Составление архитектурно-конструктивного проекта химического цеха по производству красителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Краткое изложение задания

2. Характеристика района строительства

3. Краткое описание технологического процесса

4. Генеральный план участка строительства

5. Объемно планировочное решение здания

6. Конструктивное решение

6.1 Фундаменты

6.2 Стены

6.3 Колонны

6.4 Подкрановые балки

6.5 Связи

6.6 Балка покрытия

6.7 Плиты покрытия

6.8 Кровля

6.9 Фонарь

6.10 Полы

6.11 Окна

6.12 Ворота

7. Административно-бытовой корпус

8. Теплотехнический расчет наружной стены

9. Теплотехнический расчет покрытия

10. Светотехнический расчет при боковом освещении

11. Светотехнический расчет при верхнем освещении

Список используемой литературы

1. Краткое изложение задания

Дано задание на составление архитектурно-конструктивного проекта промышленного здания.

Тема проекта: Химический цех по производству красителей .

Основные данные для проектирования:

Сетка колонн с шагом 6 м.

Ширина здания: 55300

Длина здания: 108 м

Высота до низа несущих конструкций:- 8,4м

Количество рабочих всего: 150 человек

Количество рабочих в наибольшую смену: 50 человек

Процент женщин: 30

Количество служащих в наибольшую смену: 50

Грузоподъемность мостовых кранов в пролетах:- 10т

2. Характеристика района строительства

Курсовой проект разработан на основании задания на курсовое проектирование.

Район строительства город Чита.

Заданный город относится к климатическому району -3 согласно СНиП 23-01-99,стр.51.

Температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 равна 4,0 °С согласно СНиП 23-01-99, таблица 1(графа 5)

Грунты в основании суглинки.

Грунтовые воды на отметке 3,0 м.

Зона влажности по СНиП II-3-79* сухая.

Рельеф местности спокойный.

Направление господствующих ветров западное.

3. Краткое описание технологического процесса

Цех располагается на территории химического завода. Сырьем для производства служат в основном различные жидкие продукты, подаваемые в цех по трубопроводам и частично твердые материалы, привозимые автомобильным и ж\д транспортом.

Внутрицеховой транспорт осуществляется вдоль пролетов при помощи мостовых кранов грузоподъемностью 10 т, а между пролетами - рельсовыми тележками большой грузоподъемности.

Технологический процесс в цехе протекает в закрытых аппаратах. Сырье последовательно проходит различные стадии обработки, перемещаясь по трубам. Продукты обрабатываются путем подогревания, отгона паров, смешивания с различными реагентами и подвергаются в конце процесса выпариванию в вакуум-аппаратах. Готовая продукция в виде порошка расфасовывается в металлическую тару и отправляется потребителю.

4. Генеральный план участка строительства

Проектирование генерального плана производится согласно СНиП 2.07.01-89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений».

При решении генплана важнейшими факторами, влияющими на размещение и ориентацию по странам света объектов на территории явились природные условия: рельеф местности, освещенность, роза ветров, а также требования СНиП 2.07.01-89.

Для проектирования отведен участок местности со спокойным рельефом, с низким уровнем грунтовых вод в городе Чите.

Генеральный план участка строительства выполнен в масштабе 1:1000. С помощью условных графических изображений на генеральном плане показываем расположение проектируемого и уже существующих зданий и сооружений. Перед разработкой генерального плана обязательным условием является построение «Розы ветров», для этого используем СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология» приложение 4 на странице 89.

Таблица 1. Повторяемость направлений ветра в %.

Месяцы	С	С-В	В	Ю-В	Ю	Ю-З	З	С-З
Январь	15	3	1	0	2	13	38	28
Июль	15	4	3	13	14	16	23	12

Судя по данным таблицы, господствующий ветер: западный. Из этого следует, что расположить проектируемое здание желательно торцом к господствующим ветрам.

В генеральном плане предприятия учтены природные особенности района строительства, такие как температура воздуха, а также преобладающее направление ветра.

По функциональному использованию площадка предприятия разделена на зоны:

а) предзаводскую (за пределами ограды или условной границы предприятия);

б) производственную;

в) подсобную;

г) складскую.

Площадка промышленного предприятия включает в себя следующие постройки: проектируемый цех и здание АБК, фасовочный цех, цех хранения готовой продукции, цех для временного хранения сырья для производства, заводоуправление, трансформаторную подстанцию, проходную, склады. Общая площадь территории завода составляет 35104 кв.м.

Магистральная дорога, проходит за территорией завода, шириной 10м, внутризаводская - 5м, также предусмотрена удобная автостоянка для служебных и личных автомобилей. К перпендикулярному пролету введен железнодорожный путь. Расстояние от рабочих мест на площадке предприятия до санитарно-бытовых помещений не превышает 200 метров.

Перед проходными пунктами и входами в санитарно-бытовые помещения предусмотрены площадки из расчета не более 0,15 кв.м на 1 чел. наиболее многочисленной смены.

Предусмотрено резервирование участков на площадке предприятия для развития отдельных цехов или производств.

На площадках промышленного предприятия предусмотрено минимально необходимое число зданий. Размещение отдельно стоящих зданий допущено по технологической необходимости.

Здания и сооружения исходя из специфики производства и природных условий размещены с учетом соблюдения следующего требования:

продольные оси аэрационных фонарей и стены зданий с проемами, используемыми для аэрации помещений, ориентированы в плане под углом около 45 °C к преобладающему направлению ветров летнего периода года.

Проект генерального плана не имеет замкнутых и полузамкнутых дворов.

Озеленение территории составляет 15-18%, выполнено согласно противопожарным нормам. Все здания и сооружения запроектированы в соответствии со схемой технологического процесса.

При проектировании генерального плана соблюдены санитарно-гигиенические и противопожарные требования (выполнены противопожарные разрывы между зданиями).

Технико-экономические показатели генплана:

1. Площадь участка определяется произведением длины участка на его ширину и выражается в гектарах. 1га=10000 м?.

2. Площадь застройки определяется произведением длины здания на его ширину, взятых по наружному обмеру в уровне цоколя. В площадь застройки включается площадь всех зданий, расположенных на генеральном плане. Площадь застройки выражается в м?.

3. Плотность застройки определяется отношением площади застройки к общей площади участка и выражается в %.

4. Площадь озеленения определяется как площадь озелененных участков на генеральном плане и выражается в м?.

5. Процент озеленения определяется отношением площади озеленения к площади участка и выражается в %.

5. Объемно-планировочное решение здания

Тема проекта: химический цех по производству красителей.

Габариты здания:

· Длина здания составляет 108 м

· Ширина здания - 55,30 м

· Форма в плане здания состоит из 2-х прямоугольников

Проектируемое здание относится к первому классу капитальности, по огнестойкости относят к первой степени (здания несгораемыми или трудносгораемыми конструкциями), по степени долговечности относят к первой степени (срок службы более 100 лет), по совокупности всех показателей относят к первому классу (наиболее высокие требования).

Цех запроектирован в виде трех параллельных пролетов:

· I-ый пролет шириной 18м (расположен в осях А-Д)

· II-ой пролет шириной 18м (расположен в осях Д-И)

· III-й пролет шириной 18м (расположен в осях И-М)

В первом и втором пролете расположены аппаратные залы (высота 8,4 м, общая площадь 2484м²) и машинное отделение (общая площадь 720м²). В третьем пролете расположена мастерская для текущего ремонта оборудования.

Входной узел решен в виде распашных двупольных ворот.

Внутрицеховой транспорт осуществляется вдоль пролетов при помощи мостовых кранов грузоподъемностью 10 т.

Освещение естественным и искусственным светом.

Для лучшей вентиляции и освещения предусмотрены аэрационные фонари.

6. Конструктивное решение

Конструктивная схема проектируемого здания - железобетонный каркас с шагом колонн 6 м.

6.1 Фундаменты

При проектировании данного промышленного здания применены монолитные железобетонные фундаменты под колонны ступенчатой формы стаканного типа:

· под колонны сечением 0,8 х 0,4 м использованы фундаменты марки - ФМ-1, подколонник сечением 1,5 х 1,2 м с глубиной стакана 0,9м;

· под фахверковые колонны сечением 0,4 х 0,4м использованы фундаменты марки - ФМ-2, подколонник сечением 0,9 х 0,9м с глубиной стакана 0,8м;

Марка	Размер ступеней плитной части (a, b, h), м
	Первая - подошвенная	Вторая
ФМ-1	3,0 х 2,4 х 0,3	2,4 х 1,8 х 0,3
ФМ-2	3,0 х 2,4 х 0,3	2,1 х 1,5 х 0,3

Фундаментные балки. (ФБ 1).

Приняты железобетонные, типоразмеров 1 , для шага колонн 6 м (серия КЭ-01-23) сечением 400*260 мм, высота балки 400 мм.

Отметка: верха балки -0,03 , низа балки -0,430.

6.2 Стены

Конструктивная схема стен - навесные панели.

В соответствии с шагом колонн номинальная длина всех панелей за исключением угловых и простеночных принимается 6000 мм.

Панели приняты высотой 1200 мм и 1800 мм. (Серия 1.432-5).Толщина стеновых наружных панелей принята в соответствии с теплотехническим расчетом (см. приложение) и составляет 250 мм. Панели комбинированные трехслойные, выполнены из двух слоев тяжелого железобетона и матов минераловатных на синтетическом связующем.

Нижняя панель первого яруса опирается на фундаментную балку по слою гидроизоляции из цементно-песчаного раствора.

Все промежуточные панели ярусов связаны с колоннами или с конструкциями покрытий креплениями, допускающими небольшие перемещения стены относительно каркаса.

6.3 Колонны

Колонны приняты исходя из требований несущей способности и в соответствии с проектной высотой помещения.

В данном проекте используют железобетонные колонны сплошного прямоугольного сечения 400*800 для зданий с опорными кранами грузоподъемностью 10т. (марки К-48.ПА-2-I) , при высоте помещения 8,4 м.

Колонны фахверка приняты по серии КЭ-01-49. Железобетонные прямоугольного сечения 400*400 мм.

6.4 Подкрановые балки

Подкрановые балки приняты железобетонные (серия КЭ-01-50) при шаге колонн 6 м., таврового сечения высотой 1000 мм , ширина полки 600 мм.

Рельс для мостовых кранов принят КР-70 согласно ГОСТ 4121-62.

6.5 Связи

В продольном направлении устойчивость здания обеспечивается дополнительно стальными связями.

Межколонные стальные связи располагаются в осях 12-13 и на плане обозначаются ВС-1.

По схеме стальные связи приняты крестовыми.

6.6 Балка покрытия

Балки покрытия приняты марки БКД-6-I (для пролета шириной 18м) и Параметры балки:

Для пролета 18 м. Длина балки 17960 мм., высота фермы в пролете 3160 мм., высота на опоре 890 мм, ширина 300 мм.

Для пролета 12 м. Длина фермы 11960 мм, высота фермы в пролете 3160 мм, высота на опоре 890 мм, ширина 300 мм.

6.7 Плиты покрытия

Для данного вида здания применяются железобетонные ребристые плиты для перекрытия пролетов длинной 6 м маркам П I-I (5950?1485)

Торцовые поперечные ребра снабжены ватами, обеспечивающими жесткость контура.

6.8 Кровля

строительство цех теплотехнический освещение

Уклон кровли принят по уклону балки покрытия и составляет 1:12.

В здании принята плоская рулонная кровля по железобетонным плитам.

Рубероид наклеивается на битумные кровельные мастики.

Основанием для кровли служит замоноличенный настил из ребристых плит.

Кровля состоит из следующих слоев:

-Рубероид - 4 слоя

- цементно-песчаная стяжка толщиной 30 мм.

- Минераловатные плиты толщиной 300 мм. Толщина утеплителя принята в соответствии с теплотехническим расчетом.

- пароизоляция выполнена в виде одного слоя рубероида.

6.9 Фонарь

Фонарь устроен в нескольких пролетах (расположен в осях Б-В;Е-Ж;Л-К) для дополнительного освещения.

Фонарь представляет собой П-образную надстройку над проемом в крыше.

Вертикальные плоскости фонарей над бортом высотой 0,6 м от уровня кровли заполнены открывающимися переплетами .

Тип фонаря, геометрические параметры, высоту остекления приняли согласно светотехнического расчета.

6.10 Полы

Полы в производственном корпусе приняты бетонные толщиной 30 мм, выполненные из бетона марки 400 на гравийном и щебеночном заполнителе.

Бетонный пол принят в соответствии с технологическими требованиями производства. И ввиду вредного процесса производства в полах предусматривается кислотоупорная гидроизоляция.

6.11 Окна

Освещение в здании предусмотрено через отдельные ленты остекления по ГОСТ 12506-67 .

Ширина остекления принята в соответствии со светотехническим расчетом.

Оконные проемы заполнены отдельными панелями со спаренными переплетами . По материалу оконные переплеты приняты деревянными .

Отдельные переплеты состоят из отдельных коробок и створок .

6.12 Ворота

В здании предусмотрено 3 двупольных распашных ворот размерами 4 х4,2 м для проезда безрельсового транспорта и одни главные ворота - для прохода служебного персонала.

7. Административно- бытовой корпус

Административно-бытовой корпус запроектирован каркасно-панельным зданием, на основе унифицированной типовой секции.

Здание по степени капитальности относят ко второму классу капитальности (долговечность и огнестойкость не ниже второй степени), согласно нормам долговечности относят к первой степени (срок службы 100 лет), по степени огнестойкости относят ко второй степени огнестойкости, по совокупности всех показателей относят ко второму классу.

Здание решено в виде трехэтажного здания, с высотой этажа равной 3м., высота здания 10,3 м (отсчет от отметки 0,000). Размеры в плане 18*54 м.

Сетка колонн принята: 6*6 м - основная , 3*6 м -дополнительная.

Имеется один основной вход для перемещения рабочих завода, также имеется два дополнительных входа.

В здании располагаются административные и бытовые помещения согласно ведомости гардеробно-бытового оборудования и расчетов необходимых площадей.

Проектирование административно-бытового корпуса исходило из данных таблицы:

Группа производ. процесса	Списочное количество	Кол-во в многочисл. смену	Шкафы гардеробные 330х500	Умывальники шт.	Душевые кабины шт.	Унитазы шт.
Iб	150	50	150	6	8	9
Всего для мужчин	150	35	105	6	4	9
Iб	150	50	50	5	8	9
Всего для женщин	150	15	45	5	4	9
Для служащих	15	15	6	2	1	1
Итого	165	65	156	13	13	19

На первом этаже расположены:

Медицинский пункт 18 м², санузел мужской, умывальная, 2 комнаты отдыха, столовая площадью 108,60 м², санузел женский, кухня, комната персонала кухни с устроенным гардеробом, душевой и санузлом, красный уголок площадью 24,00 м2, архив, венткамера, кабинет завхоза, камера хранения продуктов.

На втором этаже расположены:

Мужской и женский гардероб в комплексе с санузлами и душевыми, кабинеты, помещение хранения инвентаря, служебное и подсобное помещения, лаборатория и тепловой пункт.

Фундаменты: железобетонные монолитные с двумя ступенями (серия 1.412).

Колонны приняты железобетонные прямоугольного сечения 400*400 мм.

Стеновые панели приняты разрезкой: на две комнаты , размером 6*3,0 м, на одну комнату , размером 3*3,0 м.

Плиты перекрытия типа: ПП 30.60, ПП60.60, размерами в плане соответственно 3000*6000 мм, 6000*6000 мм.

8. Теплотехнический расчет наружной стены

Цель: определить толщину наружной стены. Основной принцип теплотехнического расчета: сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции () должно быть принято по наибольшей величине требуемого сопротивления теплопередачи - , определенного из двух условий:

1) Исходя из санитарно- гигиенических и комфортных требований

2) Исходя из требований энергосбережения

?

1. Железобетон

2. Плиты мягкие минераловатные на синтетическом связующем

3. Железобетон

Составляем таблицу «Характеристика материалов»

№	Наименование материала	Плотность г	Толщина д	Коэффициент теплопроводности л
1	Железобетон	2500	0,05	2,04
2	Плиты мягкие минераловатные на синтетическом связующем	50	*	0,06
3	Железобетон	2500	0,08	0,44

д - толщина

гп - плотность

л - коэффициент теплопроводности

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций отвечающее санитарно-гигиеническим и комфортным условиям определяется по формуле

R^тр ₀ = n (tв -tн)/Дt^н *б_в, где

n - коэффициент принимаем в зависимости от положения наружных поверхностей ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

tв - расчетная температура воздуха принимаемая согласно нормам проектирования соответствия зданий и сооружений.

n=1 для стен (const)

tв=15 °С

tн - расчетно-зимняя температура наружного воздуха ,°С равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23.01.99 tн=28°С

Д t^н - нормативный температурный перепад между температурный внутреннего воздуха и температуры внутренней поверхностей ограждающих конструкций Д t^н =4,5°С

б_в - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

б_в= 8,7 Вт/м?*°С (const для стен)

R^тр ₀ =1*(15+28)/4,5*8,7=1,35 м?*°С/Вт

Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)

ГСОП =( tв-t_от.пер.)*z_от.пер., где

t_{от.пер ,} z_от.пер - средняя температура (°С) и продолжительность (сут.) периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8?с по СНиП 2.01.01-82 гр. 22,23.

ГСОП=(15+10,1)*258=6475,8 градусосут.

ГСОП R^тр ₀

6000 2,0

8000 2,4

Определяем R^тр ₀ из условия энергосбережения

R^тр _{0 эн.}=2,0+ (2,4-2,0)*475,8/8000-6000 =2,095

Сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции R ₀, должно быть не менее сопротивления R^тр ₀

R ₀ =1/ б_в +R1+R2+……Rn 1/ б_n , где

б_в=8,7 Вт/м?*°С

б_n=23 (const для стен) коэффициент теплоотдачи наружней поверхности ограждающей конструкции

R1,R2…..Rn - термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции При этом

R=д/л , где

д- толщина слоя (м)

л - коэффициент теплопроводности материала слоя

R ₀ =1/ б_в + д₁/л₁+ д₂/л₂ + д₃/л₃ + 1/ б_n = R^тр ₀

1/8,7+0,08/2,04+д₂/0,041+0,05/2,04+1/23=2,095

0,115+0,039+ д₂/0,041+0,024+0,043=2,095

0,221+ д₂/0,041=2,095, д₂/0,041=2,095-0,221

д₂/0,041=1,847, д₃=0,08 м.

Подсчитываем общую толщину стены: д= 50+80+100=230 мм, добавляем 20 мм утеплителя, в конечном итоге получаем толщину стеновой панели - 250 мм.

9. Теплотехнический расчет покрытия

Наименование материала	с,кг/м3	д	л
Ж/б панель	2500	0,15	2,04
Рубероид	600	0,05	0,17
Маты прошивные из стекловолокна	150	х	0,07

R0^тр = n(t_в -t_н )/?t_н б_в = 1(18+41)/ 4*8,7 = 1,695;

Для города Чита:

t_н = -41С, t_в = 18С, ц = 50-60%;

n =1; ?t_н = 8

Исходя из условий энергосбережения:

ГСОП = ( t_в -t_оп) z_оп = (18 + 8,3)237 = 6233

6000 - 2,2

8000- 2,6

2000 - 0,4 => х = 0,0304

R0^тр = 2,8 + 0,0304 = 2,830

R0 = R1 + R2 + R3 + 1/ б_в + 1/ б_н = 0,15/2,04 + х/0,07 + 0,05/0,17 +1/8,7 + 1/23 => х = 0,160 => дп = 160 + 50 + 160 = 370мм - толщина покрытия.

10. Светотехнический расчет при боковом освещении

Для расчета принят пролет в осях Д-К, равный 24 м;

длина цеха = 36м;

высота цеха h= 8,4м;

Расчет начинается с предварительного определения площади световых проемов при боковом освещении по формуле:

- площадь световых проемов при боковом освещении,

- площадь пола помещения

- нормированное значение КЕО

m,С - коэффициенты светового климата,

- коэффициент запаса,

- световая характеристика.

Находим площадь пола помещения =18м х36м=648

Так как расчет производится для города Чита, в зоне с устойчивым снеговым покровом m=1,С=1, то > =1,2

Для данного цеха коэффициент запаса =1,5;

Для определения световой характеристики необходимо найти значения и по СНиП, где = 36м,

В=48м - половина ширины трех пролетов,

- коэффициент светопропускания,

для двойного раздельного остекления;

- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещения благоприятного света, отражающегося от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, в зависимости от средневзвешенной величины коэффициента отражения :

, где

- коэффициенты отражения стен (0,6), потолка (0,8), пола (0,2);

- площади стен, потолка и пола;

Так как

Подставляем найденные значения в основную формулу:



Высоту остекления принимаем равной 4,8м.

11. Светотехнический расчет при верхнем фонарном освещении помещения

Для расчета принят пролет в осях Д-К, равный 24 м;

длина цеха 36м;

высота цеха h= 8,4м;

Расчет начинается с предварительного определения площади световых проемов при верхнем освещении по формуле:

- площадь световых проемов при верхнем освещении;

- площадь пола помещения только тех пролетов, над которыми проектируется фонарь;

- нормативное значение КЕО с учетом коэффициентов светового m и солнечности С климата;

m,С - коэффициенты светового климата;

- коэффициент запаса;

- световая характеристика фонаря;

- общий коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении, благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

- коэффициент, учитывающий тип фонаря;

=1,2 для фонарей с вертикальным двусторонним остеклением (прямоугольный);

Находим площадь пола помещения =18м х36м=648

Так как расчет производится для города Чита, m=1,С=1, следовательно

=4

Для данного цеха коэффициент запаса =1,3;

Для определения световой характеристики необходимо найти значения и по СНиП, где

= 36

, >

- высота цеха;

- высота стропильной фермы в коньке

П- высота бортовой плиты фонаря, принимается равной 600 мм при шаге рам фонаря 6000 мм и 900 мм при шаге рам фонаря 12 000 мм;

- коэффициент светопропускания,

для двойного раздельного остекления;

, где

- коэффициенты отражения стен (0,6), потолка (0,8), пола (0,2);

- площади стен, потолка и пола;

Так как

Подставляем найденные значения в основную формулу:

Находим высоту остекления фонаря при его длине, равной 72м:

Высоту остекления принимаем равной 1,5м.

Список используемой литературы

1. «Конструкции гражданских зданий» под ред. М.С. Туполева, Москва, Стройиздат, 1973 год

2. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

3. СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника»

4. СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология»,

приложение 4

5. «Чертежи строительные», А.Ф. Кириллов, Москва, Стройиздат, 1985 год

6. Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий: Учебное пособие для техникумов.-Л.: Стройиздат, 1988.-176С.:ил.

7. Буга П.Г. Гражданские, промышленные и сельскохозяйственные здания: Учеб. для строит.техникумов.- 2-е изд.,перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1987.-351 С.: ил.

Размещено на Allbest.ru