 |
|
С плоскостной организацией пространства
Этот тип здания стал приоритетным во второй половине ХХ в. И, хотя
тенденции развития промышленной архитектуры обусловливают равное
распространение всех типов производственных зданий
Репозиторий БНТУ
на современном
этапе, этот процесс не может быть одномоментным, поэтому одноэтажное
здание по-прежнему еще численно превалирует в промышленном строи-
тельстве [4, 18, 25, 33, 56]. В отечественной практике таких зданий при-
мерно 70 %, а в зарубежной (европейской и американской) – 80 %.
Главным достоинством одноэтажного здания является то, что здесь
можно разместить практически все технологические процессы, а некото-
рые из них, например процессы с тяжелым оборудованием или создающие
большие ударные нагрузки, вибрацию, нельзя разместить ни в каком дру-
гом типе производственного здания. Расположение всех составляющих эле-
ментов процесса в одной плоскости обеспечивает простые и надежные тех-
нологические связи. Такие связи наиболее выгодны с экономической точки
зрения, поскольку горизонтальный транспорт (напольный, подвесной, крано-
вый) относится к самым дешевым. Несомненным преимуществом одноэтаж-
ного здания является также и возможность осветить естественным светом
внутреннее пространство через фонари покрытия, что обеспечивает рав-
номерный уровень освещенности.
Однако такой тип здания не лишен недостатков. При довольно значи-
тельных площадях эти здания могут возводиться только на ровных пло-
щадках с уклоном не более 3 %, дефицит таких территорий особенно ощу-
тим в условиях городского строительства. Большие поверхности наружных
стен и покрытия обусловливают значительные теплопотери и, соответст-
венно, увеличение расходов на отопление. Достаточно сложно эксплуати-
ровать здания большой площади, и это распространяется не только на
обеспечение необходимого температурно-влажностного режима, но и на
поддержание санитарно-гигиенических условий. Например, в одноэтажных
корпусах заводов Г.Форда, США, только мойщиков окон содержалось бо-
лее 700 человек в каждом здании.
Существенным недостатком одноэтажных зданий следует признать и
трудности архитектурно-художественного плана. Для плоских, протяжен-
ных и невысоких объемов непросто решаются композиционные вопросы,
обеспечение выразительности облика, его индивидуальности.
По характеру застройки од-
ноэтажные здания подразделя-
ются на здания сплошной и па-
вильонной застройки (рис. 4.20).
Первая, наиболее распространен-
ная, представляется одним объе-
мом, с цельным внутренним про-
странством, разделенным на от-
дельные помещения перегород-
ками, часто из-за технических
Рис. 4.20. Сплошная застройка
и технологических соображений
не доходящими до уровня покрытия. Вторая, павильонная застройка, отли-
Репозиторий БНТУ
чается изрезанной формой плана, здание состоит как будто из отдельных
объемов (павильонов), соединенных переходами. Такие здания применяются
для производств, технологический процесс которых неоднороден по мик-
роклиматическим, санитарно-гигиеническим, пожаро-, взывоопасным или
прочим условиям (химическое, нефтехимическое металлургическое, машино-
строительное производство). Например, П- и Ш-образные или гребенчатые
здания используются для кузнечных цехов, Т-образные – для литейных.
Такая форма объясняется необходимостью изолировать технологические
операции, приводящие к значительным шумовым, вибрационным и тепло-
вым выделениям, а также загазованности.
Иногда выбор павильонной застройки объясняется отсутствием ров-
ной площадки для строительства. Отдельные павильоны возводят на раз-
ных отметках, соединенные переходами, они формируют одно здание.
В зданиях павильонной застройки естественное освещение часто обес-
печивается только боковыми оконными проемами, которые не только эко-
номичнее и проще в эксплуатации, чем фонари покрытия, но и дают визу-
альную связь с окружением, что является очень важным при формирова-
нии психофизиологического комфорта работающих. Павильонная затройка
имеет преимущества в архитектурно-ком-
позиционном плане. Большой распластан-
ный объем в этом случае членится на от-
дельные составляющие, иногда разные по
высоте, восприятие которых с учетом не-
одинаковой приближенности частей фор-
мирует более интересное, пластичное целое.
В зависимости от расположения внут-
ренних опор одноэтажные здания делятся
на пролетные, ячейковые и зальные, фор-
мируя соответственно такие разновидности
или подтипы(рис. 4.21).
В наиболее распространенном сегодня
пролетном подтипе расстановка опор обес-
печивает использование несущих конструк-
ций покрытия только в одном направлении –
по пролетам (рис. 4.22–4.26). В результате
здание формируется пространством проле-
тов, расположенных параллельно друг дру-
гу, по этим пролетам и осуществляются тех-
нологические связи, процесс выстраивается
последовательно, цепочкой, переходя от од-
ного пролета к другому, поэтому пролет-
Рис. 4.21. Схема плана ячейкового, ные здания хорошо приспособлены к кон-
пролетного и зального зданий
вейерному производству. Обеспечение тех-
нологических связей осуществляется подвесным и напольным транспор-
Репозиторий БНТУ
том, основным из которых является мостовой кран. Он передает нагрузку
непосредственно на грунт, и это позволяет работать с достаточно тяжелы-
ми изделиями, что делает этот подтип здания незаменимым для тяжелого
машиностроения.
Рис. 4.22. Электромеханический завод в Петербурге, Россия.
Разрез
Рис. 4.23. Кузнечный цех «Крайслер
Рис. 4.24. Фабрика одежды «Бенеттон»
Корпорэйшн» в Детройте, США,
в Тривисо, Италия,
архитектор А. Кан
архитектор А. Скарпа
Рис. 4.25. Мебельная фабрика
Рис. 4.26. Эскиз к проекту мебельной фабрики
Репозиторий БНТУ
в Бад Мюндер, Германия,
в Бад Мюндер, Германия
архитектор Г. Херзог
Пролеты могут располагаться как в одном, так и в разных направле-
ниях, быть одинаковой или разной ширины и высоты. Число пролетов не
ограничивается, однако большое их количество ведет к чрезмерной площади
здания, что вызывает сложности строительства и эксплуатации. Размеры
пролетов принимаются в зависимости от технологии производства, выпус-
каемой продукции, используемых станков и оборудования и бывают 12,
18, 24, 36 и более метров. Например, завод «Атоммаш» в России, произво-
дящий турбины для атомных электростанций, имеет пролет 42 м, оснащен-
ный мостовыми кранами грузоподъемностью 1200 т. Величина перепада
высот пролетов во избежание образования снегового мешка не должна
быть меньше 1,8–2,4 м. Разновысокие и расположенные взаимно перпен-
дикулярно пролеты часто применяются при введении в здание железнодо-
рожного транспорта. Такой пролет имеет другие линейные размеры и уст-
раивается, как правило, с краю, а не внутри здания.
Для перекрытия пролетов используются различные конструкции, на-
иболее часто – фермы разных очертаний. Возможно использование и ше-
дового покрытия. Поэтому абрис кровли может быть как плоский, простой,
так и более сложный. Форма покрытия для одноэтажного здания играет
существенную роль при формировании его внешнего облика. Часто имен-
но выразительная линия кровли может выделить довольно большое и в то
же время относительно невысокое производственное здание из окружаю-
щей застройки, сделать его интересным и запоминающимся [56].
Верхний свет в здании обеспечивается проходящими вдоль пролета
линейными либо точечными зенитными фонарями. Световые фонари спо-
собны быть одновременно и аэрационными, выполняя естественную вен-
тиляцию корпусов. Это часто используется в цехах с большими тепловы-
делениями – кузнечных, литейных, здесь нагретый воздух вместе с вред-
ными газами, парами и аэрозолями поднимается вверх естественным об-
разом и без дополнительных затрат удаляется через светоаэрационные
фонари. Как правило, фонари размещают со второго от наружной грани
пролета, первый же освещается боковыми оконными проемами. Проемы
могут формировать один или несколько поясов, иногда довольно узкую
ленту в нижней части стены, в пределах человеческого роста, что необхо-
димо не столько для естественного освещения, сколько для обеспечения
человеку возможности видеть окружающий мир, смену времени суток,
природные элементы ландшафта. Все это важно для формирования психо-
физиологического комфорта у работающего в непривычной, порой опас-
ной агрессивной среде.
Ячейковый подтип одноэтажного здания характеризуется квадратной
или близкой к квадрату сеткой колонн, несущие конструкции покрытия
укладываются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, конструк-
Репозиторий БНТУ
тивно формируя ячейки. В качестве конструкций покрытия используются
пересекающиеся балки, фермы, коробчатые настилы, грибовидные моно-
литные или сборные перекрытия (сетка колонн 12
12, 15 15, 18 18,
24 24 м). При
этом подвесной транспорт может двигаться более сложно,
в двух направлениях, соответственно технологический процесс следует по
более сложной траектории (рис. 4.27–4.31).
Рис. 4.27. Фабрика резиновых изделий
Рис. 4.28. Интерьер производственного
В Бринмоуре, Великобритания
корпуса фабрики резиновых изделий
в Бринмоуре, Великобритания
Рис. 4.29. Распределительный центр
Рис. 4.30. Интерьер распределительного
фирмы «Рено», Великобритания,
центра фирмы «Рено», Великобритания
архитектор Н. Фостер
Репозиторий БНТУ
Рис. 4.31. Производственное здание в Амерсфорте, Голландия,
архитекторы Ван Беркель и Бос
Мостовые краны, эффективность которых определяется движением в
одном направлении, здесь не используются, их заменяют всевозможными
подвесными устройствами – кран-балками, подвесными конвейерами. Отли-
чие этих механизмов заключается в передаче нагрузки на грунт через кон-
струкцию перекрытия, а не непосредственно, как это происходит с мостовым
краном. Поэтому грузоподъемность таких устройств значительно ниже.
Возможность передвигаться по технологической цепочке в обоих на-
правлениях позволяет иметь внутри более гибкое пространство, легко пере-
страивающееся и изменяющееся. Здания ячейковой структуры используют
прежде всего для производств, технологический процесс которых доволь-
но часто претерпевает изменения, например на предприятиях электронной
промышленности, приборостроения. Преимущества более гибкого внутрен-
него пространства способствуют также широкому распространению этого
типа зданий среди отраслей промышленности, не требующих больших про-
летов и оборудования большой грузоподъемности.
Ячейковый подтип здания, как правило, имеет компактную, близкую
к квадрату форму плана. В истории промышленного строительства извест-
ны случаи использования ячейкового подтипа при строительстве зданий
сложной, в том числе треугольной, формы плана, при освоении участка
непростой конфигурации. Сегодня благодаря большей гибкости в исполь-
зовании внутреннего пространства ячейковый подтип здания находит до-
статочно широкое применение во многих областях промышленности, при-
чем как при строительстве больших заводских корпусов, так и для малых
производственных зданий.
Как и в пролетном подтипе, освещение ячейковых зданий осуществля-
ется верхними точечными зенитными фонарями и боковыми оконными про-
емами, а очертание конструкции покрытия также играет важную роль в
формировании внешнего облика здания.
Зальный подтип одноэтажного здания практически представляет собой
однопролетное здание с большим пролетом. Перекрывают такой пролет как
плоские конструкции – фермы, арки, так и пространственные – своды, про-
странственно-стержневые структуры или их сочетания. Основное преиму-
щество зальных зданий заключается в наличии свободного безопорного
внутреннего пространства, которое, с одной стороны, может быть необхо-
димо для производств с крупногабаритным оборудованием или выпускае-
мой продукцией, а, с другой стороны, безопорное пространство обеспечива-
ет максимальную гибкость и возможность трансформации. Поэтому область
Репозиторий БНТУ
применения зального здания простирается от самолетных ангаров, цехов
прокатки металла, сборочных корпусов некоторых машиностроительных
заводов до относительно небольших станций технического обслуживания
автомобилей, швейных, обувных производств, где требуется мобильность
в организации внутренней среды, передвижения автомобилей, переоборудо-
вания и переоснащения технологических участков (рис. 4.32–4.35).
Рис. 4.32. Фабрика резиновой тесьмы в Госсау,
Швейцария, архитекторы Данцейзен и Фозер
Рис. 4.33. Ангар в Орли, Франция,
Рис. 4.34. Депо в Луизиане, США,
инженер Э. Фрейсине
архитектор Б. Фуллер
Рис. 4.35. Автобусный парк в Берлине, Германия
Репозиторий БНТУ
На основе пролетного, ячейкового и зального подтипов одноэтажного
производственного здания сравнительно недавно сформировался новый под-
тип, получивший название боксового здания. Это здание имеет форму парал-
лелепипеда, с плоским покрытием, внутреннее пространство может стро-
иться на основе пролетов, ячеек или цельного зала. Боксовое здание, как
правило, небольших размеров и отличается высокой степенью технологи-
ческой оснащенности, поэтому неслучайно в зарубежной практике его назы-
вают «совершенный ящик» (cool box)
[56]. Из-за своей очень дорогой и
сложной технологической оснастки
здание используется пока еще доста-
точно ограниченно, а вопросы его
архитектурной выразительности ре-
шаются как для «совершенной маши-
ны» (рис. 4.36, 4.37).
Для всех подтипов одноэтажно-
го производственного здания одина-
ково решаются вопросы зонирования,
Рис. 4.36. Завод Х. Миллера в Холланде,
обеспечения технологических связей,
США
пожаро- и взрывобезопасности.
Внутреннее пространство одноэтажного здания зонируется по вертика-
ли и горизонтали. Горизонтальное зонирование включает выделение зоны
основного производства, зоны обеспечения производства (вентиляционных
и энергетических установок),
зоны складов и зоны обслу-
живания рабочих (бытовые
помещения). Все эти зоны
размещаются параллельно
друг другу вдоль или попе-
рек здания (продольное или
поперечное горизонтальное
зонирование). Между собой Рис. 4.37. Завод микропроцессоров в Нью-Порте,
планировочно зоны разделя-
Великобритания, архитектор Р. Роджерс
ются проездами, которые выполняют роль проходов для людей и путей пе-
ремещения напольного транспорта. В связи с этим их ширина может до-
стигать 3–4,5 м.
Проезды являются основными горизонтальными коммуникациями од-
ноэтажного здания, их система формирует своеобразный планировочный
каркас, от которого зависит рациональное устройство внутренней среды и
размещение отдельных цехов и производственных участков. В то же время
проезды изымают производственные площади здания, обеспечивающие вы-
пуск продукции и, соответственно, отражающиеся экономическими пока-
зателями предприятия – стоимостью эксплуатации материальных фондов,
их окупаемостью, стоимостью выпускаемой продукции и проч. Поэтому
Репозиторий БНТУ
система проездов должна быть рациональной, технологически и техниче-
ски оптимально организовывать внутреннее пространство здания с мини-
мальными перемещениями транспорта.
Вертикальное зонирование заключается в использовании нескольких
уровней внутри одного этажа. Верхний уровень – зона перекрытия, предна-
значается для размещения инженерного оборудования в виде открытых уста-
новок или в виде надстроек на крыше, здесь проходят также технологические
и технические коммуникации. Их прокладка осуществляется в межфермен-
ном пространстве либо в каналах и полостях специальных несущих конструк-
ций – коробчатых настилов, пустотелых балок коробчатого сечения и проч.
Внутри здания возможно устройство антресолей, предназначенных для
размещения оборудования как основного, так и вспомогательного произ-
водственных процессов. Здесь также можно располагать склады и бытовые
помещения для работающих. Нижний уровень иногда представлен подва-
лом, в котором находятся установки первичной очистки выбросов, отдель-
ное вспомогательное оборудование, склады и даже бытовые помещения.
Все участки, цеха и сопутствующие помещения размещают в соответ-
ствии с технологической схемой производства, чтобы каждый из них вы-
ходил на проезды одной или несколькими сторонами. Помещения с взры-
воопасными процессами располагают у наружной стены, не внутри здания.
Производственные цеха и прочие помещения в одноэтажном здании
выделяются перегородками, часто не доходящими до низа покрытия. Кон-
струкция же покрытия, как правило, не скрывается подвесным потолком.
Исключение составляют некоторые производства пищевой промышленно-
сти, микробиологии, где требуется чистая поверхность стен и потолка во
избежание оседания пыли и прочих, вредных для процесса или выпускае-
мой продукции веществ. Высота этажа одноэтажного здания считается от
отметки чистого пола до низа несущих конструкций покрытия и бывает
кратна: 0,6 м – 4,2; 4,8 м; или 1,2 м – 6; 7,2 м и более.
Внутри одноэтажного здания человек может воспринимать цельное про-
странство, причем это пространство наполнено множеством технических
элементов, движущихся в разных направлениях, создающих разные шумы.
Высота этого пространства намного меньше его размеров в плане. Все это
вместе способно вызывать специфические психические реакции у находя-
щегося, а тем более занятого на производстве человека. Формирование ком-
фортной внутренней среды достигается разными приемами, в том числе
специальным использованием цвета, выбор которого зависит в большей
мере от характера технологического процесса – горячие или холодные це-
хи. Иногда приходится умышленно завышать высоту одноэтажного зда-
ния, чтобы у находящихся внутри людей не формировался эффект сдавли-
вания, тяжести нависающего перекрытия. Особенности одноэтажного про-
изводственного здания требуют внимания архитектора как при разработке
внешнего облика, так и интерьеров цехов и помещений.
Репозиторий БНТУ