© 2020 all rights reseived

Компоновочный план

Компоновочный план здания (корпуса) с указанием размещения входящих в него цехов, отделений, участков и вспомогательных помещений является необходимым материалом в составе технического проекта.

Назначение компоновочного плана - взаимная увязка входящих в состав корпуса цехов, участков и отделений, выбор оптимального направления производственного процесса и внутрицехового транспорта, анализ грузовых и людских потоков по корпусу, а также определение наилучшего размещения вспомогательных помещений и бытовых устройств.

В тех случаях, когда в состав корпуса входят различные цехи, проекты которых разрабатывают разные отделы проектной организации, компоновочный план корпуса выполняют ответственный проектант ведущего отдела совместно с главным инженером проекта.

На компоновочном плане указывают:

  • габариты здания (корпуса);

  • маркировку осей здания;

  • стены капитальные наружные и внутренние перегородки (в одну линию);

  • сетку колонн пролетов;

  • отметки фундаментов колонн;

  • границы между цехами и участками;

  • вспомогательные службы, помещения;

  • устройства (трансформаторные подстанции, венткамеры);

  • мастерские;

  • кладовые;

  • магистральные и межцеховые проезды;

  • вводы ж.д. путей;

  • общекорпусные и цеховые подъемно-транспортные средства: краны, кран-былки, конвейеры, лифты и т.п.;

  • подвалы;

  • тоннели;

  • антресоли (с отметками их пола).

Компоновочные планы выполняют для каждого этажа здания и указывают на них основные стены, границы между це­хами и участками, вспомогательные устройства (трансформатор­ные подстанции, насосные вентиляционные камеры и т. д.), основ­ные подъемно-транспортные устройства (краны, кран-балки, кон­вейеры) и их трассы; основные грузопотоки; основные проезды и проходы; вводы железнодорожных путей; границы подвалов, антресолей, тоннелей, магистральных стружкоуборочных каналов с указанием вертикальных отметок относительно уровня пола основного этажа.

 

Компоновочные планы выполняют в масштабах 1:200 и 1:400 (в отдельных случаях при особо крупных корпусах 1:800) на основе чертежа архитектурно-строительной части, сохраняя принятую в нем разбивку и марки­ровку осей колонн, стен и других строительных конструкций.

В качестве исходных данных для разработки компоновочного плана используют состав отделений и служб цехов, данные об их площадях, выбранную ранее компоновочную схему, определя­ющую общую последовательность производственного процесса, а также основные параметры и общую компоновку здания.

Расположение оборудования на компоновочном плане, как правило, не показывают. В отдельных случаях, когда расположение основного оборудования влияет на компоновочные решения (например, поточные станочные или автоматические линии в механических цехах), на компоновочных планах может быть схематично показано размещение основных групп оборудования.

Основные принципы, определяющие выбор компоновки цехов, следующие:

1.       обеспечение прямоточности производственного процесса, исклю­чение по возможности возвратных движений грузопотоков;

2.       компактность, т. е. использование минимальной производ­ственной площади для размещения участков и цехов;

3.       использование наиболее экономичных прогрессивных видов транспорта;

4.       минимизация транспортных операций для перемещения изделий в процессе их производства;

5.       совместимость технологических процессов, выполняемых на смежных участках или в цехах, сточки зрения взаимного влияния на качество изделий, а также с учетом условий труда и противо­пожарных мероприятий;

6.       возможность последующего расширения производства и пере­планировки оборудования, связанных с изменением или внедре­нием новых технологических процессов;

7.      использование рациональных компоновок зданий из унифи­цированных типовых секций.

 

 

Главным при выборе компоновочной схемы является обеспече­ние кратчайшего пути основных технологических грузопотоков (от получения заготовок и полуфабрикатов до готовых изделий). При этом цеховые или корпусные склады заготовок должны рас­полагаться в корпусе со стороны заготовительных цехов, а выход готовой продукции — со стороны склада готовой продукции. Подразделения технического, ремонтного и инструментального обслуживания, как правило, располагают в стороне от основных технологических потоков либо по периферии корпуса, либо по границам цехов внутри крупных корпусов.

 

При проектировании нового цеха большое значение имеет выбор типа производственного здания, его компоновки, раз­меров в плане. При реконструкции и техническом перевооружении производства возникает задача оптимального использования имею­щихся производственных зданий для размещения новых участ­ков и цехов. Стоимость производственных зданий в машинострое­нии довольно высока и достигает 30—40 % стоимости основных фондов предприятий.

 

Объемно-планировочные решения производственных зданий могут быть разнообразными. Для цехов механосборочного произ­водства применяют одноэтажные и многоэтажные здания со светоаэрационными фонарями и без них, крановые (оборудованные мостовыми кранами) и бескрановые здания с использованием на­польного и подвесного транспорта. По форме в плане здания обыч­но проектируют прямоугольными, однако в отдельных случаях применяют Г-, П- или Ш-образные. Выбор обычно связан с фор­мой и размерами площадки завода или стремлением зарезервиро­вать площадь для дальнейшего расширения цехов путем при­стройки дополнительных  пролетов.

 

При проектировании производственных зданий наиболее ши­рокое применение получили каркасные здания с использованием унифицированных железобетонных строительных элементов заводского изготовления. Для ускорения и удешевления строитель­ного проектирования разработаны унифицированные типовые секции (УТС), представляющие собой объемную часть здания и состоящие из одного или нескольких пролетов одинаковой длины.

 

Это позволяет разместить в одном здании несколько цехов, если это не противоречит условиям производства и требованиям противопожарной безопасности. Блокирование нескольких це­хов в одном здании способствует сокращению коммуникаций и транспортных расходов. Анализ затрат на создание производст­венных зданий показывает, что одноэтажные здания оказываются, как правило, дешевле многоэтажных при той же производственной площади. Более широкие пролеты и шаг колонн в одноэтажных производственных зданиях позволяют лучше использовать производственные площади в связи е уменьшением «мертвых зон» вокруг колонн.

 

Указанные факторы определяют преимущественное использо­вание в машиностроении одноэтажных производственных зданий. Однако при реконструкции действующих предприятий, площадка которых ограничена сложившейся застройкой, в обоснованных случаях идут па применение многоэтажных производственных зданий.

На рис. 13.1 показаны конструктивные схемы пролетов одно­этажных производственных зданий с полным каркасом, который образуют колонны 2, стропильные 3 и подстропильные 7 фермы, подкрановые балки в и плиты 4 покрытий. Колонны опираются на фундаменты 8, габаритные размеры которых необходимо учитывать при размещении высокоточных станков, устанавливаемых на собственные фундаменты, а также при определении трасс стружкоуборочных конвейеров. Высокая продольная и поперечная жест­кость каркаса здания достигается сваркой стальных закладные элементов и последующим заполнением стыков бетоном. Для освещения и естественного проветривания в пролетах средних рядов предусматривают светоаэрационные фонари. В крайних пролетах естественное освещение обеспечивается боковым остек­лением, поэтому светоаэрационные фонари не предусматривают. К ограждающим конструкциям здания относятся панели стен, окна, двери и ворота. Вместо светоаэрационных фонарей в конст­рукции зданий с плоской кровлей в отдельных случаях преду­сматривают световые плафоны. Однако подобные решения не получили широкого распространения ввиду сложности обеспе­чения герметизации плафонов и быстрого их загрязнения в про­цессе эксплуатации.

 

Ранее было отмечено, что оборудование в современных цехах устанавливают с основном на виброизолирующие опоры. Это обусловливает высокую гибкость планировки. Поэтому полы в цехах представляют собой многослойную конструкцию, вклю­чающую утрамбованный грунт, надежную бетонную подготовку толщиной 200—300 мм, бетонную стяжку для выравнивания, слой гидроизоляции, а также покрытие пола.

 

Для проектирования производственных зданий разработан типаж основных и дополнительных унифицированных типовых секций. Размеры основных секций в плане составляют 72x72 и 72x144 м, причем первый размер соответствует длине пролета, второй — ширине здания. Площадь указанных секций составляет соответственно 5184 и 10368 м2. Основные секции могут быть крановыми и бескрановыми, с сеткой колонн 18 х 12 м или 24 x 12 м при высоте пролета 6; 7,2: 8,4 м для бескрановых в 10,8; 12,6 м для   крановых  зданий.

Помимо основных предусматривают дополнительные одно- и двухпролетные секции длиной 72 м, оборудованные кранами с вы­сотой пролета 10,8; 12,6; 16,2 и 18 м. Эти пролеты имеют ширину 24 и 30 м и предназначаются для размещения крупных изделий.

Из основных и дополнительных секций можно компоновать производственные здания разных размеров и формы. Каждая секция отделяется от другой температурно-деформационным швом, представляющим собой сдвоенный ряд колонн (рис.  13.2, б).

 

На рис. 13.3, а приведены примеры компоновки зданий из основных секций размером 72 х 144 м и 72 x 72 м. Эти секции явля­ются основой производственного здания. На рис. 13.3, б показаны варианты, дополненные одно- и двухпролетными секциями. В до­полнительных секциях пролеты расположены перпендикулярно к пролетам основных секций, что удобно, например, при поточной конвейерной сборке изделии. Варианты, показанные на рис. 13.3, б, характеризуются тем, что пролеты дополнительных секций расположены параллельно пролетам основных секций здания. Подобную компоновку используют в единичном и мелко­серийном производстве. В дополнительных крановых пролетах большей высоты размешают участки изготовления базовых дета­лей, а также участки сборки изделия.

 

При выборе схемы нового знания несводимо стремиться к унификации объемно-планировочных и конструктивных реше­ний промышленных зданий.

 

Поэтому предложение следует отдавать зданиям прямоуголь­ной формы с пролетами одного направления и преимущественно без перепадов высот.

 

 

Пролеты цехов с повышенной высотой необходимо группировать вместе, но число высот должно быть минимальным. На рис. 13.4 даны разрезы бескрановых и крановых пролетов производственных зданий, а также при­стройки для размещения адми­нистративных и бытовых помещений. Здания без светоаэрационных фонарей с подвесным потолком (рис. 13.4, б) приме­няют для термоконстантных кор­пусов. Межферменное прост­ранство при этом используют для размещения воздуховодов и фильтров для систем конди­ционирования.

 

В крупных корпусах в от­дельных случаях предусматри­вают архитектурно-планировочные вставки для размещения высот­ных складов или других вспомогательных служб. На рис. 13.5 по­казан разрез здания, где пролеты механических и сборочных цехов соединяет высотный склад готовых деталей. В таких вставках также размещают вводы железнодорожных путей, системы техни­ческого обслуживания цехов (оборудование и воздуховоды для централизованных вентиляционных установок и кондиционеров, трансформаторные подстанции и др.).

 

Административно-технические службы и бытовые помещения цехов размещают в пристройках к производственным зданиям (рис. 13.4, г) или в отдельных зданиях. В последнем случае пре­дусматривают утепленные переходы в производственные корпуса.

Для пристроек и отдельно стоящих административно-бытовых зданий разработаны унифицированные типовые секции с сеткой колонн 6 x 6 м. Ширина пристройки составляет 12 м, отдельно стоящих зданий — 18 м. Длина секций унифицированного ряда составляет 36, 48 и 60 м. Предусмотрены варианты двух-, трех- и четырехэтажных пристроек и зданий, причем первый этаж пристроек может быть использован для размещения вспомога­тельных отделений. Высота первого этажа в этом случае может быть 4,2 м. При размещении адми­нистративных и бытовых помещении высоту этажа (от пола до пола) при­нимают равной 3,3 м.

 

В зависимости от конкретных ус­ловий пристройка может располагать­ся в торцовой части здания или вдоль крайнего пролета. Первый вариант применяют чаще. Это обусловлено тем, что при таком расположении обе­спечивается распределение потока работающих по пролетам и исклю­чается пересечение технологических потоков и потоков работающих. Од­нако при размещении в торцах зда­ний складов заготовок или конвейе­ров для сборки необходимо преду­сматривать подземные переходы.

 

При размещении пристройки вдоль крайнего пролета ограничивается воз­можность расширения цеха, затем­няется пролет, поэтому этот вариант компоновки применяют реже. Разме­щение бытовых помещений в отдель­ных зданиях обеспечивает большую комфортность ввиду лучшей осве­щенности, но увеличивает расстоя­ние до рабочих мест и потери вре­мени на переходы.

 

При оформлении компоновочного плана необходимо привязать конструктивные элементы здания (колонны, оси крановых рель­сов и подкрановых балок) к разбивочным осям.

 

Основные правила размерной привязки при компоновке одно­этажных производственных зданий из унифицированных типовых секций приведены ниже.

 

Колонны средних рядов "располагают так, чтобы геометриче­ские центры их сечений и надкрановой части совпадали с пересе­чением разбивочных осей. Исключение составляют колонны, расположенные в зоне температурно-деформационных швов.

В зоне температурного шва колонны поперечных швов (рис. 13.7, а) смещают внутрь секции относительно разбивочной оси на 500 мм. Продольные швы образуют смещением колонн внутрь секции так, чтобы расстояние между боковыми сторонами колонн было не менее 500 мм (рис. 13.7, б, в). В зоне продольного шва предусматривают две разбивочные оси.

 

При использовании стальных ферм, устанавливаемых на шарнирные опоры, продольные швы делают на одной ко­лонне.

Торцовые колонны здания вмещают внутрь относительно разбивочной оси на 600 мм (рис. 13.8, а). Это необходимо для того, чтобы пропустить колонны фахверка, шаг которых обычно равен 6 м. Фахверком называют легкий каркас, необходимый для раз­мещения на нем стеновых панелей, длина которых обычно равна 6 м.

Крайние колонны продольного ряда смещают относительно разбивочной оси внутрь пролета так, чтобы торцовая грань ко­лонны совпадала с продольной разбивочной осью. Такую при­вязку называют нулевой (рис. 13.8, б). Этот вариант привязки применяют для бескрановых секций, а также для зданий, обору­дованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 30 т при шаге колонн крайнего ряда 6 м.

 

Для крановых зданий с шагом колонн крайнего ряда 12 м и при грузоподъемности крана до 50 т приме­няют привязку «250» (рис. 13.8, б).

 

Оси подкрановых балок и рельсов располагаются во всех ря­дах на расстоянии I=750 мм от продольных разбивочных осей при грузоподъемности кранов до 50 т и на расстоянии I=1000 мм в случае использования кранов большей грузоподъемности (рис. 13.8, г).

 

При выборе компоновки здания следует исходить из общей площади цехов, принятого варианта их взаимного размещения, а также из того, что для их технического и хозяйственного об­служивания необходимо организовать вспомогательные службы. При корпусной структуре производства должны быть решены вопросы об объединении вспомогательных служб. Целесообразно создавать общий корпусной склад заготовок и металла, объеди­нять подразделения для организации ремонтного обслуживания технологического, энергетического и подъемно-транспортного обо­рудования.

 

Общие системы обеспечения станков СОЖ. уборки стружки, транспортного обслуживания, обеспечения инструментом и др. способствуют лучшему использованию сложного оборудования, сокращению численности вспомогательных рабочих и потребной площади.

 

В процессе общей компоновки корпуса, уточнения ранее при­нятых планировочных решений определяют габаритные размеры и структуру производственного здания.

 

Компоновочный план типового проекта главного корпуса станкостроительного завода:

Компоновочный план корпуса по производству автомобильных двигателей:

Компоновочный план корпуса по изготовлению точных штампов:

Компоновочный план заготовительного корпуса:

Производственная мощность корпуса 350000 т заготовок в год. Крупные и средние режущие агрегаты установлены на трех ленточных фундаментах, приподнятых над уровнем пола на 1300 мм. Мелкие режущие агрегаты установлены на 0 отметке. Все режущие агрегаты расположены в двух смежных пролетах таким образом, что нагревательные печи и механизированные стеллажи выходят в пролет склада метала, а режущее оборудование - в пролет склада заготовок, где основная часть заготовок хранится на стеллажах и отправляется в кузнечные цехи напольным транспортом.