Системы автоматизированного проектирования
Повышение качества проектов при их увеличивающейся
сложности возможно при использовании программного обеспече-
ния на всех стадиях проектирования, т.е. создании систем авто-
матизированного проектирования (САПР). САПР – это организа-
ционно-техническая система, состоящая из комплекса средств ав-
томатизации проектирования, взаимосвязанного с необходимы-
ми подразделениями проектной организации и коллективом спе-
циалистов-пользователей. Использование САПР не отменяет су-
ществующей технологии проектирования, а улучшает её путём
объединения разрозненных задач в единое целое.
Составляющие программного обеспечения САПР, а также
требования к его разработке и документированию регламентиро-
ваны ГОСТ 23501.101-87 «Системы автоматизированного проек-
тирования. Основные положения². Функционирование САПР
возможно при наличии следующих средств обеспечения:
– математического – совокупности математических методов и
моделей, алгоритмов проектирования;
– технического – высокопроизводительной компьютерной техни-
ки в комплексе с набором периферийных устройств, выполняю-
щих специальные функции (сканирование, печать, редактиро-
вание, воспроизведение, хранение информации и др.);
– программного – операционной системы, осуществляющей упра-
вление вычислительным процессом и распределение ресурсов
между работающими программами, пакета прикладных про-
грамм, обрабатывающих информацию в цифровой форме и вы-
полняющих необходимые проектные процедуры;
– информационного – систем управления базами данных, поиско-
вой и нормативно-справочной систем и др.;
– методического – описания программного обеспечения, которое
содержит алгоритмы вычислительных процессов и структуры
программ, описания информационного обеспечения, инструкций
по эксплуатации и др.;
– организационного – документов, определяющих порядок проек-
тирования, взаимосвязь исполнителей и их функции.
Средства автоматизированного проектирования объединены
в проектирующие подсистемы САПР, которые позволяют инже-
неру-технологу в диалоговом режиме создать модель химико-
технологического объекта, составить его описание и получить
выходную информацию в виде готового проекта. В настоящее
время широкую популярность у проектировщиков получили сис-
темы автоматизированного конструирования изделий с использо-
ванием двух- и трёхмерного моделирования.
Система автоматизированного проектирования AutoCAD,
разработанная компанией Autodesk (США) стала средой для раз-
работки большого количества специализированных программных
комплексов. Она представляет пользователю широкий спектр ин-
струментов как для традиционного черчения, так и для компью-
терного моделирования самых разнообразных объёктов. Система
включает средства для создания фотореалистичных видов по-
строенных моделей, выпуска проектной и конструкторской до-
кументации, публикации в Интернете, работы с массивами дан-
ных и др. Преимущество системы состоит в формировании элек-
тронного архива чертежей, библиотек стандартных элементов и
создании на их основе новых специализированных пакетов про-
грамм (AutoCAD LT, AutoCAD Mechanical, AutoCAD MAP, Ar-
chiCAD).
Среди отечественных разработчиков САПР лидирует группа
компаний АСКОН, разработавшая программный комплекс
КОМПАС, ориентированный не только на автоматизацию техно-
логического проектирования, но и на проектно-конструкторское
сопровождение производимой продукции. Система формирует
единое информационное пространство и решает задачи ком-
плексной автоматизации технологической подготовки и управле-
ния производством, включая моделирование технологических
процессов, формирование технологической документации, про-
ектирование технологической оснастки, разработку вспомога-
тельных процессов, нормирование и учёт расхода материалов,
трудовое нормирование, контроль над сроками изготовления и
др. Реализация этих задач осуществляется с использованием па-
кетов КОМПАС-3D, КОМПАС-График, КОМПАС-Автопроект,
КОМПАС-Менеджер, ЛОЦМАН:PLM версии которых постоянно
обновляются.
Проектирование генерального плана
Размещение и проектирование новых, а также расширение и
реконструкцию существующих промышленно-энергетических
комплексов, промышленных объектов, разработку проектов меж-
хозяйственного и внутрихозяйственного землеустройства осуще-
ствляют на основе схем и проектов районной планировки.
Разработка схем и проектов районной планировки осуществ-
ляется с соблюдением норм и правил строительного проектирова-
ния, архитектурно-планировочных, санитарно-гигиенических
требований, а также требований гражданской обороны и охраны
окружающей среды, обязательных при проектировании и разме-
щении промышленных предприятий.
Для решения вопроса о выборе места строительства любого
промышленного предприятия необходимо дать экономическое
обоснование этого района. Решение о проектировании и строи-
тельстве предприятия принимают, исходя из схем развития и
размещения производительных сил по экономическим районам, а
по крупным предприятиям и сооружениям – на основе ТЭО, под-
тверждающих целесообразность и хозяйственную необходимость
проектирования и строительства рассматриваемых объектов.
Под площадку для строительства предприятия отводят, как
правило, земли, не пригодные для сельскохозяйственного ис-
пользования. При оценке площадки учитывают следующие усло-
вия: наличие сырьевой базы, которая позволит вырабатывать по-
луфабрикаты или готовые изделия; рельеф местности, удобный
для строительства; наличие квалифицированной рабочей силы;
близкое расположение удобных путей сообщения для доставки
предприятию необходимых материалов и топлива, а также ис-
пользование их для отправки полуфабрикатов и готовых изделий;
возможность получения в достаточном количестве воды, пригод-
ной для питья и производственных целей; возмож-ность произ-
водственной и общей комплексной кооперации с другими пред-
приятиями и условия для дальнейшего расширения; правильный
выбор направления господствующих ветров по отношению к на-
селенному пункту или будущему жилому району; сбыт полуфаб-
рикатов и готовых изделий потребителям; наличие местных де-
шевых строительных материалов.
Трудно подобрать такое место, которое бы удовлетворяло
всем необходимым требованиям. Многообразие производств хи-
мической промышленности требует конкретного экономического
анализа для каждого предприятия.
Генеральный план – это одна из важнейших частей проекта
промышленного предприятия, содержащая комплексное решение
вопросов планировки и благоустройства территории, размещения
зданий, сооружений, транспортных коммуникаций, инженерных
сетей, организации систем хозяйственного и бытового обслужи-
вания, а также расположения объекта в промышленном районе.
При разработке генерального плана для технического про-
екта проектируют: ситуационный план размещения предприятия
в масштабе 1:5000; 1:10000 или 1:25000; план промышленной
площадки (территории предприятия) в масштабе 1:1000; 1:2000
или 1:5000; схему совмещенных инженерных сетей и коммуни-
каций в масштабе генерального плана; схему людских и грузовых
потоков; пояснительную записку с необходимыми расчётами.
Генеральный план на стадии рабочих чертежей состоит из
детально проработанных планов: горизонтальной планировки;
вертикальной планировки; совмещенных инженерных сетей и
коммуникаций. Генеральный план предприятия разрабатывают в
масштабе 1:500 или 1:1000 для площадок площадью до 5-10 га,
для более крупных предприятий – 1:1000 или 1:2000, для особо
крупных предприятий допускается масштаб 1:5000.
Ситуационным планом промышленного предприятия назы-
вают часть проекта, включающую в себя определённый район на-
селенного пункта или окружающую территорию, на которой ука-
зывают расположение запроектированного предприятия и другие
объекты, имеющие с ним непосредственные технологические,
транспортные и инженерно-технические связи.
При разработке ситуационного плана вновь проектируемо-
го или реконструируемого предприятия по общему проекту пла-
нировки населенного пункта комплексно решают вопросы коопе-
рирования и специализации всех предприятий промышленного
узла, рационального использования территории; разрабатывают
общую схему водоснабжения, удобные транспортные связи всех
предприятий с местами расселения трудящихся; учитывают воз-
можность перспективного развития предприятий.
В ситуационный план включают водозаборные и очистные
сооружения с указанием примыкающих населенных пунктов и
видов их водопользования, а также необходимые санитарно-
защитные зоны, транспортные и инженерные сети предприятия,
резервные территории, размещение устройств по хранению, пе-
реработке и утилизации отходов производства и др.
Заключительным этапом разработки генерального плана
промышленного предприятия является оформление графической
части и составление краткой пояснительной записки. На гене-
ральном плане промышленного предприятия графически изобра-
жают: размещение всех зданий и сооружений в принятом мас-
штабе; зонирование территории по группам цехов и характеру
технологического процесса; ширину запроектированных проти-
вопожарных и санитарных разрывов между зданиями и соору-
жениями; проезды, въезды в цехи, автодороги и железнодорож-
ные пути; инженерно-технические сети; ограждение территории с
указанием мест въезда, входа и выхода трудящихся на произ-
водственную территорию; размещение пожарных гидрантов, по-
жарных водоемов, резервных ёмкостей, пожарных депо, электри-
ческой пожарной сигнализации; принятое благоустройство и озе-
ленение территории; розу ветров и ширину санитарно-защитной
зоны; отметки полов основных зданий и сооружений.
При создании промышленного предприятия на выбранной
территории за основу принимают схему его технологического
процесса. Предприятия химической промышленности следует
размещать в промышленном узле с другими предприятиями, объ-
единяя их между собой производственной и хозяйственной коо-
перацией (рис. 1).
Химические предприятия потребляют для производствен-
ных целей значительное количество воды, электроэнергии и теп-
ла, поэтому их следует максимально приближать к крупным ис-
точникам водоснабжения и районным ТЭЦ.
При разработке генплана предварительно намечают распо-
ложение отдельных цехов, сооружений, вспомогательных и слу-
жебных зданий, их количество, соблюдая при этом непрерыв-
ность и строгую последовательность размещения последних в
направлении общего технологического потока проектируемого
производства.
Рис. 1. Схема генерального плана промышленного узла:
1, 3, 5, 7 – машиностроительные заводы различного профиля; 2 –
металлургический завод; 4 – литейный цех; 6 – общеузловые со-
оружения; 8 – завод электроаппаратуры; 9 – радиотехнический
завод; 10 – комбинат шелковых тканей; 11 – комбинат верхнего
трикотажа; 12 – швейная фабрика; 13 – районная котельная; 14 –
районная база; 15 – электроподстанция; I – проектируемые зда-
ния и сооружения; II – существующие здания и сооружения; III –
перспективное строительство
Рис. 2. Фрагмент комплекса зданий и сооружений химиче-
ского завода
|
|
Наиболее рациональные проектные решения генеральных
планов получают при прямоугольном очертании и компактной
застройке зданиями и сооружениями отведенной территории
(рис. 2). Если позволяют климатические условия и характер про-
изводства, технологическое, энергетическое и санитарно-
техническое оборудование размещают на открытых площадках,
этажерках, применяя в необходимых случаях местные укрытия.
В практике проектирования строительства существуют
сплошная (блокированная) и рассредоточенная (разобщенная)
системы застройки. При рассредоточенной системе застройки от-
веденной территории между зданиями и сооружениями оставля-
ют минимальные противопожарные и санитарные разрывы.
Наиболее экономичной схемой решения генерального плана
химических предприятий является блокировка их в одном или
нескольких крупных зданиях, которые объединяют производст-
венные, вспомогательные, складские и обслуживающие цехи и
необходимые сооружения к ним. В этом случае значительно со-
кращается территория промышленной площадки, протяжённость
технологических коммуникаций, транспортных и инженерных
сетей, протяженность электрокабелъной продукции, сокращается
строительный объём зданий, сроки строительства.
На крупных предприятиях проектируют несколько отдель-
ных крупных блоков. Блокировка отдельных цехов достигается
при компоновке их из унифицированных типовых секций одно-
этажных или многоэтажных промышленных зданий с параллель-
но расположенными пролетами одной высоты. Возможности
блокировки цехов ограничиваются только по пожаро- и взрыво-
опасным и санитарным условиям.
Промышленные предприятия разбивают на функциональные
зоны по производственному признаку. Территорию промышленной
площадки разделяют на четыре зоны: зона I – предзаводская, где
располагают вспомогательные здания и сооружения с предза-
водскими площадями для стоянки пассажирского транспорта; зона
II – производственная – с основными зданиями, включая цехи под-
собного назначения, если они необходимы для обслуживания
предприятия; зона III – подсобная – с энергетическими объектами и
площадями для прокладки инженерных коммуникаций; зона IV –
складская – с транспортными устройствами.
Глава 3.