Конструктивное решение одноэтажных
Промышленных зданий
Каркасы одноэтажных промышленных зданий выполняют преимущественно из сборного железобетона и стали.
Основными элементами конструктивного решения одноэтажных промышленных зданий являются: фундаменты, колонны, подкрановые балки, стропильные и подстропильные конструкции, наружные ограждения стены и кровля.
При выборе материала для элементов каркаса учитывают размеры полетов и шага колонн, высоту здания, величину и характер крановых нагрузок, параметры и агрессивность воздушной среды, район строительства, требования огнестойкости и долговечности и технико - экономические факторы.
Наиболее часто для одноэтажных промышленных зданий используют сборный железобетонный каркас, состоящий из поперечных рам в виде жестко защемленных в фундаменты колонн и шарнирно опирающихся на них стропильных конструкций, объединенных в пространственную систему плитами (или прогонами) покрытия, связями и другими элементами.
6.1. Фундаменты и фундаментные балки
При каркасной системе устраивают отдельно стоящие фундаменты под каждую колонну.
Глубину заложения фундамента определяют в зависимости от длины заделки сборной колонны в стакане, гидрогеологических и климатических условий.
Для железобетонных колонн в проекте рекомендуется принимать обычные ступенчатые столбчатые фундаменты стаканного типа (рис.13).
Рис.13. Железобетонные фундаменты и способы заделки в них колонн:
а) монолитный; б) сборный; в) свайный; г, д) заделка колонн в фундаменты; 1- ростверк; 2- свая; 3- бетон; 4- колонна
Ширина стаканной части фундамента должна обеспечивать достаточную заделку колонны в фундамент и быть шире колонны примерно на 250- 300 мм в каждую сторону от грани колонны. Отметка верха стакана фундамента должна приниматься равной - 0,150 мм из условия рациональной организации строительных работ и требований унификации.
Отдельно стоящие фундаменты под колонны на разрезах здания должны быть обозначены пунктиром.
При навесных и самонесущих стенах на фундаменты по периметру здания опираются фундаментные балки. Фундаментные балки укладывают под все наружные стены, кроме навесных панелей неотапливаемых зданий (рис.14).
Фундаментные балки не укладывают в проемы ворот. Номинальная длина фундаментных балок должна соответствовать шагу колонн, а ширина верхней полки - толщине стены.
Фундаментные балки укладываются на бетонные столбики (приливы) сечением 300 х 600 мм, отметку верха которых принимают: -0,35; -0,45 и -0,65 м при высоте фундаментных балок соответственно 300, 400, 450 и 600 мм.
Верх фундаментных балок располагают на 30 мм ниже уровня чистого пола (отметка -0,03 м), устанавливая их на слой из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм (рис.14, в).
Рис.14. Фундаментные балки и опирание балок на фундаменты:
а) типы фундаментныхбалок диной 6 м; б) то же, 12м; в) опирание фундаментных балок на фундаменты;
1- набетонка толщиной 120 мм; 2- слой раствора толщиной 20 мм; 3- опорный столбик; 4- фундаментная балка;
Для предохранения балок от деформации при пучинистых грунтах снизу и с их боков у крайних фундаментов необходимо показать утепление фундаментных балок из шлака или керамзитового гравия, как это показано на рис.15.
Рис.15. Утепление фундаментной балки:
1- набетонка; 2- слой раствора толщиной 20 мм; 3- опорный столбик; 4- фундаментная балка;
5- песок; 6- щебеночная подготовка; 7- асфальтовая отмостка; 8- гидроизоляция; 9- стеновая панель; 10 - колонна; 11- подстилающий слой; 12- керамзитовый гравий
По верху фундаментных балок устраивают гидроизоляцию из рулонных гидроизоляционных материалов или из цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм.
Металлические колонны опирают на железобетонные фундаменты столбчатого типа, у которых верхний обрез располагают на отметке минус 0,7 - 1, 0 м (при высоте базы соответственно менее или более 400 мм).
Рис.16. Фундамент под стальную колонну и опирание стальной колонны на фундамент
1- колонна; 2- фундаментная балка; 3- бетонный прилив; 4- обетонка
По верху фундаментов укладывают слой цементно-песчаного раствора толщиной 100 мм для выравнивания и опирания базы колонны. Базы крепят к фундаментам анкерными болтами (рис.16).
Стены, как и в зданиях с железобетонным каркасом, опирают на фундаментные балки, укладываемые на уступы фундаментов или бетонные приливы (рис.16).
6.2. Колонны
В зависимости от объемно - планировочных параметров крановой нагрузки, режима работы мостового крана, а также технологического процесса и состояния внутренней среды в цехе, колонны могут быть приняты из железобетона, металла или комбинированными.
Железобетонные колонны. Для зданий цехов, не имеющих кранового оборудования, применяют колонны прямоугольного сечения высотой до 9,6 м (рис.17, а, б). Колонны средних рядов имеют небольшие уширения - оголовки (вут), что увеличивает опору для ферм и балок покрытия.
Рис.17. Основные типы железобетонных колонн
а) прямоугольного сечения для зданий без мостовых кранов с шагом 6 м; б) то же, с шагом 12 м; в) прямоугольного сечения для зданий с мостовыми кранами с шагом 6 и 12 м;
В зданиях, оборудованных мостовым кранами, используют два типа колонн:
- при высоте цеха до 10,8 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 20 т - колонны прямоугольного сечения с консолями (рис.17, в);
- при высоте цеха от 10,8 до 18,0 м и грузоподъемностью кранов от 10 до 50 т - колонны двухветвевые (рис.17, д, е).
Для крепления стропильных конструкций, подкрановых балок и стенового ограждения колонны имеют металлические закладные детали (рис.17, г).
Величина заглубления колонны ниже нулевой отметки зависит от типа и высоты колонны, грузоподъемности кранового оборудования и наличия помещений или приямков, располагаемых ниже уровня пола и может составлять 0,9 ... 1,35 м и более.
При шаге колонн наружного ряда 6 м и внутреннего ряда 12 м вводятся подстропильные системы, что требует уменьшения высоты колонн среднего ряда на высоту опорной части подстропильной конструкции на 600 мм.
Стальные колонны. Стальной каркас целесообразно применять при укрупненной сетке колонн, большой высоте, с тяжелыми мостовыми кранами, когда по условиям эксплуатации железобетонный каркас недостаточно надежен.
Стальные колонны одноэтажных зданий могут иметь постоянное или переменное сечение (рис.18).
Рис.18. Основные типы стальных колонн:
а) постоянного по высоте сечения; б) то же, переменного; в) раздельного тип
Колонны постоянного сечения устанавливают в зданиях бескрановых и с кранами небольшой грузоподъемности (до 20 т) высотой до 9,6 м (рис.18, а).
Чаще применяют двухветвевые колонны из-за меньшего расхода стали (рис.18, б, в). Колонны раздельного типа следует применять в зданиях с тяжелыми мостовыми кранами (более 125 т); при двухярусном расположении кранов или в пролетах, со стороны которых предполагается расширение цеха (рис.18, г).
Для увеличения площади опирания колонн и соединения их с фундаментами в нижней части колонн предусматривают стальные базы (рис.19).
Центрально сжатые колонны и внецентренно сжатые колонны с небольшим изгибающим моментом рекомендуется устанавливать на базы из стальной плиты или усиленной ребрами жесткости. Для этих колонн могут применяться базы, состоящие из стальных опорных плит и траверс.
Двухветвевые колонны в случае небольшого расстояния между ветвями устанавливают на общие или раздельные базы.
Базы со стержнем колонн соединяют сваркой. Перед установкой нижний торец колонны и поверхность опорной плиты фрезеруют.
Рис.19. Базы стальных колонн и способы опирания их на фундаменты:
а) база из стальной плиты; б) то же, с дополнительными ребрами; в- то же, с траверсами; г) сплошная база из плиты и швеллеров; д) - раздельные базы ветвей колонны
При невысоких базах верх фундаментов можно располагать на уровне пола (или низа подстилающего слоя). При этом упрощается монтаж колонн, так как его ведут по окончании работ нулевого цикла, и снижается расход стали на колонны.
В целях защиты колонн от коррозии подпольные их части вместе с базами покрывают слоем бетона. Такая операция отпадает при расположении верха фундамента в уровне пола.
Помимо основных колонн в промышленных зданиях предусматривают фахверковые колонны, устанавливаемые в торцах зданий и между основными колоннами крайних продольных рядов при шаге 12 м и длине стеновых панелей 6 м.
Фахверковые колонны предназначены для крепления стен. Они воспринимают массу стен и ветровые нагрузки.
Фахверковые колонны изготавливают железобетонными и стальными. Железобетонные колонны имеют сечение от 300 х300 до 400 х 600 мм. Стальные колонны фахверка выполняют из сварных широкополочных двутавров.
6.3. Подкрановые балки
Для выполнения погрузо-разгрузочных работ в промышленных зданиях применяют подъемно-транспортное оборудование в виде электрических мостовых кранов, подвесных кран-балок, козловых кранов, электротельферов и т.д.
Подкрановые балки с уложенными по ним рельсам образуют пути движения мостовых кранов. Кроме того, они придают зданию дополнительную пространственную жесткость.
В промышленных зданиях применяют железобетонные или металлические подкрановые балки.
Железобетонные подкрановые балки могут иметь тавровое или двутавровое сечение (рис. 19, а, б). Первые предусматривают при шаге колонн 6 м, вторые - при шаге 12 м. Железобетонные подкрановые балки устанавливают под краны грузоподъемностью от 20 до 32 т. Высота балок 800, 1000 и 1400 мм, ширина полок 550, 600 и 650 мм.
В балках предусмотрены 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. 19, в). Гайки анкерных болтов после выверки балок заваривают. Рельсы с подкрановыми балками соединяют парными стальными лапками, располагаемыми через 750 мм (рис.19, г). Для уменьшения динамических воздействий на балки и снижения шума движущихся кранов 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 амортизаторами - буферами из деревянного бруса (рис.19, д).
Рис.19. Железобетонные подкрановые балки:
а) длиной 6 м; б) то же, 12 м; в) крепление балок к колоннам; г) крепление кранового рельса к балке; д) устройство упора для мостового ерана; 1- опорный стальной лист (160 х 12 х 500 мм); 2- анкерный болт; 3- стальная пластинка (100 х 12 мм); 4, 5 - закладные элементы колонны; 6- стальная лапкп; 7- болт; 8- упругие прокладки толщиной 8 мм; 9- крановый рельс; 10- деревянный брус 200 х 280 х 360 мм; 11- швеллер № 45 длиной 1228 мм; 12- стальная пластинка 12 х 300 х 970 мм
Железобетонные подкрановые балки имеют ограниченное применение, это связано с их большой массой, сравнительно небольшим сроком службы (из-за больших динамических нагрузок) и сложностью рихтовки подкрановых путей; их допускается использовать в зданиях с мостовыми кранами легкого и среднего режима работы, при шаге колонн 6 и 12 м и грузоподъемностью крана до 30 т.
Стальные подкрановые балки могут выполняться сплошными или решетчатыми (рис.20).
Балки сплошного сечения устанавливают при шаге колонн 6 м и небольшой грузоподъемности кранов. Их изготовляют из прокатного двутавра с усилением верхнего пояса стальным листом или уголками (рис.20, а). Чаше применяют балки сплошного двутаврового сечения, сваренные из трех листов (рис. 20, б).
Для воспринятия горизонтальных усилий, возникающих при торможении кранов, предусматривают тормозные фермы или балки.
Решетчатые подкрановые балки в виде шпренгельных систем более экономичны по сравнению с сплошными, так как стали требуется на 20% меньше. Их можно станавливать в зданиях с шагом колонн более 6 м под краны среднего и легкого режимов работы (рис. 20, г).
Элементы сечения подкрановых балок соединяют сваркой. В зданиях, оборудованных мостовыми кранами большой грузоподъемности, подкрановые балки допускается выполнять клепаными (рис.20, в). При таком варианте их пояса изготовляют из низколегированной и высокопрочной стали. В последнем случае для стенок применяют углеродистую сталь.
Рис.20. Основные типы стальных подкрановых балок
а-в) сплошного сечения; г) сквозного сечения; д) ерепление балок к железобетонной колонне; е) то же, к стальной колонне; ж) крепление рельса к балке крюками; з) то же, стальными прижимными лапками; 1- тормозная балка; 2- крепежная планка; 3- упорный уголок; 4- стальная фасонка; 5- подставка; 6- цементно-песчаный раствор; 7- тормозная балка; 8- опорное ребро; 9- рельс; 10- крюк; 11- стальная лапка
Высоту сечения сплошных балок принимают от 650 до 2050 мм (через 200 мм). Стенки балок усиливают поперечными ребрами жесткости, располагаемыми через 1,2-1,5 м.
Подкрановые балки опирают на консоли колонн и крепят анкерными болтами и планками (рис.20, 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. 20, ж, и). Расстояние между парами креплений по длине пути принимают 750 мм. На концах подкрановых путей устраивают упоры - амортизаторы, как и при железобетонных балках, исключающие удары кранов о торцевые стены здания.
6.4. Подвесные кран-балки
Подвесные кран-балки применяют при пролетах от 6 до 24 м и небольшой грузоподъемности (до 10 т). Они состоят из основной двутавровой стальной балки, подвешенной к несущим элементам покрытия, и грузоподъемной электрической тали (рис.21). Подвесные кран-балки позволяют перемещать грузы вдоль пролета цеха и поперек него, охватывая таким образом всю рабочую площадь.
Подвесные кран-балки имеют большое преимущество перед мостовыми кранами благодаря своей повышенной гибкости, которая позволяет изменить направление их движения с продольного на поперечное, что важно при модернизации технологического процесса.
На рис.21 показано конструктивное решение крепления кран-балок к нижнему поясу железобетонных и металлических стропильных конструкций.
Рис.21. Способы крепления подвесных путей кранбалок к стропильным конструкциям:
а) к железобетонной балке; б) к стальной ферме; в) схема подвески кранов с помощью гибких подвесок и перекидных балок; 1- балка подвесного пути; 2- стропильные конструкции; 3- лапки; 4- ребро толщиной 10 мм; 5- несущая балка подвесного крана; 6- гибкие подвески из уголков; 7- перекидные балки из швеллеров
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. Подвесные балки следует крепить в узлах стропильных ферм (рис.21, а, б). При внеузловой подвеске балок нижние пояса ферм в местах крепления путей усиливают металлическими подвесками или перекидными балками (рис.21, в).
Основные параметры подвесных кранов и схемы их установки представлены на рис.22.
Рис.22. Основные параметры подвесных кранов
Подвесные краны в пролетах до 12 м устанавливают в виде одной балки, а в пролетах от18 до 24 м - в виде двух балок.
Грузоподъемность подвесных балок при креплении их к железобетонным стропильным конструкциям не должна превышать 5 т, а при креплении к стальным стропильным конструкциям - не более 10 т.
Управляют подвесными кранами с пола цеха.
6.5. Несущие конструкции покрытий
В системе конструкций промышленных зданий покрытие выполняют одну из самых главных ролей. Оно определяет долговечность здания, характер внутреннего пространства и нередко внешний облик здания.
Покрытия промышленных зданий, как правило, устраивают бесчердачными. Состоят они из несущих и ограждающих конструкций.
Несущими конструкциями покрытий, как правило, являются стропильные конструкции. В случаях, когда шаг колонн превышает шаг стропильных конструкций, в состав элементов покрытия вводят подстропильные конструкции. Последние устанавливают на колонны (в продольном направлении), а на них опирают стропильные конструкции.
Несущие стропильные конструкции при пролетах до 18 м обычно принимают железобетонными, а при пролетах от 24 м и выше - металлическими. Подстропильные конструкции по материалу и структуре должны соответствовать стропильным, т.е. ферме - ферма, балке - балка.
Стропильные балки применяют при устройстве односкатных, многоскатных и плоских покрытий зданий в пролетах от 6 до 18 м (рис.23, а-г).
.
Рис.23. Железобетонные балки покрытий:
а, г) стропильные двутаврового сечения для плоских и односкатных покрытий; б) то же, для двух- и многоскатных покрытий; в) стропильная решетчатая для скатных покрытий; д) подстропильная балка; е, ж) узлы крепления стропильных балок к колоннам; и) опирание стропильных балок на подстропильную; 1- колонна; 2- стропильная балка; 3- анкерный болт; 4- шайба; 5- опорный лист балки; 6- закладной элемент балки, 7- то же, колонны; 8- подстропильная балка
Балки односкатных и плоских покрытий имеют прямолинейный верхний пояс, а
балки двух- и многоскатных покрытий - ломаный пояс с уклоном скатов 1: 12.
Для перекрытия пролетов 6 и 9 м используют балки таврового сечения с высотой на опорах 590 и 890 мм, а пролетов 12 и 18 м - двутаврового и прямоугольного сечений с высотой на опоре 890, 1190 и 1490 мм.
На верхних поясах балок предусматривают закладные элементы для крепления прогонов или панелей покрытия, на нижних поясах и стенках - закладные элементы для крепления путей подвесного транспорта, а в опорных частях - стальные листы для крепления балок к колоннам.
Стропильные балки крепят к колоннам с помощью анкеров, выпущенных из колонн (рис.23, е), При высоте балок на опоре не более 900 мм используют безанкерный способ крепления (рис.23, ж), что позволяет снизить расход стали на узле и трудовые затраты.
Подстропильные балки предусматривают в покрытиях с балочными стропильными конструкциями, если их шаг принят 6 м, а шаг колонн 12 м. Подстропильные балки имеют трапециевидное очертание и тавровое сечение с полкой внизу (рис. 23, д). Длина балок 12 м, высота в пролете 1500 мм, на опоре 600 мм, ширина полки - 700 мм.
Крепят подстропильные балки к колоннам и стропильные к подстропильным сваркой закладных элементов
Железобетонных стропильных и подстропильных фермы. Стропильные фермы подразделяют на сегментные, арочные безраскосные, с параллельными поясами и треугольные (рис.24).
Рис.24. Железобетонные стропильные и подстропильные фермы покрытий:
а) стропильная сегментная; б) то же, арочная безраскосная; в) то же, с параллельными поясами; г) то же, треугольная; д) подстропильная длиной 12 м ; е) то же, длиной 18 м; 1- стропильная ферма; 2- подстропильная ферма
Стропильные фермы обладают лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с балками. Их применяют при пролетах от 18 до 30 м (редко до 36 м).
Сегментные, арочные и полигональные фермы, а также с параллельными поясами предназначены для покрытий с рулонной кровлей, треугольные - под кровлю из асбестоцементных и металлических волнистых листов. Для обеспечения нормального уклона рулонной кровли в крайних сегментных и арочных фермах и прилетающих к ним панелях предусматривают столбики для опирания панелей покрытия. Решетка ферм позволяет применять панели шириной 1,5 и 3 м. Фермы укладывают через 6, 12 и 18 м.
Подстропильные фермы имеют длину 12 и 18 м и предназначены для опирания на них стропильных ферм, шаг которых составляет 6 м .
В фермах предусмотрены закладные элементы, аналогичные балкам. Крепят фермы к колоннам, а стропильные и подстропильные фермы между собой сваркой закладных элементов (аналогично креплению железобетонных балок).
Стальные стропильных и подстропильных конструкции приведены на рис.21. Стальные стропильныефермы изготовляют трех основных видов: с параллельными поясами, полигональные и треугольные (рис.25, а).
Под рулонные кровли устанавливают первые два типа ферм с уклоном верхнего пояса соответственно 1,5% и 1: 8, а под кровли из асбестоцементных и металлических листов - треугольные с уклоном 1 : 3,5.
Унифицированные стальные фермы изготовляют пролетами 18, 24,.30 и 36 м. Применяют их при шаге колонн 6, 12 м и более. Высота ферм на опоре с параллельными поясами 2550-3750 мм, полигональных- 2200 и треугольных - 450 мм. Панели верхнего пояса ферм приняты длиной 3 м. При необходимости в фермах устраивают шпренгельные решетки, что позволяет уменьшить длину панелей до 1,5 м (в треугольных фермах длина панелей верхнего пояса равна 1,5 м).
Пояса и решетки ферм выполняют чаще всего из уголков и соединяют между собой сваркой с помощью фасонок из листовой стали.
С колоннами фермы соединяют, как правило, шарнирно с помощью надопорных стоек двутаврового сечения. Стойки крепят к колоннам анкерными болтами, а пояса ферм к стойкам черными болтами (рис.25, б). Треугольные фермы крепят к колоннам аналогично железобетонным.
Рис. 25. Стальные стропильные фермы:
а) основные типы ферм; б) узлы ферм с параллельными поясами; 1- надопорная стойка; 2- железобетонная или стальная колонна
Стальные подстропильные фермы отличаются наличием параллельных поясов, в остальном же они аналогичны стропильным фермам. Изготавливают их длиной 12, 18 и 24 м (рис.26, а) и высотой 3130, 3270 и 3750 мм (в зависимости от типа стропильных ферм и их пролета).
Подстропильные фермы соединяют с колоннами посредством надопорных стоек, служащих одновременно опорами стропильных ферм. Конструкция крепления стропильных ферм к подстропильным показана на рис.26, б.
Рис.26. Стальные подстропильные фермы:
а) схемы ферм; б) опирание стропильных ферм на подстропильную; 1- верхний пояс подстропильной фермы; 2- то же, нижний; 3- верхний пояс стропильной фермы; 4- то же, нижний; 5- средняя стойка подстропильной фермы
Перспективными в промышленном строительстве являются покрытия с фермами из стальных труб, из тонкостенных балок, с рамами из стальных элементов коробчатого профиля и структурные конструкции отличаются малой материалоемкостью и резко сокращают сроки возведения зданий.
Фермы из стальных труб (рис.27, а, б), имеющие обычную конструктивную схему других ферм, устанавливают на пролеты 18, 24 и 30 м.
Рис.27. Стропильные и подстропильные фермы из труб
а) стропильная и подстропильная ферма из труб; б) детали стропильной фермы; 1- надопорная стойка;
2- верхний пояс; 3- нижний пояс фермы; 4- столик для опирания прогона
Замена уголковых профилей трубами позволяет снизить расход стали на 10-35%. Используемые при этом бесфасоночные соединения поясов и решетки значительно уменьшают трудоемкость изготовления ферм. В фермах из труб нет мест для скопления агрессивной пыли.
Стальные облегченные балки покрытий. В тонкостенных стальных балках (рис.28, а) имеются пустотелые пояса, гладкие или гофрированные стенки из листа толщиной 3-4 мм. Гофры высотой 35-40 мм имеют шаг 1,5 м. Такие балки наиболее целесообразно применять для сетки колонн 12 х 18 м.
Балки из широкополочных двутавров со сквозными стенками (рис.28, б) укладывают в покрытиях с сетками колонн 6 х 12 и 6 х 18 м. Эти балки изготавливают из двутавров путем продольной зигзагообразной резки стенок и сварки полученных обеих его частей.
Рис.28. Стальные облегченные тонкостенные балки покрытий:
а) тонкостенные балки; б) балка со сквозной стенкой
6.6. Ограждающие конструкции покрытий
Ограждающие конструкции покрытий могут быть выполнены с применением прогонов или крупноразмерных плит. Прогонный вариант целесообразно применять при устройстве холодных покрытий, когда кровлю выполняют из асбоцементных или стекло волокнистых листов, профнастила и т.п.
Плиты покрытий, применяемые при беспрогонном варианте, выполняют, как правило, из железобетона ребристой конструкции (рис.29).
Рис.29. Крупноразмерные железобетонные плиты покрытий:
а) размером 3х6 и 1,5х6 м; б) то же, размером 3х12 м; в) армоцементные двоякой кривизны; г) типа 2Т
Монтажная схема конструкций покрытия может быть приведена в пояснительной записке или в графической части проекта.
Отапливаемые здания следует проектировать с внутренними водостоками. Неотапливаемые здания проектируют без внутренних водостоков.
Многопролетные неотапливаемые здания допускается проектировать с внутренними водостоками при наличии производственных тепловыделений, обеспечивающих положительную температуру внутри здания и или при условии специального обогрева водосточных воронок, стояков отводных труб.
Ограждающая часть покрытия может быть неутепленной или утепленной; вентилируемой, частично вентилируемой и невентилируемой (рис.30).
В отапливаемых производственных помещениях применяют утепленные совмещенные покрытия. Правильно подобранная теплоизоляция увеличивает термическое сопротивление покрытия, что позволяет снизить расходы на отопление за счет уменьшения теплопотерь.
Рис.30. Основные типы кровельных покрытий промышленных зданий:
а-д) невентилируемые; ж) частично вентилируемые; е, з) вентилируемые; и) с диффузной прослойкой: 1- защитный слой; 2- кровельный ковер; 3- выравнивающий слой; 4- железобетонный настил; 5- асбестоцементные или металлические листы; 6- прогон; 7- утеплитель; 8- пароизоляция; 9- металлический профнастил; 10- легкобетонный настил; 11- деревянная рейка; 12- каналы или борозды; 13- перфорированный рулонный материал
В производственных зданиях для утепленных обычно совмещенных покрытий применяют стандартной конструкции, которые экономически неприемлемы для использования из-за верхнего расположения гидроизоляционного ковра. В качестве гидроизоляционного рулонного материала в плоских крышах еще не так давно самым доступным и наиболее дешевым считался рубероид. Как показала практика, физико-механические свойства руберойда совершенно не соответствуют российским климатическим условиям.
В настоящее время разработаны и применяются новые наиболее качественные изолирующие рулонные материалы, изготовленные из прочной не гниющей основы типа стеклоткани, стеклохолста или полиэстера с пропиткой высококачественным модифицированным битумным вяжущим (рубитекс, петрофлекс, биполь, бикрост, бикроэласт, линокром, экофлекс, мостопласт, различные разновидности техноэласта, унифлекса и других современных материалов).
Достаточно большая толщина новых гидроизолирующих материалов (от 3 и более мм) позволяет существенно снизить слойность кровли по сравнению с рубероидной, а также существенно повысить безопасность работ, так как приклеивание этих материалов производится при помощи пропановой горелки путем подплавления нижней поверхности материала и плотного его прижатия к основанию.
К новым кровельным гидроизолирующим материалам относятся полимерные рулонные мембраны системы, изготовленные из пластифицированного поливинилхлорида или полиизобутилена и предназначенные для гидроизоляции всех типов кровель, в том числе и для реконструкции старых. Они имеют подложку из искусственного войлока толщиной 1 мм и клеящую кромку по длине, с помощью которой мембраны склеивают между собой.
Подложка из войлока пропускает воздух и обеспечивает удаление конденсата из утепляющего слоя кровли, а также защищает покрытие от повреждения в период эксплуатации. Наличие клеящей кромки у мембран делает склейку швов чрезвычайно простой операцией и создает прочное и долговечное соединение. Общая толщина полимерных мембран составляет 2,5 мм при толщине самой мембраны 1,5 мм. Полимерные мембраны настилают, как правило, в один слой. Покрытие полимерными мембранами обеспечивает высокую скорость монтажа, независимо от конфигурации кровли и погодных условий. При укладке полимерных мембран используется механическое или балластное крепление к утепляющему слою, как это показано на рис.31.
Рис.31. Крепление полимерных гидроизоляционных мембран
с механическим (а) или балластным (б) креплением
Механическое крепление осуществляется с помощью специальных крепежных элементов, длина которых выбирается таким образом, чтобы между нижним концом крепления и конструкцией основания оставался зазор для отпруживания сжатого теплоизоляционного материала.
При балластном креплении сначала свободно уложенное покрытие из полимерной мембраны по периметру крыши приклеивают на полосу полимерной мастики шириной 100 мм, а затем пригружают слоем гравийной смеси, которая защищает кровлю от механических повреждений, воздействия снега, ветра и солнца в период эксплуатации.
Для покрытий находят широкое применение мастичные кровли, армированные стекломатериалом, и безрулонные кровельные покрытия из холодных мастик, использование которых позволяет осуществить комплексную механизацию работ, сократить затраты материалов и денежных средств в 2-6 раз по сравнению с устройством рулонных кровель.
Для устройства безрулонных мастичных кровель используют перхлорвиниловые полимерные составы, а также эмульсионные битумные или битумно-полимерные мастики. Эти мастики сохраняют эластичность в диапазоне температур от минус 50 до плюс 100 0 С и обладают пределом прочности на разрыв более 3,5 МПа.
Кровельное безрулонное мастичное покрытие состоит из грунтового, гидроизоляционного и защитного слоев при общей толщине 10-15 мм. Холодные мастики можно наносить на влажные основания, которые должны быть прочными и недеформируемыми.
В настоящее время для утепления кровель применяются разнообразные теплоизоляционные материалы на основе стекловаты, минеральной ваты, пенополистирола (прежде всего - экструзированного) и пенополиуретана.
Плитные теплоизоляционные изделия могут применяться в виде двух изоляционных слоев разной плотности. Верхний слой, благодаря вертикальному направлению волокон, обладает высокой устойчивостью к механическим нагрузкам. Он по длинным сторонам плит имеет шпунтовые кромки «паз-гребень» и облицованную верхнюю поверхность стеклохолстом, что является отличной основой для наплавления гидроизоляционного ковра. Для дополнительной вентиляции в качестве верхнего слоя могут применяться плиты с вентиляционными бороздками, которые при укладке должны быть направлены к краю кровли (рис.32).
Рис.32. Укладка верхнего слоя теплоизоляционных плит
с вентиляционными бороздками
В последние годы на смену традиционных стандартных конструкций утепленной кровли применяют, так называемые, «инверсионные» кровли, в которых теплоизоляционные плиты располагаются поверх гидроизоляционного слоя и накрываются балластным слоем. Такая конструкция кровли является безопасной и долговечной, так как гидроизоляционный слой защищен от воздействия внешних температур и ультрафиолетового излучения; он не подвергается механическому воздействию. Срок эксплуатации такой кровли составляет более 50 лет. Пример такой кровли приведен на рис.33.
Рис.33. Устройство инверсионной кровли
1 – пригрузочный слой из гравия; 2 – предохранительный слой из геотекстиля; 3 – утеплитель; гидроизоляционный ковер из битумно-полимерных рулонных материалов; 5 – уклонообразующий слой из легкого бетона; 6 – железобетонная плита покрытия;
При устройстве инверсионных крыш необходимо выполнить следующие условия:
- крыша должна иметь уклон не менее 15 мм/м;
- гидроизоляционная мембрана должна находиться под утеплителем;
- поверх плит утеплителя укладывается диффузный балластный слой из гравия фракции 16-32 мм;
- если применяется гравий меньшей фракции, то для предотвращения его попадания между стыками плит утеплителя необходимо уложить разделительный слой из геотекстильного материала.
Для утепления в инверсионной кровле применяют материалы с низкой теплопроводностью и высокой морозостойкостью, обладающие высокой прочностью на сжатие и малой сжимаемостью, обладающие низким водопоглощением и биологической стойкостью, позволяющей материалу находиться во влажной среде, не теряя при этом своих свойств в течение всего срока эксплуатации здания. К таким материалам относятся: экструдированный пенополистирол (Пеноплэкс, STYROFOAM, URSA XPS), плиты из стекловолокна (ISOVER) на основе каменной ваты и др.
Наиболее индустриальной кровлей утепленного типа является кровля, выполненная из 3-х слойных сэндвич-панелей, которые укладывают по металлическим прогонам и крепят к ним самонарезающимися болтами.
Варианты крепления конькового и карнизных узлов из сэндвич-панелей приведены на рис.34.
Рис.34. Узлы сопряжения сопряжение стеновых и кровельных сэндвич-панелей:
а) карнизный узел при наружно водоотводе; б) коньковое сопряжение; в) парапетное сопряжение стеновых и кровельных панелей; г) торцевое сопряжение стеновых и кровельных панелей
В последние годы при устройстве кровли используют металлическую фальцевую кровлю, обеспечивающую полную надежность и герметичность. Для ее изготовления используют тонкостенную оцинкованную сталь толщиной 0,55-0,65 мм с защитным покрытием из полиуретановой мастики (рис.35, а).
Оцинкованная сталь поступает в виде рулонов и с помощью специального электромеханического фальцезакаточного инструмента непосредственно на крыше превращается в панель-картины. Крепление кровельных картин осуществляется с помощью кляммер, которые скрыты под швом и не требуют отверстий в самой кровле (рис.35, б).
Различают фальцевые соединения лежачие и стоячие, одинарные и двойные. Боковые длинные края полос стали, идущие вдоль ската фальцевой кровли, соединяют стоячими фальцами, а горизонтальные - лежачими.
Рис.35. Устройство кровли из оцинкованного листа (а) и крепление
кровельных карт с помощью кляммер (б)
Монтаж металлической кровли производится с установки несущих стоек кровли. Стойки выполняют из одиночных или спаренных гнутых профилей С-образного сечения высотой 100-150 мм и устанавливают с шагом 2,5-3,0 м. Базы стоек изготавливают из прокатных уголков, которые крепятся к бетонному слою или плитам покрытия с помощью анкерных болтов длиной 150-200 мм.
Высоту стоек принимают в зависимости от требуемой толщины слоя утеплителя и зазора 30-50 мм, предусмотренного для естественной вентиляции пространства между кровлей и поверхностью утеплителя.
По стойкам крепят тетивы из спаренных гнутых профилей швеллерного сечения высотой 100 мм из стали толщиной 0,8-1,0 мм, которые располагают вдоль ската кровли с шагом 1,0-1,5 м. По тетивам крепят элементы обрешетки из гнутых профилей П-образного сечения высотой 40 мм с шагом 300-500 мм, кроме участков шириной 1,0 м по периметру кровли, где шаг снижают до 250 мм, так как на этих участках расчетная нагрузка от ветрового отсоса удваивается в соответствии с нормами.
Кровельные листы соединяют между собой по продольным краям с помощью фальцегибочной машинки, образующей двойной фальц в стыке, одновременно закрепляя в нем кляммеры. Такой стык обеспечивает полную водонепроницаемость соединения листов без герметизирующего материала при уклоне кровли не менее 7%. При меньших уклонах в продольные стыки листов вводят герметик в виде пасты или мастики.
В строительной практике известны примеры, когда длина скатов кровли, выполненной по этой технологии, достигала без поперечных стыков 108 м.
Главное, что отличает кровлю, выполненную из металла - ее долговечность, которая для кровли из меди составляет более 100 лет, из алюминия и его сплавов - не менее 80 лет и из оцинкованной стали с полимерным покрытием - не менее 50 лет.
6.7. Фонари промышленных зданий
Для верхнего освещения и аэрации помещений промышленных зданий применяют специальные устройства, называемые фонарями. В зависимости от функционального назначения фонари подразделяются на световые, светоаэрационные и аэрационные.
Основные типы светоаэрационных фонарей показаны на рис.36.
Рис.36. Основные типы светоаэрационных фонарей
а) прямоугольный; б, в) трапециевидные, г) треугольные; д) М-образные; е) шедовый; ж-и) зенитные
Тип фонарей назначают в зависимости от параметров внутрицеховой среды и климатических условий района строительства.
Номинальную высоту остекления принимают для фонарей шириной 6 м - 1500, 1750 или 2 х 1250 мм, а для фонарей шириной 12 м - 1750, 2 х 1250 или 2 х 1500 мм.
Расчетную высоту фонаря определяют на основании световых и аэрационных расчетов.
Помимо П-образных фонарей для верхнего освещения помещений производственных зданий применяют зенитные, которые в отличие от обычных П-образных фонарей могут располагаться в отдельных точках покрытия (рис.37).
Рис.37. Зенитные фонари из органического стекла:
а) точечного типа; б) панельный
Зенитные фонари подразделяются на точечные (рис.37, а) с размерами светового проема 1200 х 1400 мм и панельные (рис.37, б) со световыми проемами 1400 х 6000 мм.
Расстояние между зенитными фонарями и от фонарей до стен принимается не менее 6 м. Общая площадь проемов зенитных фонарей не должна быть более 15% площади покрытия, а площадь проема одного фонаря - не более 12 м2.
В последнее время для остекления производственных зданий разработан новый ячеистый материал на основе поликарбоната (сотовый поликарбонат), который отличается высокой ударопрочностью и хорошими теплоизоляционными свойствами.
Сотовая поликарбонатная система «АКРИСЕТ» состоит из несущего алюминиевого профиля и резиновых уплотнителей из термосветоозоностойкой резины, позволяющих осуществлять крепление поликарбоната толщиной от 6 до 23 мм (рис.38).
.
Рис.38. Варианты крепления поликарбонатной системы «АКРИСЕТ» (а) и детали крепления (б-д):
1-поликарбонатная крышка пластиковая; 2- профиль стыковочный; 3- резиновый уплотнитель;
4-подкладка пластиковая; 5- опора из алюминиевого профиля
Поликарбонатные панели размером 1500 х 6000 и 3000 х 6000 мм устанавливаются через пластиковые подкладки на опоры из алюминиевого профиля и в местах стыковки закрываются пластиковыми поликарбонатными крышками
Другой разновидностью горизонтальных светопрозрачных конструкций является замковая поликарбонатная система, состоящих из панелей в виде лотков шириной 600 мм, длиной 12000 мм и U-образного замкового соединительного элемента (рис.39).
Рис.39. Замковая поликарбонатная система:
1-поликарбонатная лотковая панель; 2- U- образный замок; 3- крепежный анкер; 4- металлический прогон; 5- торцовая заглушка; 6- шурупы
Замковая система монтируется на металлические прогоны с помощью анкеров из нержавеющей стали. В собранном виде покрытие представляет собой единую мембрану, не имеющую сквозных отверстий.
Для зданий и помещений со значительным избытком явного тепла следует применять светоаэрационные или аэрационные фонари (рис.40).
В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом для целей аэрации рекомендуется применять обычные световые фонари с открывающимися переплетами. Мерой защиты проемов фонарей от задувания может быть установка перед переплетами ветрозащитных панелей (рис.40, а).
Для зданий с большим выделением производственного тепла устраивают специальные аэрационные фонари системы КТИС, ПСК-2, Гипромеза, Батурина, МИОТ-2, ЛенПСП и др.
Наиболее экономичными и распространенными являются аэрационные фонари системы КТИС, в которых ветрозащитные панели выполняют поворотными, укрепляя их на нижней горизонтальной оси (рис.40, б).
В фонарях ПСК-2 поворотная ветрозащитная панель укреплена на средней горизонтальной оси (рис.40, в).
Фонарь системы Гипромеза (рис.40, г) устанавливают на зданиях с незначительным тепловым напором, а регулировку расхода воздуха осуществляют с помощью клапана, состоящего из двух верхних плоскостей.
Фонари системы ЛенПСП (рис.40, ж) предназначены для аэрации горячих цехов. Они характеризуются выносными вертикальными ветроотбойными и горизонтальными ветрозащитными щитами.
Фонари, как правило, располагают вдоль пролетов здания.
В целях удобства эксплуатации и по противопожарным требованиям светоаэрационные и аэрационные фонари следует проектировать длиной не более 84 м. Если требуется большая длина, то фонари устраивают с разрывами, величину которой принимают 6 м.
Расстояние между торцами фонарей и между торцом фонаря и наружной стеной принимают равным или кратным шагу стропильных конструкций.
Ширина фонаря зависит от размера пролета и принимается: - для пролета 18 м - 6м; для пролета 24 м - 6 или 12 м; для пролетов 30 и 36 м - 12 м.
Рис.40. Аэрационные фонари:
а) световой фонарь с ветрозащитными панелями; б) фонарь КТИС; в) фонарь ПСК-2; г) фонарь Гипромеза; д) фонарь Батурина; е) фонарь МИОТ-2; ж) фонарь ЛенПСП; 1- ветрозащитная панель; 2- клапаны; 3- жалюзи; 4- глухое остекление
6.8. Стены промышленных зданий
В общей стоимости промышленных зданий на наружные стены приходится в одноэтажных зданиях около 12%, а в многоэтажных - 20%.
Стены производственных зданий, как правило, навесные с использованием в качестве несущих конструкций колонн каркаса и элементов фахверка.
Для отапливаемых зданий наиболее часто используют навесные и самонесущие панели из легких и ячеистых бетонов (керамзитобетонные, пенно и - газобетонные) высотой 1200 и 1800 мм и длиной 6 и 12 м (рис.41). Предусмотрены парапетные панели высотой 900 мм.
Рис.41. Стеновые панели из ячеистого и легкого бетона:
а) при шаге колонн 6 м; б) то же, 12 м; в) детали установки панелей продольной стены; г) то же, угловых; 1- колонна; 2- панель; 3- элемент крепления; 4- 1гловой блок; 5- стойка фахверка
Для крепления стеновых панелей применяют два конструктивных решения: навесные с опиранием на колонны через металлические столики, расположенные в швах между панелями и самонесущие с передачей их массы на фундамент (рис.42).
Рис.42. Детали опирания (а, б) и крепления (в, г, д)стеновых панелей к колоннам:
1- колонна; 2- закладные детали колонны; 3- опорный столик; 4- панель стены; 5- сварные швы; 6- уголки, приваренные к закладным деталям; 7- закладная деталь панели; 8- элемент крепления; 9, 11 - листы 50 х 6 и 50 х 10;
10 - стержень
В настоящее время в качестве ограждающих конструкций для отапливаемых зданий следует использовать современные крупноразмерные элементы из металлических трехслойных панелей с эффективным утеплителем, металлических профилированных листов при полистовой сборке, композитных панелей в конструкциях навесных фасадов и др.
Наиболее эффективными в настоящее время являются крупноразмерные стеновые панели типа «сэндвич», которые представляют собой трехслойную конструкцию с облицовкой из стального оцинкованного окрашенного листа толщиной 0,5 - 0,8 мм и среднего слоя-утеплителя из базальтовой минеральной ваты с вертикально-ориентированным расположением волокон.
Стеновые панели выпускают длиной от 1500 до 15000 мм и шириной от 1000 до 1200 мм. Толщина панелей от 50 до 250 мм.
Стеновые панели крепятся к элементам каркаса вертикально или горизонтально (вертикальная и горизонтальная раскладка) через ригели фахверка с помощью самосверлящихся шурупов.
Преимуществам горизонтальной раскладки панелей (рис.43) можно отнести то, что при этой схеме исключается необходимость в дополнительных элементах фахверка и возможность попадания воды с плоскости стены под горизонтальные нащельники.
Рис.43. Варианты крепления при горизонтальном расположении панелей:
а) крепление панелей к ригелю; б) опирание стеновых панелей; в) вертикальный стык панелей; г) обрамление оконного проема; д) наружный угол стены; е) горизонтальный стык панелей
В углах здания стеновые панели могут устанавливаться в притык к друг другу, перекрывая боковой поверхностью панели торец смежной панели или только касаясь ребрами друг друга.
Варианты крепления сэндвич-панелей к каркасу промышленного здания при вертикальном расположении панелей приведен на рис.44.
При небольшой высоте строения использование вертикальной раскладки стеновых панелей позволяет полностью исключить использование грузоподъемного оборудования на стадии монтажа стен и отпадает необходимость в вертикальных нащельниках.
Рис.44. Варианты крепления стеновых панелей при вертикальном расположении панелей:
а) вертикальный стык стеновых панелей на рядовой ригель фахверка; б) поперечный горизонтальный стык стеновых панелей на опорном ригеле фахверка; г) наружный угол стены с использованием угловой стеновой панели
К цоколю здания стеновые панели крепят также с помощью самосверлящихся шурупов, которые завинчиваются в цокольный ригель (рис.45). Для отвода воды к стеновой панели прикрепляют слив из оцинкованной стали.
Рис.45. Опирание стеновых панелей на цоколь
Для определения необходимой толщины стеновых и кровельных панелей «сэндвич» из расчета нормативного значения термического сопротивления можно пользоваться данными, приведенными в приложении 7.
При полистовой сборке наружные стены включают профилированные или перфорированные профили толщиной 0,7-1,5 мм, образующие вертикальные стенки и горизонтальные ригели, которые соединяются между собой на винтах-саморезах.
Все стойки каркаса располагают с шагом 600 мм, что позволяет применять для изоляции минераловатные плиты одинаковой ширины для обеспечения их плотного примыкания к стойкам. Промежутки между стойками заполняют эффективным негорючим утеплителем (минераловатные базальтовые или стекловолокнистые плиты). Плиты теплоизоляции целесообразно устанавливать в два и более слоя, что упрощает заводку плит и обеспечивает возможность перевязки слоев (рис.46).
С внутренней стороны плит устраивается пароизоляция из пленки типа «Ютафол» или «Изоспан В», а с наружной стороны - паровоздушной пленки типа «Тайвек». Толщина стен колеблется от 150 до 250 мм при приведенном сопротивлении теплопередаче от 3,2 до 5,1 м 2 оС/Вт. Последним выполняется защитно-декоративный слой стены, в качестве которого, может быть использован любой отделочный фасадный материал (профнастил, сайдинг, декоративные штукатурные смеси, декоративный камень или любой другой современный материал, соответствующий типу здания).
Рис. 46. Конструкция стены здания с профилированными металлическими листами при полистовой сборке:
а общий вид; б) деталь стены с применением теплоизоляционных плит; 1, 2 - внутренний и наружный профилированные листы; 3- плитный утеплитель; 4- ветровой ригель; 5- наружный гофрированный лист; 6- герметизированная прокладка; 7- самонарезающий винт; 8- изоляционная прокладка; 9- опорный уголок
В последние годы разработаны новые конструкции стен для навесных фасадных систем из композитных панелей, состоящих из двух алюминиевых или стальных оцинкованных листов и внутреннего огнезащитного слоя (полиэтилен с антипиреном). Лицевая сторона панелей покрыта цветным полимерным лакокрасочным составом на основе акриловых композиций (рис.47).
Рис.47. Конструктивное решение композитной панели
Ширина композитных панелей составляет 1180 - 1480 мм, длина от 2000 до 4500 мм, толщина от 3 до 5 мм.
Высокая пластичность панелей позволяет придавать им сложные формы. Богатый выбор цветовой гаммы дает возможность использовать панели для решения любых дизайнерских и архитектурных задач (рис.48).
Наряду с металлическими облицовочными листами в композитных панелях для облицовки применяют обработанные натуральные камни, керамогранитные или фиброцементные плиты.
Композитные панели имеют высокую скорость монтажа и устанавливаются в любое время года.
Рис.48. Фасад здания из композитных панелей
Крепление композитных панелей может осуществляться с помощью кляммер, «в замок», саморезов, планок-держателей и фасадных заклепок (рис.49).
а) б) в)
Рис.49. Способ крепления металлических композитных панелей:
а) керамогранита с помощью кляммер; б) то же, планки-держателя; в) натурального камня с помощью планки-держателя
Для неотапливаемых и с избыточными тепловыделениями промышленных зданий, а также с взрывоопасными производствами в качестве стенового ограждения можно применять волнистые асбестоцементные листы, которые обладают небольшой массой, экономичностью и стойкостью к динамическим воздействиям (рис.50). Нижнюю часть таких стен выполняют на высоту не менее 1,8 м из других материалов (кирпича, железобетонных плит и блоков).
Асбестоцементные листы имеют длину от 1200 до 2500 мм, ширину 994-1154 мм, высоту волны 32-54 мм и толщину 6-8 мм. Листы при обшивке стен навешивают с помощью специальных крюков рядами в направлении от цоколя к карнизу на стальные ригели или шурупов к деревянным ригелям, размещаемых на расстоянии 600 мм.
Рис.50. Устройство стен из волнистых асбестоцементных листов:
1- асбестоцементные волнистые листы; 2- крепежный крюк; 3- стальной ригель; 4- колонна; 5- деревянный ригель; 6- шуруп
Неутепленные стены промышленных зданий могут выполняться из волнистых, профилированных и плоских стальных или алюминиевых листов толщиной 0,7 - 1,8 мм и шириной до 1500 мм. Листы выпускают длиной от 2 до 12 м. К ригелям каркаса листы крепят подобно асбестоцементных волнистых листов, а также самонарезающимися болтами.
Вид стен должен соответствовать современным архитектурно - художественным требованиям. Ритмическая структура каркаса должна быть отражена во внешнем облике здания.
Для одноэтажных промышленных зданий применяют схемы компоновки фасадов с горизонтальной и вертикальной разрезкой с навесными стеновыми панелями с проемами и простенками шириной 6 м и самонесущими панельными стенами с проемами и простенками шириной 1,5 и 3,0 м (рис.51).
Рис.51. Компоновка стен одноэтажных производственных зданий:
а, б, в, д) варианты раскладки горизонтальных продольных панелей; г) вариант с применением вертикальных панелей; 1- панель; 2- то же, горизонтальная с встроенными окнами; 3- то же, цокольная
На фасаде здания следует показать габаритные оси и отметки планировочного уровня грунта, цоколя, низа и верха остекления и парапета стенового ограждения.
6.9. Заполнения оконных проемов
Заполнения оконных проемов должны обеспечивать необходимые условия освещения, воздухообмена, теплоизоляции и звукоизоляции помещений, быть долговечными и удобными при монтаже и в эксплуатации. Кроме того, они должны способствовать повышению архитектурно-художественных качеств здания.
Оконные заполнения в промышленных зданиях занимают значительную площадь стен, поэтому, учитывая высокую стоимость оконных заполнений и значительные теплопотери в зимний период и перегрев - в летний, необходимо очень тщательно подходить к выбору конструкции оконного заполнения и площади остекления.
Площадь остекления принимается в соответствии со СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение». С учетом унификации ширина проемов принимается кратно 0,5 м (3; 4; 4,5 м); по высоте - 0,6 м.
Выбор типа заполнения оконных проемов производят в зависимости от требуемого микроклимата помещений и характера технологического процесса.
Оконные проемы могут быть с деревянными или металлическими переплетами, из стеклоблоков, стеклопрофилита, стеклопакетов или светопрозрачных панелей на основе полимеров.
Заполнение оконных проемов может быть одинарное, двойное или тройное. Кроме того, остекление может быть ленточным, в виде отдельных блоков с простенками или в виде сочетания различных видов проемов (рис.52).
Рис.52. Типы оконных проемов промышленных зданий:
а) отдельные; б) ленточные; в) варианты сочетания различных видов проемов
Ленточное остекление допускается применять только в зданиях с избыточными тепловыделениями в рабочей зоне или в районах с жарким климатом.
В последнее время значительно повышены теплотехнические требования к конструкциям оконных заполнений. Согласно действующим нормативам конструкции окон производственных зданий с сухим и нормальным режимом должны иметь сопротивление теплопередаче не менее 0,25 м2 ºС/Вт.
В настоящее время на смену старых деревянных переплетов, которые характеризовались значительной деформативностью и некачественным уплотнением притворов, пришли новые, более качественные оконные заполнения. Номенклатура выпускаемых блоков включает различные конструкции заполнений: одинарные, раздельные с двойными переплетами, спаренные с двойным остеклением, раздельно-спаренные с тройным остеклением, с остеклением наружной створки и внутренним заполнением из стеклопакета (рис.53).
Рис.53. Конструктивное решение деревянных окон:
а) схемы блоков - переплетов с наружным открыванием створок; б) то же, с внутренним; в) сечение блоков без наплавов; г) то же, с наплавом; д) глухая и створная оконные панели
Деревянные оконные блоки при высоте 1200 и 1800 мм имеют ширину1500, 3000 и 4500 мм. Такие блоки располагают в один или несколько ярусов, а при высоте проема более 7200 мм между ярусами блоков устанавливают деревянные ригели для восприятия ветровых усилий.
В стенах из крупных панелей световые проемы целесообразно заполнять деревянными панелями с размерами 1200 х 6000 и 1800 х 6000 мм.
Более высокие эксплуатационные и эстетические показатели имеют дерево -алюминиевые конструкции окон. Они могут иметь спаренное или раздельное решение с заполнением створок листовым стеклом или стеклом со стеклопакетами. Дерево - алюминиевые окна имеют достаточно высокие теплотехнические, светотехнические и звукоизоляционные характеристики. Так, приведенное сопротивление теплопередаче окон с двумя листовыми стеклами составляет от 0,38 до 0,50, а со стеклом и однокамерным стеклопакетом - от 0,48 до 0,56 м2·ºС/Вт.
Вместо применяемых металлических окон и панелей, выполняемых из стальных прокатных и холодногнутых профилей, в настоящее время применяются стальные окна из спаренных тонкостенных труб. Область их применения достаточно широка - их можно применять в одноэтажных и многоэтажных производственных зданиях, а также во вспомогательных и административных зданиях, возводимых в районах с температурой наружного воздуха от -40 до 50 ºС (рис.54).
Рис.54. Конструкция окна из спаренных труб со стеклопакетом:
1- стеновая панель; 2- слив; 3- рама; 4- переплет; 5- стеклопакет; 6- герметик; 7- мягкий притвор; 8- резиновая прокладка; 9- жесткий притвор
Применяют переплеты размерами 1130 х 1550 до 3530 х 5970 мм. В проемах высотой более 3,6 м в заполнение вводят ветровые ригели.
Стеклопакеты с переплетами из поливинилхлорида (ПВХ) могут быть рекомендованы только для административных и бытовых помещений и в условиях сравнительно умеренного климата. Это связано со специфическими свойствами ПВХ, которые характеризуются снижением механических свойств при повышении температуры.
Более индустриальными светопрозрачными конструкциями являются панели размерами
1,2 х 6,0 м из алюминиевых профилей с заполнением из листов стеклопластика в один или два слоя (рис.55).
Рис.55. Светопрозрачное ограждение из стеклопластика:
1- волнистый стеклопластик; 2- асбестоцементный или алюминиевый лист; 3- крепежные детали; 4- колонна; 5- деревянная прокладка; 6- прогон
Створные оконные переплеты или другие открывающиеся устройства в помещениях, в которых требуемый воздухообмен осуществляется аэрацией, должны размешаться таким образом, чтобы расстояние от уровня пола до низа проемов было не более 1,8 м, а до низа проемов, предназначенных для притока воздуха в холодный период года, - не менее 4 м .
6.10. Лестницы
В многоэтажных промышленных зданиях лестницы предназначены для сообщения между этажами, связи с рабочими площадками, на которых установлено оборудование, посадочными и ремонтными площадками для обслуживания кранов, а также для эвакуации людей.
Количество лестничных клеток определяется расчетом. Расстояние от наиболее
удаленного рабочего места до ближайшего эвакуационного выхода должно составлять 30 - 100 м в зависимости от категории производства, степени огнестойкости и этажности здания.
В административно-бытовых зданиях, как правило, должно быть не менее двух закрытых лестниц, имеющих естественное освещение.
Наружные входы в административно-бытовых здания должны иметь тамбуры глубиной не менее 1,2 м. В районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже -30 оС тамбуры должны быть двойными.
Пожарные лестницы предусматриваются в производственных зданиях для доступа в верхние этажи, на покрытие и фонари. При высоте здания более 10 м лестницы устраивают вертикальными шириной 1м; при высоте более 30 м - наклонными с уклоном не более 80о и промежуточными площадками по высоте не более чем через 8 м.
Уклон маршей в лестничных клетках следует принимать 1:2; для подвальных этажей и чердаков допускается уклон 1:1,5, а для открытых лестниц - 1:1.
Пожарные лестницы следует также использовать для подъема на кровлю фонарей и для подъема с одного уровня на другой в зданиях с перепадом кровли.
На каждый локальный уровень кровли, как правило, следует предусматриватъ две пожарные лестницы.
Расстояние между пожарными лестницами по периметру здания назначается не более 200 м. Если ширина зданий не превышает 150 м, пожарные лестницы на главном фасаде можно не устраивать.
6.11. Ворота и двери
Ворота и двери предусматриваются для перемещения напольного транспорта и движения людских потоков. Расстояние между воротами, дверям и их размещение устанавливают из технологических требований и условий надежной эвакуации людей.
Тип ворот выбирают с учетом габаритов проемов, требуемой степени герметизации помещений, интенсивности движения транспорта и т. д. Все виды ворот могут быть выполнены с ручным или механизированным о