных по
условиям эксплуатации. На случай возможных изменений планировки
помещений или их перестройки в процессе эксплуатации целесообразнее
избегать или сводить к минимуму устройство внутренних стен и перего-
родок. Взамен этих элементов ряд вспомогательных производств (техно-
логические кабины, помещения для хранения материалов и изделий, це-
ховые административные помещения и т.п.) размещают во встроенных
помещениях сборно-разборного типа или в объемных мобильных блоках
(рис. VII-2).
Рис. VJ1-2. Технологические кабины в пространственной организации
интерьера
138
В случаях применения внутренних стен и перегородок их расположе-
ние согласуют с планировочной структурой и шагом строительных конст-
рукций. Так, в зданиях пролетного типа их преимущественно располага-
ют вдоль осей колонн между смежными пролетами, в зданиях ячейкового
типа - как вдоль, так и поперек здания. В зданиях зального типа их ис-
пользуют в виде перегородок-экранов, устраиваемых на полную высоту
помещения.
Многократно повторяющиеся архитектурно-строительные элементы
(визуальная информация, озеленение, места отдыха и др.) располагают
системно, а размещение проездов и проходов композиционно увязывают
с архитектурными осями здания.
Особое внимание в планировочной и пространственной организации
интерьеров отводят входным помещениям, поскольку они являются пер-
вым крупным помещением, в которое попадают работающие при пере-
ходе из внешнего пространства в интерьер производственного здания.
Кроме того, входной вестибюль является местом, где ежедневно встреча-
ются все люди трудового коллектива перед началом и после окончания
работы. В связи с этим входные вестибюли принято проектировать в виде
единых больших холлов, композиционно и функционально связанных с
системой внутренних лестниц, переходов, галерей, балконов и другими
элементами (рис. VII-3).
Рис. VII-3. Вестибюль текстильной фабрики в Ханко (Финляндия)
Компоновка производственного оборудования. Расстановку и группи-
ровку производственного оборудования определяет технологический про-
цесс. Однако в эту систему необходимо вносить регулярность и зритель-
но воспринимаемую закономерную организованность.
139
Производственное оборудование в функциональном и композицион-
ном отношении является основным элементом заполнения внутреннего
пространства. При организации в группы однотипного производствен-
ного оборудования используют метрические, линейные и центрические
приемы композиции.
Метрическая композиция предусматривает расстановку одинаковых
или однородных станков, машин, аппаратов и емкостей в ряды с равны-
ми интервалами (рис. VI1-4, а). При линейной композиции производст-
венное оборудование и рабочие места располагают вдоль одной гори-
зонтальной оси, а регулярность в организации внутреннего пространства
достигается параллельным расположением на равном расстоянии одна от
другой отдельных технологических линий (рис. VII—4, б,в). Обычно такую
композицию используют для цехов с конвейерным производством мало-
габаритных изделий (сборочные цеха часовых заводов и радиоприборов,
швейные производства и т.п.).
а)
«)
б)
“ффффф
U о о о о о
Рис. VI1-4. Композиционные приемы расстановки
производственного оборудования:
а - схема плана метрической расстановки; б - то же, сложной метрической;
в - то же, линейной; г - то же, центрической
Центрический прием композиции применяют, когда часть производ-
ственного оборудования выделяется своими преобладающими размерами
или организована в группы (рис. VII-4, г). При большой протяженности
метрических и линейных рядов оборудования для устранения впечатле-
ния монотонности прибегают к введению в их ряды ритмически повторя-
140
юшихся архитектурных акцентов в виде озеленения, визуальной инфор-
мации, окраски отдельных групп оборудования и др.
Влияние конструкций на архитектуру интерьера. Одним из главных
компонентов, организующих внутреннее пространство производственных
помещений, является конструктивное решение здания. Форма, пропор-
ции, ритм конструктивных элементов, их фактура и цвет во многом опре-
деляют архитектуру цехового интерьера.
Особенно значительна роль в архитектуре производственного интерь-
ера конструкций покрытия. В зданиях с любой сеткой внутренних опор
при отсутствии глухих и высоких перегородок покрытия хорошо видимы
во внутреннем пространстве и выявляют общий тектонический строй ин-
терьера. В этих условиях и при больших площадях остекления компози-
ционное значение стен в интерьере уменьшается.
В зданиях с высокими требованиями к микроклимату помещений и в
целях создания визуальной нерасчлененности производственного объема
часто предусматривают подвесные потолки (см. рис. XVIII-10). Такие по-
толки особенно целесообразны при плоскостных несущих конструкциях
покрытия, которые по очертанию и форме не всегда удовлетворяют архи-
тектурно-художественным требованиям - они зрительно тяжелы и некра-
сивы. Однако далеко не всегда следует скрывать несущие конструкции
покрытия подвесным потолком, придающим помещению однообразный
и плоский вид.
Большие архитектурные возможности заложены в тонкостенных про-
странственных конструкциях покрытий в виде сводов, куполов и складок.
Благодаря легкости, пластичности и большим размерам они придают
интерьеру простор и художественную новизну, ощущение легкости
(рис. VII—5). Красивый вид могут придать внутреннему пространству по-
крытия из ажурных металлических конструкций (особенно типа структур,
с облегченными или сплошными балками небольшой высоты и др.), а
также большепролетные железобетонные коробчатые балки, в которых
размешают вентиляционные коммуникации.
Как упоминалось выше, некоторые типовые конструкции заводского
производства для массового промышленного строительства не позволяют
создавать интерьеры цехов на требуемом архитектурном уровне. Так,
большинство сборных железобетонных ферм и балок чрезвычайно гро-
моздко и массивно (физически и зрительно). Сборные железобетонные
антресоли и другие встроенные вспомогательные помещения также не
отличаются красотой конструктивного исполнения; они зрительно тяже-
лы и к тому же загромождают внутреннее пространство зданий.
Нельзя считать удачными в художественном отношении типовые
конструкции для многоэтажных зданий с балочными перекрытиями,
опирающимися на выступающие консоли колонн.
141
Рис. V1I-5. Влияние конструкций покрытия на архитектуру интерьера:
а - пространственная оболочка в сочетании с остеклением (Швеция); б - метал-
лический крестовый свод (Япония)
142
Большая высота ригелей, крупные ребра в плитах, располагаемые
против света, затрудняют верхнюю разводку коммуникаций, ухудшают
освещенность и вентиляцию помещений, портят весь вид интерьера.
Указанные недостатки исключаются в многоэтажных зданиях с безбалоч-
ными и монолитными перекрытиями, с подвесными потолками, а также
в зданиях с техническими этажами. Непривлекательная художественная
форма конструкций нередко усугубляются низким качеством их изготов-
ления на заводах сборного железобетона и плохим качеством строитель-
но-монтажных работ. В результате этого архитекторы вынуждены маски-
ровать отдельные элементы конструкций штукатуркой, прибегать к уст-
ройству декоративных потолков и т.п..
В целях повышения эстетического качества конструкций производст-
венных зданий, кроме более активного вторжения архитекторов в сферу
индустриального производства конструкций, необходима забота и инже-
неров-конструкторов о форме изделий на стадии проектирования. Сов-
местно с архитектором инженер должен искать наиболее совершенное
художественное воплощение конструктивных принципов. Несущие и ог-
раждающие конструкции должны активно участвовать в формировании
композиции интерьеров зданий.
Прокладка внутрицеховых коммуникаций. В производственных поме-
щениях все коммуникации, к которым относят сети отопления, вентиля-
ции и кондиционирования воздуха, водоснабжения, канализации, энер-
госнабжения, а также технологические трубопроводы различного назна-
чения, обычно размещают в определенных зонах.
В зависимости от требований к чистоте воздуха и стабильности тем-
пературно-влажностного режима используют скрытое и открытое распо-
ложение коммуникаций (рис. VII-6).
Скрытый способ расположения коммуникаций характерен для произ-
водств, не допускающих на коммуникационных сетях скопления трудно-
удаляемой пыли (точное и прецизионное машиностроение, электроника,
текстильная промышленность и др.). При скрытом способе чаще всего
коммуникации располагают в технических этажах, чердаках, тоннелях,
подвалах, в пустотелых конструктивных элементах. При таком решении
достигается более свободная организация внутреннего пространства и
хороший обзор интерьера производственных помещений (рис. VH—6, а).
При открытом способе расположения коммуникаций, который ис-
пользуется чаще скрытого, необходимо добиваться впечатления их орга-
нической связи с общей архитектурой интерьера (рис. VII-6, б). Систему
прокладки коммуникаций решают комплексно с учетом зонированного
размещения всех технологических и инженерных трубопроводов в здании
и возможных изменений в связи с модернизацией технологического про-
цесса. Выбор зон для размещения коммуникаций осуществляют с учетом
143
этажности и особенностей конструктивного решения здания. Зоны могут
быть выбраны в пределах основного пространства здания (на специ-
альных эстакадах, этажерках и т.п.) и вне его - в пределах конструктив-
ных размеров покрытия, колонн, под подкрановыми путями и т.п.
а)	б)
Рис. VII-6. Скрытое и открытое размещение коммуникаций:
а - схема прокладки коммуникаций в техническом подвале цеха холодной
прокатки металла; б - открытые трубопроводы в научно-техническом центре
(Италия); / - трассы паропроводов и теплопроводов; 2- то же, сжатого воздуха и
смазочных материалов; 3 - то же, хозяйственно-питьевого водопровода, горячего
водоснабжения и канализационной сети
Включение в интерьер элементов живой природы предполагает органи-
зованное размещение во внутреннем объеме производственного здания
относительно крупных локальных массивов искусственного ландшафта в
виде газонов, деревьев, фонтанов, декоративных водоемов и других эле-
ментов. Эти элементы в отдельных обоснованных случаях могут высту-
пать в качестве центральных в композиции интерьера. Как правило, их
размещают на свободных участках, чтобы они не мешали выполнению
производственных операций и не уменьшали внутрицеховые проходы и
проезды (рис. VJI-7). В тех случаях, когда внутренний микроклимат из-
за неблагоприятного температурно-влажностного режима или наличия
производственных вредностей не пригоден для существования растений,
прибегают к размещению зеленых насаждений внутри специальных замк-
нутых устройств, изолированных остекленными перегородками от основ-
ного пространства.
144
Включение элементов живой природы особенно важно в производ-
ственных помещениях безоконных и бесфонарных зданий. Там для нор-
мального развития зеленых насаждений в условиях отсутствия естествен-
ного освещения прибегают к использованию искусственных источников
света, которые по своим спектральным характеристикам близки к естест-
венным.
В качестве других локальных средств внутреннего озеленения могут
быть использованы стационарные и переставные элементы (ванны, кон-
тейнеры, скамьи) для цветов и вечнозеленых растений, зеленые стенки,
витрины, зеленые окна и др.
Рис. VI1-7. Внутреннее озеленение у наружной стены цеха
стеклопластиков комбината стройматериалов в Мытищах
Взаимосвязь с внешней средой имеет особо важное значение для про-
изводств, размещаемых в крупноразмерных и многопролетных зданиях,
где основной контингент работающих удален от периметра наружных
стен с окнами, а также для производств в безоконных и бесфонарных
зданиях. В этих случаях при организации внутреннего пространства стре-
мятся к созданию визуальной связи интерьеров с природным окруже-
нием или имитации присутствия в интерьерах естественной природы ил-
люзорными средствами.
145
Визуальную связь интерьеров с окружающим пространством обеспе-
чивают рядом композиционных приемов, среди которых наиболее рас-
пространены целенаправленные устройства видовых оконных проемов,
видовых эркеров и озелененных световых двориков. Пространственную
связь интерьера с природным окружением достигают путем включения в
объемно-планировочную структуру здания элементов внешнего прос-
транства в виде озелененных световых двориков, а также введением в
интерьер наружных газонов, водоемов и замощения из природных мате-
риалов, внешних площадок, примыкающих к зданию и другими прие-
мами (рис. VII-8).
В интерьерах безоконных производственных помещений предусмат-
ривают устройство иллюзорных психологических окон, которые, имити-
руя светопроемы, в некоторой степени компенсируют неблагоприятное
впечатление оторванности от внешнего природного окружения.
Рис. VII—8. Решение внутренних световых двориков:
а - комплекс завода счетных машин (США); б - лабораторный комплекс
машиностроительной компании (Германия)
Цвет в интерьерах производственных зданий. При помощи цвета в ин-
терьерах производственных помещений решают три основные задачи:
обеспечение условий зрительной работы и комфортного самочувствия
человека на рабочем месте, имея в виду как физиологический, так и
психологический комфорт; повышение эстетических качеств интерьеров
путем усиления цветом воздействия внутреннего пространства на чело-
века; обеспечение ориентации в отдельных элементах рабочего места и
производственного оборудования и повышение безопасности труда за
счет применения цветовой сигнализации.
146
Практика использования цвета в интерьерах производственных поме-
щений показывает, что для воплощения архитектурного образа и созда-
ния психофизиологического комфорта производственной среды необхо-
дима, прежде всего, функциональная оправданность цветовой компози-
ции, т.е. строгое соответствие цветового решения интерьера характеру
труда в этом помещении.
Вторым необходимым условием реализации эстетических возможно-
стей цвета является его связь с другими средствами архитектурной ком-
позиции, такими, как пропорции, планировка, конструктивное решение,
степень насыщенности оборудованием и коммуникациями и др.
Цветовая отделка интерьеров во многом также зависит от характера и
интенсивности освещения, цветности применяемых источников искус-
ственного света, климатических данных, степени психофизиологической
нагрузки производства на людей, пользующихся этими помещениями и
др. Все эти требования учтены в нормах проектирования [39], которые
регламентируют поиск оптимального варианта цветового решения ин-
терьера.
В качестве характеристик цвета поверхности приняты:
цветовой тон, оцениваемый длиной волны излучения X, выражаемой
в нанометрах (нм);
чистота цвета (р), оцениваемая степенью приближения цвета к чис-
тому спектральному и выражаемая в долях единицы;
коэффициент отражения (р), представляющий отношение светового
потока, отраженного от поверхности, к световому потоку, падающему на
поверхность, выражаемый в %;
яркость (В), выражаемая в нитах (нт) или в канделах на метр
квадратный (кд/м2), которая для поверхностей с рассеянным отражением
определяется по формуле
л 100*
где Е - освещенность поверхности в люксах (лк); р - коэффициент
отражения в %; л = 3,14.
Цветовое решение интерьера характеризуют цветовой гаммой, цвето-
вым контрастом, количеством цвета и коэффициентом отражения по-
верхностей.
Цветовая гамма - совокупность цветов, принятая для цветового ре-
шения интерьера. Она может быть теплая, холодная или нейтральная в
зависимости от преобладания цветов соответствующего психофизиологи-
ческого свойства. Нейтральными считаются цветовые гаммы с преобла-
данием ахроматических цветов (белый, серый и черный). Справочные
147
данные о характере ассоциаций, возникающих при восприятии различ-
ных цветов, приведены в прилож. 21.
Цветовой контраст - мера различия цветов по их цветовому тону и
яркости, выражаемая в порогах цветоразличения, которые определяют
цветовыми расчетами. Цветовые контрасты классифицируют на малый,
средний и большой, каждый из которых характеризуется степенями
цветового контраста.
Малый цветовой контраст характеризуется степенями цветового кон-
траста Ml, М2 и М3, где индексами 1, 2 и 3 обозначены степени кон-
траста, отличающиеся друг от друга порогами светоразличения. Так, цве-
товой контраст Ml имеет пороги от 0 до 10, М2 - от 10 до 21 и М3 -от 21
до 32.
Аналогично характеризуются средний (Cl, С2 и СЗ) и большой (Б1,
Б2 и БЗ) контрасты с величинами порогов светоразличения от 32 до 88 и
более.
Количество цвета - степень цветового ощущения как функция, зави-
сящая от цветового тона и насыщенности цвета объекта и фона, от соот-
ношения их яркостей и размеров.
Количество цвета может быть большим, средним и малым, каждое из
которых характеризуется числом порогов цветоразличения и имеет те же
градации, что и цветовой контраст.
Количество цвета может быть определено вычислениями [39] или
путем визуального сопоставления подобранного номера с аттестован-
ными эталонами. Аттестованными эталонами цвета непрозрачных мате-
риалов могут служить образцы "Атлас цветов" ВНИИ метрологии
им. Д.И. Менделеева, "Альбом колеров" и опорная шкала [41].
Разработку цветового решения интерьеров решают, как правило, в
несколько этапов.
На первом этапе производят комплексный анализ особеннос-
тей проектируемого объекта, влияющих на характеристики цвета основ-
ных поверхностей и оборудования.
При комплексном анализе учитывают следующие факторы:
-	степень тяжести работ;
-	степень точности выполняемых работ;
-	условия освещения (особенности светового климата района строи-
тельства, ориентация помещения, спектральный состав излучения искус-
ственных источников света);
-	санитарно-гигиенические условия в помещении (наличие тепловы-
делений в рабочей зоне, состояние воздушной среды, оптимальная влаж-
ность, уровень производственного шума и т.д.);
-	требования техники безопасности (сигнально-предупредительная и
опознавательная окраска, знаки безопасности);
148
-	особенности объемно-пространственной структуры интерьера (абсо-
лютные размеры и пропорции помещений, их планировочное решение,
степень насыщенности оборудованием и др.);
-	наличие поверхностей, не подлежащих цветовой отделке и окраске
вообще, а также если их цвет назначается исключительно по правилам
функциональной окраски.
Второй этап связан с определением принципиальной цветовой
схемы интерьера. На этом этапе на основании комплексного анализа вы-
шеперечисленных факторов назначают основные характеристики цвета:
цветовую гамму, цветовой контраст, количество цвета и коэффициенты
отражения основных поверхностей интерьеров.
Справочные данные о рекомендуемых цветовых гаммах и значениях
цветового контраста и количества цвета основных поверхностей интерье-
ра производственных помещений приведены в прилож. 22 и 23.
Коэффициент отражения р поверхностей интерьеров принимают в
зависимости от их местоположения в пространстве: в верхней, средней и
нижней его зоне.
Справочные данные рекомендуемых значений коэффициентов отра-
жения основных поверхностей интерьеров приведены в прилож. 24.
Справочные данные о значении р некоторых цветов и наиболее рас-
пространенных красок и р поверхностей из некоторых материалов при-
ведены в приложении [41].
На третьем этапе цветового проектирования устанавливают
цветовую палитру по трем параметрам (цветовому тону Л, чистоте цвета р
и коэффициенту отражения р) для всех составляющих интерьера: стен,
полов, покрытий, оборудования, транспортных средств и других важных
в композиционном отношении элементов интерьера.
Образцы цвета для установления цветовой палитры подбирают на ос-
нове:
-	принципиальной цветовой схемы (второй этап проектирования);
-	допустимых цветовых контрастов между основными поверхностями
(см. прилож. 23);
-	допустимого количества цвета основных поверхностей интерьера
(см. прилож. 23);
-	закономерностей гармоничных цветовых сочетаний.
Выбор образцов цвета рекомендуется производить при том же осве-
щении, которое запроектировано для помещения. При наличии естест-
венного света в помещении образцы следует проверять в условиях есте-
ственного и искусственного освещения.
Гармоничным называют сочетание цветов, вызывающих положитель-
ную психоэстетическую оценку. Цветовая гармония зависит от цвета
полей, образующих сочетание, их угловых размеров, цвета фона, фактуры
149
материала, предметного содержания цвета. Цвета, составляющие гармо-
ническое сочетание, как правило, значительно различаются по светлоте.
Гармонические сочетания цветов принято делить на нюансные и
контрастные. Нюансные гармонические сочетания составляются из цве-
тов, находящихся в малом цветовом контрасте (Ml, М2, М3) или среднем
(Cl, С2). Контрастные гармонические сочетания составляются из цветов,
находящихся в среднем (СЗ) или большом цветовом контрасте (Б1, Б2,
S3).
Цвет в гармоничном сочетании, обладающий наибольшей насыщен-
ностью, должен занимать меньшую площадь, чем остальные цвета.
Используя различные сочетания цвета, можно образовать гармонии:
одной тональности, различающиеся насыщенностью или светлотой; кон-
трастную и ахроматическую; одной тональности, различающиеся насы-
щенностью и светлотой или только светлотой.
Цветовое решение, помимо установления цветовой палитры основ-
ных составляющих интерьера (стен, полов, покрытий и др.), включает:
окраску машин, приборов, инструментов, аппаратов, трубопроводов; вы-
полнение указателей проходов и лестниц, надписей в целях предупреж-
дения несчастных случаев; окраску противопожарного оборудования и
др. В окраске этих объектов должно быть закодировано то или иное со-
общение о режиме работы, опасности, содержании емкости и т.п. Такую
условную окраску называют функциональной.
Для функциональной окраски выбирают определенные цвета, кото-
рые делят на сигнальные и опознавательные.
Сигнальные включают основные (красный, желтый, зеленый)
и вспомогательные (оранжевый, синий) цвета. Установлены следующие
значения сигнальных цветов:
-	красный - запрещение, непосредственная опасность, средство по-
жаротушения;
-	желтый - предупреждение, возможная опасность;
-	зеленый - предписание, безопасность, разрешение;
-	оранжевый - опасность явная и потенциальная;
-	синий - указание, информация.
Сигнальную окраску элементов, которые могут стать причиной полу-
чения работающим травм, обычно выполняют в виде чередующихся на-
клонных полос желтого и черного цветов (рис. VII—9).
Опознавательные цвета, включающие в себя зеленый,
красный, синий, желтый, оранжевый, фиолетовый, коричневый и серый,
используют для окраски трубопроводов, баллонов, шин электроустановок
и др. Так, трубопроводы воды окрашивают в зеленый цвет, пара - в
красный, воздуха - в синий, газов (горючие и негорючие) - в желтый,
150
кислот - в оранжевый, щелочей - в фиолетовый, жидкостей (горючих и
негорючих) - в коричневый, прочих веществ - в серый цвета.
В необходимых случаях на
данном этапе может осуществ-
ляться также выбор образцов
цвета рабочей одежды, элемен-
тов наглядной агитации и мо-
нументального искусства.
На заключительном
этапе цветового решения ин-
терьеров производят оформле-
ние проектной документации в
соответствии с действующими
требованиями.
В состав рабочих чертежей
архитектурных решений интерь-
еров (марка АИ) рекомендуется
включать:
-	планы этажей здания;
-	виды и развертки внутренних поверхностей стен;
-	планы полов и потолков;
-	фрагменты планов, видов и разверток;
-	шаблоны;
-	схемы технологических и санитарно-технических коммуникаций
с опознавательной и сигнальной окраской;
-	ведомость отделки помещений;
-	спецификацию.
Рис. VII—9. Сигнальная окраска
внутрицехового транспорта:
а - мостового крана;	б - напольного
транспорта
Рис. V1I-10. Пример выполнения рабочих чертежей внутренних
поверхностей стен (чертежи марки АИ)
151
На планах этажей, видах и развертках внутренних поверхностей стен
указывают: координационные оси и расстояния между ними; имеющееся
подъемно-транспортное оборудование; номера помещений и технологи-
ческих участков; обозначения и ограждения проходов и проездов; распо-
ложение внутреннего озеленения и элементов декоративного оформле-
ния; границы участков пола и стен, различных по материалу, цвету,
рисунку; номер цвета поверхности элементов интерьера; ссылки на фраг-
менты. На рис. VI1-10 показан пример рабочих чертежей цветового
оформления внутренних поверхностей стен (чертежи марки АИ).
Глава VIII. ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ
Промышленные здания в системе промышленного производства сос-
тавляют его пассивную часть. Стоимость промышленных зданий нередко
составляет 50-55% основных производственных фондов. Поэтому одной
из важнейших задач в области промышленного строительства является
снижение доли пассивных затрат в общем объеме капиталовложений.
Вместе с тем, снижение стоимости зданий не должно осуществляться за
счет снижения их технического уровня.
Технический уровень промышленных зданий в основном определя-
ется: наиболее полным соответствием объемно-планировочного решения
производственно-технологическому процессу, включая условия его мо-
дернизации и технического перевооружения; технической надежностью
при тенденции снижения материалоемкости зданий; размерами энерго-
затрат на санитарно-технические системы, обеспечивающие необходи-
мый микроклимат в производственных помещениях; методами строи-
тельства, использование эффективных строительных конструкций, из-
делий и деталей; экологической безопасностью и мерами охраны
окружающей среды; санитарными, бытовыми и эстетическими условиями
работающих и др.
Совершенствование объемно-планировочных решений. В современной
зарубежной и отечественной практике сменяемость технологий в различ-
ных отраслях промышленности колеблется от 2-3 до 10-12 лет. При этом
часто изменяются габариты технологического оборудования и системы
его расстановки. Вследствие этого нередко промышленное здание, за-
проектированное на определенной физический срок (от 20 до 100 и более
лет), через короткое время перестает морально удовлетворять своему наз-
начению. При быстрых темпах обновления технологий целесообразны
здания, легко приспосабливаемые к изменениям технологии в пределах
одного или однотипного производственного процесса без нарушения
строительной основы. Такие здания получили название гибких.
152
Принципы блокирования различных производств в одном здании, а
также необходимость в ряде случаев полной замены технологического
процесса или размещения в одном здании принципиально разных про-
изводств выдвинули задачу создания универсальных зданий.
Для гибких и универ-
сальных зданий харак-
терны определенные
признаки.
Так, для гибких
зданий, при жестком
соблюдении требова-
ний технологии, при-
менении конкретных
видов подъемно-тран-
спортного оборудова-
ния и высот пролетов
характерны различные
размеры сеток колонн.
Принято в зависимос-
ти от размеров сеток
колонн различать зда-
ния малой, средней и
большой гибкости. В
одноэтажных зданиях к
малой степени гибкос-
ти относят здания с
использованием сеток
колонн от 3x3 до 18х
х12м, к средней - от
24x12 до 30x12 и к
большой - от 36x12 и
более.
Для универсальных
одноэтажных зданий,
помимо использования
укрупненных сеток ко-
лонн, характерны пос-
тоянство высоты всех
пролетов и использо-
вание подъемно-тран-
спортного оборудова-
ния, не связывающего
Рис. VIII-1. Примеры одноэтажных боль-
шепролетных универсальных зданий с
использованием многоопорных подвесных
кран-балок грузоподъемностью 2x15т:
а - для машиностроительной промышленности; б,в -
для производств тяжелой промышленности с наполь-
ными кранами
153
"жестко" здание в конструктивном отношении. Так, использование мос-
товых кранов, передвигающихся лишь вдоль пролетов, в большинстве
случаев неприемлемо для универсальных зданий. Для них чаще всего тре-
буется организация технологического потока в двух взаимно перпенди-
кулярных направлениях и этим требованиям лучше соответствуют виды
подвесного и напольного подъемно-транспортного оборудования (кран-
балки, подвесные конвейеры, козловые краны и др., рис. VIII-1).
Рис. VIII-2. Двухэтажные здания с
повышенной гибкостью 2-го этажа:
Для универсальных одно-
этажных зданий характерны
определенные конструктив-
ные особенности. В част-
ности, в качестве покрытий
используют однотипные
крупноразмерные элементы
(балочные, модульные про-
странственно-стержневые
системы, оболочки и др.).
В ряде случаев в универ-
сальных зданиях вместо спе-
циальных фундаментов под
оборудование и внутренние
опоры применяют сплош-
ную фундаментную плиту,
на которой можно распола-
гать оборудование и опоры в
любом месте.
Принцип универсальности
по своей сути был заложен в
основу разработанных УТС
для ряда отраслей промыш-
ленности (см. главу IV) и
находит свое дальнейшее
развитие в межвидовой уни-
фикации.
Использование укрупнен-
ных сеток колонн позволяет
экономить до 20% площади
внутри зданий за счет сокра-
а - с подвесным подъемно-транспортным обо- щения площадей, занятых
рудованием; б - с использованием мостовых сечениями колонн и внут-
кранов (кузнечные, прессовые, литейные и др. ренних стен.
производства)
154
Одноэтажные универсальные здания получили широкое применение
во многих отраслях промышленности, особенно в машиностроении.
Известны многие удачные примеры универсальных зданий, построенных
с использованием особо крупных пролетов, перекрытых оригинальными
конструктивными системами (вантовые, мембранные и др.). По существу
работа по созданию новых типов большепролетных зданий с крупной
сеткой колонн и легко приспосабливаемых к различным производствам
составляет основное содержание промышленной архитектуры на перс-
пективу.
Принцип повышения гибкости и универсальности стремятся распро-
странить на двух- и многоэтажные здания. В двухэтажных зданиях гиб-
кость и универсальность достигается в основном, за счет второго этажа,
где появляются большие возможности использования укрупненных сеток
колонн, различных высот и средств подъемно-транспортного оборудова-
ния (рис. VIII—2).
В многоэтажных зданиях также используют укрупненные сетки ко-
лонн (9x9; 12x12; 18x12 м и др.). Однако увеличение сетки колонн, и в
первую очередь величины пролета, ведет к усложнению конструкций
перекрытий. Вместо широко распространенных поперечных ригелей
сплошного сечения приходится использовать более сложные конструк-
ции (рис. VIII—3). Конструктивная высота таких перекрытий нередко
составляет от 2 до 4 м, что дает возможность ее использования для
технических и технологических целей. В образующихся технических эта-
жах можно размешать коммуникации, инженерное оборудование, склад-
ские и обслуживающие помещения. Такие здания особенно целесооб-
разны для предприятий радиоэлектроники, точного приборостроения и
некоторых производств текстильной промышленности.
В зданиях с техническими этажами достигается сокращение общей
площади (на 10-16%) и лучшее ее использование (на 16-20%). Кроме
того, с эстетической точки зрения гладкие потолки технических этажей
имеют несомненные преимущества по сравнению с выступающими бал-
ками и ребрами плит обычных перекрытий. В помещениях с гладкими
потолками улучшаются гигиенические и акустические условия.
В ряде производств, особенно химической промышленности, для ко-
торых характерно использование сложного по форме и развитого объем-
но технологического оборудования, стремятся обеспечить независимость
размещения оборудования от основных элементов здания (каркаса и ог-
раждений). Для таких производств сформировались здания павиль-
онного типа (рис. VIII-4). Как правило, здания выполняют одно-
этажными с использованием укрупненных сеток колонн 24x12; 30x12;
36x12 м и более и значительной высоты - от 8 до 25 м.
155
Рис. VIII—3. Многоэтажные здания с техническими этажами:
а - перекрытия по балкам-стенкам; б - то же, по фермам
Рис. VIII-4. Здания павильонного типа для размещения
химических производств
156
Основное технологическое оборудование в них размещают на само-
стоятельных сооружениях - этажерках. Этажерка представляет
многоярусное каркасное сооружение (без стен), свободно стоящее в зда-
нии на самостоятельных фундаментах. Конструкции этажерок (колонны,
ригели и плиты перекрытий) выполняют из железобетонных или сталь-
ных элементов сборно-разборного типа. Обычно этажерки решают в уни-
фицированном ряде сеток колонн (3x3; 6x6; 9x9 м) с применением типо-
вых конструкций. В случае использования нестандартного оборудования
можно применять и другие размеры этажерок (не модульные).
Здания павильонного типа имеют много достоинств. Они обеспечи-
вают блокирование основных и подсобных производств, облегчают мо-
дернизацию технологических процессов без изменения конструкций зда-
ния, являются менее пожаро- и взрывоопасными.
В последнее время в ряде отраслей промышленности, в частности в
приборостроении, получил применение так называемый "модульный
принцип".
Его сущность заключается в формировании структуры предприятия
из автономных технологических модулей, размещаемых в отдельных
корпусах-модулях. В этом случае ввод предприятия в дейст-
вие возможно производить последовательно, вводя в эксплуатацию сна-
чала первый корпус-модуль, а затем последующие. Каждый корпус-мо-
дуль рассчитан, как правило, на полный цикл технологического процесса
и выпуск готовой продукции. Экономическая эффективность использо-
вания такого принципа достигается, в первую очередь, за счет более ран-
него начала выпуска готовой продукции и последующего наращивания
мощности предприятия до момента окончания строительства. Кроме
того, использование стандартных модулей, представляет более широкие
возможности для их конструктивного и объемно-планировочного едино-
образия. Так появились возможности широкого применения корпусов-
модулей из легких металлических конструкций комплектной поставки с
использованием сеток колонн 18x12; 24x12 и 30x12 м высотой от 4,8 до
10,8 м с подвесными и мостовыми кранами (см. главу XIII).
Использование корпусов-модулей имеет большие перспективы и в
связи с наметившейся тенденцией развития мелких производств различ-
ного назначения (мелкосерийный выпуск товаров народного потребле-
ния, переработка сельскохозяйственной продукции, ремонт и обслужи-
вание техники и др.). В таких производствах стоимость зданий в системе
основных фондов становится еще более ощутимее, чем в крупных про-
изводствах. Вследствие этого вопросы рационального использования пло-
щади и объемов здания, экономии строительных материалов, примене-
ния упрощенных методов возведения зданий здесь приобретают еще
большее значение. Очевидно, для таких производств получат свое новое
157
развитие здания раздельного типа, т.е. сравнительно небольшие
по размеру, с простой конструктивной схемой. Для таких зданий не ис-
ключается использование сеток колонн малой и средней гибкости, боль-
шего разнообразия параметров по высоте, применение конструктивных
схем с несущими стенами и др.
В системе промышленных предприятий на различных стадиях строи-
тельства часто возникает большая потребность в зданиях, рассчитанных
на непродолжительный период использования (склады, ремонтные, са-
нитарно-бытовые, служебные помещения и т.п.). Для таких целей вместо
стационарных зданий рациональны мобильные здания. Мобильные
здания подразделяют на сборно-разборные и контейнерные (рис. VIП-5).
Рис. VIП-5. Мобильные здания:
а - сборно-разборные производственного назначения; б - то же, административ-
ного и бытового назначения
К сборно-разборным относят здания, монтируемые из отдельных
плоских и линейных элементов, из складывающихся секций или не-
скольких сблокированных контейнеров (рис. VIII-6, а-в).
158
Контейнерные здания представляют собой объемные элементы пол-
ной заводской готовности с унифицированными размерами, которые по-
зволяют их транспортировать по автомобильным дорогам и на железно-
дорожных платформах (рис. VHI-6, г).
Рис. VIII—6. Варианты
конструктивного исполнения
мобильных зданий :
а - сборно-разботного типа из плоских и ли-
нейных элементов пролетом 12 и 18, высо-
той от 6 до 8.4 м; 6 - то же, из складыва-
ющихся секций; в - из блок-контейнеров
(размеры контейнеров: ширина 6, 9 и 12 м,
высота 2,9 м, глубина 3 м); г - контейнерого
типа с собственной ходовой частью (длина 6
и 9 м, ширина-2,5 м, высота - 3,8 м)
Здания сборно-разборного типа из плоских и линейных элементов
проектируют каркасными или каркасно-панельными, а здания из кон-
тейнеров - каркасно-панельными или панельными. Для их изготовления
используют облегченные конструкции: каркасы из прокатных, сварных и
гнутых стальных профилей, профилированные стальные или алюминие-
вые листы толщиной не более 1 мм, эффективные утеплители, герметики
и уплотнители, стеклопакеты и т.п. Допускается использование изделий
из древесины, в том числе клееной, асбестоцемента с дополнительным
защитным покрытием и пластмасс.
159
Мобильные здания могут быть отапливаемые и неотапливаемые, с
подвесным и с напольным подъемно-транспортным оборудованием.
Подвесные краны грузоподъемностью до 3,2 т или мостовые краны гру-
зоподъемностью 5; 8 и 12,5 т используют только в зданиях сборно-раз-
борного типа. Производственные мобильные здания, как правило, осна-
щают унифицированным инженерным оборудованием в комплектно-
блочном исполнении. Их проектируют и изготавливают в трех вариантах:
для использования в северных климатических подрайонах (IA, 1Б, 1Г и
1Д), в умеренных климатических подрайонах и южном районе (IV).
Поиск оптимальных объемно-планировочных решений зданий про-
должают вести в органической связи с рациональными конструктивными
решениями, художественно-эстетическими качествами и требованиями
экономики.
Техническая надежность зданий включает совокупность мер, обеспе-
чивающих прочность, устойчивость и долговечность в строго заданных
условиях эксплуатации и в возможных чрезвычайных ситуациях (пожары,
взрывы, землетрясения и т.п.).
В практике промышленного строительства накоплен богатый опыт
обеспечения надежности зданий. Применяемые для массового строитель-
ства типовые конструкции, изделия и детали гарантируют надежность в
определенных условиях эксплуатации, в пределах того или иного клима-
тического района. На случай применения новых проектных решений
действующими строительными нормами и стандартами установлены со-
ответствующие требования, при соблюдении которых будут обеспечены
надежность и долговечность зданий и сооружений.
СНиП устанавливают три класса ответственности зданий и сооруже-
ний. К первому классу относят здания и сооружения, имеющие особо
важное хозяйственное и (или) социальное значение (главные корпуса
ТЭЦ, АЭС, центральные узлы доменных печей, дымовые трубы высотой
более 200 м и т.п.). Ко второму классу принадлежат здания и сооруже-
ния, имеющие важное хозяйственное и (или) социальное значение, и к
третьему классу - имеющие ограниченное хозяйственное и (или) соци-
альное значение (склады сельхозпродукции, удобрений, химикатов, угля,
опоры проводной связи, освещения и т.п.). Большинство промышленных
зданий производственного назначения ныне относят ко второму классу.
Вопросы надежности и долговечности продолжают представлять одну
из важнейших научно-технических проблем в области проектирования и
строительства промышленных зданий. Разрешение этой проблемы связа-
но с поиском более совершенных методов расчетов, использованием но-
вых более эффективных строительных материалов и конструкций и мето-
дов конструирования зданий. При этом ставится задача сделать здания
менее материалоемкими и более экономичными при эксплуатации.
160
Снижение материалоемкости, т.е. снижение массы зданий, предпо-
лагается, в первую очередь, за счет внедрения в строительство высоко-
прочных и долговечных материалов, конструкций и деталей и более
полного использования их свойств в различных условиях загрузки и воз-
действий воздушной среды. Другим, не менее важным направлением
возможного снижения массы зданий и конструкций является поиск бо-
лее совершенных конструктивных систем и конструктивных схем зданий
или их отдельных элементов. Особенно это важно для таких материало-
емких элементов, как покрытия, которые в современных зданиях по ма-
териалоемкости составляют до 40% от общей массы здания.
Вопросы обеспечения надежности и долговечности приобретают осо-
бое значение в зданиях, в которых размешаются производства с высокой
степенью агрессивности. Степень агрессивности среды внутри зданий оп-
ределяется концентрацией и активностью производственных выделений,
а также характером их воздействия на материал конструкций.
Экономичность промышленных зданий в процессе эксплуатации во
многом определяется количеством тепловой и электрической энергии,
потребляемой на поддержание в них нужных параметров микроклимата.
Энергопотребление здания на эти цели может быть снижено, с одной
стороны, за счет снижения теплопотерь через ограждающие конструкции
здания, а с другой - за счет применения рациональных систем отопле-
ния, вентиляции, кондиционирования и т.п.
Санитарно-технические системы. В промышленных зданиях использу-
ют системы, обеспечивающие освещение, воздухообмен, отопление, во-
доснабжение, водоотведение, а также гелиосистемы и по утилизации от-
ходов. Правильный выбор и рациональное использование этих систем в
сочетании с продуманным архитектурно-конструктивным решением зда-
ния позволяют экономным образом обеспечить заданные параметры воз-
душной среды.
На рекомендации по использованию некоторых санитарно-техниче-
ских систем уже указывалось (гл. II). Здесь рассмотрим степень влияния
санитарно-технических систем на экономику промышленных зданий и
их отдельных архитектурно-конструктивных элементов.
По условиям естественного освещения и воздухообмена многие зда-
ния решают с использованием световых, аэрационных и светоаэрацион-
ных фонарей. Для большинства одноэтажных зданий ряда производств их
использование оправдано, так как позволяют существенно уменьшить
энергозатраты. Однако есть производства, которые можно размешать как
в фонарных зданиях, так и в зданиях без фонарей (многопролетные
одноэтажные здания ряда машиностроительных предприятий и других
отраслей промышленности). В таких случаях одним из определяющих
факторов является анализ стоимости покрытий с фонарями и стоимости
16)
материальных и энергетических затрат на использование систем искус-
ственного освещения и воздухообмена.
При выборе отопительно-вентиляционных систем немаловажное зна-
чение, при прочих равных условиях, имеет анализ потребности площадей
и объемов здания под их размещение.
Для размещения отопительно-вентиляционных систем стремятся, в
первую очередь, использовать внутреннее пространство, свободное от ос-
новного технологического оборудования: антресоли, рабочие площадки,
подвешивание к конструкциям покрытий и перекрытий и др. Однако та-
кой способ не всегда достаточен, к тому же зачастую конструктивно не
совершенен, сложен при устройстве и эксплуатации, не эстетичен. Зна-
чительно меньше этих недостатков при использовании межферменного
пространства с устройством подвесных потолков, коробчатых настилов и
Рис. VIII-7. Примеры компоновки
помещений венткамер и установок
кондиционирования:
а - рассредоточен но на производствен-
ных площадях; б и в - в пристройках к
производственной площади продольной
стороной; г - в средней зоне, между
производственными площадями; д и е -
в пристройках, с использованием их в
качестве композиционных элементов;
/ - производственная площадь; 2 -по-
мещение венткамер и установок конди-
ционирования
При использовании установок
кондиционирования воздуха тре-
буются значительные площади для
их размещения. Так, в прядильно-
ткацком производстве площадь, за-
нимаемая системами кондициони-
рования, составляет до 8-15%, а в
приборостроении - до 15-20% от
общей площади здания. В таких
производствах для размещения
венткамер и установок кондицио-
нирования используют: рассредо-
точенное расположение на произ-
водственных площадях; в при-
стройках, а также в средней зоне в
форме вставок между производст-
венными площадями (рис. VIII—7).
Пристроенные помещения и
вставки для систем вентиляции и
кондиционирования могут сущест-
венно влиять на композицию
внешнего объема промышленного
здания. Поэтому необходимо стре-
миться использовать такие приемы
композиции, которые способствуют
улучшению архитектурно-худо-
жественного облика здания. На
рис. VIII—8 показан пример удач-
162
ного рассредоточения помещений венткамер и кондиционирования в
форме инженерно-технических блок-секций.
Использование солнечной энергии для нужд отопления, охлаждения и
горячего водоснабжения является огромным резервом экономии топ-
ливно-энергетических ресурсов.
Рис. VIII-8. Пример здания с пристроенными блоками-секциями
инженерно-технического обслуживания
На территории России, особенно в южных районах, где количество
дней в году с интенсивной солнечной радиацией значительно, исполь-
зуют различные гелиосистемы для санитарно-технических целей.
Для нужд отопления, кондиционирования и горячего водоснабжения
применяют гелиосистемы, основанные на пассивных и активных прин-
ципах.
Пассивный принцип использования солнечной энергии
заключается в непосредственном нагревании ограждающих конструкций
зданий солнечной радиацией с последующей передачей тепла в обогре-
ваемые помещения. Эффективность пассивных систем главным образом
зависит от теплоаккумулирующих свойств ограждающих конструкций. С
этой целью их ориентируют на южную сторону и выполняют из тепло-
поглощающих материалов, например из бетона темного или черного цве-
та. Для циркуляции воздуха между бетонной стеной и наружным остек-
лением устраивают зазор с отверстиями на уровне пола и потолка
(рис. VIII-9, а).
163
Принципиальная схема активной системы состоит из кол-
лектора солнечной энергии, аккумулятора теплоты, дополнительного (ре-
зервного) источника энергии, насосов и вентиляторов, соединенных сис-
темой трубопроводов и воздухопроводов (рис. VII1-9, 0.
Пассивные системы применяют реже активных, так как требуют
больших материальных затрат и экономически оправданы лишь в райо-
нах с достаточно большим числом часов интенсивного солнечного
Рис. VII1-9. Системы солнечного отопления и горячего водоснабжения:
а - пассивного типа (1 - здание; 2 - теплоаккумулирующая стена; 3 - остек-
ление); б - принципиальная схема активного типа (/-коллектор солнечной
энергии; 2-галечный аккумулятор тепла; 3 - вентилятор; 4 - переключающий
клапан; 5 - резервный, дополнительный источник тепла)
В практике применения солнечных систем известны комбини-
рованные гелиосистемы, объединяющие элементы активных
I I III 1111^
4
5
1
Рис. VIII—10. Система солнечного
охлаждения покрытий (фирма "Скай терм"):
/ - теплоизоляция; 2 - вода; 3 - полиуретановая
плита; 4 - металлический профиль; 5 - поли-
этиленовый лоток
и пассивных. Комбиниро-
ванные системы, наряду с
функциями отопления и
вентиляции, используют
как источник горячего во-
доснабжения. Солнечную
энергию также использу-
ют для охлаждения зданий
в летнее время. Система
охлаждения основана на
принципе попеременного
нагревания и испарения
жидкости. Так, например,
для охлаждения плоских
покрытий могут быть ис-
пользованы лотки с водой.
На рис. VIII-10 показан
164
лоток из полиэтиленовых секций черного цвета, который может покры-
ваться пластинами из теплоизоляционного материала (полиуретана) тол-
щиной 4-5 м. Летом лоток оставляют открытым ночью и накрывают
днем. Вместо лотков для охлаждения покрытий можно использовать слой
воды, подаваемый на всю плошадь плоской кровли.
В ряде районов России (Западная Сибирь, Дальний Восток, Камчат-
ка, Предкавказье) перспективным источником тепловой энергии являют-
ся геотермальные воды, температура которых составляет от 40 до 100°С и
более. Однако необходимо учитывать дефицитность этого вида тепловой
энергии и использовать в первую очередь для лечебных целей, а также
возможность одноразового использования, повышенную минерализацию,
строго фиксированное расположение источников и др.
В мировой практике известны методы эффективного использования
тепловой энергии нагретых верхних слоев земли, грунтовых вод, тепла
водоемов, атмосферы и осадков.
Глава IX. ГЕНЕРАЛЬНЫЕ ПЛАНЫ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
Содержание и принципы формирования генерального плана. Генераль-
ный план является одной из важнейших частей проекта промышленного
предприятия.
При разработке генерального плана промышленного предприятия ре-
шают следующие основные вопросы: рациональное размещение зданий,
сооружений и инженерных коммуникаций в соответствии с градострои-
тельными принципами и технологическими требованиями; хозяйствен-
ное, транспортное и инженерно-техническое обеспечение производства;
социальное и бытовое обслуживание работающих; охрана окружающей
среды; благоустройство территории; охрана территории предприятия и
др.
Эти вопросы прорабатывают комплексно с привлечением широкого
круга специалистов разного профиля, однако большую часть из них при-
ходится решать технологам, архитекторам и инженерам-строителям.
Исходным проектным документом для разработки генерального пла-
на служит ситуационный план. Согласно ситуационному плану устанав-
ливают рациональные внешние инженерные, транспортные, производст-
венные и хозяйственные связи проектируемого предприятия с другими
предприятиями, а также с местами работающих и общей сетью дорог,
границы санитарно-защитных зон, возможное развитие на перспективу и
др. (рис. IX-1).
165
166
Вопросы рационального размещения зданий, сооружений и инже-
нерных коммуникаций на отведенной территории под застройку про-
мышленного предприятия относятся к числу наиболее сложных.
В первую очередь рациональность взаиморасположения зданий и со-
оружений определяет общий цикл производственно - технологического
процесса в рамках данного предприятия. На последующих этапах произ-
водственно-технологическая рациональность согласуется с другими тре-
бованиями (пожарная и взрывопожарная опасность, санитарная вред-
ность, особенности климата, рельефа и др.). Так, в зависимости от
степени огнестойкости и взрывопожарной категории минимально допус-
тимые расстояния между зданиями принимают от 6 до 18 м, а по услови-
ям естественного освещения (при боковом освещении) - не менее наи-
большей высоты противостоящих зданий. Объекты, являющиеся источ-
никами загрязнения атмосферного воздуха, размещают с подветренной
стороны по отношению к жилой застройке и к другим более "чистым"
промышленным зданиям. Расстояния между объектами предприятия так-
же согласуют с условиями сквозного проветривания, инсоляции, аэра-
ции, организации подъезда транспортных средств, в том числе и на слу-
чай тушения пожара и благоустройства.
В целях более рационального использования территории застройки,
повышения ее архитектурно-художественных качеств и устранения сти-
хийности в застройке при разработке планировочных решений использу-
ют определенные принципы - зонирования, блокирования, модульной
координации и другие.
Зонирование территории относится к числу основных принципов ор-
ганизации застройки. Оно может быть произведено по различным при-
знакам: функционально-технологическим, уровням выделяемых вредно-
стей, величине грузопотока, степени пожаро- и взрывоопасности, плот-
ности (насыщенности) рабочих мест и др.
Согласно функционально-технологическому признаку на предприя-
тии выделяют предзаводские, производственные, подсобные, складские,
резервные и другие зоны (рис. IX—2).
Предзаводская зона включает в себя административные,
общезаводские лаборатории, вычислительные центры, учебные заведения
и другие объекты (стоянки для автотранспорта, торговые и т.п.), которые
располагают при въезде или главном входе на предприятие со стороны
жилой зоны или населенного пункта.
Производственная зона, занимающая большую часть
территории, включает основные цеха, сооружения и открытые техноло-
гические установки. На крупных предприятиях она может компоноваться
из ряда более мелких зон. Например, на металлургических комбинатах
зона проката складывается из подзон горячей и холодной прокатки.
167
Подсобная зона включает территории, занятые объектами
вспомогательного (ремонтные, тарные и т.п.), энергетического (котель-
ные, ТЭЦ), санитарно-технического (очистные сооружения), коммуника-
ционного (сети отопления, канализации) и другого назначения.
Рис. IX—2. Зонирование территории промышленных предприятий:
а, б - литейные заводы; в - завод тяжелых станков; г - завод расточных станков;
1 - производственная зона; 2 - подсобная зона; 3 - складская зона; 4 - пред-
заводская зона; 5 - резервная территория
Складскую зону образуют территории, необходимые для
складирования сырья, материалов, готовой продукции. Эта зона наиболее
грузоемка и насыщена транспортными магистралями.
Использование принципа функционально-технологического зониро-
вания позволяет более совершенно решать целый ряд архитектурных
задач. Например, выявляя предзаводскую зону, архитекторы в ее пре-
делах получают более широкие возможности для повышения художест-
венно-эстетических качеств предприятия. Поэтому предзаводские зоны
крупных промышленных предприятий, как правило, представляют собой
продуманные архитектурные ансамбли, сглаживающие резкий переход от
более выраженной архитектуры селитебной зоны к промышленной.
На формирование генерального плана существенное влияние оказы-
вает рельеф. В первую очередь стремятся использовать положительные
свойства рельефа при организации функционально-технологического
процесса, транспортных связей, для защиты от неблагоприятных клима-
тических факторов. Рациональное использование рельефа может во мно-
гом способствовать повышению архитектурного облика предприятия.
168
Блокирование. Этот принцип используют как средство сокращения
площади застройки за счет объединения в одном или нескольких круп-
ных зданиях разрозненных производств основного и вспомогательного
назначения. На достоинства этого принципа уже указывалось (глава V).
Напомним, что блокирование, помимо экономного использования терри-
тории, располагает более широкими возможностями применения про-
грессивных объемно-планировочных и конструктивных решений, мето-
дов возведения зданий, решения коммуникационных, экологических и
других задач.
Модульная координация. В соответствии с этим принципом территория
предприятия делится на унифицированные планировочные элементы:
кварталы, панели или комбинированные - квартально-панельные эле-
менты. Квартал представляет собой часть территории предприятия, огра-
ниченную красными линиями близрасположенных проездов. Квартал мо-
жет быть застроен зданиями, сооружениями, открытыми установками, а
также одним крупным корпусом. Кварталы, расположенные между двумя
ближайшими параллельными проездами, образуют панель застройки
(рис. IX-3).
Рис. IX-3. Пример квартально-панельной застройки предприятия
В структуре и планировке кварталов и панелей стремятся использо-
вать типовые приемы размещения производств, организации друзовых и
людских потоков, стандартную ориентацию на автомагистрали и др.
При застройке крупных предприятий химии и нефтехимии исполь-
зуют блочный прием застройки. Блок объединяет несколько кварталов и,
как правило, заключает в себе законченную часть технологического цик-
ла.
Габариты кварталов, панелей и блоков зависят от вида производства,
его мощности и санитарной характеристики. В целях унификации их
размеры назначают кратными укрупненному модулю. Так, для машино-
169
строительных заводов укрупненный модуль составляет 72 м, для нефте-
химических и химических предприятий - 100 м. В таких производствах
наметилась тенденция укрупнения кварталов до 10, 12, 16 и 20 га.
Транспорт. Грузовые  людские потоки. В зависимости от величины
грузооборота на промышленных предприятиях преимущественно исполь-
зуют железнодорожный, автомобильный и электрокарный транспорт.
Железнодорожный транспорт нормальной колеи
(1520 мм) применяют на предприятиях с большим грузооборотом, опре-
деленной спецификой грузов и особенностями технологического процес-
са (металлургические заводы, предприятия стройиндустрии, некоторые
машиностроительные, топливно-энергетические производства и др.). Он
относится к числу самых надежных видов транспорта, однако обладает
малой маневренностью, ограничен радиусами поворотов и уклонов, уве-
личивает опасность для движения людей, требует устройства сложной
системы транспортных коммуникаций. Применение железнодорожного
транспорта на промышленном предприятии усложняет планировочное
решение генерального плана, вызывает необходимость выделения для
транспортных линий значительных территорий (5-10% общей террито-
рии) и устройства сложных пересечений, стрелочных переводов и др.
Использование железнодорожного транспорта на внутризаводских
территориях требует жесткого соблюдения определенных норм. Так, ми-
нимально допустимое расстояние от оси железнодорожного пути до зда-
ния должно быть не менее 3,1 м при отсутствии выходов из здания и 6 м
при наличии выходов из здания со стороны пути и тл.
Автомобильный транспорт, помимо некоторой эконо-
мии территории предприятия, позволяет сократить расходы на перевозку
грузов, уменьшить число погрузочно-разгрузочных работ и сократить
сроки подачи грузов непосредственно в цехи. Вместе с этим, использова-
ние автомобильного транспорта не исключает потребности в значитель-
ных территориях для устройства дорог, площадок для разворота, стоянок
и т.п. Автомобильный транспорт иногда недопустим для доставки грузов
непосредственно на производственные участки по санитарным требова-
ниям. В этом случае используют электрокарный и другие виды тран-
спорта.
К числу других, более прогрессивных видов транспорта, относят
конвейерный и трубопроводный. Достоинствами этих
видов транспорта являются: непрерывность действия, расширение воз-
можностей блокирования зданий, сокращение площадей под их размеще-
ние, осуществление более четкого зонирования территории за счет объе-
динения отдельных складов в единые транспортно-складские зоны.
При формировании генерального плана необходимо предусматривать
разделение грузовых и людских потоков (рис. 1Х-4).
170
171
Для этого в проектную документацию закладывают данные зонирова-
ния территории предприятия по насыщенности грузами и рабочими мес-
тами. Основные требования к проектированию путей следования грузов и
людей сводятся к сокращению времени на их передвижение и сведению
к минимуму их взаимного пересечения. В случае невозможности исклю-
чения пересечения массовых потоков груза и людей, в местах их пересе-
чения предусматривают подземные и надземные переходы.
Внутризаводские автомобильные дороги подразделяют на магистраль-
ные, межцеховые, обслуживающие и специального назначения.
Магистральные автодороги, как правило, являются продолжением
внешних дорог и обеспечивают подъезд автотранспорта к основным гру-
зовым участкам и складам предприятия.
Межцеховые дороги примыкают к магистральным и обеспечивают
подъезд автотранспорта к вспомогательным, административным, быто-
вым и другим зданиям.
Обслуживающие дороги, рассчитанные на транспортировку грузов
только электрокарами, автопогрузчиками и различными тележками, ис-
пользуют с небольшим радиусом действия, как правило, в пределах од-
ного-двух зданий или нескольких участков крупного здания.
Специальные дороги для большегрузных машин используют для пе-
ревозок при добыче полезных ископаемых, лесных разработках и в дру-
гих целях.
Организацию движения автотранспортных и других средств стремятся
строить по простым прямолинейным схемам. Число полос движения и
ширину автомобильных дорог назначают в соответствии с расчетами.
Обычно ширина магистральных автодорог бывают достаточной в преде-
лах до 6 м, а межцеховых - 4 м. В случаях использования многополосных
автодорог их ширина должна быть кратной 6 м. К каждому зданию
должен быть обеспечен подъезд пожарных автомашин: при ширине зда-
ния до 18 м - с одной стороны по всей длине здания; при ширине зда-
ния более 18 м - с двух сторон. В случае применения тупиковой системы
устраивают площадки для разворота размерами не менее 12x12 м или
петлевые развороты.
Движение людских потоков организуют от основных входов на пред-
приятие до бытовых помещений. Пропускная способность входов на
предприятие должна обеспечивать проход всего числа работающих в те-
чение 15-20 мин. Количество входов на предприятие назначают из усло-
вия наибольшего допустимого расстояния от проходных до бытовых по-
мещений не более 800 м (примерно через 1000-1500 м по периметру
предприятия). При превышении этого расстояния должен быть органи-
зован внутризаводской пассажирский транспорт.
172
Благоустройство территории является составной частью архитектурно-
го решения генерального плана предприятия. В этой части генерального
плана на основании целесообразной архитектурно-планировочной орга-
низации застройки назначают основные элементы благоустройства: озе-
ленение, малые архитектурные формы, элементы обработки рельефа, ви-
зуальной информации, монументально-декоративного искусства и др.
В застройке территорий промышленных предприятий сложились оп-
ределенные планировочные системы, среди которых наиболее примени-
мы: сплошная (павильонная), многорядная с параллельным размещением
объектов и их торцевой ориентацией на автопроезды и периметральная.
В каждой из них применяют наиболее рациональные приемы и средства
архитектурной композиции, способствующие достижению наилучшей
выразительности промышленного комплекса (см. главу VI).
Меры, приемы и средства по благоустройству разрабатывают диффе-
ренцированно для основных функциональных зон предприятия с учетом
особенностей климата и ландшафта местности.
Предзаводские площади, являющиеся основным распределителем
транспортных и пешеходных потоков и обязанные создавать общее и ху-
дожественно-эстетическое восприятие предприятия, подлежат более вы-
сокому уровню благоустройства. Приемы благоустройства предзаводских
зон разнообразны. Наиболее часто применяемое решение - это открытая
площадь, воспринимаемая как единое пространство с плиточным декора-
тивным покрытием, расчлененным вкраплениями зеленых насаждений и
водоемов, организующих движение людей и создающих цветовые или
другие акценты (рис. IX—5). Среди других приемов благоустройства пред-
заводских зон используют: оформление полос у зданий и проходных с
выделением входов зелеными насаждениями, цветочными вазами и эле-
ментами наглядных средств; членение территории на ряд отдельных уча-
стков (остановок и стоянок автотранспорта у зданий общезаводского на-
значения, зоны отдыха и т.п.).
При благоустройстве производственных зон учитывают степень насы-
щенности работающими. При малом числе работающих приемы благо-
устройства подчиняют строго функциональным задачам. В этих случаях
благоустройство сводят, в основном, к выбору соответствующих материа-
лов для покрытий дорог и пешеходных путей, назначению газоустойчи-
вых видов трав, кустарников и деревьев, а также светильников, зеленых
стенок для "скрытия" наземных трубопроводов и др.
Для производственных зон с большей насыщенностью людскими по-
токами принимают более широкую номенклатуру элементов благоустрой-
ства. Она включает в свой состав, кроме микроклиматических, функцио-
нальных и декоративных форм, защитные экраны для изоляции мест
общественного пользования от производственных и транспортных вред-
173
ностей и элементы, обеспечивающие безопасность пешеходного движе-
ния.
Рис. IX-5. Пример благоустройства производственной зоны:
1 - административное здание; 2 - производственные здания; 3 - столовая;
4 - поликлиника; 5 - научно-исследовательский корпус; 6 - здание железно-
дорожной станции; 7-переход через проезжую часть; 8-стоянка авто-
транспорта; 9- водоем; 10- спортплощадка; 11 - цветник
Для многолюдных участков территории и участков, имеющих боль-
шое композиционное значение, элементы благоустройства более разно-
образны. Здесь используют наглядную информацию, рекламу, садовую
мебель, декоративную скульптуру, водоемы, декоративные формы расте-
ний и другое (рис. IX-6).
Участки у отдельно стоящих административных и бытовых зданий
благоустраивают, как и предзаводские площади, с особой тщательностью.
В производственной зоне большое внимание уделяют благоустройству
дорог (покрытие, разделительные полосы, пересечения, озеленение). На
перекрестках дорог и въездах в цеха обеспечивают видимость для водите-
лей автотранспорта. В этих местах не допускается размещение высоких
зеленых насаждений и других зрительных преград. В районах с обильны-
ми снегопадами должны быть предусмотрены условия для механизиро-
ванной уборки снега с проезжей части дорог и путей движения людей.
174
Рис. IX—6. Вариант благоустройства площадки отдыха литейного завода
Подсобные зоны, как малолюдные и находящиеся вдали от входов,
благоустраивают, в основном, средствами, обеспечивающими чистоту
территории, защиту от пожаров и пыли, Здесь, как правило, решают во-
просы укрепления почвы, устройства надежных дорожных покрытий, ус-
тановки знаков ориентации и безопасности движения. Средства озелене-
ния в подсобных зонах используют лишь для декорирования отдельных
участков, а также для защиты железнодорожных путей от снежных зано-
сов. Так, в этих целях древесно-кустарниковые насаждения производят
на определенном расстоянии от железнодорожного полотна (деревья -
3 м, кустарники - 1,5 м).
Для благоустройства участков, предназначенных для расширения
предприятия (резервные зоны), используют в основном газоны, а также
переносные формы цветников, посадки однолетних растений, различные
виды сыпучих и разборных покрытий.
Благоустройство путей пешеходного движения назначают обязательно
с учетом климатических условий. При размещении предприятий в благо-
приятных климатических условиях пешеходное движение предусматри-
вают целиком на открытой территории. В неблагоприятных климатиче-
ских и производственных условиях пешеходное движение организуют в
закрытых помещениях цехов или по галереям между цехами и между ос-
тановками транспорта и входами на предприятия. Возможна частичная
организация движения по открытой территории и по закрытым помеще-
ниям.
При движении людей по открытой территории вдоль путей использу-
ют такие элементы благоустройства, которые улучшают микроклиматиче-
ские условия (защита от ветра, осадков и др.), обеспечивают удобство
движения, защищают пешеходов от производственных вредностей и спо-
собствуют хорошему обозрению предприятия.
В тех случаях, когда пешеходное и транспортное движение сочетается
в одном проезде, предусматривают пешеходные тротуары, которые разме-
175
шают нс ближе 2 м от бордюрного камня проезжей автомобильной доро-
ги или на расстоянии ширины кювета. Тротуары отделяют от проезжей
части полосой зеленых насаждений в виде газона, кустарниковой живой
изгороди, рядовой посадки деревьев в сочетании с живой изгородью из
кустарников, цветочными насаждениями и т.п. Ширину тротуаров при-
нимают кратной ширине полосы движения, равной 0,75 м. Число полос
движения по тротуару устанавливают в зависимости от численности ра-
ботающих в наибольшей смене в здании (или группе зданий), к которому
ведет тротуар, и принимают из расчета 750 человек на одну полосу дви-
жения.
В северной строительно-климатической зоне тротуары вдоль автомо-
бильных дорог проектируют на общем земляном полотне с автомобиль-
ной дорогой и отделяют от проезжей части газонов шириной не менее
1 м без установки бортового камня, но с устройством сквозного огражде-
ния между газоном и тротуаром.
При выборе типа покрытия для пешеходных путей, площадей и пло-
щадок учитывают условия их эксплуатации, особенности климата, разви-
тие подземного хозяйства, возможности замены и индустриального изго-
товления.
Зеленым насаждениям принадлежит одно из основных мест среди
средств благоустройства. Используя многообразие форм зеленых насаж-
дений, можно создать из зелени различные композиции, улучшить мик-
роклиматические и санитарно-технические условия среды, организовать
территорию и создать пейзажи, соответствующие определенной архитек-
турно-планировочной идее.
Условно все формы зеленых насаждений, применяемых на террито-
риях промышленных предприятий, делят на объемные (деревья и кустар-
ники), вертикальные (из вьющихся растений) и горизонтальные (газоны
из травянистых и цветочных растений).
С помощью древесно-кустарниковых насаждений можно уменьшить
неблагоприятное воздействие климата производственных вредностей. В
зависимости от их конструкции и способа размещения они могут выпол-
нять ветро-, солнце-, снего-, пыле- и шумозащитные функции, а также
использоваться как средство поглощения вредных компонентов из воз-
душной среды и в борьбе с пожарами.
Вертикальное озеленение вьющимися растениями, помимо озелене-
ния в стесненных условиях и как средство декорирования и маскировки,
используют для снижения интенсивности солнечной радиации.
Газоны на территориях предприятия используют и как средство для
укрепления грунта, снижения запыленности и улучшения температурно-
влажностного режима приземного слоя воздуха.
176
Используя различные приемы и сочетания зеленых насаждений,
можно активно воздействовать на процесс аэрации территории предприя-
тия. Например, на предприятиях, загрязняющих атмосферный воздух га-
зообразными веществами, создают аэродинамические коридоры, способ-
ствующие увеличению скорости движения удаляемого воздуха в нужном
направлении.
Малые архитектурные формы в системе благоустройства выполняют,
как правило, многоцелевые функции. Их используют как ограждения
предприятия (сплошные, решетчатые, сетчатые), декоративные стенки
(для ограждения, изоляции от шума, оформления отдельных участков),
элементы наружного освещения (светильники, торшеры, зонтики, ци-
линдры, тумбы и т.п.), объекты торговли (киоски, навесы) и места отды-
ха (беседки, скамьи, вазы). В целом все они призваны придать ансамблю
целесообразность, выразительность, красоту и удобство (рис. IX-7).
Рис. IX-7. Малые архитектурные формы в системе благоустройства
предприятия
Произведения монументально-декоративного искусства используют
как средство придания индивидуальности образу предприятия. На терри-
ториях предприятия могут быть применены практически все виды мону-
ментально-декоративного искусства: скульптуры, рельеф, стенопись,
плакаты и др. Их тематику обычно связывают с характерными момента-
ми, связанные с эпохой, историей данного предприятия или города и т.п.
При выборе приемов благоустройства обязательно учитывают особен-
ности рельефа территории. В результате вертикальной планировки терри-
тории предприятия могут образовываться различной формы горизонталь-
ные, вертикальные и наклонные участки. В связи с этим должны быть
учтены геологические, грунтовые и микроклиматические особенности
177
каждого из них с целью рационального использования для определенных
функций, назначения средств благоустройства и материалов. При выборе
материалов особое внимание уделяют их долговечности, внешнему виду,
удобству в эксплуатации и при замене.
Решения других составляющих генерального плана предприятия, та-
ких как бытовое обслуживание и охрана окружающей среды, должны
найти отражение на всех этапах проектирования.
Технико-экономические показатели генерального плана. Архитектур-
но-строительную сторону генерального плана оценивают системой тех-
нико-экономических показателей (общая группа показателей), которые
определяют эффективность использования территории застройки. К чис-
лу основных технико-экономических показателей относят:
площадь территории (га), определяемую в границах ограды или в пре-
делах условных границ с учетом участков, занятых железнодорожными
путями. Условными драницами территории могут быть внешние контуры
зданий или сооружений, расположенные по периметру предприятия.
Площадь участков, занятых веером железнодорожных путей, определяют
как произведение их длины на 5 м. В площадь территории не включают
площади предзаводских зон;
площадь застройки объединяющую: площади, занятые зданиями и со-
оружениями; проекции на горизонтальную поверхность надземных соо-
ружений (галереи, эстакады), под которыми не могут быть размещены
другие здания и сооружения; площади, занимаемые подземными соору-
жениями (тоннели, резервуары, убежища и др.), над которыми не могут
быть размещены наземные здания и сооружения; площади, занятые от-
крытым технологическим оборудованием, погрузо-разгрузочными пло-
щадями, навесами, стоянками технологического транспорта и др.; площа-
ди, предусмотренные для расширения производства (резервные террито-
рии). В площадь застройки не включают площади отмосток у зданий и
сооружений, а также площади для стоянок личного и общественного
транспорта;
плотность застройки, определяемую как отношение, выраженное в
процентах, площади застройки к площади территории. Этот показатель
является одним из важнейших, так как определяет и стимулирует рацио-
нальное использование территории, в частности, стимулирует примене-
ние многоэтажных зданий. Для различных отраслей промышленности
нормами проектирования установлены дифференцированные показатели
минимальной плотности застройки, который находится в пределах от 45
до 65%.
Однако показатель плотности застройки не учитывает ряд площадей,
в частности, занятых автомобильными дорогами, внешними коммуника-
циями и энергетическими объектами. Поэтому в дополнение к основным
178
показателям иногда подсчитывают площади внутризаводских дорог, ас-
фальтированных или бетонированных площадок, инженерных сетей, а
также площади газонов, кустарниковых и дерево-кустарниковых насаж-
дений. Отношение площади зеленых насаждений к площади территорий
характеризует уровень благоустройства предприятия и используется как
экологический и санитарный показатель.
Глава X. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Общие положения. Любое построенное и введенное в эксплуатацию
промышленное здание, а промышленное предприятие в особенности, на-
чинает активно влиять на сложившееся к данному моменту экологиче-
ское равновесие в окружающей среде. Формы проявления активного
влияния на окружающую среду чрезвычайно разнообразны: нарушается
естественный рельеф и на смену ему приходят искусственные посадки,
заасфальтированные участки, объемы зданий и др.; меняются условия
инсоляции территории, так как здание создает затенение в одних местах
и, наоборот, концентрацию световой и тепловой энергии - в других; из-
меняется режим испарения влаги, поскольку средняя температура на тер-
ритории застройки постоянно выше, чем вне ее; значительная часть
осадков не попадает на почву, что меняет водный баланс; своей массой и
объемом здание меняет условия равновесия в грунтах и влияет на уро-
вень грунтовых вод; здание на свою постройку требует строительные ма-
териалы природного происхождения, добыча которых связана с необхо-
димостью еще большего вмешательства в природу и т.д. Однако самыми
отрицательными формами влияния на живой окружающий мир являются
выбросы в воздушный и водяной бассейны огромного количества газооб-
разных, твердых и жидких отходов, а также высоких уровней шума, ради-
ации и электромагнитной энергии и многого другого.
В результате всего этого к настоящему времени сложились экологи-
чески опасные зоны, охватывающие большие территории. Поэтому при
проектировании промышленного предприятия или здания любого назна-
чения на всех его этапах необходимо соблюдать экологический подход,
который позволял бы свести к минимуму последствия в природном окру-
жении.
Состав раздела проекта "Охрана окружающей природной среды".
Наряду с общим экологическим подходом к проектированию в проектах
промышленных объектов должен быть разработан специальный раздел
"Охрана окружающей природной среды".
В составе этого раздела должны быть представлены: данные о мощ-
ности предприятия или производственного здания, характеристика про-
изводственно- технологического процесса с возможным вариантом ис-
179
пользования малоотходных и безотходных технологий; баланс отходов
производства и система очистки вредных выбросов в окружающую при-
родную среду; краткая характеристика особенностей физико-географиче-
ских условий района и площадки строительства и способов их учета в
природоохранных мероприятиях; данные о существующих уровнях за-
грязнения атмосферного воздуха и предусмотренные для этого предприя-
тия (здания) доли предельно допустимых концентраций (ПДК) загрязня-
ющих веществ; наименование и объемы выбрасываемых загрязняющих
веществ; перечень источников выбросов, предложения по предельно до-
пустимым выбросам (ПДВ); временно согласованные выбросы и предот-
вращение аварийных выбросов; результаты расчетов приземных концент-
раций загрязняющих веществ; оценка эффективности предусматриваемых
мероприятий по охране атмосферного воздуха и сравнение их с отечест-
венным и зарубежным опытом; данные о водных ресурсах, используемых
предприятием (зданием), и существующих уровнях их загрязнения; све-
дения о количестве сточных вод и их характеристики; перечень сооруже-
ний и устройств для водообеспечения предприятия (здания), для очистки
природных и сточных вод, утилизации рассола и осадка; предложения по
предотвращению аварийных сбросов сточных вод; баланс водопотребле-
ния и водоотведения по предприятию (зданию) в целом и по основным
производственным процессам; предложения по предельно допустимым
сбросам (ПДС) и временно согласованным сбросам сточных вод; оценка
эффективности предусматриваемых мероприятий по очистке природных
и сточных вод, обработке и утилизации рассола и осадка, а также в части
обеспечения рационального использования водных ресурсов в сравнении
с передовым отечественным и зарубежным опытом; перечень и характе-
ристика источников производственных шумов и вибраций, превышаю-
щих допустимые нормативные уровни; оценка эффективности преду-
сматриваемых мероприятий по снижению уровней шумов и вибраций;
наименование, краткие характеристики и объемы твердых отходов произ-
водства; перечень мероприятий по обработке твердых отходов и утилиза-
ции их для получения полезной продукции или для транспортирования
за пределы предприятия (на переработку, складирование и т.д.); оценка
эффективности предусматриваемых мероприятий по обработке и утили-
зации твердых отходов производства; краткая характеристика принятых
решений по благоустройству и озеленению территории предприятия; све-
дения о мероприятиях по восстановлению (рекультивации) земельного
участка, использованию плодородного слоя почвы, утилизации расти-
тельного покрова, сводимого в связи со строительством предприятия;
оценка эффективности предусматриваемых мероприятий; комплексная
оценка оптимальности предусматриваемых технологических решений по
рациональному использованию природных ресурсов и мероприятий по
180
предотвращению отрицательного воздействия строительства и эксплуата-
ции предприятия (здания) на окружающую природную среду (воздух,
воду, почву, недра, флору, фауну и др.); результаты расчетов экономиче-
ской эффективности осуществления природоохранных мероприятий и
оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству за-
грязнением окружающей среды.
В необходимых случаях в состав проекта и раздела включают пред-
проектные исследования, связанные с более глубокой проработкой эко-
логической обстановки в районе строительства, а также материалы, до-
полняющие раздел специальными документами (согласования, разреше-
ния и Т.Д.).
Меры, обеспечивающие охрану окружающей среды. Для разработки
раздела привлекаются специалисты самого разного профиля (биологи,
врачи-гигиенисты, охотоведы, ландшафтоведы и др.). Однако ведущую
роль в поддержании экологической стабильности промышленной терри-
тории и территорий, окружающих их, отводят технологам, архитекторам
и инженерам-строителям. Практика показывает, что наилучшие резуль-
таты достигаются там, где эти специалисты работают совместно: техноло-
ги используют все возможные активные средства по предотвращению
или снижению токсичных выбро-
сов, а архитекторы и строители,
творчески подходя к проектирова-
нию, стимулируют работу техноло-
гов и способствуют предотвраще-
нию экологической деградации
окружающей среды на более дли-
тельный период.
Меры, обеспечивающие охра-
ну окружающей среды, чрезвычай-
но разнообразны и зачастую сугу-
бо индивидуальны. Вместе с тем
можно выделить некоторые общие
подходы к решению этой пробле-
мы.
Специалисты-технологи сов-
местно с инженерами-строителя-
ми санитарно-технического про-
филя прорабатывают и назначают
самые рациональные системы,
снижающие уровень всех произ-
водственных выбросов в природу,
в их числе системы водопользо-
Рис. X—1. Пример использования
форм рельефа в качестве экранов от
загрязнения при функциональном
зонировании города (Иран):
1 - селитебная территория; 2 - центр го-
рода; 3 - коммунально-складская зона и
предприятия с незначительными выбро-
сами; 4 - металлургический завод
181
вания, водоочистки и водоотведения, кроме того решают вопросы
использования отходов вторичного сырья и их утилизации.
В круг основных мер архитектурно-строительного характера входят:
инженерно-экологическое зонирование территории населенного места и
размещение промышленных объектов относительно рельефа жилой за-
стройки, сельских, лесных, заповедных и других хозяйств (рис. Х-1). В
результате этого уточняются размеры санитарно-защитных зон, разделя-
ющих селитебные и другие зоны от промышленных предприятий; внесе-
ние в объемно-планировочную структуру генерального плана промыш-
ленного предприятия такого построения, которое способствует рацио-
нальному природопользованию, экономному использованию природных
ресурсов, созданию благоприятных условий труда, быта и отдыха челове-
ка на производстве. Стремление к более рациональному размещению
предприятия, способствующему сокращению площади нарушенных зе-
мель (рис. Х-2); выбор экологичных объемно-планировочных решений
зданий, учитывающих компактность, этажность, использование подзем-
ного пространства и природных источников освещения, воздухообмена,
тепловой энергии Солнца и др. (рис. Х-3). Выбор объемно-планировоч-
ного решения должен осуществляться с учетом использования соответст-
вующих инженерных сетей (вентиляции, отопления, канализации и др.),
а также рациональной организации и удаления осадков (дождь, снег);
Рис. Х-2. Способы сохранения поверхности плодородной земли:
а-застройка неудобий; б - строительство над- и под землей; /-террасное
здание; 2- озеленение территории; 3- гелиоприемники; 4- путь инсоляции;
5- поднятое над землей здание; 6- подземное здание
182
Рис. Х-3. Возможные варианты конструктивного решения подземных
одноэтажных зданий:
а.б - с покрытиями в виде шатровых оболочек и гиперболических параболоидов;
в,г - то же, в виде длинноразмерных 2Т-образных и коробчатых плит; д - то же,
цилиндрических оболочек; е - ввод естественного освещения в здание; / - шат-
ровая оболочка; 2 - колонна; 3 - фундамент; 4 - гипар; 5 - фонарь; 6 - выравни-
вающая засыпка; 7- плита "двойное Т"; 8- ригель; 9- пространственная (короб-
чатая) плита; 10 - фундаментная плита; 11 - цилиндрическая оболочка; 12 - от-
ражающие поверхности; 13 - полая колонна
183
сокращение затрат строительных материалов за счет оптимизации раз-
меров площади и объемов зданий, выбора рациональных конструктивных
систем и схем зданий. Необходимо помнить, что большинство строитель-
ных материалов (вяжущие, заполнители, глина, металл и др.) имеют при-
родное происхождение и их производство связано с вмешательством в
природу. В связи с этим большее значение приобретает использование
для производства строительных материалов отходов производства (шлаки,
золы, и т.п.), а также тех материалов, убыль которых может быть воспол-
нена естественным путем (древесина, тростник, солома, деготь, смолы и
др.); благоустройство территорий промышленных предприятий как сред-
ство снижения опасности производства и компенсации природе нанесен-
ного ущерба. Особое внимание здесь должно быть уделено рационально-
му использования ландшафта, озеленению и искусственным покрытиям
территорий; защита от шума прилегающих территорий строительно-акус-
тическими методами. В этих целях, наряду с предельно допустимыми
расстояниями от источников шума до территорий жилой застройки, воз-
можно использование шумозащитных экранов из полос древесных на-
саждений, а также насыпей, рельефа и др. (рис. Х-4);
Рис. Х-4. Принципиальная схема шумозащитного зонирования
территории (Франция):
/, // - пояса зашиты от шума; 1 - источники транспортного шума; 2 - безвред-
ные предприятия и учреждения; 3 - жилая застройка с нарастающей этажностью
в глубину
выбор методов строительства зданий и промышленного предприятия в
целом. От выбранного метода производства работ во многом зависят
объемы земляных работ, степень загрязнения наружного почвенного слоя
растворами, отходами, свалками строительных материалов и конструк-
ций, а также степень его уплотнения подъемно-транспортными средст-
вами и др.
В практике отечественного строительства есть немало примеров соз-
дания экологически "чистых" промышленных предприятий. К ним, на-
пример, относятся полуавтоматические металлургические объекты Ново-
184
липецкого металлургического комбината. В них на базе прогрессивных
технологий были рационально реализованы комплексные идеи защиты
окружающей среды средствами закрытых систем шихтоподачи, придо-
менной грануляции доменного шлака, газоочистки, аспирации и пылеув-
лажнения и приемами создания гибкой планировочной структуры гене-
рального плана. В частности, генеральным планом было предусмотрено
максимальное блокирование объектов в горизонтальной проекции и ис-
пользование под застройку нескольких вертикальных уровней, включая
отметки ниже нуля. Гибкая планировочная структура, основанная на
принципах экологического зонирования, дала возможность рационально
использовать территорию, сократить протяженность коммуникаций,
сконцентрировать и локализовать токсичные выбросы, а также создать
компактный и выразительный ансамбль.
185
РАЗДЕЛ 2. КОНСТРУКЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ЗДАНИЙ
Глава XI. КАРКАСЫ ОДНОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
Нагрузки и воздействия на здания в окончательном виде складывают-
ся из составляющих, получаемых на различных этапах проектирования.
Так, при разработке технологической части проекта выявляют функцио-
нальное место, вид подъемно-транспортных средств, массу оборудова-
Рис. XI-1. Нагрузки и воздействия на
здание:
1 - масса частей здания; 2 - давление грунта;
3- нагрузки от кранового оборудования и пере-
мещаемого грунта; 4 - масса технологического
оборудования и обрабатываемых изделий; 5-
данление и отсос от ветра; 6 - масса снега и
пыли; 7-особые нагрузки; 8- вибрации от
технологического процесса; 9 - температура
(внутренняя и наружная) и ее колебания; 10-
влага наружного и внутреннего воздуха; 11-
грунтовая влага; 12 - осадки (дождь, град, снег);
13 - солнечная радиация; 14 - химические (аг-
рессивные) реагенты среды производства; 15-
то же, наружного воздуха; 16 - биологические
разрушители; 17- блуждающие токи; 18- шум
ния, количественные и
качественные воздействия
на внутреннюю среду (вы-
деление тепла, влажность,
степень агрессивности и
т.п.). При разработке
объемно-планировочного
решения выявляются раз-
меры основных конструк-
тивных элементов, спосо-
бы восприятия ими нагру-
зок и воздействий. При
привязке проектируемого
объекта к конкретному
участку застройки уста-
навливают другие виды
воздействий: климатиче-
ские (температура, ветер,
осадки, гидрогеологиче-
ские, особые, а также на-
грузки, возникающие при
изготовлении, доставке и
возведении). В процессе
эксплуатации могут воз-
никать дополнительные
нагрузки (рис. XI—1).
Нагрузки подразделя-
ют на постоянные и вре-
менные. К постоянным
нагрузкам относят: массу
всех частей здания, в том
числе массу несущих и ог-
186
раждаюших конструкций; массу и давление грунтов (насыпей, засыпок),
горное давление.
Временные нагрузки могут быть длительные, кратковременные и осо-
бые. К длительным временным нагрузкам относят: вертикальные от мос-
товых и подвесных кранов, от массы стационарного оборудования (стан-
ков, аппаратов, моторов, трубопроводов, транспортеров и т.п.); нагрузки
на перекрытия от складируемых материалов, от массы отложений пыли;
снеговые нафузки; температурные, климатические и др. Кратковремен-
ными считают, нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостано-
вочном, переходном и испытательном режимах, а также при его переста-
новке или замене; от массы людей; от массы ремонтных материалов в
зонах обслуживания и ремонта оборудования; от подвижного подъемно-
транспортного оборудования (пофузчиков, электрокаров и т.п.); ветро-
вые, гололедные и др. К особым нагрузкам относят: сейсмические и
взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые резким нарушением техно-
логического процесса; воздействия, обусловленные деформациями осно-
вания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта
(при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в местах
горных выработок и в карстовых районах.
Несиловые воздействия на здания также весьма разнообразны. К ним
относят: температуру (наружную и внутреннюю) и ее колебания; влагу
наружного и внутреннего воздуха, а также грунтовую; осадки (дождь,
снег); солнечную радиацию; химические (агрессивные) реагенты среды
производства и наружного воздуха; шум, биологические разрушители и
др.
Некоторые несиловые факторы могут вызывать и силовые воздейст-
вия (например колебания температуры наружного и внутреннего воздуха
приводят к знакопеременным деформациям конструкций). И наоборот,
ветер, являющийся силовым фактором, вызывает также несиловые воз-
действия - переохлаждение помещений и изменение влажности среды
производства.
Все эти факторы, воздействуя на здание в отдельности и в совокуп-
ности, могут вызывать те или иные разрушения конструкций и Изменять
параметры внутренней среды производства. Сюда относятся: снижение
несущей способности конструкций вследствие изменения структуры
грунтов оснований и материалов, потеря теплозащитных качеств ограж-
дений из-за увлажнения, переохлаждения или перегрева помещений, хи-
мическая коррозия материалов конструкций, разрушение покрасок и об-
лицовок, образование трещин в конструкциях и др.
При проектировании зданий учитывают как все отдельные факторы,
так и комплексное воздействие их в наиболее неблагоприятных сочета-
ниях.
187
Выбор конструктивной схемы и материалов каркасов производят на
начальном этапе разработки архитектурно-строительной части проекта.
! Основанием для выбора конструктивной схемы служат: объемно-пла-
нйровочная структура здания, обеспечивающая рациональную организа-
цию производственно-технологического процесса; нагрузки на здания;
требования прочности, устойчивости и долговечности.
Для большинства одноэтажных промышленных зданий характерны
два варианта каркасной конструктивной схемы - с поперечными и про-
дольными рамами (рис. XI-2, о, б).
Рис. XI-2. Схемы рам и эпюры моментов при различных
соединениях ригеля с колоннами:
а - схема поперечной двухпролетной рамы; б-то же, продольной рамы; в-
эпюра моментов в поперечной раме с шарнирным соединением ригеля с ко-
лоннами при нагрузке на колонну; г - то же, при нагрузке на ригель; д -
эпюра моментов в поперечной раме с жестким соединением ригеля с колон-
нами при нагрузке, приложенной к колонне; е-то же, при нагрузке на ри-
гель
Конструктивная схема с поперечными рамами является наиболее рас-
пространенной. По такой схеме поперечная рама каркаса, образуемая
жестко заделанными в фундаменте колоннами и поперечными ригелями,
обеспечивает жесткость и устойчивость. В продольном направлении
жесткость и устойчивость здания обеспечиваются совместной работой
колонн, вертикальных связей между ними и диском покрытия.
Конструктивная схема с продольными рамами состоит из колонн и
продольных элементов (подстропильные конструкции, подкрановые бал-
ки, вертикальные связи и др.), которые вместе обеспечивают устойчи-
вость и жесткость здания в продольном направлении. В поперечном на-
правлении жесткость и устойчивость здания обеспечиваются совместной
работой колонн и элементов покрытия, например панелями покрытия
"на пролет".
188
Сопряжения элементов каркаса друг с другом различают шарнирные,
жесткие и комбинированные.
Шарнирные сопряжения упрощают форму горизонтальных элементов
(ригели, подстропильные конструкции и др.) и стык их с колоннами.
При таком сопряжении поперечные нагрузки вызывают изгибающие
моменты только в тех элементах, к которым они приложены
(рис. XI—2, в, г). Это обстоятельство очень важно при использовании
унифицированных и типовых конструкций.
Жесткие сопряжения применяют в тех случаях, когда нельзя обеспе-
чить достаточную общую жесткость рамы или когда их применение дает
заметное снижение расходов материала на раму. Жесткие сопряжения
рекомендуется также применять при наличии кранов с жестким подвесом
любой грузоподъемности или кранов, расположенных в два яруса, а так-
же при пролетах более 36 м и отношении высоты к размеру пролета бо-
лее 1,5 независимо от наличия или отсутствия кранов. При жестком
сопряжении нагрузки, приложенные к одному из элементов, вызывают
изгибающие моменты и в других элементах (рис. XI-2, д, е).
Конструктивные схемы, допускающие сопряжения части элементов
шарнирно, а других жестко, применяют в зданиях, имеющих сложную
конструкцию с различными в отдельных пролетах нагрузками, высотами
и сечениями колонн.
Основными материалами для каркасов служат железобетон, металлы
и дерево. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные
качества.
Железобетон, в котором совместная работа бетона и стальной
арматуры обеспечивает ему хорошие физико-механические свойства, об-
ладает высокой несущей способностью на сжатие и изгиб, долговеч-
ностью, огнестойкостью, стойкостью против атмосферных воздействий,
сопротивляемостью против динамических нагрузок, малыми эксплуата-
ционными расходами. В силу почти повсеместного наличия крупных и
мелких заполнителей, в больших количествах идущих на приготовление
бетона, железобетон доступен к применению практически во всех райо-
нах строительства. На изготовление железобетона расходуется в 2-3 раза
меньше металла, чем на стальные конструкции. Вместе с тем, для желе-
зобетонных конструкций, находящихся под нагрузкой, нередко характер-
но образование трещин в бетоне растянутой зоны, что во многих случаях
нарушает их нормальную эксплуатацию. В целях предотвращения образо-
вания трещин или ограничения ширины их развития бетон заранее, до
приложения внешней нагрузки, подвергают интенсивному обжатию по-
средством натяжения арматуры. Такой железобетон называют предвари-
тельно напряженным.
189
В числе основных недостатков железобетона главным является боль-
шая собственная масса - качество во многих случаях нежелательное. Так,
например, большая масса несущих конструкций покрытия (фермы, бал-
ки, плиты) влечет за собой необходимость устройства колонн с больши-
ми размерами сечений, а колонны, в свою очередь, - устройства массив-
ных фундаментов. В целях снижения массы железобетона используют
высокопрочные бетоны и стали, тонкостенные и пустотелые конструк-
ции, а также конструкции с бетоном на пористых заполнителях.
В применяемых до настоящего времени конструкциях каркасов из
железобетона в основном используют тяжелые бетоны плотной структу-
ры, приготовленные на цементных вяжущих, плотных мелких и крупных
заполнителях (р„ = 2200...2500 кг/м3). Такие бетоны обеспечивают в
большинстве своем прочность на сжатие в пределах классов бетона от
В10 до В60 или марок бетона от М200 до М800. В перспективе целесооб-
разно использовать бетоны более высоких классов.
Для армирования железобетонных конструкций используют стальные
стержни, сетки, пространственные каркасы и проволоку. Стержневую го-
рячекатаную арматуру изготавливают гладкой (класс А-1) или периодиче-
ского профиля (классов А-П, A—III, A-1V и A-V). Лучшими качествами
обладает горячекатаная арматура периодического профиля классов A-1V
и A-V, а также класса A-VI, подвергнутая термическому упрочнению.
Арматурная холоднотянутая проволока может быть гладкой (классов В-1
и В-11) либо периодического профиля (Bp—I и Вр-П).
По способу выполнения железобетонные конструкции каркасов мо-
гут быть сборные, монолитные и сборно-монолитные.
Сборные железобетонные конструкции каркасов получили самое широ-
кое применение вследствие наилучшего соответствия требованиям инду-
стриализации и сокращения сроков строительства. Строительство из
сборного железобетона можно производить круглый год без существен-
ного удорожания в зимний период.
Для массового строительства одноэтажных промышленных зданий
разработаны типовые унифицированные конструкции элементов карка-
сов, позволяющие использовать их в определенных условиях по парамет-
рам здания (высота, пролет, шаг колонн), наличию или отсутствию под-
весных и опорных кранов соответствующей грузоподъемности, географи-
ческим условиям (скоростной напор ветра, расчетные температуры
наружного воздуха, вес снегового покрова), наличию агрессивности воз-
душной среды и условий микроклимата помещений (отапливаемые и не-
отапливаемые здания).
Монолитные железобетонные конструкции до настоящего времени,
главным образом, использовались в тех случаях, когда требовалось обе-
спечить наибольшую жесткость каркаса в условиях высоких динамиче-
190
ских нагрузок и сейсмики или когда параметры возводимого каркаса
отличались нестандартностью. К монолитным железобетонным конст-
рукциям обращались и в тех случаях, когда в данном месте строительства
полностью отсутствовала возможность использования сборных конструк-
ций. В условиях преимущественного развития индустриального строи-
тельства долгое время преобладала тенденция сокращения доли моно-
литного строения. Однако отечественный и особенно зарубежный опыт
показывают, что использование монолитного железобетона имеет ряд за-
метных преимуществ перед сборным. Он обеспечивает создание более
жестких конструктивных систем, кроме того, такие конструкции обходят-
ся значительно дешевле, так как их изготовление производится на месте
строительства и они не требуют создания дорогостоящих заводов по про-
изводству сборных конструкций. При использовании прогрессивных тех-
нологий с применением скользящих, объемно-переставных или крупно-
щитовых опалубок и соответствующих средств механизации по подаче,
уплотнению бетона и укладке арматуры можно значительно сократить
сроки возведения монолитных конструкций. Монолитные железобетон-
ные конструкции обладают лучшими эстетическими качествами, им мож-
но придавать более разнообразные архитектурные формы.
К числу недостатков монолитных железобетонных конструкций сле-
дует отнести заметные дополнительные расходы на их возведение в зим-
них условиях (обогрев бетона при его твердении) и несколько большие
сроки строительства.
Сборно-монолитные конструкции представляют собой рациональное
сочетание основных сборных элементов каркаса с монолитным железо-
бетоном, при котором обеспечивается их работа как единое целое. В
одноэтажных промышленных зданиях сборно-монолитные конструкции
находят оправданное применение при реконструкции и возведении при-
строек к существующим производственным объектам, а также при строи-
тельствах, осуществляемых в сейсмических районах.
Монолитные участки в таких конструкциях могут выполнять различ-
ные функции: замоноличивание стыков (узлов) сборных элементов; добе-
тонирование и замоноличивание до полного поперечного сечения конст-
рукций, ослабленных по каким-либо причинам (пазовые стыки и т.п.);
полное устройство отдельных элементов каркаса, например балок при
наличии сборных железобетонных колонн.
Металлические материалы нашли применение в карка-
сах зданий в виде стальных и алюминиевых сплавов.
Стали представляют собой сплавы различного химического состава.
В строительных конструкциях применяют углеродистые и легированные
стали, первые из которых в зависимости от содержания углерода подраз-
деляют на низко-, средне-, высокоуглеродистые, а последние - на низ-
191
ко- и высоколегированные в зависимости от количества элементов -
марганца, хрома, никеля и др.
Использование сталей в каркасах зданий, как впрочем и в других
конструктивных элементах, требует специальных знаний их свойств, за-
висящих от способа выплавки (мартеновские, кислородно-конверторные,
электросталеплавильные), от способа разлива в изложницы (кипящие,
полуспокойные и спокойные), состоянию поставки (металлопрокат -
после горячей прокатки, в термически обработанном состоянии, с очи-
щенной от окалины поверхностью) и др.
Различают три группы сталей. Сталь группы А классифицирована по
физико-механическим свойствам (пределу текучести и временному со-
противлению), сталь группы Б - по химическому составу, а группы В -по
гарантированным физико-механическим свойствам и химическому сос-
таву. Для строительных металлоконструкций применяют сталь только
группы В.
В зависимости от этих факторов стали маркируют. Например, марка
стали ВСтЗсп означает: В - группа стали (для строительных конструк-
ций); СтЗ - класс стали по механическим свойствам (сопротивление при
растяжении, ударная вязкость и др.); сп - спокойный способ разливки.
Выбор марок стали для конструкций каркаса является одним из от-
ветственных моментов проектирования. Назначение марок для стальных
конструкций производят в зависимости от степени ответственности кон-
струкций зданий и сооружений, особенностей климатического района
строительства и условий эксплуатации (отапливаемые, неотапливаемые и
др).
По степени ответственности стальные конструкции зданий и соору-
жений разделены на четыре группы. К первой группе отнесены сварные
конструкции, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающие-
ся непосредственному воздействию динамических, вибрационных или
подвижных нагрузок (подкрановые балки, балки рабочих площадок и
др.). Ко второй группе относятся сварные конструкции либо их элемен-
ты, работающие при статической нагрузке (фермы, ригели рам, балки по-
крытий и перекрытий и др.), а к третьей - работающие в таких же усло-
виях колонны, стойки, опоры под оборудование и др. В четвертую группу
входят вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, эле-
менты фахверка, лестницы и др.).
Такой дифференцированный подход к выбору марок стали позволяет
более рационально обеспечить надежность здания в разнообразных усло-
виях эксплуатации.
Для изготовления стальных строительных конструкций используют
различные сортаменты профилей, которые по условиям применения под-
разделяют на две группы: профили общего назначения и профили спе-
192
циального назначения. Профили общего назначения составляют наибо-
лее широко используемую группу, в которую входят: двутавровые балки,
швеллеры, зетовые профили, С-образные и корытные профили, тавры,
уголки равнополочные и неравнополочные, трубы круглые, прямоуголь-
ные и квадратные, круглая и квадратная сталь, а также листовая, универ-
сальная, полосовая, рифленая и волнистая сталь и стальные канаты. К
профилям специального назначения относятся профили, форма и разме-
ры которых определяются функциональным назначением и особенностя-
ми их использования: гофрированные профили (профилированные нас-
тилы) для покрытий и стен, профили для оконных и фонарных переп-
летов, двутавровые балки для путей подвесного транспорта, крановые
рельсы.
Профили классифицируют также по способам изготовления. Основ-
ная масса профилей изготавливается методом горячей прокатки. Гофри-
рованные и гнутые профили изготавливают методом непрерывного
холодного профилирования из листовой рулонной заготовки. Сварные
профили, среди которых наиболее распространены двутавровые, изготав-
ливают из трех полос универсальной или листовой стали на специальных
поточных линиях. Наиболее дешевым способом изготовления профилей
является горячая прокатка.
Стальные конструкции обладают многими достоинствами. По сравне-
нию с железобетонными они характеризуются значительно меньшей мас-
сой при равной несущей способности, высокой технологичностью, инду-
стриальностью и сравнительной легкостью усиления. Вследствие высоких
прочностных и других физико-механических свойств сталей из них мож-
но создавать надежные и разнообразные по форме и параметрам конст-
рукции, позволяющие особенно эффективно использовать их в высоких
(более 18 м) и большепролетных зданиях, а также в неотапливаемых зда-
ниях и в зданиях с кранами грузоподъемностью более 50 т, в том числе и
с расположением их в два яруса. До 90-х годов в целях экономии приме-
нение стальных конструкций в каркасах одноэтажных зданий строго
ограничивали. Стальные конструкции разрешалось применять, когда ис-
пользование типовых сборных железобетонных конструкций было невоз-
можным. К недостаткам стальных конструкций следует отнести: подвер-
женность коррозии, снижение несущей способности под воздействием
высоких и низких температур, высокую стоимость и дефицитность ме-
талла.
Алюминиевые сплавы в строительных конструкциях промышленных
зданий стали применять относительно недавно (около 50 лет назад). По
прочности они близки к стали и в сравнении с нею обладают почти в
3 раза меньшей массой и более высокой устойчивостью против коррозии.
В отличие от стальных конструкций в алюминиевых сплавах понижение
193
температуры ведет к повышению механических свойств. Большим досто-
инством является возможность получения из них разнообразных прессо-
ванных профилей, изготавливаемых методом выдавливания мощными
прессами через матрицы (экструзия).
В строительстве применяют чистый алюминий или сплавы опреде-
ленных систем: алюминий-марганец; алюминий-магний; алюминий-маг-
ний-кремний; алюминий-цинк-магний; алюминий-медь-магний и др.
Алюминиевые сплавы целесообразно использовать: в конструкциях
покрытий крупных высотных и большепролетных сооружений; в сборно-
разборных конструкциях, предназначенных для многократного исполь-
зования в разных местах и при транспортировании на далекие расстоя-
ния; в климатических районах с холодным и суровым климатом, а также
в районах с повышенной сейсмичностью. Особенно эффективны алюми-
ниевые сплавы в стеновых и кровельных конструкциях, в конструкциях
подвижного состава (краны различного назначения), больших ворот,
оконных и фонарных заполнений.
Недостатками алюминиевых сплавов, ограничивающими область их
применения, являются: меньший (почти в 3 раза, чем у стали) модуль
продольной упругости; высокий коэффициент температурного расшире-
ния; ухудшение механических свойств в условиях повышенных темпера-
тур и относительная сложность выполнения соединений.
Деревянные конструкции обладают рядом достоинств в
силу хороших физико-механических свойств древесины, которая имеет
небольшую массу, незначительные коэффициенты температурного рас-
ширения и теплопроводности, высокую стойкость в различных химиче-
ских средах. Она легко поддается обработке и соединению, обладает вы-
сокими эстетическими и художественными качествами. Учитывая боль-
шие местные запасы древесины, во многих регионах России конструкции
из дерева оказываются намного дешевле железобетонных и стальных
конструкций.
Наибольшее применение древесина в каркасах одноэтажных зданий
получила в форме клееных конструкций (рамы, балки, арки и металлоде-
ревянные формы). К достоинствам клееных деревянных конструкций от-
носят: возможность использования маломерных и низкосортных пилома-
териалов и создание из них разнообразных по форме сечения и длине
элементов конструкций; повышенную огнестойкость по сравнению с
обычной древесиной; меньшую подверженность растрескиванию и ко-
роблению; возможность создания элементов с повышенной несущей спо-
собностью и др. Вместе с тем изготовление клееных конструкций требует
специализированных условий (теплые помещения, тщательный контроль
качества на всех стадиях изготовления, совершенное оборудование и др.).
194
Конструкции из брусьев и досок или металлодеревянные конструк-
ции могут быть изготовлены на большинстве местных деревообделочных
предприятий и не требуют специализированных условий.
Применение элементов из круглого леса может быть целесообразным
при изготовлении опор, свай, свай-стоек, навесов и т.п.
Существенными недостатками деревянных конструкций являются:
подверженность загниванию, возгораемость, потери свойств под воздей-
ствием нагрузок, температур и влажности.
Среди других материалов, которые могут быть использованы в кон-
струкциях каркасов, можно выделить каменные конструк-
ции из природных и искусственных камней и блоков.
Область применения каменных конструкций в качестве несущих эле-
ментов до последнего времени была ограничена вследствие большой тру-
доемкости и сравнительно невысокой несущей способности. Однако в
настоящее время, когда значительно возросла потребность в развитии
мелких производств, применение каменных конструкций в каркасах зда-
ний следует считать рациональным (несущие стены, опоры и др.). Ка-
менные конструкции из кирпича, мелких и крупных блоков из местных
строительных материалов природного происхождения обладают в боль-
шинстве своем хорошей долговечностью и огнестойкостью, из них мож-
но компоновать стены с надежной теплоизоляцией и совершенными ар-
хитектурными формами.
К недостаткам каменных конструкций следует отнести невысокую
прочность, вследствие чего их можно применять только в мелкопролет-
ных зданиях без мостовых кранов.
При выборе материала каркасов нередко определяющим фактором
выступает способ возведения здания. Технология возведения зданий за-
висит от многих обстоятельств: уровня местной материально-техниче-
ской базы, условий строительной площадки (в стесненных условиях сло-
жившейся застройки или на свободных территориях).
Поэтому окончательное назначение материала для несущих конструк-
ций должно производиться на основе глубокого комплексного анализа
всех сторон, обеспечивающих прочность, надежность, долговечность,
эксплуатационное™, эстетичность и простоту возведения.
В одноэтажных промышленных зданиях наиболее распространены
три варианта каркасов: железобетонный, стальной и смешанный, когда,
например, колонны могут быть железобетонные, а фермы или балки по-
крытий - стальные или деревянные.
Железобетонные каркасы одноэтажных промышленных зданий. Сбор-
ный вариант железобетонного каркаса одноэтажного здания состоит из
поперечных рам, объединенных в пространственную систему продольны-
ми конструктивными элементами (плитами, прогонами, подкрановыми и
195
обвязочными балками, подстропильными конструкциями и др.) и связя-
ми (рис. XI-3). Поперечную раму образуют колонны, жестко заделанные
в фундаменты, и ригели, шарнирно соединенные с колоннами. В качест-
ве ригелей могут выступать балки, фермы и другие несущие конструк-
ции.
Колонны в системе каркаса воспринимают вертикальные и горизон-
тальные нагрузки постоянного и временного характера. В силу этого кон-
струкции колонн должны отвечать повышенным требованиям прочности,
жесткости и устойчивости. Для массового индустриального строительства
разработаны типовые конструкции сборных железобетонных колонн для
зданий без мостовых опорных кранов и для зданий с опорными мостовы-
ми кранами.
Для зданий высотой от 3 до 14,4 м без опорных мостовых кранов или
с подвесными кранами грузоподъемностью до 5 т применяют колонны
постоянного сечения (рис. XI-4, а). Средние колонны при высоте сече-
ния меньше 500 мм вверху снабжают симметричными двухсторонними
консолями, чтобы обеспечить опирание конструкций покрытия. Длину
колонн выбирают с учетом высоты здания (от пола до низа несущих кон-
струкций покрытия) и глубины заделки в фундаменты. Размеры сечения
колонн зависят от нагрузки и длины колонн, их шага и расположения (в
крайних или средних рядах). Сечения колонн могут иметь квадратные
(300x300; 400x400 и 500x500 мм) и прямоугольные (400x300; 500x400; 600х
х500 мм) формы. Колонны постоянного сечения заделывают в железобе-
тонные фундаменты на глубину 750, 850 мм.
Для зданий с опорными мостовыми электрическими кранами грузо-
подъемностью до 32 т легкого, среднего и тяжелого режимов работы раз-
работаны колонны прямоугольного сечения (рис. XI-4, /5), а для зданий с
опорными кранами общего назначения от 32 до 50 т легкого, среднего и
тяжелого режимов работы - колонны двухветвевые (рис. Х1-4, в). Колон-
ны прямоугольного сечения могут быть использованы в зданиях высотой
от 8,4 до 14,4 м. Размеры сечения колонн в подкрановой части состав-
ляют от 400x600 до 400x900 мм (через 100 мм). Колонны двухветвевого
сечения применяют в зданиях высотой более 14,4 (до 18) м. Размеры се-
чения колонн в подкрановой части составляют 500x1400 и 500x1900 мм.
Сборные колонны изготавливают из тяжелого бетона классов В15-
В40. Основная рабочая арматура (профильная) может быть без предвари-
тельного напряжения - стержневая из горячекатаной стали класса AII1 и
предварительно напряженной - со спиральной поперечной арматурой.
Предварительное напряжение арматуры уменьшает прогибы верхней точ-
ки каркасов одноэтажных зданий при действии горизонтальных нагрузок,
что позволяет в некоторой степени уменьшить расход арматуры и высоту
сечения колонн.
196
12
Рис. XI-3. Конструктивные элементы одноэтажного здания с
железобетонным каркасом:
1 - фундамент; 2- колонна; 3- подстропильная ферма; 4 - стропильная ферма; 5-
светоаэраннонный фонарь; 6- плита покрытия; 7-пароизоляция; J-утеплитель;
9- выравнивающий слой; 10- кровельный ковер; 7/- воронка внутреннего водо-
стока; 12 - ендова средняя; 13 - то же, пристенная; 14 - стеновая панель; 15 -
оконная панель; 16- подкрановая балка; 77- крановый рельс; 18- вертикальные
связи между колоннами; 19- фундаментная балка; 20- отмостка
197
Рис. XI-4. Основные типы сборных железобетонных колонн:
а-для зданий высотой от 3...14.4.М без опорных мостовых кранов; 6-с
опорными мостовыми кранами грузоподъемностью до 32 т и высоте здания
от 8,4... 14,4 м; в - то же, с кранами до 50 т и высоте от 14,4..Л 8 м; г -колон-
ны кольцевого сечения; д - основные закладные элементы колонн; е - оголо-
вок колонны кольцевого сечения; ж - оголовок колонны при безанкерном
креплении стропильных конструкций; 1 - закладная деталь для крепления
стальной фермы (анкеры); 2,3 - то же для крепления подкрановой балки; 4 -
то же. стеновых панелей; 5- кольцо из полосовой стали; 6 - стальная пласти-
на для крепления (сварки) стропильных конструкций из железобетона
198
Все типовые колонны предназначены для применения в том случае,
когда верх фундаментов под них имеет отметку - 0,150. В нижней части
колонны могут иметь горизонтальные канавки для улучшения их соеди-
нения с фундаментами (см. рис. XI-5, ё).
Для соединения с колонной других конструктивных элементов (стро-
пильных и подстропильных конструкций, подкрановых балок, элементов
стен и др.) в ней предусматривают закладные детали (рис. XI-4, д). Коли-
чество закладных деталей для опирания и крепления наружных стен и их
расположение определяются конструкцией стен. В колоннах, располагае-
мых в местах установки вертикальных связей, предусматривают заклад-
ные детали для крепления связей, а у колонн, располагаемых у торцевых
стен, - дополнительные закладные детали для крепления приколонных
стоек фахверка. В верхней части колонны имеют оголовки: при опирании
на них железобетонных конструкций с соединением на монтажной свар-
ке - горизонтальные пластины (заподлицо или с выступами на 10 мм);
при стальных несущих конструкциях-анкерные болты (рис. XI-4, д, ж).
При использовании в покрытиях железобетонных подстропильных
конструкций длина колонны средних рядов принимается на 600 мм
меньше, чем в покрытиях только со стропильными конструкциями.
Размеры сечения надкрановой части колонн прямоугольного и двух-
ветвевого вида унифицированы и составляют по высоте (в направлении
пролета) 380 и 600 мм. При высоте сечения 380 мм возможна "нулевая"
привязка колонн к крайней продольной разбивочной оси, поскольку ось
подкранового пути имеет также унифицированную привязку к ней, рав-
ную 750 мм. При высоте сечения 600 мм необходимо применять привязку
”250" или "500", так как в этом случае ось подкранового пути отстоит от
разбивочной оси на 1000 мм и более.
Двухветвевые железобетонные колонны по сравнению с колоннами
прямоугольного сечения более трудоемки при изготовлении, транспорти-
ровке и монтаже. Вследствие этого их применение ограничивают, вместо
них рациональнее применять стальные колонны.
В целях снижения массы колонн и более экономного расхода матери-
алов разработаны типовые колонны кольцевого сечения, изготавливае-
мые методом центрифугирования (рис. XI-4, г). Такие колонны могут
быть использованы в зданиях с неагрессивной средой без мостовых кра-
нов или с ними грузоподъемностью до 32 т. Диаметры сечения колонн в
зависимости от нагрузки и длины колонны, сетки колонн и грузоподъем-
ности кранов составляют от 300 до 1000 мм (через 100 мм) при толщине
стенок от 50 до 120 мм. На изготовление таких колонн требуется почти в
2 раза меньше бетона и на 20-30% стали.
Фундаменты под сборные железобетонные колонны устраивают в основ-
ном в виде отдельных опор с отверстиями стаканного типа. Ленточные
199
фундаменты по продольным рядам колонн или сплошную фундаментную
плиту под все здание применяют в исключительных случаях, когда фун-
даменты в виде отдельных опор не обеспечивают необходимую прочность
и устойчивость или когда это целесообразно по условиям обеспечения
"гибкости" и универсальности размещаемого производства.
Конструкции фундаментов относятся к числу материалоемких эле-
ментов здания. На их устройство требуется до 20% общего расхода бето-
на, а стоимость их возведения составляет от 5 до 20% от стоимости зда-
ния.
Фундаменты под колонны в виде отдельных опор по способу возве-
дения подразделяют на монолитные и сборные.
Монолитные фундаменты более предпочтительны, так как располага-
ют лучшими возможностями получения нужных форм и размеров, дикту-
емых нагрузками и местными условиями строительства. В большинстве
своем они экономичнее сборных вследствие меньшего расхода стали и
затрат на транспортирование и монтаж.
Монолитный фундамент состоит из подколенника с отверстием (ста-
каном) для заделки колонн и ступенчатой плитной части (рис. XI-5, а). В
целях ограничения типоразмеров опалубочных элементов, а также для
более четкой градации арматурных изделий, все опалубочные размеры
фундаментов унифицированы.
Высота унифицированных фундаментов составляет 1,5 и от 1,8 до
4,2 м с градацией через 0,6 м, размеры их подошв в плане от 1,5x1,5 до
6,6x7,2 м с модулем 0,3 м, а размеры подколенников в плане - от 0,9x0,9
до 1,2x2,7 м (через 0,3 м). Высоту ступеней принимают 0,3 и 0,45 м с сов-
мещением уступов, обеспечивающих уклон 2:1.
Сборные фундаменты под колонны применяют, когда их можно сде-
лать из одного блока ограниченной массы (обычно не более 6 т). В слу-
чае необходимости сборные фундаменты могут быть установлены на
опорные плиты (рис. XI-5, б). Размеры сборных фундаментов подчинены
тем же модулям, что и монолитные.
Под спаренные колонны в местах деформационных швов устраивают
монолитные фундаменты с двумя раздельными стаканами (рис. XI—5, в).
Установлены следующие размеры стаканов: глубина 0,8, 0,9 и 1,25 м; раз-
меры по верху и дну соответственно на 150 и 100 мм больше размеров се-
чения колонн (рис. XI-5, е). После установки колонн стаканы заливают
бетоном класса В20 или В25 на мелком гравии. На изготовление
монолитных и сборных фундаментов используют бетоны классов В10 и
В15. Под монолитные фундаменты делают подготовку толщиной 100 мм
из бетона класса В7,5 или из щебня с проливкой цементным раствором.
Это предотвращает вытекание цементного молока из бетонной смеси и
перемешивание бетонной смеси с грунтом.
200
Рис. XI-5. Фундаменты под железобетонные
колонны:
а - монолитный; б - сборный; в - в местах устройства
деформационных швов; г - свайный; д - пенькового
типа; е - заделка колонны в фундаменте
При наличии слабых грунтов под фундаменты устраивают свайные
основания (рис. XI-5, г). В практике промышленного строительства наи-
большее применение получили забивные и буронабивные сваи.
Железобетонные забивные цельные сваи сплошного квадратного се-
чения рекомендуются к преимущественному применению. Их выполняют
с ненапрягаемой и напрягаемой арматурой длиной от 3 до 20 м с раз-
201
мерами сечения 300x300; 350x350 и 400x400 мм. Головки свай после за-
бивки (допускается разница в их уровне 1-2 см) заделывают в ростверк
на глубину не менее 150 мм.
Буронабивные сваи изготавливают непосредственно в грунте. Для
этого в пробуренную скважину устанавливают арматурный каркас и укла-
дывают бетонную смесь. В зависимости от инженерно-геологических ус-
ловий и особенностей передаваемых на фундамент нагрузок буронабив-
ные сваи армируют на всю длину или только в верхней части для связи с
ростверком. Буронабивные сваи изготавливают длиной от 2 до 50 м вра-
щательным бурением без закрепления или с закреплением стенок сква-
жин. Диаметры ствола скважин составляют от 500 до 800 мм (без учета
уширения в нижней части). Сваи такого типа целесообразны: при боль-
ших на1рузках на фундаменты; на территориях с просадочными и слабы-
ми грунтами; в стесненных условиях строительной площадки, на которой
невозможна забивка свай или когда недопустимы динамические воздей-
ствия на рядом расположенные объекты; при необходимости усиления
фундаментов существующих зданий.
В целях унификации и сокращения числа типоразмеров колонн верх
монолитных и сборных фундаментов располагают на 150 мм ниже отмет-
ки ±0.000. Это позволяет монтировать колонны при засыпанных котлова-
нах, после устройства подготовки под полы и прокладки подземных ком-
муникаций.
Фундаментные балки из сборного железобетона разработаны под кир-
пичные, блочные, панельные самонесущие и панельные навесные вари-
анты исполнения наружных стен.
В зависимости от веса наружных стен и шага колонн фундаментные
балки имеют тавровое и трапециевидное сечение. Балки таврового сече-
ния (рис. XI-6, а) применяют при кирпичных стенах толщиной 380 и
510 мм, также при блочных толщиной до 500 мм и панельных самонесу-
щих стенах толщиной до 300 мм при шаге колонн 6 м. Балки трапецие-
видного сечения (рис. XI-6, б, в), применяют при шаге колонн би 12 м.
Их выполняют при кирпичных стенах толщиной 250 мм, панельных са-
монесущих стенах - 200 и 240 мм и панельных навесных - 160, 200, 240 и
300 мм.
Фундаментные балки опирают на бетонные столбики (приливы), уст-
раиваемые сечением 300x600 мм (рис. XI-6, г, д) в пределах подколен-
ников. Отметка верха столбиков зависит от высоты фундаментных балок
и может составлять -0,350; -0,450 и -0,650 мм. Длина фундаментных ба-
лок согласуется с шагом колонн, размерами подколенника и местом ук-
ладки. Так, при шаге колонн 6 м длина балок может быть 5950, 5050,
4750, 4400 и 4300 мм, а при шаге 12 м - 11950, 10750, 10400 и 10300 мм.
202
Рис. Х1-6. Фундаментные балки:
а - таврового сечения при шаге колонн 6 м; б - трапецивидного сечения при ша-
ге колонн 6 м; в - то же, при шаге 12 м; г - опирание балок; д - детали фунда-
мента наружного ряда колонн; 1 - набетонка толщиной 12 см; 2- слой раствора
толщиной 20 мм; 3 - опорный столбик; 4 - фундаментная балка; 5 - песок; 6 -
щебеночная подготовка (13-15 см); 7- асфальт (1,5-2 см); 8- гидроизоляция; 9-
стеновая панель; 10- колонна; 11 - подстилающий слой; 12- шлак
Верх фундаментных балок располагают на 30 мм ниже уровня чисто-
го пола (отметка - 0,030). На этом уровне устраивают гидроизоляцию из
одного-двух слоев рулонного материала на мастике. Допускается выпол-
нять гидроизоляцию из цементно-песчаного раствора (1:2) толщиной
30 мм. Для предохранения балок от деформации при пучении грунтов
снизу или с их боков делают подсыпку из шлака, крупнозернистого
песка или кирпичного щебня (рис. Х1-6, д). В отапливаемых зданиях в
целях утепления пристенной рабочей зоны ширина подсыпки из утепли-
теля может составлять -1...2 м.
203
По периметру здания устраивают отмостку из асфальта или бетона
шириной 0,9—1,5 м с уклоном от стены не менее 1 : 12. Несущие стены в
бескаркасных зданиях или с неполным каркасом опирают на фундамен-
ты, выполняемые, как и в гражданских зданиях, из сборных элементов.
Железобетонные подкрановые и обвязочные балки. Подкрановые бал-
ки с уложенными по ним рельсами образуют пути движения мостовых
кранов. Они придают зданию также дополнительную пространственную
жесткость.
Железобетонные подкрановые балки могут иметь
тавровое или двутавровое сечение (рис. XI-7, о, б). Первые предусматри-
вают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные
подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью до 32 т.
Рис. XI-7. Железобетонные подкрановые балки:
а - при шаге колонн 6 м; б - то же, 12 м; в - крепление балок к колоннам;
г -крепление кранового рельса к балке; д - устройство упора для мостового кра-
на; /- опорный стальной лист (160x12x500 мм); 2- анкерный болт; 3- стальная
пластинка (100x12 мм); 4, 5- закладные элементы колонны; 6-стальная лапка;
7- болт; 8- упругие прокладки толщиной 8 мм; 9- крановый рельс; 10- дере-
вянный брус 200x280x360 мм; 11 - швеллер № 45 длиной 1228 мм; 12- стальная
пластина 12x300x970 мм
204
Развитая по ширине полка балки служит для усиления сжатой зоны;
она воспринимает поперечные горизонтальные крановые нагрузки, а
также упрощает крепление крановых рельсов. Высота балок 800, 1000 и
1400 мм, ширина полок 550, 600 и 650 мм.
Для изготовления подкрановых балок применяют бетон класса В22,5-
В40, сварные каркасы, а для нижнего пояса - преднапряженные стержни,
пакеты струн или пряди из высокопрочной проволоки. В балках преду-
смотрены закладные элементы для крепления к колоннам (стальные
пластины), для крепления рельсов и троллей (трубки).
К колоннам балки крепят сваркой закладных элементов и анкерными
болтами (рис. XI—7, в). Гайки анкерных болтов после выверки балок зава-
ривают. Рельсы с подкрановыми балками соединяют парными стальными
лапками, располагаемыми через 750 мм (рис. XI-7, г). Для уменьшения
динамических воздействий на балки и снижения шума движущихся кра-
нов под рельсы укладывают упругие прокладки из прорезиненной ткани
толщиной 8-10 мм.
Во избежание ударов мостовых кранов о колонны торцового фахверка
здания на концах подкрановых путей устраивают стальные упоры с амор-
тизаторами - буферами из деревянного бруса (рис. XI-7, d).
Применение железобетонных подкрановых балок следует ограничи-
вать. Это связано с их большой массой, сравнительно небольшим сроком
службы, поскольку они испытывают динамические нагрузки, и слож-
ностью рихтовки подкрановых путей.
Обвязочные балки служат для опирания кирпичных и мел-
коблочных стен в местах перепада высот смежных пролетов, а также для
повышения прочности и устойчивости высоких самонесущих стен. В по-
следнем случае расстояние между балками по высоте определяют расче-
том в зависимости от высоты, толщины и материала стены, наличия в
стене проемов и их размеров. Стены второго и последующего ярусов -
навесные (нагрузки от них передаются на колонны, тогда как первый
ярус стены, опирающийся на фундаментную балку, является самонесу-
щим. Обвязочные балки обычно располагают над оконными проемами, и
они выполняют функции перемычек. Такие балки имеют прямоугольное
сечение со стороной 585мм, ширина их 200, 250 и 380 мм, длина 5950 мм.
Изготавливают обвязочные балки из бетона В15 и армируют сварными
каркасами с рабочей арматурой из стали класса А-П1. Балки укладывают
на стальные опорные столики-консоли со скрытым ребром жесткости и
крепят к колоннам стальными планками (рис. XI-8).
Несущие конструкции покрытий из сборного железобетона, решаемые
по плоскостной схеме, могут состоять только из стропильных и из
стропильных и подстропильных элементов (см. рис. XI—3).
205
Рис. XI-8. Обвязочные балки и крепление
их к колоннам:
/-стальной опорный столик; 2- стальная
планка; 3 - сварка
Несущие конструкции, сос-
тоящие только из стропиль-
ных элементов, применяют
при одинаковом шаге ко-
лонн по крайним и средним
рядам, а с применением под-
стропильных элементов-ког-
да шаг колонн по наружному
и среднему рядам различен.
Например, часто шаг колонн
по наружному ряду прини-
мают 6 м, а по среднему -
12 м.
Выбор оптимального ва-
рианта несущих конструк-
ций, т.е. с использованием
подстропильных конструк-
ций или без них, зависит от
необходимости применения
укрупненной сетки колонн
по технологическим соображениям, от ограждающих конструкций по-
крытия, способов передачи нагрузок на элементы каркаса и др.
Стропильные конструкции чаще всего выполняют в виде балок и
ферм, реже в виде арок и рам.
Балки из сборного железобетона применяют при устройстве одно-
скатных, многоскатных и плоских покрытий зданий с пролетами от 6 до
24 м (рис. XI-9, а-е).
Балки пролетами 6 и 9 м предназначаются для покрытий зданий с
плоской кровлей, с подвесным подъемно-транспортным оборудованием
и без него. Для покрытия зданий пролетом 6 м балки имеют тавровое, а
для пролетов 9м- двутавровое сечение (рис. XI-9, а).
Ддя покрытия зданий пролетом 12 м со скатной или плоской кровля-
ми применяют балки с параллельными поясами (рис. XI-9, б). Они
используются при шаге колонн 6 м и допускают устройство фонарей ши-
риной 6 м. Опорная часть балок позволяет устанавливать балки горизон-
тально или с уклоном (1 : 20). При уклонном варианте колонны, на кото-
рые опираются балки, должны иметь разную высоту, обеспечивающую
требуемый уклон покрытия.
Для устройства покрытий пролетами 18 м наиболее рациональны
предварительно напряженные двускатные балки двутаврового сечения и
решетчатого типа (рис. Х1-9, в, г).
206
Рис. XI-9. Железобетонные балки покрытий:
а - стропильные пролетом 6 и 9 м для покрытий с плоской кровлей; б -то же,
пролетом 12 м для покрытий с плоской и скатной кровлей; в - то же, пролетом
18 и 24 м для скатных кровель; г - то же, решетчатого типа пролетом 12 и 18 м;
подстропильная балка длиной 12 м для скатной и плоской кровель; е- креп-
ление к колоннам стропильных балок пролетом 6,9 и 12 м при плоской кровле;
ж - то же, при скатной кровле; з - опирание стропильных балок на подстро-
пильную; 1 - колонна; 2 - стропильная балка; 3 - стальная пластина в колонне;
4 - то же, в стропильной балке; 5 - монтажная сварка
Балки двутаврового сечения можно применять для зданий пролетом
24 м с шагом би 12 м с использованием подвесного транспорта грузо-
подъемностью до 5 т и устройством фонарей шириной 6 м. По технико-
экономическим показателям такие балки являются одними из самых эф-
фективных конструкций.
207
Решетчатые балки устанавливают с шагом только 6 м, к ним можно
крепить пути подвесного транспорта грузоподъемностью до 5 т. Отверс-
тия в стенках балок облегчают прокладку верхних коммуникаций и не-
сколько снижают массу. Однако на устройство решетчатых балок расхо-
дуется больше бетона, чем на балки двутаврового сечения.
Балки выполняют из тяжелых бетонов классов В30-В45 с ненапря-
гаемой арматурой из стали классов А-Ill и В-I, напрягаемой - из стали
классов A-IV, А-П1в, Ат-V, П-7 и высокопрочной проволоки класса
Вр-11. В балках предусмотрены закладные детали для опирания на ко-
лонны или стены, а также для крепления плит покрытия, стеновых кон-
струкций, путей подвесного транспорта и фонарей. В целях унификации
конструктивных и объемно-планировочных параметров зданий балки
пролетом от 9 до 24 м имеют высоту на опорах 900 мм, а балки пролетом
6м- 600 мм.
При несовпадении в зданиях шага колонн по наружным и средним
рядам при скатных и плоских кровлях применительно к рассмотренным
стропильным балкам разработаны подстропильные балки (рис. Х1-9, д).
Стропильные балки крепят к колоннам преимущественно монтажной
сваркой закладных деталей (рис. XI-9, е, ж). Ранее железобетонные бал-
ки крепили к колоннам с помощью болтовых соединений с последующей
обваркой закладных и накладных деталей, что приводило к большому
расходу стали и значительным трудовым затратам. Крепление подстро-
пильных балок к колоннам и стропильных к подстропильным производят
монтажной сваркой закладных и накладных деталей (рис. Х1-9, з).
Фермы по сравнению с балками обладают лучшими технико-эконо-
мическими показателями: меньшей массой, возможностями использова-
ния межферменного пространства. Фермы из сборного железобетона эф-
фективны для перекрытия пролетов 18 и 24 м.
Эффективность сборных железобетонных ферм пролетом более 24 м
(и даже 24 м) практикой не подтверждается. При таких пролетах эффек-
тивнее стальные фермы.
В зависимости от очертания стропильные фермы подразделяют на
сегментные, безраскосные, с параллельными поясами, полигональные и
треугольные (рис. XI-10, а-д). Сегментные раскосные фермы предназна-
чены для покрытий зданий с неагрессивной средой, а также со слабо- и
среднеагрессивными газовыми средами (за исключением ферм с пряде-
вой арматурой диаметром 9 мм).
Их можно устанавливать с шагом би 12 м на железобетонные колон-
ны или подстропильные фермы. К ним можно подвешивать краны грузо-
подъемностью от 1 до 5 т. Очертание верхнего пояса позволяет исполь-
зовать для покрытия плиты шириной 3 м (основной вариант) и 1,5 м
(при шаге ферм 6 м).
208
Рис. XI-10. Железобетонные фермы:
а - сегментные; б - безраскосные; в-с параллельными поясами; г - полигональ-
ные; д - треугольные; е - подстропильные для малоуклонных кровель; ж - то же,
для скатных кровель (в установленном положении)
209
Безраскосные фермы можно применять с шагом 6 и 12 м для покры-
тий со скатной и малоуклонной кровлями. К ним предусмотрена под-
веска кранов грузоподъемностью 1-5 т. Фермы для малоуклонных кро-
вель (3,3%) имеют дополнительные стойки над верхним поясом, которые
служат опорами для плит размерами 3x6 и 3x12 м.
Применение безраскосных ферм по сравнению с сегментными позво-
ляет лучше использовать межферменное пространство. Кроме того, они
более просты в изготовлении, их можно эксплуатировать в зданиях с
агрессивной средой.
Фермы с параллельными поясами и полигональные используют реже,
так как они имеют большую высоту на опоре, из-за чего увеличивается
высота стен и неполезный объем здания, а также возникает необходи-
мость в дополнительных связях в покрытии.
Для устройства покрытий в неотапливаемых зданиях применяют тре-
угольные фермы под кровлю из асбестоцементных или металлических
профилированных листов.
Фермы изготавливают из бетонов классов В30-В45 с напрягаемой ар-
матурой нижних поясов (стержневой, проволочной или прядевой). В
местах крепления к колоннам или подстропильным фермам, опирания
плит покрытия, стоек фонарей и путей подвесного транспорта в фермах
предусматриваются закладные детали.
Подстропильные фермы разработаны для вариантов малоуклонных и
скатных кровель (рис. XI—10, е, ж).
Стальные каркасы одноэтажных зданий по конструктивным схемам
решают аналогично железобетонным. Исключение составляют некоторые
конструктивные решения с применением облегченных вариантов.
Колонны. В зависимости от габаритов здания, наличия и вида подъем-
но-транспортных средств и конструкций покрытия применяют колонны
сплошного и сквозного типов с постоянным или переменным по высоте
сечением (рис. Xi—11).
Колонны сплошного постоянного сечения (рис. XI—11, а) используют
в зданиях без мостовых кранов высотой до 8,4 м. Их выполняют из дву-
тавров с параллельными гранями полок (широкополочные двутавры от
35Ш1 до 70Ш1). В зависимости от шага колонны крайних рядов рассчи-
таны на привязку "0" (при шаге 6 м) и "250" (при шаге 12 м). Базы ко-
лонн имеют опорные плиты, которые заделывают в фундамент на отмет-
ке -0.300. Верх колонн (оголовок) решают в зависимости от способа
соединения со стропильными конструкциями. При шарнирной схеме со-
единения на строганые торцы колонны приваривают опорную плиту, ко-
торая через опорное ребро воспринимает нагрузку от покрытия (см.
рис. XI—15, д).
210
Рис. XI-11. Основные типы стальных колонн:
а - сплошного постоянного сечения для зданий без мостовых кранов; б-то же,
двухветвевого сечения; в - сплошного сечения для зданий, оборудованных мос-
товыми кранами; г - то же, двухветвевого переменного сечения; д - то же, раз-
дельного типа переменного сечения
В зданиях без опорных мостовых кранов высотой от 9,6 до 18 м при-
меняют колонны сквозного двухветвевого сечения с двухплоскостной
безраскосной решеткой (рис. XI-И, б). Ветви колонн выполняют из дву-
тавров от № 20 до № 70. Расстояние между ветвями (ширина колонн)
211
принято единым для средних и крайних колонн - 800 мм. Колонны рас-
считаны на привязку к продольным разбивочным осям - 250 мм. Ветви
колонн имеют самостоятельные базы, которые с помощью анкерных бол-
тов крепятся к фундаментам.
Для зданий высотой от 8,4 до 9,6 м, оборудованных мостовыми опор-
ными кранами грузоподъемностью до 20 т, разработаны колонны сплош-
ного постоянного сечения, а для зданий с кранами до 50 т и высотой от
10,8 до 18 м - двухветвевые колонны (рис. XI-11, в, г). Двухветвевые ко-
лонны могут быть использованы в зданиях пролетами 18, 24, 30 и 36 м с
шагом колонн по крайним и средним рядам 12 м. Их выполняют ступен-
чатыми с нижней решетчатой и верхней сплошной частями. Подкрановая
решетчатая часть состоит из двух ветвей: наружной, выполняемой, как
правило, из прокатных и гнутых швеллеров, и подкрановой - из широко-
полочных двутавров. Решетку подкрановой части выполняют двухплос-
костной из прокатных уголков.
При использовании в зданиях кранов грузоподъемностью более 50 т,
а также при их двухъярусном расположении или на случай предполагае-
мого расширения производства применяют колонны раздельного типа
(рис. XI-11, д). В таких колоннах подкрановая ветвь может быть усилена,
например, при необходимости увеличения грузоподъемности крана, а
внешняя - использована для расширения цеха.
Стальные колонны могут применяться в районах с расчетной темпе-
ратурой наружного воздуха до -40вС для отапливаемых зданий и до -30°С
для неотапливаемых зданий, возводимых в I-IV ветровых и снеговых
районах.
Фундаменты под стальные колонны устраивают монолитными столбча-
того типа без отверстия (стакана). Их размеры принимают такими же как
и для сборных железобетонных колонн. Верхний обрез фундаментов рас-
полагают на отметке -0,7 или -1,0 м, что позволяет заглубить базы сталь-
ных колонн (с траверсами) ниже уровня пола с последующей заделкой их
слоем бетона. Для стальных колонн, у которых траверсы отсутствуют, от-
метку верха подколенника принимают на 300 мм ниже уровня пола. Базы
крепят к фундаментам анкерными болтами (рис. XI-12, а-е).
Базы колонн сплошного сечения бескрановых зданий можно распо-
лагать на уровне подстилающего слоя конструкции пола. Такое решение
применяют для опирания стальных фахверковых колонн.
Стены, как и в зданиях с железобетонным каркасом, опирают на
фундаментные балки, укладываемые на уступы фундаментов или бетон-
ные приливы (рис. XI-12, ж).
Стальные подкрановые балки по статической схеме подразделяют на
разрезные и неразрезные. Преимущественно распространены разрезные
балки, так как они просты по конструкции, менее чувствительны к осад-
212
кам опор, несложны в монтаже, но по сравнению с неразрезными имеют
большую высоту и более металлоемки. Неразрезные балки сложнее мон-
тировать и перевозить.
Рис. XI—12. База стальных колонн и способы опирания их
на фундаменты:
а, б - база колонн с опорными плитами; в, г - то же, с траверсами; д - база
двухветвевой колонны; е - фундамент под стальную колонну; ж - опирание
стальной колонны и стены на фундамент и фундаментную балку; 1 - колонна;
2- фундаментная балка; 3- бетонный прилив; 4- обстонка
По сечению подкрановые балки подразделяют на сплошные и решет-
чатые. Балки сплошного сечения, устанавливаемые при шаге колонн 6 м
и небольшой грузоподъемности кранов, изготавливают из прокатного
двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками
(рис. XI-13, а).
Для зданий или открытых крановых эстакад с размерами пролетов 18,
24, 30 и 36 м и с шагом колонн би 12 м, оборудованных мостовыми
электрическими кранами грузоподъемностью от 5 до 50 т, применяют
балки сплошного сечения в виде сварных двутавров (рис. XI-13, б). Вы-
сота балок (на опоре) составляет от 700 до 1450 мм, ширина верхнего
пояса - 320 и 400 мм, нижнего - 200 и 250 мм. Для изготовления балок
используется сталь марки ВСтЗГпс5-1 с толщиной листа: для верхних
поясов - 10, 12, 14 и 16 мм, для нижних - 10 мм и для стенок - 6, 8, 10 и
12 мм. Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости, распо-
213
латаемыми через 1,2 и 1,5 м. Подкрановые балки, предназначенные для
кранов грузоподъемностью 50 т и более, выполняют клепанными из низ-
колегированной стали (рис. XI-13, в). Для восприятия горизонтальных
усилий, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормоз-
ные балки или фермы.
Рис. XI-13. Стальная подкрановая балка:
а - сплошного сечения из прокатных двутавров с усилением верхних полок;
б - то же, сварные; в - то же, клепаные; г - сквозного сечения; д - крепление
балок к железобетонной колонне; е - то же, к стальной; ж - крепление рель-
са к балке крюками; з-то же, лапками; /-тормозная балка; 2- крепежная
планка; 3- упорный уголок; 4- стальная фасонка; 5- подставка; 6- цемент-
но-песчаный раствор; 7-опорное ребро; 8- рельс; Я-крюк; /0-стальная
лапка
Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более
экономичны по сравнению со сплошными, так как стали требуется на
20% меньше. Их можно устанавливать в зданиях с шагом колонн более
6 м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. XI-13, г).
214
Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными
болтами и планками (рис. XI-13, д, е). Между собой балки соединяют
болтами, пропущенными через опорные ребра. В уровне подкрановых
путей при кранах тяжелого режима работы предусматривают площадки
для сквозных проходов шириной не менее 0,5 м, ограждаемые по всей
длине. В местах расположения колонн проходы устраивают сбоку колонн
или через лазы в них.
Стальные рельсы под краны крепят к балкам парными крюками или
лапками (рис. XI-13, ж, з). Расстояние между парами креплений по дли-
не пути принимают 750 мм. На концах подкрановых путей устраивают
упоры - амортизаторы, как и при железобетонных балках, исключающие
удары кранов о торцевые стены здания.
Рис. XI-14. Способы крепления подвесных путей к стропильным
конструкциям:
а - к железобетонной балке; б-к стальной ферме; в - схема подвески кранов с
помощью гибких подвесок и перекидных балок; / - балка подвесного пути;
2 - стропильные конструкции; 3- лапки; 4 -ребро толщиной 10 мм; 5-несу-
щая балка подвесного крана; 6 - гибкие подвески из уголков; 7 - перекидные
балки из швеллеров
215
Пути для движения подвесных кранов монтируют из специальных
или обычных двутавровых (реже тавровых) балок и крепят к несущим
конструкциям покрытия или междуэтажным перекрытиям хомутами,
сваркой закладных элементов, скобами и т.п. Пролеты подвесных путей
принимают 6 и 12 м (возможны пролеты 18 и 24 м). Подвесные балки
следует крепить в узлах стропильных ферм (рис. Х1-14, а, б}. При внеуз-
ловой подвеске балок (рис. Х1-14, в) нижние пояса ферм в местах креп-
ления путей усиливают металлическими подвесками или перекидными
балками.
Стальные несущие конструкции покрытия, как и железобетонные, мо-
гут быть решены с подстропильными элементами или без них. В качестве
стропильных конструкций наибольшее распространение получили фер-
мы, реже балки сплошного сечения и рамы.
Фермы. В зависимости от размера перекрываемого пролета, конструк-
ции кровли, состояния воздушной среды в здании и климата местности
стальные фермы изготавливают с параллельными поясами, полигональ-
ными и треугольными (рис. XI-15).
Фермы с параллельными поясами применяют для плоских и малоук-
лонных кровель (1,5%) в отапливаемых зданиях. Полигональные фермы с
уклоном верхнего пояса 1 : 8 применяют для скатных покрытий из ру-
лонной кровли, а треугольные с уклоном верхнего пояса 1 : 3,5 - для
однопролетных, неотапливаемых зданий с наружным водостоком пол
кровлю из асбестоцементных или стальных листов.
Унифицированные стальные фермы изготавливают пролетами от 18
до 36 м. Фермы длиной до 18 м изготавливают цельными, а более 18 м -
из двух или трех отправочных единиц, в связи с чем в местах устройства
монтажного стыка устанавливают дополнительный вертикальный эле-
мент. В целях унификации узловых соединений решетку в фермах при-
нимают треугольной. Длину панели верхнего пояса ферм принимают в
зависимости от конструкции ограждающей части покрытия. Так, длина
панелей 3,0 м принимается при использовании в покрытии железобетон-
ных плит шириной 3,0 м или при шаге прогонов, равном длине плит
(3,0 м). При использовании других конструкций покрытия (по прогонам
или плит шириной 1,5 м) длина панелей верхнего пояса может быть
уменьшена введением в решетку фермы шпренгелей (на рис. XI-15, а по-
казаны пунктиром). Высота ферм на опоре: с параллельными поясами -
2550 и 3750 мм, полигональных - 2200 мм и треугольных - 450 мм.
Пояса и решетки ферм выполняют из спаренных прокатных уголков,
широкополочных тавров и двутавров, замкнутых гнугосварных профилей
прямоугольного сечения и из круглых труб. Два последних варианта
ферм наиболее эффективны для пролетов от 18 до 30 м.
216
Рис. Х1-15. Стальные стропильные фермы:
а - фермы с параллельными поясами; б - полигональная; в - треугольная; г - с
параллельными поясами из круглых труб; д - узлы ферм с параллельными пояса-
ми из уголков; е - то же, с поясами из широкополочных двутавров; ж - то же, из
гнутосварных профилей прямоугольного сечения; з - то же, из круглых труб
Благодаря бесфасонному соединению в узлах, в них достигается эко-
номия стали и уменьшается объем сварных работ. Они более стойки про-
тив коррозии, так как обтекаемая форма сечений и отсутствие щелей и
пазух в меньшей степени способствуют накоплению на них пыли и влаги
(рис. XI-15, е, ж). Масса таких ферм на 20% меньше, чем ферм из угол-
ков. Их целесообразно применять при облегченных ограждающих конст-
рукциях покрытий по прогонам или с непосредственным опиранием
профилированного настила на верхние пояса. По сравнению с фермами
из уголков (рис. XI-15, д) фермы с поясами из двутавров имеют меньшие
размеры и количество фасонок, что тоже позволяет уменьшить массу на
10-15%.
Покрытия со стальными фермами можно применять в зданиях, обо-
рудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 т или подвес-
217
ными кранами грузоподъемностью до 5 т. Фермы рассчитаны на уста-
новку световых и аэрационных фонарей всех типов.
Шаг стропильных ферм зависит от ограждающей конструкции по-
крытия и может составлять от 3 до 12 м.
Рис. XI-16. Стальные подстропильные фермы:
а - для стропильных ферм из горячекатаных уголков; б - для ферм из широкопо-
лочных двутавров и труб; в - то же, из гнутосварных профилей прямоугольного
сечения; г - конструкция покрытия с применением стропильной и подстропиль-
ной ферм и железобетонных плит покрытия (фрагмент); 1 - колонна; 2 - стро-
пильная ферма; 3- подстропильная ферма; 4- плита покрытия; 5- надопорная
стойка (двутавр № 40)
Подстропильные фермы. Для стропильных ферм из прокатных уголков
проектируют подстропильные фермы с параллельными поясами длиной
от 12 до 24 м. Высота ферм составляет 3130 мм, они имеют опорную
стойку из двутавра, в нижней части которой предусмотрен столик для
опирания стропильных ферм.
Для стропильных ферм из труб и из широкополочных двутавров
применяют треугольные подстропильные фермы длиной 12 м
(рис. Х1-16, б). Высота подстропильных ферм из труб - 2830, из двутав-
ров - 3000 мм.
Подстропильные фермы из гнутых профилей выполняют с парал-
лельными поясами высотой 1700 мм (рис. XI-16, в). Крепление стро-
пильных и подстропильных ферм к оголовкам колонн выполняют на
болтах (рис. XI-16, г).
218
Рис. XI-17. Стальные облегченные конструкции покрытий:
а - тонкостенные балки; б - балка со сквозной стенкой; в - рама коробчатого се-
чения; 7- прогон; 2- профилированный настил
Стальные балки и рамы. Стальные балки изготавливают из горячеката-
ных швеллеров и двутавров и используют для покрытий небольших
пролетов (3-6 м) с шагом 1-3 м. Для покрытий пролетов от 6 до 18 м
применяют балки облегченного типа. В таких балках имеются
пустотелые пояса и гладкие или гофрированные стенки из листа толщи-
ной 3-4 мм. Гофры высотой 35-40 мм имеют шаг 1,5 м (рис. Х1-17, а).
Другой тип облегченных балок (из широкополочных двутавров со сквоз-
ными стенками) выполняют путем их продольной зигзагообразной резки
и последующей сварки образующихся частей (рис. XI—17, б).
Стальные рамы облегченного типа выполняют из элементов
(двух стоек и двух полуригелей), сечения которых имеют коробчатый вид
(рис. XI-17, в). Коробчатые сечения образуют из двух прокатных швелле-
ров с приваренными к ним листами с продольными гофрами. Стойки и
полуригели соединяют на фланцах и высокопрочных болтах диаметром
16 мм. Такими рамами перекрывают пролеты 18 и 24 м. Наибольшее
применение получили рамы высотой 6980 и 8180 мм, устанавливаемые с
шагом 6 м и рассчитанные на использование опорных кранов грузоподъ-
емностью от 5 до 8 т. Рамы соединяют с фундаментами шарнирно. Для
обеспечения устойчивости рам в торцах здания или температурных отсе-
219
ков устанавливают вертикальные связи. В этих же местах располагают
горизонтальные связи в покрытии. При длине температурного отсека бо-
лее 96 м вертикальные связи устанавливают через 42-60 м. Рамы эффек-
тивны в сочетании с легкими покрытиями по прогонам, шаг которых
составляет 2,9 м. Материалами для изготовления рам служат низколеги-
рованные или углеродистые стали.
Несущее конструкции из дерева применяют в виде балок, арок, метал-
лодеревянных ферм и рам.
Балки применяют в покрытиях одноэтажных производственных,
складских и вспомогательных отапливаемых здании с относительной
влажностью внутреннего воздуха до 75%, а также в неотапливаемых зда-
ниях с нормальной влажностью, в сухих и нормальных зонах территории
России. Балки выполняют клееными горизонтальными, односкатными
и двухскатными с постоянной или переменной высотой сечения
(рис. XI—18, а-е).
Горизонтальные, а также односкатные и двухскатные балки с укло-
ном 1 : 20 применяют в покрытиях зданий с рулонной кровлей; одно-
скатные с уклоном 1:4- для покрытий с кровлей из асбестоцементных
или металлических листов. Балки могут нести нагрузку от подвесных
кранов или монорельсов грузоподъемностью от 1 до 3,2 т. Балки уклады-
вают на железобетонные колонны каркаса или несущие кирпичные сте-
ны с обязательной установкой на антисептированные деревянные про-
кладки толщиной 40 мм (рис. XI-18, д, е).
Арки и фермы. Клееные трехшарнирные арки пролетом 9, 12 и 18 м
находят применение в сельскохозяйственном и промышленном строи-
тельстве вследствие хорошей несущей способности и экономичности
(рис. XI—19, а). Их выполняют из деревянных прямолинейных элементов
и стальных затяжек. Опирание арок возможно на железобетонные колон-
ны или кирпичные стены с шагом от 3 до 6 м.
Стрельчатые клееные деревянные арки позволяют перекрывать про-
леты от 12 до 24 м и более. Пояса арок собирают из криволинейных эле-
ментов (полуарок) с длинами хорд 10,18; 10,61 и 19,68 м, а затяжки устра-
ивают в плоскости конструкции пола. Арки устанавливают с шагом 4,5 м.
Такие конструкции хорошо зарекомендовали себя при устройстве и экс-
плуатации складов минеральных удобрений и прирельсовых складов для
различной продукции (рис. XI—19, б). Металлодеревянные треугольные
фермы наиболее рациональны для перекрытия пролетов 9 и 12 м. Они
состоят из двухскатного верхнего пояса, раскосов, нижнего пояса и стой-
ки (рис. XI—19, в). Сжатые элементы фермы (верхний пояс и раскосы)
выполняют из брусьев, а растянутые (нижний пояс и стойка) - из метал-
ла. Фермы применяют для покрытий однопролетных бескрановых зданий
под кровлю из асбестоцемента или других материалов с уклоном 25%.
220
Рис. XI-18. Деревянные клееные балки покрытий:
а - горизонтальные постоянного прямоугольного и таврового сечения; б - то же,
односкатные; в - односкатные переменного сечения; г - двускатные прямоуголь-
ного и таврового сечения; д - опирание на железобетонную колонну; е - то же,
на кирпичные стены; 7 - железобетонная колонна; 2 - балка; 3 - металлический
столик; 4 - деревянная антиссптированная доска; 5 - металлический уголок; 6 -
болт; 7- кирпичная стена; 8-железобетонная подушка
221
Рис. XI-19. Деревянные арки, фермы и рамы:
а - трехшарнирные клеевые арки пролетом от 9 до 18 м; б - стрельчатая арка для
пролетов 12 и 18 м; в - металлодеревянная треугольная ферма пролетом 9 и 12 м;
г - армодеревянные рамы
222
Рамы сплошного сечения выполняют по трехшарнирной схеме. Для
изготовления элементов рамы используют отходы досок толщиной 50 мм,
соединенных на клею. Рамы выполняют сборно-разборными, состоящи-
ми из четырех элементов (двух стоек и двух полуригелей) или двух полу-
рам (рис. XI—19, г). Сборно-разборные рамы, состоящие из четырех эле-
ментов, позволяют перекрывать пролеты до 18 м. Они эффективны для
легких щитовых ограждений стен и покрытий. Рамы, состоящие из двух
полурам, изготавливают пролетом от 12 до 30 м и высотой стоек до Юм.
По своей конструкции они разнообразны и могут быть применены в со-
четании с другими материалами, например с железобетонным цоколем.
Это позволяет повысить срок службы сооружения и в наилучшей степени
использовать специфические свойства каждого материала.
Связи. Для повышения устойчивости одноэтажных зданий в про-
дольном направлении предусматривают систему вертикальных и горизон-
тальных связей между колоннами каркаса и в покрытии.
Вертикальные связи при железобетонных
колоннах каркаса в зданиях без мостовых кранов и с подвес-
ным транспортом устанавливают только при высоте помещений более
9,6 м. Их располагают в середине температурных блоков в каждом ряду
колонн. При шаге колонн 6 м по верху всех колонн дополнительно уста-
навливают продольные распорки. В зданиях, оборудованных мостовыми
кранами, связи устанавливают в подкрановой части. Связи по колоннам
делают крестовыми и портальными (рис. XI-20, а). Выбор формы связей
зависит от шага колонн, высоты от пола до головки подкранового рельса
и вида напольного транспорта. Крестовые связи чаще всего применяют
при шаге колонн 6 м, высоте до головки подкранового рельса до 10 м и
малогабаритном напольном транспорте, а портальные - при шаге 6 и
12 м в более высоких зданиях с использованием крупногабаритного тран-
спорта (автомобили, штабеллеры и т.п.).
Вертикальные связи по стальным колоннам
каркаса предусматривают в каждом продольном ряду колонн в виде
основных (подкрановые) и верхних (надкрановые). Основные связи уст-
раивают в середине здания или температурного отсека, благодаря чему
достигается свобода температурных перемещений конструкций в обе сто-
роны, а также снижаются температурные напряжения в колоннах. Верх-
ние связи устанавливают по краям температурного отсека, а также в тех
панелях, где расположены вертикальные, поперечные и горизонтальные
связи между ригелями покрытия (рис. XI-20, 6).
Связи в покрытиях выбирают с учетом вида каркаса, типа
покрытия, высоты здания, вида внутрицехового подъемно-транспортного
оборудования, его грузоподъемности и режима работы.
223
Рис. XI-20. Связи между колоннами:
а - связи между железобетонными колоннами; б - то же, между стальными ко-
лоннами постоянного сечения; в - то же, при двухветвевых колоннах; / - связи
крестового типа; 2- то же, портального; 3- основные связи; 4- верхние связи
224
Рис. XI-2I. Связи в покрытиях при железобетонных стропильных
конструкциях:
а - при шаге 6 м в бескрановых зданиях без подстропильных конструкций; б - то
же, с подстропильными конструкциями; в - при шаге 12м в зданиях с мостовы-
ми кранами; 1 - вертикальная связь по фермам; 2- распорка; 3- горизонтальная
распорка по подстропильным фермам; 4 - горизонтальная ферма в торцах; 5 -
связь по колоннам
Вертикальные связи между опорами железобетонных стропильных
конструкций ставят только в покрытиях с плоской кровлей. В зданиях
без подстропильных конструкций такие связи размешают в каждом ряду
колонн, а с подстропильными конструкциями - только в крайних рядах
колонн при шаге 6 м.
Между опорами ферм или балок вертикальные связи устанавливают
не чаше чем через один шаг колонн. В местах отсутствия вертикальных
связей ставят распорки, располагаемые поверху колонн (рис. XI-21, а).
225
По средним рядам колонн крайние подстропильные фермы в каждом
температурном блоке связывают с верхними поясами стропильных ферм
горизонтальными распорками (рис. XI-21, б). В покрытиях при шаге ко-
лонн крайних и средних рядов 12 м предусматривают горизонтальные
связевые фермы, размещая их в уровне нижнего пояса стропильных ферм
по торцам температурных блоков в каждом пролете (рис. XI—21, в).
/тх 12000
Лх12000
Рис. XI-22. Связи в покрытии со стальными фермами:
а - по верхним поясам стропильных ферм; б - то же, по нижним; 1 - распорки;
2 - растяжки; 3 - раскосы; 4 - вертикальные связи; 5 - стропильные фермы; 6 -
связевые фермы
В зданиях с мостовыми кранами тяжелого режима или при техноло-
гическом оборудовании, вызывающем колебания каркаса, в середине
zIszsC

226
каждого пролета ставят распорки (тяжи) и вертикальные связи по нижне-
му поясу стропильных конструкций. Роль горизонтальных связей в верх-
них поясах ферм или балок выполняют крупноразмерные панели покры-
тия.
Вертикальные и горизонтальные связи покрытия изготавливают из
уголков, швеллеров и труб и крепят к железобетонным конструкциям
болтами и сваркой.
В пролетах с фонарями, в торцах фонарных проемов, устанавливают
горизонтальные крестовые связи. В пределах длины фонарного проема
по коньку ферм, устанавливают распорки.
В покрытиях зданий со стальным каркасом предусматривают гори-
зонтальные связи в плоскостях верхних и нижних поясов стропильных
ферм а также вертикальные связи между фермами.
На рис. XI-22 рассмотрены типы связей, устанавливаемых в покры-
тии при уклоне верхнего пояса 1,5% с ограждением из железобетонных
плит (в других типах покрытий в систему связей могут входить дополни-
тельные элементы). Связи по верхним поясам стропильных ферм состоят
из распорок, раскосов и растяжек, монтируемых в пределах фонарного
проема.
По нижним поясам стропильных ферм (рис. Х1-22, б) в систему свя-
зей входят: поперечные горизонтальные связевые фермы, размещаемые в
торцах температурного отсека здания (при длине отсека более 96 м уста-
навливают также промежуточные связевые фермы через 42-60 м); про-
дольные горизонтальные связевые фермы, размещаемые в одно-, двух- и
трехпролетных зданиях только вдоль крайних рядов колонн, а в зданиях с
числом пролетов более трех - также и вдоль средних рядов колонн через
2-3 пролета (в зависимости от режима работы); распорки и растяжки.
Вертикальные связи располагают вдоль стоек стропильных и фонар-
ных ферм с интервалом 6-12 м. Ставят их по нижним поясам стропиль-
ных ферм в местах размещения поперечных горизонтальных связей.
Глава XII. КАРКАСЫ МНОГОЭТАЖНЫХ
И ДВУХЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ
По статической схеме работы каркасы многоэтажных зданий подраз-
деляют на рамные, рамно-связевые и связевые.
В промышленных зданиях наиболее удобны рамные схемы каркасов
без вертикальных диафрагм, которые могут ограничивать размещение
технологического оборудования и инженерных коммуникаций. В карка-
сах рамной системы все вертикальные и горизонтальные нагрузки вос-
принимаются, как правило, поперечными рамами, образуемыми верти-
кальными элементами - колоннами и горизонтальными - ригелями.
227
Пространственная жесткость здания обеспечивается в поперечном
направлении поперечными рамами, а в продольном - плитами перекры-
тий и вертикальными связями между колоннами. Если по технологиче-
ским условиям вертикальные связи не могут быть поставлены, их заме-
няют продольными ригелями.
Основными конструктивными элементами многоэтажных многопро-
летных рам являются жестко заделываемые в фундамент колонны длиной
на 1-3 этажа и ригели, длина которых зависит от размера пролета. Сое-
динение ригелей с колоннами может быть жестким и шарнирным. В
рамных и рамно-связевых каркасах, как правило, используют жесткое
соединение, при котором обеспечивается лучшая обшая жесткость зда-
ния, особенно при горизонтальных нагрузках.
Связевые схемы каркасов по сравнению с рамными требуют меньше-
го расхода стали, главным образом, за счет упрощения конструктивных
решений узлов. В ряде случаев при одинаковом объемно-планировочном
решении здания на каркас связевой системы требуется на 20-25% мень-
ше стали, чем на каркас рамной системы. Связевые каркасы применяют
при проектировании административных, бытовых и некоторых производ-
ственных зданий, в которых связи (диафрагмы жесткости) не мешают
организации функционально-технологического процесса.
В отечественной практике с использованием рамных систем проекти-
руют и строят в основном промышленные здания высотой от 3 до 5 эта-
жей и шириной не более 60 м. При связевых системах высота здания
может составлять 9-12 этажей.
Каркасы многоэтажных зданий выполняют железобетонными и
стальными. Железобетонные каркасы по сравнению со стальными обла-
дают большей жесткостью. Однако они имеют большую массу и более
трудоемки на строительной площадке, особенно в монолитном варианте.
В промышленном строительстве наибольшее распространение нашли
многоэтажные здания трех видов: здания массового типа с унифициро-
ванными параметрами объемно-планировочных решений и нагрузками
на перекрытия; сблокированные здания, состоящие из одноэтажных и
многоэтажных объемов, включая технические этажи и этажи с крановым
оборудованием; здания смешанной этажности со сложными объемно-
планировочными решениями, характерные для некоторых производств
(коксохимическое, горнорудное, элеваторы и др.).
Для массового строительства применяют следующие габаритные схе-
мы многоэтажных зданий: с сетками колонн 6x6 и 9x6 м под нагрузки
соответственно 25 и 15 кН/м2 высотой в 3-5 этажей (высоты этажей от
3,6 до 7,2 м); с сеткой колонн 12x6 м с нагрузками на перекрытие от 5 до
10 кН/м2 высотой в 3-5 этажей; с сеткой колонн 6x6 м с нап>узками на
перекрытие от 5 до 30 кН/м2 повышенной этажности (до 10 этажей).
228
Строительство зданий этих типов рассчитано на преимущественное
использование сборных железобетонных конструкций.
Здания сблокированного типа с повышенными размерами сеток ко-
лонн и со сложными объемно-планировочными решениями проектируют
с применением специальных железобетонных и стальных конструкций, а
также с использованием конструкций, предназначенных для одноэтаж-
ных зданий.
Железобетонные ирисы. По способу возведения железобетонные
каркасы могут быть монолитные, сборные и сборно-монолитные.
Монолитные каркасы целесообразны, когда зданию необ-
ходимо придать большую жесткость и устойчивость. Основными схемами
монолитных каркасов многоэтажных зданий являются: поперечные рамы
с продольными второстепенными балками; продольные рамы с попереч-
ными второстепенными балками; с балками, расположенными по колон-
нам в обоих направлениях; при плитах, опертых по контуру; с безбалоч-
ными перекрытиями (рис. XII—1).
Каркасы, выполненные по первой схеме, имеют наибольшую жест-
кость. Однако высокие ригели рам уменьшают полезную высоту помеще-
ния и требуют увеличения объема здания, а часто расположенные второ-
степенные балки затеняют потолок и не всегда допустимы в производст-
венных помещениях по санитарным требованиям. В этом отношении
безбалочные перекрытия имеют преимущества, но они обладают значи-
тельно меньшей жесткостью.
При использовании монолитных каркасов размеры пролётов, шага
рам и высот этажей стремятся унифицировать и принимают в соответст-
вии с действующей модульной координацией. Наибольшее применение
находят многопролетные рамы с пролетами 6, 9 и 12 м, количеством эта-
жей до 9. Ширину зданий ограничивают и принимают в пределах от 18
до 60 м.
Размеры сечений конструктивных элементов монолитного каркаса
(фундаментов, колонн, ригелей, плит) в целях эффективного использова-
ния стандартной инвентарной опалубки также принимают унифициро-
ванными.
Фундаменты могут иметь размеры подошвы от 1,5x1,5 до 6,6x7,2 м
(через 0,3 м), высоту 1,5 м и от 1,8 до 4,2 м (через 0,6 м), высоту ступе-
ней 0,3; 0,45 и 0,6 м. Размеры подколенников в плане составляют от
0,9 х 0,9 до 1,2 х 2,7 м (кратно 0,3 м).
Сечения колонн в зависимости от высоты этажей и нагрузки, дейст-
вующей на перекрытия, могут иметь размеры от 0,3x0,3 до 0,4x0,8 м.
Сечения главных и второстепенных балок принимают преимущест-
венно прямоугольными с соотношениями ширины к высоте 1 : 2 или
1 : 3.
229
Рис. ХП-1. Схемы монолитных железобетонных каркасов многоэтажных зданий
(разрезы и планы):
с поперечными главными рамами; 6 - то же, с продольными; в - с плитами, опертыми по
туру; г - с безбалочными перекрытиями
230
Ширина сечений может составлять от 150 до 500 мм, а высота - от
300 до 1000 мм и более. Толщину плит до 100 мм принимают кратной
10 мм, свыше 100 мм - 20мм.
Монолитные каркасы выполняют из бетонов классов В15-В30 с ар-
матурой из сварных каркасов, сеток, а также с жесткой арматурой (швел-
леры, двутавры, уголки) в тех случаях, когда к ней подвешивают опалубку
при бетонировании перекрытий.
В зарубежной практике, особенно в США, Венесуэле и Франции, мо-
нолитные конструкции широко используют при строительстве админи-
стративных и некоторых производственных зданий повышенной этаж-
ности (до 75 этажей). Широкое развитие монолитного домостроения в
этих странах стало возможным благодаря индустриальным методам ук-
ладки монолитного железобетона с применением совершенных опалубок,
использованием бетононасосов для подачи бетонов, высокопластичных
бетонов и др.
Наиболее сложной проблемой при проектировании зданий повышен-
ной этажности является обеспечение пространственной жесткости при
воздействии горизонтальных ветровых нагрузок. Для обеспечения про-
странственной жесткости используют различные конструктивные систе-
мы: каркасные со стенами-диафрагмами, каркасно-ствольные, оболочко-
во-ствольные, оболочковые, ствольно-стеновые и др.
Наибольшее распространение получила каркасно-ствольная система,
при которой плоские стены-диафрагмы объединены в пространственную
опору-ствол (ядро). Ствол, как правило, располагают в центральной час-
ти здания и используют для размещения лестнично-лифтовых узлов и
инженерных коммуникаций (рис. ХП-2).
В рассматриваемом примере монолитный ствол имеет размеры в пла-
не 11,6x13,6 м. Вместе с двадцатью монолитными колоннами, располо-
женными по внутреннему контуру наружных стен с шагом около 5 м, он
обеспечивает пространственную жесткость здания. Перекрытия выполне-
ны из сборных пустотелых железобетонных плит толщиной 200 мм, замо-
ноличенных сверху слоем бетона толщиной 50 мм. Опирание плит пере-
крытий осуществлено одной стороной на балки горизонтальной обвязки
колонн, а другой - на консольный монолитный выступ ствола. Внутри
ствола имеются междуэтажные перекрытия, опирание которых произве-
дено на панельные стены, подвешенные к стволу. Покрытие выполнено
по стальным балкам. Подземная часть здания, контур которой несколько
превышает наземный, возведена из монолитных стен методом "стена в
грунте". Толщина стен - 1 м, глубина заложения - 16 м. Монолитные ко-
лонны и стены центрального ствола жесткости в подземной части пере-
ходят в сталежелезобетонные, которые опираются на столбчатые фунда-
менты размером 1,0x2,7 м и высотой 5,5 м. Фундаменты заложены на
231
глубину 16,5 м, объединены между собой и с контурными стенами рост-
верком.
Рис. XII-2. 24-этажное здание с монолитным стволом и монолитными
колоннами наружных стен (Объединенные Арабские Эмираты):
/ - центральный монолитный ствол жесткости; 2 - монолитные железобетонные
колонны; 3- омоноличенные стальные колонны; 4-стальные стойки, замоно-
личенные в стены ствола; 5 - контурные стены подземной части, возведенные
методом "стена в грунте"; 6 - основание под стеной, усиленное путем цемента-
ции; 7-столбчатые фундаменты; 8- фундаментная ростверковая плита;
9, 10, 11 - перекрытия первого, второго и третьего подземных этажей
Здания с монолитными железобетонными конструкциями могут
иметь самые разнообразные формы. В зарубежной практике лишь 40%
зданий имеют квадратную или прямоугольную форму в плане; осталь-
ные - более сложную: треугольную, овальную, крестообразную. Углы
зданий могут быть скошенными, западающими, а наружные стены -сту-
пенчатыми, наклонными или криволинейными (рис. ХН-З). Все это сви-
детельствует о широких архитектурно-художественных возможностях мо-
нолитного железобетона.
Сборные железобетонные каркасы выполняют ба-
лочными и безбалочными.
Балочные каркасы сборного типа состоят из фундаментов, фундамент-
ных балок, колонн, ригелей, плит перекрытия и связей (рис. XII—4).
232
Рис. ХП-З. Здания повышенной этажности с применением
монолитного железобетона:
а - 50-этажное административное здание с раскосной решетчатой оболочкой
наружных стен (г.Ныо-Йорк); б - то же, 60-этажное (г.Чикаго); в - 52-этажмое
здание, построенное по этажерочной системе (г.Сингапур); г - здание смешан-
ной этажности со стеновыми панелями из стеклофибробетона (г.Сан-Фран-
ииско)
233
Рис. XI1-4. Основные элементы многоэтажного здания с рамным
железобетонным каркасом:
/ - фундамент; 2 - колонна; 3 - ригель междуэтажного перекрытия; 4 - верти-
кальные связи между колоннами; 5 - плита междуэтажного перекрытия; 6 - под-
крановая балка; 7 - балка покрытия; 8- плита покрытия; 9- пароизоляция; 10-
утеплитель; 11 - выравнивающий слой; 12 - кровельный ковер; 13 - воронка
внутреннего водостока; 14 - стеновая панель; 15 - оконная панель; 16 - отмост-
ка; 17- фундаментная балка
234
Наиболее распространены каркасы с поперечными рамами, в кото-
рых предусмотрено жесткое соединение ригелей с колоннами. Шарнир-
ное соединение используют для сопряжения балок или ферм покрытия в
зданиях с увеличенным пролетом верхнего этажа.
Фундаменты под колонны имеют ту же конструкцию, что и в одно-
этажных зданиях. Колонны устанавливают в стаканы фундаментов, верх
которых располагают на отметке -0,150 м (заглубление колонн в стаканах
принято 600 и 1000 мм). Цокольные стеновые панели опирают на фунда-
ментные балки, укладываемые на бетонные столбики фундаментов.
Для сокращения числа монтажных единиц и повышения надежности
каркаса здания за основной тип приняты колонны высотой на два этажа
(рис. ХП-5, а). В номенклатуру изделий входят также колонны на один и
три этажа. Сечения колонн 400x400 и 400x600 мм. Колонны изготавлива-
ют из бетона классов В15-В40 с рабочей арматурой из горячекатаной ста-
ли периодического профиля класса A-III.
Стыки колонн размещают на 600-1000 мм выше плит перекрытия.
Устанавливают колонны на центрирующие прокладки и соединяют меж-
ду собой накладками, привариваемыми к оголовкам колонн из уголков и
пластин. Зазор между торцами колонн зачеканивают раствором, после
чего стык обетонируют по сетке.
Для пролетов 6 и 9 м ригели междуэтажных перекрытий приняты
двух типов: с полками и прямоугольного сечения (рис. Х11-5, б). Ригели
имеют высоту 800 мм. При опирании плит перекрытия на ригели с пол-
ками конструктивная высота междуэтажного перекрытия получается на
400 мм меньше, чем при опирании плит по верху ригелей. При высотах
этажей 4,8 м и более и при сетках колонн 12x6 м применяют ригели
прямоугольного сечения с консолями (рис. ХП-5, в).
Длину ригелей принимают с учетом размеров пролета, сечения ко-
лонн и зазора между ригелями и колоннами. Изготавливают ригели про-
летом 6 м с обычной арматурой и пролетами 9 и 12 м - с предварительно
напряженной.
Междуэтажные перекрытия рассчитаны на использование ребристых
и плоских плит с пустотами (рис. ХП-5, г, д).
Основные ребристые плиты имеют ширину 1,5 м, доборные - 0,75 м,
а пустотные - 1,5; 1,2; 1,0 и 0,6 м. Высота ребристых плит - 400, пустот-
ных - 220 мм. Варианты сопряжения плит с ригелями и ригелей с колон-
нами показаны на рис. ХП-5, е, ж.
Опирать ригели на колонны можно консольно и бесконсольно
(рис. ХП-6, a-в). В первом случае ригели укладывают на железобетонные
консоли и соединяют с колоннами сваркой закладных элементов и вы-
пусков арматуры, а также замоноличиванием стыков (рис. ХП-6, г-е).
235
£
Рис. ХП-6. Многоэтажные здания со сборным железобетонным каркасом (разрезы и детали):
а - при опирании ригелей на консоли колонн; 1 - с опиранием плит перекрытий на полки ригелей; 2 - то же, по
верху ригелей; б - при бесконсольном опирании ригелей; 3- перекрытия из ребристых плит; 4- то же, многопустот-
ных; в - здания с увеличенным пролетом верхнего этажа; г - детали опирания и крепления ригелей с полками; д - то
же, прямоугольного сечения; е - то же, ригелей для пролетов 12м; ж-и - варианты бесконсольного опирания ригелей
на колонны; к - опирание ригелей на колонны с треугольными консолями; 5 - ригель продольной рамы жесткости;
6- сантехническая панель; 7- выпуски арматуры; 8- закладные элементы; 9- ванная сварка; 10- хомуты, пр и варен-
К ные при монтаже; 11 - бетонная шпонка; 12 - монтажный столик; 13 - опорные стальные листы колонны и ригелей;
14- закладные швеллеры; 15 - монтажный столик для листа; 16 - граница ©бетонирования; 17- бетон класса В25
При бесконсольном сопряжении ригелей с колоннами значительно
улучшается интерьер, сокращается расход стали и снижаются трудовые
затраты.
Применяют несколько типов бесконсольных стыков ригелей с колон-
нами. Показанный на рис. XII-6, ж ригель соединен с колонной посред-
ством сварки выпусков арматуры на бетонных шпонках и омоноличен-
ных бетоном. Бетон стыка армируют. На рис. XI1-6, з показан вариант
опирания ригелей на торец колонны, частично освобожденный в ре-
зультате боковых скосов верхней колонны. Соединяют ригель с колонной
сваркой закладных деталей, выпусков арматуры, после чего омоноличи-
вают бетоном. Ригели соединяют с колоннами также сваркой стержневых
выпусков и заделкой стыка бетоном (рис. XII-6, и).
Хорошие технико-экономические показатели имеют сопряжения ри-
гелей с колоннами (рис. XII—6, к), имеющими короткие треугольные
консоли. При использовании этого варианта, кроме экономии стали и
бетона, значительно улучшается интерьер помещений.
Конструкции перекрытия верхних этажей с пролетами от 12 до 24 м
решают так же, как и в одноэтажных зданиях с использованием стро-
пильных балок или ферм из сборного железобетона или металла.
В многоэтажных зданиях с безбалочным каркасом размещают пред-
приятия пищевой промышленности, холодильники и другие производст-
ва с повышенными требованиями к чистоте. Сборные безбалочные кар-
касы по сравнению с балочными имеют в основном те же преимущества
и недостатки, что и монолитные варианты.
В таких зданиях сетка осей колонн принята 6x6 м, высоту этажей ог-
раничивают 4,8 и 6,0 м. Безбалочный каркас образуют фундаменты, фун-
даментные балки, колонны с капителями, надколонные и пролетные
плиты, связи (рис. ХП-7, а, б). Колонны для такого каркаса применяют
высотой в один этаж с сечениями 400x400 и 500x500 мм. Стыкуют колон-
ны посредством накладок, привариваемых к стальным оголовкам, разме-
щая стыки на высоте 1 м от пола. Колонны первого этажа заделывают в
стаканы фундаментов, имеющих такую же конструкцию, что и в балоч-
ных каркасах.
Капители (размером в плане 2700 х 2700 и 1950 х 2700 мм и высотой
600 мм) опирают на четырехсторонние консоли колонн и крепят к ним
сваркой. На колонне и внутренней поверхности капители предусмотрены
горизонтальные пазы, образующие после замоноличивания полости
сопряжения бетонные шпонки (рис. ХП-7, в).
На капители в обоих направлениях укладывают надколонные плиты
толщиной 180 мм, размерами в плане 3100x3450 и 2150x3450 мм. Выпус-
ки арматуры плит соединяют с закладными элементами капителей
(рис. ХП-7, г).
238
Рис. ХП-7. Многоэтажное здание с безбалочным каркасом:
а - поперечный разрез; б - план перекрытия; в - соединение капители с колон-
ной; г - стык надколонных плит с капителью; д - стык пролетной плиты с над-
колонной; 1 - колонна; 2- капитель; 3- надколонная плита; 4- пролетная плита;
5- стержни диаметром 22мм; 6- бетон М300; 7- закладные элементы; 8- выпус-
ки арматуры из плит
239
По этой схеме плиты размером 3080 х 3080 х 150 мм опирают на над-
колонные выступы и крепят, приваривая выпуски арматуры к закладным
деталям (рис. XII-7, д). Армированные элементы безбалочного каркаса
изготавливают из бетона классов В15-В40. Стыки элементов заделывают
бетоном В22.5.
Рис. XU-8. Конструктивные элементы многоэтажного здания,
возводимого методом подъема этажей:
1 - фундамент; 2 - яшики (опалубка для кессонов); 3 - пакет воротников; 4 - ко-
лонна; 5- обойма колонны; 6- отверстие 80x120 мм для закладного стержня, за-
водимого под плиту; 7 - оголовок; 8 - винтовая тяга диаметром 50 мм; 9 - систе-
ма монтажных связей; 10- габаритная схема гидравлического подъемника; 11 -
плиты перекрытий в проектном положении; 12 - оконные блоки; 13 - стеновые
панели; 14 - отмостка; 15 - плиты перекрытий в исходном положении
240
Сварка выпусков арматуры сопрягаемых конструкций и замоноличи-
вание стыков (с устройством бетонных шпонок) обеспечивают жесткость
каркаса в продольном и поперечном направлениях.
К перспективным направлениям индустриального строительства мно-
гоэтажных промышленных зданий следует отнести каркасные решения
сборно-монолитного типа.
Чаще всего в таких системах в качестве основных сборных элементов
используют железобетонные и реже стальные колонны каркаса, а пере-
крытия (полностью или частично) выполняют из монолитного железо-
бетона. Монолитные перекрытия могут быть решены по балочной или
безбалочной схемам.
Монолитные элементы выполняют из бетонов классов В15-В30 с ар-
матурой из сварных каркасов, сеток, а также с жесткой арматурой. Жест-
кую арматуру (швеллеры, двутавры, уголки и др.) используют в том слу-
чае, когда к ней подвешивают опалубку при бетонировании перекрытий.
Многоэтажные здания, возводимые методом подъема этажей или пере-
крытий в отечественной практике получили развитие в 1960-х годах, в
основном в сейсмических районах строительства. В зарубежной практике
(Австралия, Англия, Венесуэла, США, Болгария и др.) этот метод начали
использовать значительно раньше. Технико-экономический анализ зару-
бежного и отечественного опыта свидетельствует о том, что при возведе-
нии зданий методом подъема этажей и перекрытий показатели стои-
мости, расхода основных материалов, затрат труда и сроков строительства
значительно лучше, чем аналогичные показатели при сооружении любым
другим способом.
Сущность возведения зданий методом подъема заключается в предва-
рительном изготовлении на земле большегабаритных элементов перекры-
тий, покрытий или этажей с последующим подъемом их по направляю-
щим опорам вверх и закреплением на проектных отметках. Направляю-
щими опорами могут быть железобетонные или металлические колонны
(рис. XI1-8), а также железобетонные ядра жесткости.
Плиты перекрытий изготавливают последовательно одну за другой в
виде пакета. В зависимости от нагрузки плиты могут быть плоскими или
кессонированными. Их обычно выполняют неразрезными - размерами
на один температурный блок. При подъеме плит перекрытий используют
различные методы монтажа. Наиболее распространенным является вари-
ант, при котором монтаж плит ведут, начиная с верхней, по одной или
по несколько плит вместе. Подъем плит перекрытий осуществляют раз-
личными системами подъемного оборудования: стационарными и под-
вижными, с механическим и гидравлическим приводами, с гибкими или
жесткими тягами и т.п.
241
При монтаже плит сверху-вниз должны быть приняты меры по обес-
печению устойчивости колонн каркаса. С этой целью плиты перекрытий
временно крепят к колоннам на промежуточных отметках с помощью
клиньев. Окончательное крепление производят коротышами из уголков,
которые приваривают к обоймам колонн и воротникам плит. Это обеспе-
чивает надежную поперечную жесткость здания.
Использование метода подъема позволяет создавать здания с разно-
образными объемно-планировочными решениями. Его также целесооб-
разно использовать, когда возникает необходимость строительства зданий
с различными высотами этажей, с гладкими потолками и с крупным ша-
гом колонн (до 12 м). Они особенно целесообразны для тех отраслей, где
непрерывное совершенствование технологии производства (машиностро-
ение, приборостроение и др.) требует повышенной гибкости планировоч-
ных решений и универсальности зданий в процессе эксплуатации.
Стальные ирисы применяют в многоэтажных зданиях различного
производственного назначения и в открытых промышленных этажерках
для химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Производственные многоэтажные здания выполняют обычно не вы-
ше 9 этажей. Исключение составляют производственно-лабораторные
корпуса, высота которых может составлять 20...25 этажей. Высота откры-
тых промышленных этажерок нередко достигает 100 м и более.
Основные параметры зданий со стальным каркасом (пролеты, шаг,
высоту этажа) назначают, как и в зданиях с железобетонным каркасом,
на основе единых требований унификации. Однако в ряде случаев сталь-
ные конструкции каркасов бывают эффективны при нестандартных габа-
ритах помещений или повышенных нагрузках, действующих на конст-
рукции (рис. X1I-9).
Стальные каркасы решают по рамной, рамно-связевой и связсвой
схемам. Наиболее экономичны и просты в изготовлении и монтаже свя-
зевые каркасы, но нередко по технологическим соображениям их приме-
нение затруднительно. Наибольшее распространение получила рамно-
связевая схема с рамами в поперечном направлении здания и вертикаль-
ными связями в продольном направлении. Такая схема удовлетворяет
эксплуатационным требованиям и позволяет использовать экономичные
сечения колонн и простоту их соединения с ригелями.
Колонны каркаса назначают двутаврового, коробчатого, замкнутого и
крестового сечения (рис. XII-10, а). Двутавровые сечения, включая ши-
рокополочные, расположенные своей стенкой в плоскости рамы, наибо-
лее рациональны в рамных и рамно-связевых каркасах. Коробчатые сече-
ния, которые хорошо работают на изгиб в двух направлениях, использу-
ют в основном в рамных каркасах.
242
Рис. XI1-9. Металлический каркас главного корпуса обогатительной фабрики калийного комбината
243
В связевых каркасах применяют колонны из двух прокатных уголков
замкнутого или крестового сечения, а также замкнутого сечения из не-
скольких уголков типа "капуста". Длину колонн (отправочных элементов)
обычно принимают равной высоте двух ярусов каркаса, т.е. в пределах 8-
15 м. Стыки колонн располагают несколько выше узлов крепления риге-
лей к колоннам и проваривают через фрезерованные торцы. При монта-
же колонны соединяют между собой болтами (рис. ХП-10, б).
Рис. ХП-10. Элементы стального каркаса многоэтажных зданий:
а - виды сечений колонн (двутавровые, коробчатые, из двух прокатных уголков
замкнутого и крестового сечений, замкнутого типа "капуста’); б - стыки колонн
(на фрезерованных торцах и болтах; на фрезерованных торцах; на фрезерованных
торцах с накладками); в - жесткое крепление ригелей к колоннам двутаврового,
коробчатого сечения и из двух двутавров; 1 - фрезерованные торцы; 2 - уголки;
3 -болты; 4, 5- вертикальные накладки; 6- то же, горизонтальные
244
Крепления колонн с железобетонными фундаментами осуществляют
так же, как в одноэтажных зданиях.
Жесткие соединения ригелей с колоннами чаше всего обеспечивают
сваркой и с использованием горизонтальных и вертикальных накладок
(рис. ХП-10, в). При монтаже рамного каркаса крупными блоками, соби-
раемыми и свариваемыми внизу в горизонтальном положении, можно
осуществлять соединение ригеля с колонной приваркой с фрезерованны-
ми торцами без накладок.
В целях экономии стали целесообразно в качестве ригелей применять
балки со сквозной стенкой (см. рис. XI—17), а для улучшения архитектур-
но-планировочных решений устраивать технические этажи с использова-
нием в них в качестве ригелей стальных ферм.
Конструкции двухэтажных зданий. Конструктивно двухэтажные зда-
ния решают по смешанной схеме: первый этаж - по схеме многоэтажных
зданий, а второй - одноэтажных зданий (см. рис. VIII-2).
Наибольшее признание нашли двухэтажные здания со сборным желе-
зобетонным каркасом, состоящим из основных колонн (высотой на два
этажа), дополнительных колонн (высотой на один этаж), ригелей, плит
перекрытий и стропильных конструкций покрытий. С использованием
типовых унифицированных конструкций здания возводят с сеткой ко-
лонн первого этажа 6x6, 9x6 и 12x6 м; второго этажа - 18x6, 18x12, 24x6
и 24x12 м. На втором этаже могут быть установлены подвесные краны
грузоподъемностью до 5 т или мостовые опорные краны грузоподъем-
ностью до 10т. Перекрытия над первым этажом рассчитаны на нагрузки
от 30 до 50 кН/м2 . Высоты этажей могут составлять: первого этажа - от
3,6 до 8,4 м, второго - от 6 до 10,8 м. Общую высоту двух этажей ограни-
чивают (до 16,8 м).
В зарубежной практике наиболее распространены сетки колонн пер-
вых этажей 5x5, 6x6, 6x8 м, вторых - 24x12, 20x20, 25x25 м; высоты пер-
вых этажей 4,5-5,0 м, вторых - 6-16 м. Несколько меньшая высота эта-
жей (на 10—15%) объясняется более широким применением напольного
транспорта, совершенных подвесных подъемно-транспортных средств и
отказом от применения мостовых кранов.
Типоразмеры основных железобетонных колонн высотой на два эта-
жа совпадают с типоразмерами колонн одноэтажных зданий. Отличием
их от колонн одноэтажных зданий является устройство стальной консоли
и выпусков арматуры для жесткого соединения с ригелями перекрытия
(рис. XII—11, а).
Дополнительные колонны имеют сечение 400x600 и длину от 5370 до
6570 мм. Их заглубляют в стаканы фундаментов на 600 мм.
Плиты перекрытий крепят сваркой закладных деталей к полкам риге-
ля и колоннам (рис. ХП-11, д).
245
Железобетонные ригели имеют сечение с полками и предназначены
для использования с ребристыми плитами (рис. XI1-11, б, в). Жесткое
соединение колонны и ригеля обеспечивают ванной сваркой выпусков
арматуры из колонны и ригеля, приваркой ригеля к стальной консоли и
замоноличиванием (рис. XII-11, г). После установки ригелей стальные
консоли основных колонн бетонируют.
Рис. XII—11- Сборные железобетонные конструкции
двухэтажных зданий:
а - колонны; б - ригели; в - плиты перекрытия; г - опирание ригеля на основ-
ную колонну (жесткое сопряжение); д - крепление плит перекрытий у средней
колонны; 1 - стальная консоль основной колонны; 2 - закладная пластина в ри-
геле; 3 - выпуски арматуры из колонны; 4 - то же, из ригеля; 5 - ванная сварка;
6- бетон В25; 7 - крепление плит к ригелю посредством закладных деталей; 8-
то же, плиты к колонне
246
В качестве несущих конструкций покрытия могут быть использованы
стропильные конструкции одноэтажных зданий из сборного железобето-
на и металла. Количество пролетов в двухэтажных зданиях ограничивают
и принимают не более трех-четырех.
Стальные каркасы в двухэтажных зданиях применяют в основном
при повышенных нагрузках на перекрытия или нестандартных парамет-
рах здания. Конструктивно их решают, как и железобетонные, по сме-
шанной схеме, используя элементы одноэтажных и многоэтажных зда-
ний.
Конструктивные решения многоэтажных зданий с техническими эта-
жами. Ранее (глава VIII) указывалось на целесообразность использования
для ряда производств зданий с техническими этажами.
В зависимости от функционального назначения технические этажи
могут быть запроектированы для размещения обслуживающих помеще-
ний или только для прокладки коммуникаций.
Для размещения обслуживающих помещений технические этажи уст-
раивают высотой 2,5 м и более, а для прокладки коммуникаций - от 0,8
до 1,0 м.
Здание с техническими этажами для обслуживания помещений реша-
ют по каркасной схеме, состоящей из колонн и ферм, которые образуют
поперечные рамы с ригелями - фермами (рис. XII-I2, а).
Ригели-фермы выполняют сборными железобетонными или металли-
ческими. Они позволяют перекрывать пролеты от 12 до 24 м.
Железобетонные ригели-фермы могут быть с криволинейным верх-
ним поясом и надстройкой для опирания пола основных этажей, безрас-
косными с параллельными поясами и рамно-подкосными с параллель-
ными поясами (рис. XII-12, б).
Ригели-фермы опирают на консоли колонн или непосредственно на
колонны без консолей. Последний вариант, значительно улучшающий
интерьер помещений, применяют при безраскосных фермах. В этом слу-
чае колонны каркаса делают разрезными. Нижние колонны заделывают в
фундамент, а верхние опирают на фермы нижнего этажа. Таким образом
наружные стойки крайних панелей ферм одновременно служат основны-
ми несущими элементами каркаса. Рамно-подкосные фермы и фермы с
криволинейным верхним поясом опирают на консоли колонн. Длину
колонн принимают равной высоте яруса, состоящего из одного основно-
го и одного межферменного этажа. Колонны верхнего яруса опирают на
колонны нижнего яруса. Стык колонн располагают выше верха фермы на
0,75 м.
Фермы, опирающиеся на консоли, соединяют с колоннами сваркой
центрирующих стальных прокладок и закладных деталей в консоли и в
нижнем поясе фермы (рис. XII-12, в).
247
Рис. XII—12. Конструкции каркасов многоэтажных зданий с техническими этажами:
а - фрагмент поперечного разреза здания с пролетами 12м, перекрытыми рамно-подкосными фермами; б - основные
виды железобетонных ферм-ригелей (арочные с надстройкой в верхнем поясе, безраскосные и рамно-подкосные);
в - железобетонная безраскосная ферма для перекрытия пролетов 12 м; 1 - нижний настил из пустотных плит; 2-
верхний настил из ребристых плит; 3- центрирующие прокладки; 4- стальная трубка для пропуска арматуры
248
Верхние пояса ферм в местах примыкания к колоннам также снаб-
жают закладными элементами. К этим элементами приваривают концы
арматуры, пропущенной через тело колонны в стальной трубке (длина
арматуры 1,3 м, диаметр 40 мм). Свободное пространство в колонне меж-
ду арматурой и стенками трубок инъецируют цементным раствором мар-
ки 300. Цементным раствором также зачеканивают зазоры шириной
50 мм между крайними стойками ферм и боковыми гранями колонн.
Железобетонные ригели-фермы имеют тавровые сечения верхних и
нижних поясов, стойки и раскосы - прямоугольные. На полки тавра
верхнего пояса опирают настил из ребристых плит, а нижнего пояса -
многопустотные плиты. При необходимости многопустотные плиты чере-
дуют со свстосантехническими панелями, в которых предусматривают
проемы для встроенных светильников и решеток воздуховодов.
Металлические ригели-фермы выполняют с параллельными поясами
(рис. XII-13). При нагрузках на перекрытия 10 кН/м2 и более пояса и
стойки ферм изготавливают из сварных двутавров, при меньших нагруз-
ках - из прокатных. Для опирания плит перекрытий к верхним и ниж-
ним поясам ферм приваривают столики с шагом, равным ширине плит
(1,2 и 1,5 м). Металлические ригели-фермы жестко соединяют со сталь-
ными колоннами. В местах соединения верхних и нижних поясов ферм
колонны имеют консоли. Технические этажи для прокладки коммуника-
ций устраивают из настилов коробчатого, П- и ТТ-образного сечений.
Длину настилов принимают равной длине пролетов, чаще всего 12 и
18 м. Их опирают на продольные балки с параллельными поясами. Длину
балок согласуют с шагом колонн (6... 12 м).
В зарубежной и отечественной практике в ряде производств хорошо
себя зарекомендовали технические этажи, выполненные из настилов ко-
робчатого сечения (рис. XII-14). Образуемые в сечении настилов каналы
получили многоцелевое применение - их используют для размещения
воздуховодов, отопительных приборов лучистого отопления, электротех-
нического и сантехнического оборудования. В сочетании со встроенными
светильниками и подвесными потолками они позволяют создавать благо-
приятные интерьеры.
Железобетонные настилы коробчатого сечения выполняют двухпус-
тотными шириной от 1,0 до 2,0 м высотой от 0,6 до 0,9 м (размеры зави-
сят от пропуска через их полости определенного количества воздуха и
других требований). Их укладывают с шагом 3 м, образуя полуметровые и
метровые разрывы между ними соответственно в крайнем и среднем ря-
дах (рис. XI1-14 и рис. XV-6, б, г). Указанный разрыв в крайнем ряду
дает возможность пропустить фахверковые колонны до верха настила и
прикрепить к ним панельные стены. В разрывах между крайними ребра-
ми настилов располагают встроенные светильники, которые укладывают
249
на стальные рамы. Сверху промежутки между настилами заделывают до-
борными плитами. Настилы укладывают на продольные балки с шарнир-
ным опиранием. Балки к колоннам крепят сваркой закладных элементов.
Г 4?^	ТЕ ЗЕ g at	.яуу.п.**»
Рис. ХП-13. Конструкция ригеля - металлической <, зоо^. »
бсзраскосной фермы:
1 - верхний пояс; 2 - столики для опирания плит перекрытия;
3- нижний пояс; 4- стойка (сварной двутавр)
250
Глава XIII. БОЛЬШЕПРОЛЕТНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Здания с помещениями больших пролетов в наибольшей степени
удовлетворяют требованиям организации технологических процессов.
При проектировании таких зданий необходимо стремиться к тому, чтобы
оно не только отвечало предъявляемым к нему технологическим, техни-
ческим и архитектурным требованиям, но было и экономичным. Прин-
ципы технологической, технической и экономической целесообразности,
как правило, не совпадают и зачастую вступают друг с другом в противо-
речие: с точки зрения технологической целесообразности выгодно иметь
большие пролеты, редкую сетку колонн, а с другой стороны, увеличение
сетки колонн ведет к возрастанию расхода материалов на несущие конст-
рукции покрытия и поддерживающие их элементы, а также на подкрано-
вые балки, мостовые краны и, в конечном итоге, к росту стоимости соо-
ружения в целом.
Оптимальное сочетание технических и экономических показателей
может быть найдено при создании простых и экономичных конструкций
большепролетных покрытий.
Для покрытий над помещениями больших пролетов применяют плос-
костные и пространственные конструктивные системы.
Покрытия с плоскостными конструкциями. В качестве основных эле-
ментов в большепролетных покрытиях с плоскостными конструкциями
используют балки, фермы, арки, рамы, к которым крепят ограждающую
часть покрытия по прогонной или бсспрогонной схемам. В свою очередь,
ограждающая часть покрытия состоит из несущих и чисто ограждающих
элементов.
Несущие и ограждающие элементы в покрытиях с плоскостными
конструкциями работают, как правило, раздельно с передачей нагрузок
сверху вниз, с элемента на элемент, что обуславливает значительное воз-
растание расхода материалов при увеличении пролетов.
Ниже рассмотрены характерные виды большепролетных плоскостных
конструкций покрытий. Одна из первых большепролетных железобетон-
ных конструкций была применена в виде надворотной балки при строи-
тельстве ангара в г. Карачи в 1947-1953 гг. (рис. ХП1-1).
Надворотная балка выполнена из монолитного железобетона проле-
том 69 м двутаврового сечения переменной высоты. Толщина стенки,
тоже переменная, увеличивающаяся от середины пролета (230 мм) к кон-
цам балки (1372 мм). Балка армирована 28 пучками, каждый из которых
содержит 32 проволоки диаметром 6 мм и заключен в трубку из кровель-
ной стали. Балка выполнена из бетона состава 1: 1,5:3, что примерно
соответствует классу ВЗО.
251
Рис. XIII-1. Монолитная балка пролетом 59 м (Пакистан):
а - общий вид (фасад и план); б - сечение балки в пролете; в - расположение
пучков в нижнем поясе балки; г - торец балки; д - сечение пучка; 1 - спираль из
проволоки диаметром 2мм; 2-трубка из оцинкованной стали толщиной
0,25 мм
Рис. ХШ-2. Железобетонная ферма пролетом
от 60 до 96 м
В Ленпромстрой-
проекте при участии
НИИЖБ были разра-
ботаны технические
решения составных
железобетонных ферм
для пролетов 60 и
96 м (рис. XIII-2).
Соединение состав-
ных линейных эле-
ментов в узлах преду-
смотрено сваркой за-
252
кладных деталей с последующей за чекан кой швов цементным раствором.
Конструкции нижних поясов ферм разработаны с разными вариантами
предварительно напрягаемой арматуры и способами ее натяжения. Одна-
ко такие фермы из-за сложности сборки и монтажа практически приме-
нения не получили.
Рис. XIII-3. Арка пролетом 36 м:
/ - блок верхнего пояса; 2- затяжка с опорным боком
В ряде случаев для покрытий промышленных зданий нашли приме-
нение трехшарнирные и двухшарнирные арочные конструкции с затяж-
ками. При строительстве трансформаторного корпуса Куйбышевгидро-
строем была применена арка пролетом 36 м, верхний пояс которой
собран из отдельных элементов заводского изготовления (рис. XI11-3).
Затяжка выполнена предварительно напряженной струнобетонной, пря-
моугольного сечения в виде одного цельного элемента с опорными частя-
ми для арки, что позволило упростить узел сопряжения арки с затяжкой.
Арка собрана из отдельных элементов двутаврового сечения длиной 6 м,
а в приопорных частях - 4,5 м. Сечения усилены ребрами жесткости. Со-
единение элементов выполнено с помощью ванной сварки выпусков ар-
матуры и бетонирования зазоров.
В зарубежной и отечественной практике для большепролетных зда-
ний используют рамные конструкции, которые можно разделить на два
типа: плоские рамы с обычными балочными ригелями и рамы, ригели и
253
стойки которых представляют пространственные конструкции в виде
складок или пространственных арок.
Примером рамной системы первого типа может служить конструк-
тивное решение склада пролетом 80 м в Дании с несущими конструкция-
ми из двухшарнирных металлических рам (рис. XIII-4). Стойки рам вы-
полнены из стальных профилей, ригели - из алюминиевых. По рамам,
имеющим шаг 20 м, расположены решетчатые прогоны высотой 2 м с
шагом 1,7 м. Кровля склада асбестоцементная.
Рис. XIII—4. Металлическая рама пролетом 80 м
В рамной конструкции производственного корпуса завода близ Ман-
честера (рис. X11I-5) использована V-образная форма сечения ригеля и
стоек. Криволинейные ригели рам пролетом 27,4 м имеют ширину 4,5 м
и расположены с разрывами в 3 м, над которыми устроены поперечные
треугольные фонари. Ригель рамы - пространственная арка - состоит из
16 блоков, а стойки рам - из 6 блоков; толщина стенок элементов рам -
60 мм. Предварительное напряжение ригеля создается путем натяжения
затяжек с заанкериванием в угловых блоках. В этих же блоках закрепле-
ны арматурные пучки стоек, расположенные снаружи в углублениях стен.
Следует отметить, что плоскостные большепролетные конструкции,
обладающие достаточной (по расчету) жесткостью в своей плоскости,
требуют устройства специальных связей (связевых блоков) для обеспече-
ния жесткости здания в продольном направлении.
Пространственные покрытия являются наиболее перспективными и
экономичными. Во многих случаях такие конструкции выполняют функ-
ции не только покрытий, но и стен, создавая единые пространственные
формы и композиции. Более рациональны такие пространственные сис-
темы, в которых совмещены несущие и ограждающие функции. Про-
странственные конструкции классифицируют по различным признакам:
геометрическим формам, формам перекрываемого плана, конструктив-
ным особенностям, материалу, принципам статической работы и др.
254
Рис. XIH-5. Рамное покрытие завода в Манчестере из ригелей и стоек
V-образной формы (Англия):
а - поперечный разрез здания; б - вид рамы сбоку; в - сечение ригеля;
г-обший вид здания; /-предварительно напряженная затяжка; 2-мо-
норельс; 3 - подвески; 4 - остекление фонарей; 5 - оболочка покрытия
В зависимости от геометрической формы пространственные конст-
рукции покрытий могут быть: цилиндрическими (оболочки); в виде приз-
матических складок; осесимметричными (оболочки вращения); двоякой
кривизны, прямоугольные в плане; составными (пространственные сис-
темы из элементов поверхностей положительной, отрицательной и нуле-
вой гауссовой кривизны); в форме волнистых и складчатых сводов; вися-
чими; в виде регулярных стержневых структур и мягкими.
По характеру работы под нагрузкой пространственные покрытия
делят на два вида. К первому виду относят покрытия, напряженно-де-
формированное состояние и несущая способность которых зависят пре-
имущественно от одного размера в плане. К этому виду относятся
цилиндрические оболочки, призматические складки, своды и т.п. Ко вто-
рому относятся покрытия, несущая способность и характер работы кото-
рых зависят от двух размеров в плане.
Напряженно-деформированное состояние пространственных покры-
тий во многом зависит от характера работы контурных конструкций. В
качестве контурных конструкций могут быть стены, балки, фермы, арки
с затяжкой, контурные брусья, ряды часто поставленных колонн.
Выбор геометрических форм пространственных конструкций произ-
водят с учетом функциональных, градостроительных и эстетических тре-
бований, а также условий рациональной статической работы и членения
255
поверхностей на сборные элементы, отвечающие индустриальное™ изго-
товления и монтажа.
Номенклатура зданий и сооружений, где могут быть применены про-
странственные конструкции, довольно разнообразна. По объемно-плани-
ровочному решению эти здания и сооружения могут быть отдельно стоя-
щие, встроенные и пристроенные, одно- и многосекционные с разнооб-
разной формой в плане (рис. XIII—6).
Рис. XIП-6. Примеры компоновок зданий с пространственными
конструкциями:
а, б - встроенные, пристроенные; в, г - сблокированные; б-з - отдельно стоящие
Раньше других типов стали применять тонкостенные железобетонные
цилиндрические оболочки, которым предшествовали
массивные каменные своды и купола. В зависимости от соотношения
сторон плана цилиндрические оболочки подразделяют на длинные и
короткие (рис. XII1-7 и XIП-8).
Сборные и сборно-монолитные железобетонные цилиндрические
оболочки выполняют из плит толщиной от 30 до 50 мм с ребрами и
контурных конструкций. Монолитные железобетонные оболочки обычно
выполняют гладкими толщиной от 50 до 80 мм.
При пролетах 18 м и более оболочки выполняют с предварительным
напряжением.
256
Рис. ХШ-7. Длинные цилиндрические оболочки:
а - оболочки с бортовыми элементами в виде сборных балок; б - то же, с борто-
выми элементами, являющимися частью плит; в - то же, с продольной разрезкой
на плиты; 1 - элементы диафрагм; 2- плиты; 3 - бортовые элементы
Податливость незамкнутого контура поперечного сечения цилиндри-
ческих оболочек вызывает значительные деформации в направлении вол-
ны и появление соответствующих усилий, требующих в отдельных случа-
ях усиления бортовых элементов в горизонтальном направлении.
Более рациональным решением для прямоугольных планов являются
сборные оболочки переноса положительной
гауссовой кривизны. Их конструктивные решения позволяют
осуществлять покрытия: с укрупненной сеткой колонн 18x18 и 24x24 м
из плит размером 3x6 м (рис. ХШ-9, а)\ пролетом до 102 м из плит Зх
х12 м с системой промежуточных балок и без них (рис. ХШ-9, б, в);
пролетом до 42 м из плит 3x6м, монтируемых навесным способом
(рис. ХШ-9, г); пролетом до 60 м из унифицированных плит 3x6 м, в том
числе с шагом колонн 18 и 24 м (рис. ХШ-9, д).
В оболочках первых трех типов (рис. ХШ-9, a-в) кривизна цилинд-
рической поверхности плит соответствует кривизне поверхности оболоч-
257
ки и сопряжение плит в направлении их длинных сторон осуществляется
без переломов. В оболочках конструкций, показанных на рис. XIII-9, г, Э,
плиты 3x6м располагаются с переломами, образуя пространственный
многогранник с криволинейными гранями.
Рис. XIII—8. Короткие цилиндрические оболочки
(призматические складки):
а - с бортовыми элементами; б - без бортовых элементов; 1 - ферма-диафрагма;
2 - плита; 3 - бортовой элемент; 4 - безраскосная ферма-диафрагма
Надежную связь сборных плит и контурных конструкций обеспечи-
вают сваркой выпусков арматуры и закладных деталей с последующим
замоноличиванием бетоном швов между элементами с образованием
шпонок.
Оболочки отрицательной гауссовой кривиз-
ны (гипары) отличаются линейчатостью поверхностей, что значи-
тельно упрощает изготовление опалубки и армирование конструкций, а
также дает возможность разрезки поверхности на отдельные однотипные
сборные элементы. Такие оболочки позволяют создавать разнообразные
архитектурные формы покрытий.
Поверхность гипара может быть образована либо скольжением (пере-
носом) образующей параболы с кривизной одного знака по направляю-
щей параболе с кривизной другого знака(рис. XIII-10, а), либо плоско-
параллельным перемещением прямой по двум направляющим, лежащим
в параллельных плоскостях (рис. ХШ-10, б).
Оболочками такого типа осуществлены покрытия производственных
зданий в Черногорске, Абакане, Красноярске. Оболочки имеют размеры
в плане 6x18 м и составлены из четырех панелей размером 3x9 м.
258
Рис. XI П-9. Сборные железобетонные оболочки положительной гауссовой кривизны:
а - для сеток колонн 18x18м и 24x24м; б - для пролетов до 102м с системой промежуточных балок; в - то же, без
промежуточных балок; г - то же, пролетом до 42м, монтируемых навесным способом; д - пролетом до 60м типа
криволинейных многогранников
259
Рис. XIII—10. Оболочки отрицательной гауссовой кривизны (гипары):
а - с гиперболоидно-параболической формой поверхности; б - схема оболочки
покрытия цеха железобетонных изделий в г. Чсрногорске; 1 - образующая
Приведенная толщина бетона оболочек составила 62 мм. Статическое
равновесие оболочек обеспечивается металлическими затяжками по все-
му контору.
Низким расходам бетона и стали, а также хорошими архитектурными
качествами обладают технические решения сборно-монолитных гипаров
размером 30 х 30 м (рис. ХШ-11). Они могут быть применены в покры-
тиях с односторонним расположением фонарей и вертикальным остекле-
нием, а также с фонарями двухсторонней ориентации и со световыми
проемами в плоскости покрытия. Во всех вариантах оболочки собирают
из плит одного типоразмера 3x3 м. По контору оболочки опираются на
фермы. Распор, возникающий в покрытии, воспринимается нижним поя-
сом ферм или затяжками, располагаемыми по диагонали каждой оболоч-
ки.
Висячие покрытия. Их применение основано на исполь-
зовании в качестве основных несущих элементов проволочных тросов,
которые обладают высокой прочностью, гибкостью и долговечностью.
260
Рис. ХШ-11. Варианты покрытий с использованием гипар:
а - с односторонним расположением фонарей; 6-г - с фонарями двусторонней
ориентации
Впервые вантовые (тросовые) покрытия были применены при строи-
тельстве Нижегородской торгово-промышленной выставки в 1896 г. по
разработкам инж. В.Г. Шухова.
Вантовые покрытия состоят из трех основных частей: несущей конст-
рукции (системы вант), опорных контуров и плит ограждения.
По характеру статической работы висячие конструкции делят на ван-
товые сети, системы из вант и балок, висячие оболочки, системы из
жестких вант, вантовые (тросовые) фермы и комбинированные системы
(рис. Х1П-12).
Для вантовых покрытий характерна сравнительно большая деформа-
тивность, связанная с геометрической изменяемостью гибких нитей.
Поэтому для ограничения перемещений в конструкцию вводят вторую
систему вант с противоположной кривизной или используют другие спо-
собы (пригруз, замоноличивание и т.п.).
По способу передачи усилий на опоры вантовые покрытия делят на
системы с замкнутым и разомкнутым опорными контурами. Системы с
замкнутым опорным контуром являются внутренне уравновешенными и
передают на нижележащие конструкции в основном только вертикальные
усилия, а висячие покрытия с разомкнутым контуром передают еще и
усилия распора. В последнем случае требуется устройство мощных
контрфорсов, пилонов или оттяжек, заанкеренных в грунте.
261
Рис. ХШ-12. Схемы вантовых покрытий:
а - вантовые сетки; б - системы вант и балок; в - висячие оболочки; г - системы
из "жестких” вант; д - вантовые фермы; е - комбинированные конструкции; 1 -
несущие ванты; 2 - стабилизирующие ванты; 3 - наружный опорный контур; 4 -
колонны каркаса; 5 - внутренний опорный контур; 6 - внутренняя опора; 7 -
балки; 8- оттяжки; 9- железобетонные кровельные плиты; 10- "жесткие" ванты;
11 - легкие кровельные плиты; 12 - вантовые фермы; 13 - шпренгельный
вантовый пояс; 14- вантовые подвески; 15- пространственная плита
262
Висячие покрытия в виде вантовых сетей (рис. XIII-12, а) отличают-
ся малым расходом стали и эффективны при пролетах 24... 100 м. В мес-
тах пересечения вант устанавливают устройства, препятствующие их
взаимному смещению. Это дает возможность укладывать на сетку кро-
вельные панели фиксированных размеров в виде железобетонных или
армоцементных плит, стального профилированного настила, деревянных
щитов и т.п. Вантово-балочные покрытия с прямоугольным планом эф-
фективны при пролетах балок 24...30 м (рис. XIII—12, 6). При криволи-
нейном замкнутом опорном контуре оптимальные пролеты балок увели-
чиваются до 36...48 м. Конструктивно балки решают в виде ферм, прокат-
ных или сварных балок. Связь вант и балок осуществляют с помощью
сжимных болтовых соединений. По балкам или вантам после регулиров-
ки и натяжения системы укладывают панели кровельного ограждения,
которые могут быть выполнены из различных материалов. В ряде случаев
ванты целесообразно изготавливать из элементов, обладающих изгибной
жесткостью - швеллеров, двутавров и других прокатных профилей
(рис. ХШ-12, г). Системы жестких вант применяют для покрытий про-
летами от 18 до 100 м.
В конструкциях с вантовыми фермами (рис. XIII-12, д) пояса, а в не-
которых случаях и раскосную решетку, выполняют из гибких элементов,
работающих на растяжение. В зависимости от взаимного расположения
поясов вантовые фермы бывают двояковыпуклые, двояковогнутые и с пе-
рехлестом поясов в пролете. Вантовые фермы относят к конструктивным
системам, создающим распор в одном или двух уровнях, для восприятия
которого используют замкнутые опорные контуры, контрфорсы, оттяжки.
Системы вантовых ферм целесообразны при пролетах 60... 120 м. Жест-
кость таких покрытий позволяет подвешивать к ним различное техноло-
гическое оборудование. Монтаж вантовых ферм целесообразно выпол-
нять путем их предварительной сборки на земле и подъемом на про-
ектную отметку в собранном виде.
В комбинированных конструкциях (рис. XIII—12, е) ванты использу-
ют в виде шпренгельных затяжек и подвесок к возвышающимся частям
зданий и сооружений.
Примером однопоясного висячего покрытия может служить покры-
тие гаража в г. Красноярске (рис. XIII-13, а). Основные несущие элемен-
ты выполнены из стальных канатов диаметром 40 мм с шагом 1,5 м, ко-
торые прикреплены к железобетонным контурным балкам двутаврового
сечения. Контурные балки опираются на колонны с шагом 12 м. Распор
воспринимают оттяжки, заанкеренные в грунте. По канатам уложены же-
лезобетонные плиты 1,5x1,5 м толщиной 25 мм. Плиты связаны с каната-
ми посредством выпусков арматуры, а швы между ними замоноличены
263
бетоном. Продольный уклон кровли от середины к торцам здания обе-
спечен разными стрелами провиса канатов.
На рис. XIII-13, б показано покрытие автобусных мастерских (Герма
Рис. XIII—13. Висячие покрытия:
ния). Все элементы ванто-
вых ферм выполнены из
круглой стали с пределом
прочности 900 МПа. Между
фермами, имеющими шаг
5,4 м, подвешена сетка из
стальных стержней, по ко-
торым уложены асбестоце-
ментный настил, утеплитель
и рулонная кровля. Нагруз-
ка от вантовых ферм пере-
дается на железобетонные
контрфорсы и междуэтаж-
ные перекрытия.
Покрытие здания разме-
а - однопоясное пролетом (12 + 78 + 12) м (га- ром 60 + 12 + 60 м состоит
раж в г. Красноярске); б - двухпояснос проле- из железобетонной этажер-
том (9 + 50 + 9)м (автобусные мастерские, ки шириной 12 м, криволи-
Гсрмания)	нейных балок длиной 60 м,
собранных из трех элементов двутаврового сечения (рис. XIII-14). Балки
одним концом опираются на этажерку, а другим - поддерживаются
вантами. По балкам уложены предварительно напряженные панели раз-
мером 3 х 12 м. Висячие конструкции имеют большие перспективы, ха-
рактеризуются многообра-
зием архитектурно-конст-
руктивных форм. В них
эффективно используется
высокопрочная сталь и в
большинстве случаев не
требуется дополнительного
материала для обеспечения
устойчивости. Преимущест-
вом висячих конструкций
является также простота
монтажа.
Металлические пе-
1инпии<г'.'\'.И
111 IWWW\\\^\vv "
Рис. XIII-14. Вантовое покрытие
пролетом (60 + 12 + 60) м
рекрестно-стержневые конструкции по сравнению с плос-
костными покрытиями из ферм имеют примерно вдвое меньшую строи-
тельную высоту и экономичнее по расходу металла.
264
Рис. ХШ-15. Схемы перекрестно-стержневых конструкций:
а, б - из вертикальных перекрестных ферм с расположением в двух направлени-
ях; в, г - то же, при расположении в трех направлениях; д, е - из наклонно по-
ставленных перекрестных ферм с квадратным основанием; ж - то же, с треуголь-
ным основанием; з - то же с шестиугольным основанием
Перекрестно-стержневые системы образуются при пересечении вер-
тикально или наклонно расположенных ферм. Вертикально расположен-
ные фермы при пересечении образуют в плоскостях верхних и нижних
поясов плоские квадратные, треугольные или шестиугольные ячейки
(рис. ХШ-15, а-г). Наклонные фермы при взаимном пересечении тоже
образуют в плоскостях верхних и нижних поясов сетки с квадратными,
265
треугольными или шестиугольными ячейками, но в плане они смешены
одна относительно другой. Такие конструкции представляют собой сис-
темы, образованные как бы из многократно повторяющихся стержневых
пирамид с квадратным, треугольным или шестиугольным основанием
(рис. ХШ-15, д-з).
Основным достоинством систем обоих типов является простота их
конструктивного исполнения из стержней, для изготовления которых мо-
гут быть использованы недефицитные прокатные профили (трубы, угол-
ки, швеллеры, двутавры).
I
1
I
|
I
I
Рис. ХШ-16. Варианты узловых сопряжений стержневых систем:
а-в - болтовые; г-ж - комбинированные; и-м - сварные
266
В практике строительства применяют следующие конструктивные си-
стемы: из плоскостных ферм; из стержней размером на одну ячейку; из
короткоразмерных элементов решетки и длинноразмерных поясов; из
пространственных стержневых пирамид и доборных линейных элемен-
тов. Таким конструктивным системам свойственны многообразие форм
ячеек, способов изготовления элементов и сборки, профилей элементов,
узловых соединений (рис. XIII—16), а также индустриальность. На строи-
тельную площадку их поставляют комплектно. Сборку, как правило,
ведут на земле, а подъем производят крупными блоками или целым
покрытием.
В нашей стране наибольшее применение получили пространственные
решетчатые конструкции покрытий типа "Кисловодск-Мархи", "Модуль"
и "ЦНИИСК". Пространственные решетчатые конструкции типа "Кисло-
водск-Мархи" (рис. X11I-17) разработаны с двумя видами секций: секция
30x30x2,12 м с сеткой колонн 18 х 18 м под нагрузки 2, 6; 3 и 4 кН/м2;
секция 36 х 36 х 2,12 м с сеткой колонн 24 х 24 м под нагрузки 2,6 и
3,2 кН/м2.
Оба вида секций имеют ортогональную сетку поясов с ячейками
3x3 м. Ячейки верхних поясов смещены относительно нижних на поло-
вину размера (1,5 м) в обоих направлениях. Все элементы стержневых
систем имеют одинаковую номинальную длину и выполняются из
элекросварных или горячекатаных труб. Соединение элементов в узлах
осуществляется с помощью болтов и стальных многогранников
(рис. XIII-16, д).
а)	б) §
6000	18000	6000	6000	24000	6000
I-----1=------------*----f	+-------------------4----4
Рис. XIII-17. Пространственная решетчатая конструкция покрытия типа
"Кисловодск—Мархи":
а - секция 30x30 м; б - то же, 36x36 м
Структурный блок покрытия опирается на колонны через капители в
виде четырехгранных пирамид из труб. Колонны жестко соединяются с
фундаментами и выполняются из стальных или железобетонных центри-
фугированных труб. Конструкции "Кисловодск-Мархи" допускают уст-
ройство зенитных фонарей и подвесных кранов грузоподъемностью до
2 т.
267
Конструкция "Модуль" по габаритным схемам аналогична структуре
"Кисловодск-Мархи", с той лишь разницей, что ее высота составляет
1,414 м, а размеры ячеек - 2 х 2 м. Конструкция рассчитана на нагрузки
2,7 кН/м2 (секция 30 х 30 м) и 2,5...3,7 кН/м2 (секция 36 х 36 м).
Конструкции "Кисловодск-Мархи" и "Модуль" предназначены для
кровель из профилированного настила по прогонам, устанавливаемым в
узлах структуры.
Пространственное решетчатое покрытие типа ЦНИИСК представляет
собой складчатую структуру в виде блоков 18x12 и 24 х 12 м, которая
компонуется из плоскостных и линейных элементов прокатного профиля
(уголки, двутавры) заводского изготовления (рис. XIII-18). Для отдален-
ных районов и под тяжелые нагрузки структурные блоки поставляются
только из линейных элементов.
! 18000; 24000	18000; 24000	!	18000; 24000 I 18000; 24000
5 о 6	6
S	............
Рис. XIII—18. Структурное покрытие типа ЦНИИСК:
а, б - габаритные схемы зданий; в - схема структуры; г - элементы складки
В направлении длинной стороны структурного блока устанавливают
продольные верхние пояса из прокатных двутавров с шагом 2,91 м, кото-
рые могут выполнять и функции прогонов (рис. XIII-18, в).
Нижние пояса складчатой системы смещены в плане на полшага от-
носительно верхних, складки образуются соединением верхних и нижних
поясов раскосной решеткой. По торцам блок замыкают фермами проле-
том 12 м. Пространственная жесткость блока обеспечивается торцевыми
268
фермами и поперечными элементами в плоскости верхних и нижних
поясов. Элементы в узлах соединяют с помощью болтов, фасонок и
фланцев (рис. XIII— 18, г).
Покрытия типа “ЦНИИСК” могут быть применены в одно- и много-
пролетных отапливаемых зданиях при пролетах 18 и 24 м, шаге колонн
12 м и высоте до низа несущих конструкций покрытия от 5,2 до 11,2 м.
Они допускают устройство подвесных кранов грузоподъемностью до
3,2 т, а также мостовых кранов (10-20 т) и светоаэрационных или зенит-
ных фонарей.
Преимуществом структурных систем покрытий является их значи-
тельно меньшая масса по сравнению с покрытиями из сборных железо-
бетонных плит по фермам (они в 6-8 раз легче). Это дает возможность
успешно применять такие системы в северных и других удаленных райо-
нах страны. Кроме того, они требуют меньших трудозатрат при возведе-
нии.
Своды. В промышленных зданиях находят применение многовол-
новые своды с поперечным сечением открытого или закрытого типов. К
сводам с сечением открытого типа относят бочарные, волнистые и склад-
чатые, а закрытого типа - коробчатые. Одной из первых большепролет-
ная сводчатая конст-
рукция была приме-
нена для покрытия
ДСК в Автово (С.-
Петербург) в конце
50-х годов. Покрытие
(рис. XIII-19, а) про-
летом 100 м выполне-
но в виде бочарного
свода из отдельных
волн шириной 7,5 м.
Стрела подъема сво-
да - 10 м, волны -
2,75 м. Каждая волна
свода работает само-
стоятельно и отстоит
от соседней на 2,5 м.
Пространство между
волнами остеклено и
Рис. XIII—19. Своды:
используется для ос- а _ бочарный пролетом 100 м в покрытии ДСК в
вещения. Свод рас- Автово; б - складчатый из армоцемента пролетом
считан на примене- 75 м в г. Красноярске
ние подвесных кранов грузоподъемностью 5 т. Приведенная толщина
269
бетона составила 23 см, расход стали 45 кг на 1 м2. В 1963 году в Красно-
ярске для покрытия цеха размером 36x75 м был сооружен многоволновый
свод из армоцемента (рис. XIII-19, б). Покрытие состоит из 12 волн ши-
риной 3 м и высотой 1,8 м каждая. Цех перекрыт по длинному направ-
лению (75 м), стрела подъема свода составила 10 м. Распор свода переда-
ется на монолитные плиты покрытий боковых пролетов и воспринимает-
ся двумя расположенными в торцах цеха предварительно напряженными
затяжками. Приведенная толщина армоцемента составила 15,2 см, расход
стали - 25,4 кг на 1 м2.
Рис. ХШ-20. Шатровые конструкции:
а - с призматическими гранями для пролетов 24...36 м; 6 - с плоскими гранями
для малых пролетов; е - междуэтажные; г-е - поперечные сечения; 1 - контур-
ные фермы; 2- центральный диск; 3- наклонные грани; 4- контурные балки;
5 - плиты настила
К числу перспективных принадлежат составные конструкции
из элементов с криволинейной поверхностью, к которым относятся крес-
товые своды, составные из гипаров и т.п. (см. рис. X1II-10, <5), из плос-
ких элементов - шатровые покрытия (рис. XIП-20) и складчатые систе-
мы. Их большими достоинствами являются разнообразные формы и
возможность сборки из плоскостных элементов.
270
Рис. ХШ-21. Складчатое покрытие в г. Брно (Чехия)
Складчатые системы получили наибольшее применение за рубежом.
Так, в г. Брно (Чехия) было построено покрытие производственного зда-
ния из складок с чередующимися треугольными гранями (рис. ХШ-21).
Составные элементы складки-панели выполнены из железобетона в фор-
ме однотипных треугольников с гранями, имеющими толщину 12 см и
армированных двойной сеткой из проволоки диаметром 6 мм с шагом 15
и 30 см. Расход стали составил 15,4 кг на 1 м2 перекрываемой площади.
271
Рис. XI11-22. Сборное складчатое
покрытие из треугольных панелей
(Польша):
а - общий вид; б - план; в - разрез
Подобные складки были построены
в Польше. Примером может слу-
жить складчатое покрытие из тре-
угольных панелей с катетами 2,88 и
3,43 м (рис. XII1-22). Трехслойные
панели толщиной 9,4 см с наруж-
ными слоями из армоцемента и
внутренним теплоизоляционным
слоем из пенополистирола были из-
готовлены в заводских условиях.
Монтаж складки производился на
земле по стальному каркасу, а затем
цельный блок покрытия поднимал-
ся на проектную отметку.
В Пензенской государственной
архитектурно-строительной акаде-
мии разработана оригинальная сис-
тема модульных строительных эле-
ментов, позволяющая создавать
конструктивные схемы зданий, со-
оружений и покрытий в виде сос-
тавных складчатых или каркасных
систем, разворачивающихся в плос-
кость.
Система включает модульные
элементы, являющиеся ячейками
каркаса или конструктивными эле-
ментами (плиты) в виде плоских фигур с равными высотами и равными
наклонными сторонами с основаниями кратными основанию основного
модульного элемента. Площадь последующих элементов кратна площади
основного.
Основной модульный элемент представляет собой прямоугольный
треугольник с номинальными размерами а, Ь, с (а - высота треугольни-
ка). Последующие модульные элементы в виде равнобедренных треуголь-
ников, параллелограммов и трапеций имеют высоты, равные а, наклон-
ные стороны, равные с, а основания - кратные b [24]. Все модульные
элементы выполняют прямого и зеркального изображения, с проемами
или без них.
Однопролетные сооружения или многопролетные покрытия в форме
составных складчатых систем получают путем соединения модульных
элементов по линиям контакта жестко или шарнирно под углом друг к
другу (рис. XIII-23). При шарнирном соединении элементов получают
272
складывающиеся и трансформируемые сооружения или покрытия, кото-
рые требуют дополнительных связей, фиксирующих их проектное поло-
жение.
Рис. ХП1-23. Формы и параметры сооружений из модульных элементов:
а, б- план и разрез складчатого свода из модульных элементов в виде трапеций;
8, г - то же, многопролетного покрытия из модульных элементов в виде парал-
лелограммов; ж, з - то же, сооружения из модульных элементов всех видов
Разработанные системы могут быть материализованы в железобетоне,
металле и дереве в сочетании с пластмассами. Основные элементы скла-
док могут быть плоскими, слоистыми и ребристыми. Отличительной осо-
бенностью покрытий из таких элементов является незначительный рас-
ход материалов и высокая жесткость.
273
Пространственные составные конструкции в силу многообразия
своих форм позволяют создавать архитектурно выразительные здания. Их
архитектурно-конструктивные формы включают в себя все основные
классы пространственных конструкций из разных материалов - оболоч-
ки, висячие покрытия, складки и шатры с плоскими гранями, комбини-
рованные конструкции.
Большим достоинством составных конструкций является возмож-
ность их возведения из стандартных элементов независимо от формы в
плане. Благодаря рациональным конструктивным формам они требуют
значительно меньшего расхода материалов. Так, при пролете 72 м приве-
денная толщина купольно-складчатой оболочки составила 12 см, а расход
стали - 35 кг/1 м2.
Составные оболочки нашли в основном применение лишь при строи-
тельстве общественных зданий, но им принадлежит большое будущее и в
промышленном строительстве.
Мягкие оболочки. Особую группу пространственных конст-
рукций представляют системы, выполненные из гибких и эластичных ма-
териалов, обладающих достаточно высокой прочностью на растяжение,
но не способных сопротивляться сжатию, изгибу и сдвигу. К таким мате-
риалам относятся: текстильные с воздухо- и водонепроницаемыми по-
крытиями, полимерные пленки, кожа и т.п., в том числе армированные
высокопрочными волокнами. Мягким оболочкам можно придать любую
форму.
Формы и поведение таких оболочек в процессе эксплуатации в зна-
чительной степени зависят от способов придания им проектного положе-
ния, связанного с предварительным натяжением. Степень предваритель-
ного натяжения должна быть такой, чтобы в любой точке оболочки сум-
марные усилия от внешних нагрузок и от предварительного натяжения
не оказались сжимающими и не превосходили несущей способности
материала на растяжение. Используют три способа натяжения: аэростати-
ческий (пневматический), механический и гидростатический. Последний
способ в строительстве используется применительно к гидротехническим
объектам. В соответствии с указанными способами предварительного на-
тяжения мягкие оболочки разделяют на пневматические, тентовые и на-
ливные.
Пневматические конструкции строительного назна-
чения, в свою очередь, разделяют на воздухоопорные и воздухонесомые.
Основными конструктивными элементами воздухоопорного сооружения яв-
ляются (рис. XI П-24): оболочка, опорные устройства и воздухоподающая
установка. Кроме основных элементов, по условиям эксплуатации могут
быть использованы дополнительные элементы - входные устройства, све-
товые проемы, отопительные установки и т.п.
После закрепления и
герметизации контура
оболочки и наполнения
ее воздухом конструк-
ция в эксплуатацион-
ном состоянии поддер-
живается непрерывной
подачей воздуха с авто-
матическим контролем
уровня давления 0,4 -
1 кПа.
Пневматические обо-
лочки воздухоопорных
сооружений могут быть
усилены канатами или
сетками. Канаты и сет-
Рис. XII1-24. Оболочка воздухоопорного
ки воспринимают ос-
здания:
новные усилия, возни-
кающие в сооружении
при действии внутрен-
него давления воздуха и
внешних нагрузок, а
оболочка в этом случае
/ - собственно оболочка; 2 - тент шлюза; 3 - пере-
ходник; 4 - вентиляционный клапан; 5 - силовой
пояс; 6 - патрубок мягкого воздуховода; 7 - возду-
хоподающая установка; -монтажный шов; 9-
свстовая полоса; 10 -винтовой анкер; //-разгру-
жающий канат; 12 - рукав разгружающего каната
выполняет локальные функции, работая как мембрана в пределах пло-
щади, ограниченной канатами.
Воздухонесомые конструкции состоят из несущих и ограждающих эле-
ментов. Несущая часть
выполняется из мягких
оболочек с предвари-
тельным натяжением,
создаваемым давлением
воздуха в замкнутом
объеме отдельных эле-
ментов в виде балок,
стоек, арок, рам или
панелей (рис. ХШ-25).
Давление воздуха в эле-
ментах (50-700 кПа) со-
здается компрессорами
Рис. ХШ-25. Пневмостержневые конструкции:
при разовом или перио- а _ арка низкого давления; б - то же, высокого;
дическом наполнении, в - стойка; г - балка; д - рама; е - кольцо (тор)
что требует очень высо-
275
кой герметичности элементов. Ограждающая часть воздухонесомой кон-
струкции (мягкая оболочка) в этом случае не требует герметизации,
устройства шлюзов, а само помещение эксплуатируется при нормальном
атмосферном давлении. На воздухонесомые конструкции расходуется
больше материалов, и они более сложны в изготовлении.
Область применения пневматических конструкций весьма разнооб-
разна. Их можно использовать для размещения мастерских, гаражей,
складов и многих других вспомогательных производств.
К числу легких, переносных, быстровозводимых и с широким диапа-
зоном использования принадлежат тентовые конструкции
(рис. ХШ-26). Их с успехом использовали еще в Древнем Риме как
средство защиты от солнца и дождя.
Рис. ХШ-26. Светопрозрачное тентовое покрытие
агропромышленного комплекса
Основным принципом формирования тентовых систем является обе-
спечение механического натяжения их оболочки. Натяжение оболочки
тента осуществляют с помощью каркаса, оттягиванием углов, подъемом
опорных стоек, механизмами и устройствами стабилизации и т.п.
Характерной конструктивной особенностью тентовых покрытий (рав-
но как и воздухоопорных) являются узлы соединения оболочки с опор-
276
ными и натяжными устройствами. Передача сосредоточенных усилий от
стоек, подвесок, оттяжек и других конструкций оболочке неизбежно свя-
зана с повышением напряжений в последней. Поэтому особое внимание
уделяется конструктивным решениям этих частей (рис. ХШ-27).
Тентовые конструкции по сравнению с пневматическими еще более
мобильны и трансформируемы, ввод их в действие можно осуществлять в
кратчайшие сроки (дни, часы и даже минуты).
Рис. XI11-27. Крепление опорного контура оболочки:
а, б - к штопорам (винтовым сваям); в-д - к ленточным фундаментам; 1 - обо-
лочка; 2-анкер; Л-соединительная деталь; 4- внутренний (герметизирующий)
фартук; 5- катенарный канат; 6 - труба нижняя; 7-труба верхняя; 8- кромоч-
ный фал; 9- накладка; 10- фиксирующий стержень
277
Глава XIV. СТЕНЫ И ОКНА
Требования к стенам и их классификация. В промышленных зданиях
требования, предъявляемые к наружным стенам, еще более разнообраз-
ны, чем в гражданских. Главными из них являются: обеспечение в поме-
щениях температурно-влажностного режима в соответствии с необходи-
мыми условиями производственно-технологического процесса и с учетом
обеспечения комфортных условий труда, требования прочности, устойчи-
вости, долговечности, огнестойкости и надежности в различных условиях
эксплуатации. Конструкции стен должны быть индустриальны, удобны
при транспортировке и монтаже, ремонтоспособны и иметь небольшую
массу. От вида стен во многом зависят художественно-эстетические каче-
ства здания.
Стены являются одним из дорогих и трудоемких элементов здания. В
общей стоимости строительства одноэтажных промышленных зданий на
наружные стены (вместе с окнами, дверями и воротами) в среднем при-
ходится около 12%, а в многоэтажных - около 20%. Кроме того, конст-
рукции стен влияют на теплозащитные свойства и энергопотребление
здания. В связи с этим к стенам промышленных зданий предъявляют
высокие теплотехнические и экономические требования. На снижение
стоимости конструкций стен влияют многие факторы, среди которых
стоимость материала, технологичность изготовления и удобство монтажа
являются определяющими. Поэтому использование для конструкций стен
местных строительных материалов, отходов промышленного производ-
ства и ресурсосберегающих технологий представляет собой один из ос-
новных источником их удешевления.
Наружные стены промышленных зданий классифицируют по ряду
признаков.
По характеру статической работы они бывают несущие, самонесу-
щие и ненесущие (навесные).
Несущие стены возводят в зданиях бескаркасных и с непол-
ным каркасом. Их выполняют из кирпича, мелких и крупных блоков.
Выполняя одновременно несущую и ограждающую функции, такие сте-
ны воспринимают массу покрытия, перекрытий, ветровые усилия и иног-
да нагрузки от подъемно-транспортного оборудования. Несущие стены
опирают на фундаменты по типу гражданских зданий.
Самонесущие стены несут собственную массу в пределах
всей высоты здания и передают ее на фундаментные балки. Ветровые на-
грузки, воздействующие на стены, воспринимает каркас здания или фах-
верк. Стеновое заполнение связывают с каркасом гибкими или скользя-
щими анкерами, не препятствующими осадке стен. Высоту самонесущих
стен ограничивают в зависимости от прочности материала и толщины
278
стены, шага пристенных колонн, величины ветровой нагрузки и т.д.
Самонесущие стены выполняют из кирпича, блоков или панелей.
Ненесущие (навесные) стены выполняют в основном
ограждающие функции. Их масса полностью передается на колонны кар-
каса и фахверка за исключением нижнего подоконного яруса, опирающе-
гося на фундаментные балки. Колонны воспринимают массу ненесущих
стен через обвязочные балки, ригели фахверка или опорные стальные
столики. В промышленных зданиях навесная конструкция стен наиболее
распространена, хотя и не лишена таких недостатков, как утяжеление ко-
лонн, наличие стальных опорных столиков, недоступных для осмотра с
целью своевременной защиты от коррозии и др.
По конструктивному исполнению стены могут быть монолитными и
сборными из кирпича, мелкоразмерных и крупноразмерных блоков, па-
нелей и листов. Каждый из этих конструктивных видов, в свою очередь,
может иметь другую классификацию, например по видам используемых
материалов, количеству их слоев и т.п.
По теплотехническим качествам стеновые конструкции могут быть
утепленные и холодные. Утепленные конструкции стен применяют в
отапливаемых зданиях с нормальным температурным режимом или с по-
вышенной влажностью, возводимых в северных и средних районах. Хо-
лодные конструкции стен назначают в неотапливаемых зданиях, в кото-
рых технологический процесс связан с выделением избыточного количе-
ства тепла, а также в зданиях, возводимых в южных районах с жарким
климатом.
Стены классифицируют и по другим признакам (огнестойкость, дол-
говечность и т.д.), которые являются общими для всех основных конст-
рукций здания (см. главу I).
Стены промышленных зданий в отличие от гражданских, как прави-
ло, имеют большую протяженность и высоту при сравнительно неболь-
шой толщине. Поэтому для обеспечения их устойчивости принимают
специальные меры, среди которых наиболее распространенной является
использование фахверка.
Элементы ограждения располагают перед колоннами, между колон-
нами и за внутренней гранью колонн (см. рис. X1V-3, д). Лучшим реше-
нием, отвечающим требованиям унификации и привязки, является пол-
ный вынос ограждения за наружную грань колонн. При этом упрощается
конструкция стены, облегчается устройство остекления, уменьшается
число типоразмеров панелей, а элементы каркаса лучше защищаются от
атмосферных воздействий. Располагать стеновые заполнения между ко-
лоннами можно в неотапливаемых зданиях и зданиях с избыточными
тепловыделениями, а также во внутренних кирпичных стенах. Примыка-
ние ограждений к внутренним граням колонн допускается в помещениях
279
с сильно агрессивной средой производства. Такое решение улучшает са-
нитарно-гигиенические качества интерьера, обогащает архитектуру зда-
ния, так как выступающие несущие конструкции выполняют роль ком-
позиционных элементов, повышает надежность здания, но несколько
сокращает его объем.
Фахверк представляет легкий вспомогательный каркас, располагае-
мый между колоннами основного каркаса. Он воспринимает массу сте-
нового заполнения и ветровую нагрузку и передает их на элементы ос-
новного каркаса.
Конструкции фахверка могут состоять только из колонн и элементов,
обеспечивающих их устойчивость, и из колонн и ригелей с элементами
обеспечения устойчивости (рис. XIV-1, а, б). Первая конструктивная схе-
ма используется в основном при панельных конструкциях стен зданий,
имеющих ограниченную высоту. Вторая конструктивная схема характер-
на для высоких и протяженных самонесущих стен из кирпича и мелких
блоков, ослабленных проемами окон, ворот, а также для стен из легких
навесных панелей горизонтальной и вертикальной разрезки и из листо-
вых материалов.
В одноэтажных зданиях для устройства торцевых и продольных фах-
верков применяют сборные железобетонные или стальные колонны.
Сборные железобетонные колонны выполняют сплошными и ступен-
чатыми квадратного или прямоугольного сечения (рис. XlV-l,e). Сплош-
ные колонны имеют сечение от 300 х 300 до 600 х 400 мм (через 100 мм),
а ступенчатые: в пределах высоты от пола до низа стропильных кон-
струкций - от 400 х 300 до 600 х 400; в пределах высоты стропильных
конструкций - 300 х 300 и 300 х 400 мм. Длина колонн рассчитана на их
использование в зданиях высотой до 14,4 м включительно. Ступенчатые
колонны применяют в зданиях выше 10,8 м. Верхнюю часть колонн фах-
верков крепят к стропильным конструкциям гибкими шарнирами, что
обеспечивает передачу только горизонтальных (ветровых) усилий от сто-
ек фахверка на основной каркас.
Стальные колонны фахверка в зависимости от высоты здания могут
быть выполнены: из обычных, широкополочных или сварных двутавров;
из двух швеллеров или двух уголков, образующих замкнутое прямоуголь-
ное сечение; сквозного сечения по типу основных колонн каркаса. В
верхней части, выше низа несущих конструкций покрытия, к фахверко-
вым колоннам крепят надставки, посредством которых через гибкие шар-
ниры передаются горизонтальные усилия на несущие конструкции по-
крытия (рис. XIV-2, сечение 1-1). Колонны опирают на самостоятельные
фундаменты или в случае расположения рядом с основными колоннами
каркаса - на фундаменты последних (рис. XIV-2, сечение 3-3).
280
Рис. XIV-1. Фахверк при железобетонных каркасах:
а - торцевой фахверк; б -то же. продольный; в - сборные железобетонные колонны фахверка; 1 - колонны каркаса;
2 - колонны ториевого фахверка; 3 - то же. продольного; 4 - стропильная конструкция; 5 - плиты покрытия; 6 - ри-
гели фахверка; 7 - над воротный ригель; 8- шарнирное соединение; 9 -стальная пластина толщиной 20 мм; 10 -бе-
тон В 12.5; 11 - стальная насадка
281
Ригели фахверка разделяют на несущие и ветровые. Несущие ригели
воспринимают нагрузки от стен и ветра, а ветровые - только от ветра.
Расположение ригелей фахверка зависит от материала и типа стеновых
конструкций, а также габаритов и количества проемов. Для стен из
кирпича и мелких блоков расстояние между ригелями по высоте на
глухих участках ограничивают и, например, при толщине стен в 1/2 кир-
пича принимают не более 3/4 пролета ригеля. Ригели выполняют: ветро-
вые - из одиночных прокатных швеллеров и двутавров или гнутых швел-
леров; несущие - составными из двутавров, усиленных швеллерами, а
также в виде ферм. Сечения ригелей над проемами ворот увязывают с
механизмами открывания, а над оконными проемами - с конструкциями
заполнения проемов (переплеты, профильное стекло и др.). В зданиях,
оборудованных мостовыми кранами, конструкции торцевого фахверка
используют как элемент обслуживания и ремонта кранов (рис. XIV-2,
сечение 2-2).
Рис. XIV-2. Фахверк при стальном каркасе (схема торцевого фахверка и
детали):
/-фахверковая колонна; 2-ригель фахверка; 3-ремонтная площадка крана;
4- надставка; 5- насадка; 6- парапет; 7- гибкий шарнир; 8- стропильная фер-
ма; 9- связи по верхнему и нижнему поясам ферм; 10- рифленая сталь; 77-ог-
раждение; 12 - цементно-песчаный раствор; 13 - фундамент
Стены из кирпича, мелких и крупных блоков. Кирпичные стены могут
быть несущими и самонесущими. Их можно применять в отапливаемых
и неотапливаемых зданиях. В соответствии с этим толщина кирпичных
282
стен может составлять при сплошной кладке от 250 до 510 мм. В послед-
нее время в связи с повышением требований к теплоизоляции наружных
стен во многих случаях может быть применима облегченная кладка
различных видов, которая широко применялась в 30-50-х годах. Кирпич-
ные стены стойки во влажной и химически агрессивной среде. Их при-
меняют в зданиях и с панельными стенами для устройства участков в
местах перепадов высот смежных пролетов, около проемов ворот, в углах
здания, а также цокольной части стен из легких листовых конструкций.
Для улучшения внешнего вида стены облицовывают керамическим кир-
пичом с расшивкой швов, а также плитами и др.
Кирпичные стены можно устанавливать как на ленточные фундамен-
ты, так и на фундаментные балки (рис. XIV-3, б). Несущие стены при
большой высоте и длине усиливают пилястрами, которые могут быть
опорами крановых балок.
Рис. XIV-3. Элементы кирпичных стен:
а - расположение стен по отношению к колоннам; б - вертикальный разрез
стены; в - перемычки; г-схемы крепления стен к колоннам; /-фундаментная
балка; 2 - гидроизоляция; 3- стена; 4- подоконные доски; 5-перемычка;
6- плита покрытия; 7- балка покрытия; 8- колонна; 9- подсыпка под балку;
10- анкеры из стержней d = 10 мм (шаг 1,2 м)
283
Стены из мелких блоков, размеры которых увязаны с размерами кир-
пича (кроме толщины), могут быть также несущими и самонесущими. Их
выполняют из природных (туф, ракушечник и т.п.) и искусственных ма-
териалов (легкие бетоны). Они могут быть сплошного сечения или с от-
верстиями.
Толщину стен из мелких блоков назначают в зависимости от тепло-
технических требований, а толщина самих блоков составляет от 200 до
500 мм.
Над оконными и дверными проемами кирпичных и мелкоблочных
стен укладывают железобетонные перемычки (рис. XIV-3, в). При нали-
чии ленточных проемов роль перемычек выполняют обвязочные балки
(см. рис. XI—8).
Кирпичные и мелкоблочные стены крепят к колоннам каркаса или
фахверка анкерами через 1,2 м по высоте (рис. X1V-3, г).
Возведение стен из кирпича и мелких блоков весьма трудоемко, осо-
бенно в зимних условиях. Значительно лучшими технико-экономически-
ми показателями обладают стены из крупных бетонных блоков, изготав-
ливаемых из легких бетонов (керамзитобетон, аглопоритобетон, перлито-
бетон, шлакопемзобетон и др.) плотностью 800... 1200 кг/м3.
В зависимости от места расположения в стене блоки подразделяют на
рядовые, угловые и перемычечные (рис. XIV-4, а). Рядовые блоки выпус-
кают длиной от 990 до 2990 мм (через 500 мм), угловые - длиннее на тол-
щину стены и блоки-перемычки длиной 5990 мм. Высота рядовых и уг-
ловых блоков принята 585, 1185 и 1785 мм, перемычечных - 585 и
1185 мм. Стандартная толщина блоков составляет 300, 400 и 500 мм. При-
мер разрезки стены на блоки показан на рис. XIV-4, б.
Рядовые и угловые блоки не армируют; арматура необходима только
для блоков-перемычек. Наружную поверхность покрывают слоем декора-
тивного бетона толщиной 30-50 мм. Стены из блоков являются самоне-
сущими, опирают их на фундаментные балки.
Бетонные блоки укладывают на цементном растворе марки не ниже
25 с расшивкой швов. Вертикальные пазы заполняют легким бетоном.
При кладке блоков необходимо обеспечивать перевязку вертикальных
швов. В местах совпадения этих швов в горизонтальные швы закладыва-
ют стальные стержни диаметром 8-10 мм. Такую же арматуру предусмат-
ривают в углах здания.
Крепят стены из блоков к колоннам каркаса гибкими Т-образными
анкерами из стержней диаметром 10 мм. Один конец анкера закладывают
в горизонтальный паз блока, а другой приваривают к закладному элемен-
ту колонны (рис. XIV-4, в). Завершают стены парапетными плитами или
карнизными блоками.
284
Рис. X1V-4. Стеновые крупные бетонные блоки:
а - типы блоков; б - пример разрезки стены; в - детали крепления блоков к ко-
лоннам; / - рядовой блок; 2 - угловой; 3 - персмычсчный; 4 - анкер из стержня
d = 10 мм; 5- Т-образный анкер; 6- плита покрытия; 7- несущая конструкция
покрытия; 8- колонна
Стены из бетонных и железобетонных панелей по сравнению с
кирпичными и блочными более индустриальны и позволяют снизить
материалоемкость зданий. Используя различные свойства строительных
материалов, можно создавать разнообразные конструкции панелей, отве-
чающие заданным условиям эксплуатации.
Размеры и массу стеновых панелей принимают в соответствии с уни-
фикацией, возможностями изготовления, транспортирования и удобства
монтажа.
В современном промышленном строительстве конструкции стен из
крупных панелей решают по двум схемам: навесной и самонесущей. На-
весные панели получили наибольшее распространение, так как обладают
лучшей устойчивостью, более надежны при динамических нагрузках и
больших перепадах температур. Они допускают более широкое использо-
285
вание облегченных материалов (алюминия, асбестоцементных листов,
легких утеплителей и др.).
Для самонесуших и навесных крупнопанельных стен характерны го-
ризонтальная и вертикальная разрезки. При горизонтальной разрезке
(рис. XIV-5) упрощается крепление панелей к колоннам и достигается
большая герметичность швов главным образом за счет самоуплотняемос-
ти. Вертикальную разрезку выполняют при навесных конструкциях из
легких многослойных панелей или листов. При любом варианте разрезка
стен на панели должна обеспечивать минимальное количество монтаж-


Рис. XIV-5. Варианты разрезки стен на панели:
а - горизонтальная разрезка с навесными панелями и ленточными проемами и
проемами, расположенными через шаг колонн; б - то же, с самонесущими пане-
лями и проемами шириной 3 и 1,5 м; в-разрезка стен многоэтажных зданий
при ленточных проемах и проемах и простенках
Согласно унификации высоту основных стеновых панелей подчиня-
ют модулю 300 мм и принимают 1,2 и 1,8 м, подкарнизных и парапет-
ных - 0,9 и 1,5 м. Цокольную панель в основном принимают высотой
1,2 м, но она может быть и выше, если это диктуется технологическими
соображениями. В верхней части одноэтажных зданий горизонтальный
шов основных стеновых панелей в целях удобства монтажа делают на
0,6 м ниже отметки низа несущих конструкций покрытия (рис. X1V-6, а).
В многоэтажных зданиях высоты панелей согласуются с высотами этажей
и оконных проемов (рис. XIV-6, б). В торцевых стенах одноэтажных зда-
ний допускается использование специальных панелей с наклонным вер-
хом, а также длиной 3 м (рис. XIV-6, в).
286
a)
Рис. XIV-6. Схема раскладки панелей по условиям унификации:
а - в продольных стенах одноэтажных зданий; б - то же, многоэтажных зда-
ний; в - в торцевых стенах одноэтажных зданий; 1-3 - при железобетонных бал-
ках и фермах покрытия; 4,5 - при стальных фермах покрытия; 6,7- в многоэтаж-
ных зданиях с высотами этажей 4,8 и 6 м; 8- то же, с увеличенным верхним
этажом; 9- в двухэтажном здании с железобетонным каркасом
287
Длину стеновых панелей принимают в зависимости от шага колонн и
способов организации проемов (см. рис. X1V-5). Номинальная длина па-
нелей может быть 12; 6; 3; 1,2 м и др.
Конструкция бетонных и железобетонных панелей определяется ус-
ловиями эксплуатации.
Для отапливаемых зданий используют одно- и трсхслойные панели.
Однослойные панели из легких бетонов рассчитаны на применение в
отапливаемых зданиях с температурой внутреннего воздуха 16-18°С и от-
носительной влажностью до 60%. Их изготавливают из ячеистых бетонов,
керамзитобетона, перлитобетона, аглоперлитобетона, шлакопемзобетона
и других легких бетонов плотностью 600... 1200 кг/м3. В зависимости от
климатического района строительства толщина панелей может составлять
160...350 мм (рис. X1V-7, а, б). Панели длиной 12 м выполняют предвари-
тельно напряженными.
Трехслойные панели (рис. XIV-7, в), состоящие из наружных и вну-
тренних слоев тяжелого и легкого бетона и эффективного утеплителя,
могут применяться в отапливаемых зданиях с повышенной влажностью
(до 75% и выше). Бетонные слои соединяют между собой гибкими связя-
ми. В качестве утеплителя используют плитный пенополистирол, пено-
полиуретан или жесткие минераловатные плиты.
При вертикальной разрезке сген используют вертикальные глухие па-
нели с наружными декоративными ребрами, подчеркивающие вертикаль-
ное членение фасадов (рис. X1V-7, г).
Для неотапливаемых зданий разработаны панели из тяжелого железо-
бетона длиной 6 и 12 м (рис. X1V-7, д). Панели длиной 6 м выпускают
гладкими, а длиной 12 м - усиленными ребрами. В последних толщина
плиты составляет 30 мм, а толщина панели с учетом ребер - 300 мм. Для
изготовления панелей используют бетоны В22.5 и ВЗО.
Крепление стеновых панелей к элементам каркаса и фахверка осуще-
ствляют в зависимости от статической схемы передачи нагрузок.
При навесных стенах в одноэтажных зданиях каждую панель опирают
на столики, привариваемые к закладным деталям колонн. Столики пред-
ставляют собой консоли из уголков с диафрагмой, которая заделывается
в вертикальный шов между панелями (рис. X1V-8, а). В местах попереч-
ных температурных швов столики устанавливают без диафрагм, так как в
этих местах панель доходит до координационной оси. Фиксация панели в
заданном положении осуществляется креплением ее верхней части к ко-
лоннам. Крепление может быть гибким или жестким. Основным вариан-
том крепления является гибкий - при помощи гибких анкеров или сцепа
из уголков (рис. XIV-8, б). В зданиях с повышенными требованиями к
интерьеру применяют крепления скрытого типа, состоящие из скобы и
крюка (рис. X1V-8, в).
288
Рис. XIV-7. Панели из легких бетонов и железобетона:
а - однослойные длиной 6 и (обший вид, сечение): б - то же, длиной 12 м (ря-
довая и усиленная ребрами со стороны проемов, детали); в - трехслойная длиной
6 м (сечение и общий вид): г - то же, глухая вертикальная; д - железобетонные
панели неотапливаемых зданий длиной 6 и 12 м; 7- закладные детали; 2- мон-
тажные петли; 3 - паз для растворной шпонки; 4 - внутренняя железобетонная
плита; 5- эффективный утеплитель; 6- наружная железобетонная плита; 7- гиб-
кие связи; 8- антисептированный брус; 9- усиливающие ребра
289
5
a - консольные столики для опирания панелей; б - варианты гибкого крепления панелей к колоннам; в - скрытое
крепление посредством скобы и крюка; г - крепление угловых панелей; д - крепление стеновой панели к покрытию
по продольной оси (нулевая привязка); е - крепление фронтонной панели торцевой стены; / - колонна; 2- закладная
деталь; 3 - консольный столик из уголка; 4 - диафрагма; 5 - гибкая связь; 6 - сварка при монтаже; 7 - закладной
элемент панели; 8 - синтетическая прокладка; 9 - сцеп из уголков 125x14 мм длиной 100мм; 10- герметизирующая
мастика; 11 - крюк из пластинки 80x55x14 мм; 12- стержень диаметром 14 и длиной 100 мм; 13- скоба из пластинки
120x34x12 мм; 14 - доборная угловая панель; 15 - посредник 70x6 мм; !6 - стойка торцевого фахверка; 17 - ферма;
18- стержневой сцеп; 19- стальная надставка фахверковой колонны; 20- гибкий шарнир
Рис. X1V-9. Разрезы стен из традиционных крупных панелей одноэтажных и многоэтажных
промышленных зданий и новые виды стеновых панелей:
а - разрез стены одноэтажного здания; б - то же, многоэтажного; в - стеновые панели с рельефной наружной по-
верхностью и встроенными окнами и вентиляционными проемами; 1 - фундаментная балка; 2 - стальной опорный
столик; 3 — легкобетонная панель; 4- крепежный элемент; 5- несущая конструкция покрытия; 6- подкрановая бал-
ка; 7- колонна; 8- гидроизоляция; 9- подсыпка; 10- ригель; //- плита перекрытия
В самонесущих стенах надоконные панели опирают на простеночные
панели, которые в свою очередь передают нагрузки на цокольные панели
и затем на фундаментные балки. Крепление верха панелей к колоннам
производят гибкими и жесткими связями.
В торцевых стенах здания панели крепят к фахверковым колоннам. В
углах зданий, где основные колонны каркаса сдвинуты с поперечной ко-
ординационной оси на 500 мм, применяют удлиненные панели или пане-
ли с доборными вкладышами (рис. XIV-8, г).
В парапетной части панели прикрепляют к опорной части несущих
конструкций покрытия и плитам покрытия (рис. XIV-8, д, е), а в торце-
вых стенах фронтонные панели - к стальным надставкам фахверковых
колонн.
Толщина горизонтальных швов между панелями принята равной
15 мм (при монтаже фиксируется жесткими прокладками размером 200 х
х 200 х 15 мм), вертикальных - 20 и 30 мм соответственно для панелей
длиной би 12 м. Как известно, в результате температурных и усадочных
деформаций панелей толщина швов периодически изменяется. Поэтому
материал заполнения швов должен быть упругим и эластичным, а также
плотным, водонепроницаемым, атмосферостойким и с требуемыми теп-
лотехническими качествами.
Для надежной герметизации швов применяют упругие синтетические
профильные прокладки из лороизола, пенополиуретана, гернита, а также
различные герметизирующие мастики. Цементно-песчаный раствор в ка-
честве заполнителя швов применять не рекомендуется.
В многоэтажных зданиях несущие и самонесущие конструкции стен
применяют редко, так как из-за большой высоты зданий требуется их
большая толщина. Наиболее распространены навесные стены из панелей,
аналогичные применяемым в одноэтажных зданиях. В основном исполь-
зуют поясные панели, а при наличии оконных проемов - простеночные
панели. Поясные панели рекомендуется располагать так, чтобы их низ
был на 0,6 м ниже отметки пояса, примыкающего к стене перекрытия, а
верх на 0,9-1,2 м выше (см. рис. XIV-6, б). Стеновые и оконные (при
ленточном остеклении) панели в навесных стенах опирают на стальные
столики и крепят к колоннам, как в одноэтажных зданиях. На рис. XIV-9
показаны разрезы стен из крупных панелей одно- и многоэтажных про-
мышленных зданий.
В ЦНИИпромзданий разработаны конструкции стен (рис. X1V-9, в)
одноэтажных и многоэтажных производственных зданий из панелей с
повышенными теплоизолирующими и архитектурно-художественными
качествами. Такие панели заводской готовности с разнообразной рельеф-
ной поверхностью, встроенными окнами и вентиляционными проемами
значительно эффективнее (по трудозатратам на 16-30%) традиционных
292
конструкций стен, когда заполнение оконных проемов осуществляется на
стройплощадке. Теплоизолирующие качества стены повышаются глав-
ным образом за счет сокращения примерно в 2 раза общей длины швов,
которые являются обычно наиболее уязвимым местом в панельных кон-
струкциях стен. Панели выполняют размером 2,4x6,0 и 3x6,0 м из легких
бетонов плотностью 1200 кг/м3 класса В5 или трехслойными на гибких
связях.
Стены из облегченных конструкций выполняют с использованием
стальных, алюминиевых, асбестоцементных, пластмассовых и других лис-
тов в сочетании с эффективными утеплителями.
В стенах одноэтажных отапливаемых зданий, предназначенных для
размещения производств с неагрессивной и слабоагрессивной средой при
относительной влажности воздуха помещений не более 60%, эффективны
панели из металлических трсхслойных панелей.
Их располагают вертикально, прикрепляя к горизонтальным ригелям
(рис. XIV-10, о), которые, в свою очередь, на болтах соединены с фах-
верковыми и основными колоннами.
Ригели, в зависимости от их месторасположения, различают рядовые
(на глухих участках стен у рядовых осей), опорные надоконные, опорные
подоконные, стыковые и цокольные. Их выполняют из одного (рядовые
и цокольные) или двух гнутых швеллеров (160x60x5 или 160x80x5). Для
удобства и надежности крепления панелей к ним приварены уголки 45x4
или 63x4 (рис. XIV-10, 6). Шаг ригелей увязывают с размерами и массой
панелей. Обычно шаг ригелей принимают от 1,8 до 3,6 м. Массу стено-
вых панелей воспринимают опорные и стыковые ригели.
Трехслойные бескаркасные панели типа "сэндвич” изготавливают из
двух облицовочных металлических листов и утеплителя из пенополиуре-
тана, вспученного между ними в процессе изготовления, что обеспечива-
ет его сцепление с обшивками без дополнительных средств. В качестве
облицовок применяют рулонную оцинкованную сталь или ленты из алю-
миниевого сплава толщиной 0,8 мм, из которых изготавливают листы
специального профиля.
Панели по очертанию поперечного сечения разделяют на три типа:
первый тип выполняют с разными продольными кромками - одна в виде
паза, другая в форме гребня, которые образуют соединение в шпунт; вто-
рой тип выполняют с одинаковыми кромками в виде "кулачков"; третий
тип выполняют, как и первый, с разными продольными кромками и сое-
динением в шпунт, но несимметричными по толщине (рис. XIV-10, в).
Длина панелей может составлять от 2380 до 11380 мм (через 600 мм) и
зависит от типа панели и завода-изготовителя. Ширина панелей состав-
ляет 1016 мм, а толщина - от 50 до 100 мм.
293
294
Панели крепят к ригелям болтами с увеличенной шайбой, а панели
второго типа в вертикальном шве - специальным комплектом крепежных
деталей. Панели третьего типа (рис. XIV—10, г) дополнительно крепят к
ригелю потайным креплением за внутреннюю обшивку самонарезаюши-
мися винтами. Горизонтальные швы между панелями заполняют полоса-
ми из эластичного пенополиуретана, мастиками, а также устраивают сли-
вы и нашельники из фасонной листовой стали.
Цоколь стен с трехслойными металлическими панелями выполняют
из кирпича или легкобетонных панелей толщиной не менее 240 мм.
Существенным недостатком стен из таких панелей являются их недо-
статочная огнестойкость, в связи с чем в зданиях необходимо предусмат-
ривать дополнительные противопожарные меры (вертикальные и гори-
зонтальные преграды и т.п.).
Стены для отапливаемых зданий с применением профилированных
оцинкованных стальных и алюминиевых листов могут быть выполнены и
непосредственно в построечных условиях по методу полистовой
сборки. В таких конструкциях вначале к ригелям фахверка прикреп-
ляют анкерами профилированные листы внутренней обшивки с укреп-
ленными в них теплоизоляционными плитами (клеем или шпильками).
После этого выполняют наружную обшивку из стальных оцинкованных
или алюминиевых профилированных листов шириной 750 и 1000 мм и
длиной до 12 м. Наружную обшивку крепят к ригелям фахверка самона-
резающими болтами. Монтаж стен такой конструкции выполняют после
установки цокольной панели или устройства цоколя из кирпича, высота
которого должна быть кратна модулю 300 мм (рис. XIV-11).
В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом стены
можно устраивать из асбестоцементных многослой-
ных панелей. В качестве обшивок в панелях используют плоские
асбестоцементные листы, между которыми располагают утеплитель и па-
роизоляцию.
Асбестопенопластовая панель (рис. XIV—12, а) размерами 5980x1180х
х!36 мм состоит из плоских асбестоцементных листов, обрамляющего ас-
бестоцементного профиля швеллерного сечения и утеплителя с пароизо-
ляцией. Места соединений элементов панели промазывают обычно кле-
ем, а затем водостойкой мастикой.
Асбестодеревянные панели (рис. XIV—12, б) выполняют из деревянно-
го каркаса, асбестоцементных обшивок, утеплителя из полужестких ми-
нераловатных плит и пароизоляции, укладываемой под утеплителем.
Размеры панели 5980x1180x170 мм. Листы обшивок с каркасом панели
соединяют клеем или шурупами.
Асбестоцементную панель (рис. XIV-12, в) размерами 5980x1190х
х!47 мм выполняют на основе алюминиевого каркаса из гнутых профи-
295
лей. Между наружными обшивками и каркасом панели укладывают утеп-
ляющие прокладки. Утеплителем панели служат полужесткие минерало-
ватные плиты, обернутые в пленочную полиэтиленовую пароизоляцию.
Рис. XIV-11. Стены из металлических профилированных листов при
полистовой сборке:
а - детали вертикального разреза; б - фрагмент горизонтального разреза; / - на-
ружные листы; 2-полосовая сталь толщиной 2мм; J-стальныя кляммсра;
4- оцинкованная кровельная сталь; 5-деревянный брус; 6- внутренние листы;
7- утеплитель; 8- опорный прогон из швеллеров 160x80x5 мм; 9- ферма (бал-
ка) покрытия; 10- промежуточный ригель; //-стальной анкер d = 10мм; 12-
колонна; 13 - стальной опорный столик; 14 - просмоленная пакля; 15 -оконный
переплет; 16 - легкобетонная панель; /7-слив; 18- уголок 65x40x5 мм; 19 - са-
монарезающие болты
При монтаже стен перечисленные панели ставят на стальные опор-
ные столики и крепят к колоннам анкерами или уголками. Швы запол-
няют упругими прокладками и герметизирующими мастиками. Панели
можно окрашивать в любой цвет.
296
a)	l< 1
1-1
2-2

Рис. XIV-12. Детали стен из асбестоцементных панелей:
а - общий вид и крепление асбестопснопластовых панелей; б - то же, асбестоде-
ревянных; в - то же, асбсстомсталлических; г - то же экструзионных асбестоце-
ментных панелей; 1 - колонна; 2 - пенополистирол; 3 - крепежный анкер; 4 -
стальной опорный столик; 5 - крепежные уголки; 6- минсраловатныс плиты; 7-
стальной крепежный элемент; 8- уплотнитель лепесткового типа
297
За рубежом и в нашей стране применяют многопустотные асбестоце-
ментные панели (рис. XIV-!2, г), производимые методом экструзирова-
ния. Панели могут быть с одним или двумя ярусами пустот, которые в
целях утепления заполняют минеральной ватой. Ширина таких панелей
составляет 250, 300 и 600 мм, толщина 120, 140, 160 и 180 мм, длина 950,
5450 и 5950 мм. Экструзионные панели опирают на цоколь из кирпича,
блоков или легкобетонных панелей через прокладку из деревянного брус-
ка.
Рассмотренные конструкции стен из мелкоразмерных, блочных и па-
нельных элементов проанализированы в основном с точки зрения функ-
циональной и технико-экономической целесообразности. Следует отме-
тить, что выбор окончательного варианта конструкции стен будет более
обоснованным, если при прочих равных качествах конструкции (тепло-
изоляция, технологичность изготовления и монтажа и др.) выбранный
вариант в большей степени будет соответствовать требованиям эстетич-
ности, более благоприятно воздействовать на человека внутри помеще-
ния, а также требованиям ремонтопригодности.
В неотапливаемых зданиях и в зданиях с избыточными тепловыделе-
ниями, а также со взрывоопасными производствами применяют лис-
товые контрукции из асбестоцементных волнистых листов,
металла или пластмасс.
Асбестоцементные листы, как правило, усиленного профиля, имеют
длину от 2300 до 2800 мм, ширину 1000 мм и толщину 8 мм. Их навеши-
вают рядами в направлении от цоколя к карнизу на стальные или дере-
вянные ригели, размещаемые на расстоянии, кратном 600 мм. Цокольная
часть стен, подвергающаяся механическим воздействиям и увлажнению,
выполняется на высоту не менее 3 м из кирпича или бетонных панелей и
блоков. К ригелям листы крепят крюками или шурупами, которые ставят
на втором и пятом гребнях волн или впадинах. Листы устанавливают
внахлестку: в горизонтальном направлении - на ширину одной волны, а
в вертикальном - на 100-150 мм (рис. XIV-13).
Стальные листы (волнистые или специального профиля) в конструк-
циях стен применяют редко из-за высокой стоимости стали. Промыш-
ленностью выпускаются профилированные листы из оцинкованной стали
и алюминия длиной 1420-2500 мм, шириной 710-1250 мм и толщиной
0,8...!,5 мм.
В ряде случаях для устройства легких стен используют светопроз-
рачные волнистые листы из стеклопластика. Чаще всего их применяют в
сочетании с асбестоцементными листами. Размеры листов при толщине
1,5 мм составляют по длине до 6000 мм, по ширине 1500 мм.
Стальные листы и листы из светопрозрачного волнистого пластика
крепят к конструкциям фахверка аналогично листам из асбестоцемента.
298
асбестоцементных листов:
а - общий вид; б - разрез стены и детали крепления
листов к стальному фахверку; в,г - варианты крепления
листов к стальному и деревянному ригелям; / - асбес-
тоцементные листы; 2 - кирпичная кладка; 3 - крюк;
4 - ригель фахверка; 5 - стальная оконная панель; 6 -
кляммера; 7- деревянный ригель; 8- шуруп
Заполнения оконных проемов должны обеспечивать необходимые ус-
ловия освещения и воздухообмена, обладать хорошими теплозащитными
свойствами, быть долговечными и удобными в эксплуатации. Форма и
конструкции заполнения проемов могут заметно способствовать повы-
шению архитектурно-художественных качеств фасадов зданий.
299
Оконные проемы в промышленных зданиях занимают значительную
площадь стен (до 60%). Учитывая высокую стоимость оконных заполне-
ний, их конструктивное исполнение должно быть особо тщательно
обосновано.
Окончательные размеры и формы расположения световых проемов
назначают на основании светотехнических и аэрационных расчетов, увя-
занных с требованиями модульной координации, а также с учетом об-
щего архитектурного замысла решения фасадов. Освещение помещений
промышленных зданий
предусматривают через от-
дельные проемы (окна) и
ленты (рис. XIV-14). Све-
товые проемы в форме
отдельных окон целесооб-
разны для большинства
производственных зданий,
хотя при них и не дости-
гается естественное осве-
щение, как при ленточных
или сплошных проемах.
Сложившаяся в 60-80-х
Рис. XIV-14. Типы оконных проемов годах практика чрезмерно-
промышленных зданий:	го увлечения устройством
а - отдельные; б - ленточные; в - сплошные; г - больших остекленных по-
варианты сочетания различных видов проемов верхностей выявила ряд их
существенных недостат-
ков: большие теплопотери в зимний период и перегрев - в летний,
высокие эксплуатационные расходы, однообразие фасадов и т.п. Однако
это не исключает их применение в определенных условиях.
Конструктивно оконные проемы заполняют переплетами, панелями и
беспереплетными элементами (из стеклоблоков, профильного стекла и
т.п.).
Переплетные конструкции оконных заполнений выполняют в виде стан-
дартных блоков и панелей, размеры которых унифицированы с разме-
рами стеновых блоков и панелей.
Переплеты изготавливают из дерева, стали, алюминиевых сплавов,
дерева в сочетании с алюминиевыми сплавами. Конструкции переплетов
могут быть одинарными, спаренными и раздельными с числом остекле-
ния от одного до трех, а иногда и более. Типовые варианты оконных
блоков и панелей предусматривают их исполнение с открывающимися
створками и фрамугами и неоткрывающимися. Открывающиеся окна со-
стоят из коробки, фрамуги, створок и остекления, а глухие - из коробок
300
и остекления. Открывающиеся окна имеют одинарные или спаренные
переплеты, а глухие - только одинарные. Способы открывания створок и
фрамуг принимают распашными, подвесными, откидными, поворотно-
откидными и вращающимися. Открывание предусматривают наружу или
внутрь (см. рис. XIV-23). Последний способ больше характерен для од-
ноэтажных зданий.
Деревянные окна предназначены для заполнения проемов в
зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом и во вре-
менных сооружениях. Они состоят из коробок, переплетов и остекления.
Заполнение проемов в зависимости от их размеров может производиться
одним блоком или несколькими по высоте и ширине (рис. XIV-15, а, б).
Деревянные оконные блоки изготавливают размерами: по высоте - 1,2 и
1,8 м; по ширине - 1,8; 2,4; 3 и 4,8 м. При устройстве ленточного остек-
ления высота проема не должна превышать 7,2 м для окон с одинарными
переплетами и 6 м для окон с раздельными переплетами. Между собой
оконные блоки (по горизонтали и вертикали) соединяют болтами (через
1,2 м), а зазоры заделывают атмосферостойкими прокладками. К откосам
проемов блоки крепят ершами к деревянным пробкам (не менее двух на
каждую сторону). Зазоры между коробкой и стеной заделывают гермети-
зирующими мастиками.
Особое внимание уделяют герметизации притворов. Для утепления
притворов используют эластичные прокладки на основе пенополиурета-
на, пенорезины и других резиноподобных материалов (рис. XIV-15, в-д).
Для открывания окон применяют механизмы с ручным приводом
(винторычажный, защелкивающийся и рычажный), которые обеспечи-
вают открывание фрамуг высотой 1,8 м на 20°, а фрамуг высотой 1,2 м -
на 30°. Распашную систему допускают в доступных по высоте зонах для
ручного открывания.
Одинарные переплеты заполняют одинарным стеклом или двухслой-
ными стеклопакетами, а спаренные - двухслойным из листового стекла
или трехслойным с использованием двухслойных стеклопакетов и оди-
нарного стекла. Стеклопакеты, исходя из теплотехнических соображений,
размещают во внутренних створках.
Для повышения долговечности деревянных переплетов используют
различные способы их зашиты. В частности, за рубежом (Англия, Шве-
ция) деревянные переплеты защищают пленкой из непластифицирован-
ного ПВХ толщиной 0.8-1,2 мм. В отечественной практике для повыше-
ния долговечности используют пропитку органикорастворимыми состава-
ми, в которых в качестве антисептика применяют пентахлорфенол, олово
и ртутьсодержащие соединения, а в качестве гидрофобизатора - поли-
меры, образующие пленку.
301
QZZ.I
ОШ
								
								
								
								
.SSSSSH
ВБ fflEBBBH
ВВ
302
Рис. XIV-15. Окна деревянные:
а - примерная схема заполнения оконных проемов (/- при заполнении проемов
по высоте одним блоком; 2- то же, несколькими оконными блоками); б - при-
мерная схема заполнения проемов с ленточным остеклением (3- при заполне-
нии проема по высоте одним оконным блоком; 4 - то же, несколькими окон-
ными блоками); е-окна, открывающиеся внутрь помещений; г-то же. откры-
вающиеся наружу; д - то же, неоткрываюшиеся; е - конструкции переплетов с
одинарным и двойным остеклением; /-стекло; 2-штапик; 3 - уплотняющая
прокладка
Стальные переплеты и панели. Оконные заполнения
стальными переплетами и панелями по сравнению с деревянными более
долговечны и огнестойки. С использованием стальных переплетов можно
заполнять отдельные проемы или устраивать ленточное остекление. Раз-
меры отдельных светопроемов со стальными переплетами (рис. XIV-16,a)
увязывают по высоте с модулем 600 мм, а по ширине - с конструкциями
стен.
При устройстве заполнений высотой более размера одного блока
опирание верхнего переплета на нижний осуществляют через опорные
балочки, которые притягиваются к ригелю фахверка, или непосредствен-
но на ригель фахверка. При ленточном остеклении лучше использовать
303
оконные панели. Переплеты выполняют из прокатных и гнутых профи-
лей (рис. XIV-16, б), а также из тонкостенных труб, холодногнутых замк-
нутых профилей из стали и алюминия (рис. XIV-17).
В настоящее время наибольшее применение имеют окна с перепле-
тами из стальных тонкостенных одинарных или спаренных труб
(рис. XIV-17, а). Заполнение проемов с такими переплетами целесооб-
разно в отапливаемых производственных зданиях с неагрессивной и
слабоагрессивной средой, с сухим, нормальным и влажным режимами
эксплуатации. Такие окна могут применяться в зданиях, строящихся в
районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -ЗГС.
Для изготовления оконных блоков и панелей используют прямо-
угольные стальные тонкостенные трубы сечением 40x25x2, 28x25x1,8 и
60x30x2 мм. Спаренные сечения получают из двух труб сечением 28х25х
х!,8, соединенных стальной лентой 14x2 мм. Остекление переплетов пре-
дусмотрено листовым стеклом и стеклопакетами.
Крепление стекол (толщина 4 мм) и стеклопакетов к переплетам осу-
ществляют с помощью резиновых профилей. Для притворов фрамуг при-
меняют гнутые стальные профили, а герметичность обеспечивают при-
клейкой уплотнителей из губчатой резины или пористого синтетического
материала. Переплеты крепят к закладным деталям стеновых панелей и
ветровым ригелям.
В отапливаемых зданиях с нормальным температурно-влажностным
режимом со стенами из трехслойных металлических панелей и из желе-
зобетонных панелей эффективны конструкции окон из унифицирован-
ных холодногнутых замкнутых профилей Г, Т и Z-образного сечения,
получаемых профилированием тонколистовой оцинкованной рулонной
стали толщиной 0,8-1 мм (рис. XIV-17, б). Окна с переплетами такого
типа могут быть глухими и открывающимися, из одинарных или раздель-
ных переплетов. Соединение профилей в переплетах осуществляют
стальными и пластмассовыми вкладышами с закреплением самонарезаю-
щими винтами и болтами.
Одинарные переплеты остекляют листовым стеклом толщиной 4 мм
или двухслойными стеклопакетами, раздельные - двумя рядами стекол.
Остекление крепят в переплетах съемными штапиками из листовой стали
толщиной 0,6 мм. Остекление и притворы фрамуг уплотняют эластичны-
ми профилями из озономорозостойкой резины, закрепляемыми в пазах
без применения клея (крепление типа "ласточкин хвост").
В производственных зданиях с повышенными требованиями к чисто-
те, эстетике и герметизации применяют окна из алюминия или алюми-
ниевых сплавов (рис. XIV—17, в). Заводы выпускают окна в виде блоков
полной заводской готовности и в виде линейных элементов, собираемых
в блоки на строительной площадке.
304
305
Рис. XIV-17. Конструкции окон с металлическими переплетами:
° - из спаренных прямоугольных труб; б - из холодногнугых замкнутых профилей; в - из алюминиевых переплета
цокольная панель; 2- слив; J - рама; 4- переплет; 5 - остекление; 6- герметик; 7- мягкий притвор; 8- рези»
профили крепления стеклопакета; 9 - жесткий притвор; 10 - штапик; И - уплотнитель; /2 - стеклопакет;
вкладыш из полиэтилена
306
Номенклатура окон для промышленных зданий включает 12 типов с
одинарным остеклением листовым стеклом и двойным остеклением стек-
лопакетами. Размеры оконных блоков: по ширине - 2 и 3 м, по высоте -
1,2; 1,8 и 2,4 м.
В горячих цехах, а также в неотапливаемых зданиях и в зданиях, в
которых не предъявляются высокие требования к герметизации оконных
заполнений, применяют стальные переплеты и панели из прокатных и
гнутых профилей (рис. XIV-18). Оконные коробки в таких переплетах от-
переплеты устанавливают один на
сугствуют. При заполнении проема
другой.
Рис. XIV-18. Стальные переплеты из прокатных и гнутых профилей:
а - вертикальные разрезы заполнения проемов; б - горизонтальный разрез, в, г -
горизонтальный и вертикальный разрезы проема с панельным заполнением; 1 -
слив; 2-уголок 75x50x5 мм; 3 -уголок 30x4 мм длиной 30 мм; 4- стальной
лист; 5- стойка-импост; 6- колонна; 7- крепежный уголок (панели к колонне);
8- раствор; 9- стекло; 10- резиновый профиль; 11 - кляммера; 12- створка
Жесткость заполнения обеспечивают уголки, обрамляющие проем по
периметру, и импосты, располагаемые между переплетами. Соединяют
стальные переплеты между собой, с импостами и ригелями с помощью
болтов. Обрамляющие элементы крепят к откосам проемов заершенными
307
глухарями, а зазоры между откосами и обвязкой переплетов заделывают
раствором или эластичными прокладками.
Стальные оконные панели размерами 1,2x6, 1,8x6 и 2,4x6 м выполня-
ют с использованием специальных гнутых профилей и одинарных или
спаренных труб прямоугольного сечения (рис. XIV-18, в, г). Они могут
быть глухими или иметь створные панели. Панели крепят к колоннам
Рис. XIV-19. Комбинированная
конструкция оконного запол-
нения из дерева и алюминия:
/-цокольная панель; 2-слив;
3 - коробка; 4 - переплет деревян-
ный; 5 - стеклопакет; 6-штапик;
7- алюминиевый профиль
деревоалюминиевых переплетов
аналогично соединению стеновых, а
между собой - стальными планками и
болтами. Как и в других конструкциях
оконных заполнений переплетами, осо-
бое внимание уделяют заделке верти-
кальных и горизонтальных швов. Вер-
тикальные швы закрывают нащельни-
ками, горизонтальные заполняют мас-
тикой и защищают стальными сливами.
Одним из существенных недостат-
ков оконных заполнений стальными и
алюминиевыми переплетами и панеля-
ми является их невысокое сопротив-
ление теплопередаче.
Для повышения теплозащитных
свойств переплетных конструкций
оконных заполнений используют раз-
личные средства: устраивают раздель-
ные переплеты, увеличивают количе-
ство слоев остекления, в том числе и в
стеклопакетах, и др. Однако увеличение
числа слоев остекления не всегда спо-
собствует улучшению теплоизолирую-
щих качеств оконных заполнений, по-
скольку не исключается возможность
интенсивных теплопотерь через "мости-
ки холода" по сечению переплетов. По-
этому разрабатывают различные спосо-
бы разрыва "мостов холода", например,
составными профилями со вкладышами
из малотеплопроводного материала на
основе полимерных и резиноподобных
смесей (см. рис. XIV-17).
Заслуживает внимания конструкция
(рис. XIV-19), в которых наилучшим
образом используются различные свойства алюминия и дерева. В таких
308
конструкциях алюминиевый профиль можно располагать с наружной или
внутренней стороны. Расположение алюминиевого профиля с наружной
стороны защищает деревянные переплеты от атмосферных воздействий и
выполняет декоративные функции, а с внутренней стороны их целесооб-
разно размещать в производствах с повышенной влажностью.
В зарубежной практике проблему улучшения теплотехнических ка-
честв окон решают созданием пакетных остеклений, в которых стальные
переплеты утепляют с наружной стороны поливинилхлоридными профи-
лями (Италия), или заполняют внутреннюю полость переплетов пенопо-
лиуретаном (Германия), или полностью переплеты выполняют из поли-
мерных материалов (Англия, Франция) и т.д.
Беспереплетные заполнения световых проемов в стенах. К беспере-
плетным заполнениям относят стеклоблоки, стеклопанели, листы из
стеклопластика и профильное стекло.
Остекленные поверхности с переплетами, заполненными обычным
стеклом, имеют существенные недостатки: невысокую теплоизолирую-
щую способность, относительно малый срок службы, пониженную стой-
кость к агрессивной среде и др. Эти недостатки частично или полностью
устраняются при заполнении оконных проемов пустотелыми стеклобло-
ками.
Стеклоблочные ограждения, обладая хорошими светотехническими
качествами, позволяют получить мягкий рассеянный свет, имеют доста-
точную прочность, огнестойкость и звукоизолирующую способность.
Стеклоблоки обеспечивают герметичность ограждений, снижают про-
никающую тепловую радиацию, повышают сопротивление теплопереда-
че. Они гигиеничны, облегчают уход за ограждением и имеют понижен-
ные по сравнению с обычными окнами эксплуатационные расходы.
Особенно эффективны ограждения из стеклоблоков в производст-
венных зданиях с кондиционированным воздухом и вакуумной гигиеной
(приборостроение, радиоэлектроника и др.). Их применяют также в зда-
ниях с небольшим количеством людей, когда к ограждениям предъявля-
ют высокие требования по воздухопроницаемости и огнестойкости.
Существенный недостаток стеклоблочных ограждений - их частое
разрушение. Причинами разрушения являются действующие на стекло-
блоки усилия, обусловленные усадочными и термоупругими деформация-
ми от неравномерного во времени прогрева и разностью коэффициентов
линейного расширения стекла и материалов швов (бетона, раствора).
Повысить долговечность и эксплуатационную надежность стскложе-
лезобетонных ограждений можно устройством в местах контакта блоков
и швов эластичного гидроизоляционного слоя. Наличие по периметру
блоков такого слоя полностью или частично выключает их из статиче-
309
ской работы, так как деформации материала швов воспринимает упругий
слой без нарушения герметичности.
Рис. X1V-20. Стекложелезобетонные оконные панели:
а - общий вид панели; б - схема заполнения стены; в - детали; г - стеклоблок с
эластичным слоем; /-стеновые панели; 2- оконные панели; 3- гидроизоляци-
онная мастика; 4 - пороизол или гернит; 5 - колонна; 6 - морозостойкая резина;
7- крепежные уголки; 8- опорный столик; 9- эластичный гидроизоляционный
слой; 10 — экранирующая обмазка
Пустотелые стеклоблоки выпускают размерами 194x194x98(60), 294х
х294х98 и 394x394x60 мм. Торцовые поверхности блоков покрывают элас-
тичным слоем (мастикой изол толщиной не менее 1 мм) по экраниру-
ющей обмазке из белой нитроэмали или белил. Обычно площадь глухих
310
участков, заполненных стеклоблоками, ограничивают 15 м2 при макси-
мальном линейном размере 6 м.
Стекложелезобетонные панели имеют длину 5980 мм, высоту 1185,
1785 и 2385 мм; состоят они из железобетонной рамы и стеклоблоков
(рис. X1V-20, а). Бетон рамы и швов изготавливают с заполнителем из
гранитной, базальтовой или мраморной крошки. В швы между блоками
укладывают проволоку диаметром 4-6 мм для повышения прочности па-
нели.
Панели каждого яруса ставят на стальные столики и крепят анало-
гично стеновым панелям (рис. XIV-20, б, в).