Навигация:
Главная → Все категории → Совершенствование промышленных зданий

Унификация параметров зданий


Унификация параметров зданий

Характерной особенностью промышленного строительства в нашей стране является массовое внедрение системы унификации строительных объектов промышленных предприятий. На основании результатов унификации осуществляется постоянное повышение уровня индустриализации промышленного строительства, за счет которой все более значительная часть затрат труда на возведение зданий переносится в сферу промышленного производства и сокращается трудоемкость работ, выполняемых непосредственно на строительной площадке.

Сущностью унификации зданий, предназначенных для размещения разнообразных производств, является приведение их первичных объемно-планировочных элементов, размеров их основных строительных параметров к ограниченному числу.

К основным унифицированным параметрам-зданий относятся:
-- пролеты, шаги опор (сетка колонн) и высотные габариты; вид и грузоподъемность подъемно-транспортного оборудования;
-- производственные нагрузки.

Установление рационального минимума значений каждого из основных строительных параметров зданий обусловливает максимально возможное сокращение числа типоразмеров унифицированных строительных конструкций и изделий. Таким образом, достигается массовость сборных конструкций и изделий, обусловливается возможность их типизации и стандартизации и обеспечивается рентабельность работы предприятий строительной индустрии. Проведенная в нашей стране в общегосударственном масштабе унификация объемно-планировочных и конструктивных решений зданий промышленных предприятий сыграла решающую роль в превращении промышленного строительства в механизированный процесс монтажа зданий из конструкций и изделий заводского изготовления. О темпах внедрения унифицированных межотраслевых параметров зданий можно судить по графикам, приведенным на рис. 1. Из графиков видно, что уже с 1970 г. в унифицированных межотраслевых габаритных схемах проектировалось около 90% всех возводимых в стране площадей производственных зданий. Широкое внедрение унифицированных параметров позволило сократить трудоемкость монтажа, что может быть количественно оценено следующими данными. Если в 1954 г. на 1 млн. руб. стоимости строительно-монтажных работ затрачивалось 257 чел.-дн., то в 1975 г. количество трудозатрат на 1 млн. руб. строительно-монтажных работ сократилось до 87 чел.-дн., что соответствует увеличению выработки в денежном выражении на одного работающего 1 95 раза. Интересно отметить, что этот рост производительности труда в нашей стране не уступает соответствующему показателю капиталистических стран.



Рис. 1. Уровень унификации (в% от полного количества) различных параметров производственных зданий


Необходимо отметить, что широкое применение унифицированных габаритных схем и типовых, в первую очередь ограждающих конструкций, имело и некоторые негативные последствия. В ряде случаев снизились архитектурная выразительность промышленных объектов, их эстетические качества. Однако практика работы многих проектных институтов, особенно в последние годы, показала, что при умелом применении типовых конструкций, правильном и полном использовании их возможностей могут быть созданы объекты, полностью отвечающие всем современным требованиям, в том числе и эстетическим, соответствующим как городской застройке, так и размещению предприятий в природном ландшафте. Для обогащения пластики фасадов архитекторы используют соответствующим образом продуманные объемно-планировочные решения, элементы инженерного обеспечения (вентиляционные устройства, пожарные лестницы, открытое оборудование), цветовую отделку фасадов и произведения монументального искусства. Хорошие показатели для создания выразительной пластики фасадов получаются в результате разумного использования типовых конструкций в сочетании с ограниченным числом Дополнительных индивидуальных конструктивных элементов, таких, как вертикальные ребра и горизонтальные козырьки, используемые в качестве солнцезащиты, отдельные окна, взятые в бетонную обойму, и др.

Представляет интерес количественная оценка экономических последствий внедрения унификации в строительство промышленных зданий в нашей стране. Экономическая эффективность унификации складывается из нескольких факторов. Так, за счет резкого сокращения количества типоразмеров снижается стоимость изготовления конструкций и деталей, повышается съем продукции с производственных площадей и соответственно уменьшаются удельные капитальные вложения в предприятия строительной индустрии. Расчеты показывают, что среднее снижение стоимости сборных железобетонных конструкций в промышленном строительстве в результате перехода от индивидуальных конструкций к типовым составляет 10,5%, или 9,5 руб/м3. Снижение стоимости изготовления стальных конструкций составляет 25—30 руб/т. Сокращение капитальных вложений в предприятия сборного железобетона дает около 2 руб/м3.

Внедрение унифицированных параметров промышленных зданий позволило отработать наиболее эффективные конструкции в качестве типовых. Подсчеты показывают, что переход на эффективные типовые конструктивные решения, обеспечивающие крупносерийное изготовление конструкций, позволяет получить среднюю экономию в размере 0,97 руб. на 1 м2 площади возводимых производственных зданий.

Снижение стоимости проектирования за счет внедрения унификации по расчетам, выполненным в ЦНИИпромзда-ний, составляет 0,8 руб. на 1 м2 площади проектируемого здания.

Наряду с положительным экономическим эффектом унификация приводит и к некоторому повышению затрат в результате несовпадения унифицированных параметров с требованиями технологии того или иного производства. По данным НИИЭС Госстроя СССР, связанное с этим удорожание составляет 0,2% стоимости строительно-монтажных работ по промышленному строительству.

Оценивая влияние унификации на величину удельных капитальных вложений на строительство зданий, следует отметить, что не все из перечисленных выше составляющих экономического эффекта следует при этом учитывать. На величину капитальных вложений влияет снижение стоимости строительных конструкций, стоимости проектирования и потери за счет несоответствия унифицированных параметров требованиям технологии. Подсчеты показывают, что счет внедрения межотраслевой унификации удельные капитальные вложения в строительную часть зданий снизились на 2,1%.

При определении народнохозяйственного эффекта от внедрения унификации помимо снижения капитальных вложений в предприятия строительной индустрии необходимо учитывать ускорение ввода объектов в эксплуатацию, в результате сокращения сроков проектирования и строительства. Кроме того, унификация создает предпосылки для разработки автоматизированной системы строительного проектирования, что позволяет существенно сократить трудоемкость выполнения проектных работ, повысить их качество и снизить стоимость. Следует отметить, что работы в этом направлении широко развернулись в научно-исследовательских и проектных институтах нашей страны. Определенный народнохозяйственный эффект обеспечивается также повышением качества конструкций, изготовляемых в заводских условиях, а также облегчением комплектации и организации монтажа при ограниченном количестве типоразмеров конструкций.

Научные исследования, направленные на совершенствование системы унификации, проводятся в нашей стране непрерывно, и действующая в настоящее время система унифицированных параметров будет своевременно уточнена для обеспечения соответствующего повышения эффективности капитальных вложений. Основанием для пересмотра унифицированных параметров должны служить прежде всего исследования по совершенствованию технологии изготовления конструкций, в том числе когда технология допускает увеличение номенклатуры изделий без существенного увеличения их стоимости, градация унифицированных параметров может быть увеличена. Примером такой технологической линии, допускающей выпуск изделий практически любой длины, но постоянного поперечного сечения, является линия по выпуску кровельных монопанелей и стеновых панелей «сэндвич».

Логичным требованием к градации унифицированных параметров считается обеспечение примерно одинакового количества входящих в номенклатуру типовых изделий во всем диапазоне унифицированных зданий. Из этого требования следует, что в области большой повторяемости параметров их градация дожна быть меньше, чем в области относительно редко повторяющихся. С этой точки зрения действующая в настоящее время градация высот нуждается в определенной корректировке. Исследование повторяемости высот показывает, что во всем диапазоне их унифицированных значений имеются две области наиболее часто встречающихся значений. Одна находится между высотами 5,4 и 7,2 м включительно и соответствует наиболее часто встречающимся в практике отечественного строительства одноэтажным зданиям без электрических мостовых кранов. С высотами, находящимися в указанном диапазоне, возводится около 50% площадей ежегодно строящихся одноэтажных зданий. Вторая область наиболее часто повторяющихся высот находится в диапазоне от 10,8 до 12 м и соответствует наиболее часто встречающимся одноэтажным зданиям с мостовыми электрическими кранами. Площадь зданий в этом диапазоне унифицированных высот составляет около 30% общей площади 1-этажных зданий. Между тем градация высот в интервале 5,4 и 7,2 м составляет 0,6 м, и в указанный интервал попадают 4 унифицированные высоты. В то же время в интервале 10,8—12 градация составляет 1,2 м и имеются всего две высоты. С точки зрения обеспечения одинаковых потерь при применении унифицированных высот вместо точно соответствующих требованиям размещения технологического процесса правомерно ставить вопрос о введении в интервале 10,8—12 дополнительной высоты 11,4 м, т. е. применения градации 0,6 м аналогично интервалу 5,4—7,2 м. Это требование подтверждается также данными табл. 30, в которой приведена зависимость между технико-экономическими показателями заводского производства колонн и количеством их типоразмеров.

Можно утверждать, что введение дополнительной высоты для крановых зданий, равной 11,4 м, не отразится на технико-экономических показателях продукции заводов сборного железобетона, поскольку колонны для зданий указанной высоты, судя по повторяемости унифицированных параметров одноэтажных зданий, могут стать одним из видов наиболее массовой продукции.

Другим вполне правомерным требованием по расширению унифицированных параметров является введение шага колонн, равного 18 и 24 м для 1-этажных зданий. Введение такого шага потребует дополнения номенклатуры типовых конструкций всего двумя новыми типами конструктивных решений — серией подстропильных ферм пролетом 18 и 24 м. Следует отметить, что типовые стальные фермы такого пролета уже разработаны, и новой разработки требуют лишь конструкции из сборного железобетона.

Для дополнения унифицированных параметров многоэтажных зданий правомерно ставить вопрос о включении в габаритные схемы 2-этажных зданий с укрупненной сеткой во втором этаже, а также зданий с межферменными этажами. Эффективность применения таких зданий доказана практикой промышленного строительства. Так, в ряде отраслей промышленности 2-этажные здания с укрупненной сеткой колонн в верхнем этаже имеют, как показывает практика, лучшие показатели, чем 1-этажные. По сравнению с 1-этажными они позволяют сократить площадь застройки на 40—50%, снизить стоимость строительства на 10—15%, приведенные затраты — на 20—30%, эксплуатационные расходы — на 5—10%.

Развитие базы строительной индустрии наряду с концентрацией строительства в ограниченных по территории регионах страны ставит вопрос об изменении установившейся в последние годы градации унифицированных параметров зданий. В определенных условиях может оказаться целесообразным при проектировании крупных, а также входящих в состав промышленных узлов предприятий, если это вызвано соответствующими требованиями технологии производства и обеспечивает улучшение технико-экономиче-ских показателей проектируемых объектов, применять для зданий, галерей, эстакад с пролетными строениями под трубопроводы — ширину пролетов свыше 12 м, кратную 3 м, высоту этажей зданий, высоту опор галерей и эстакад трубопроводов, кратные 0,6 м.

Принимаемые с отступлением от принятых унифицированных параметров проектные решения должны отвечать техническим возможностям предприятий строительной индустрии, а общий расход основных строительных материалов, и в первую очередь металлопроката на конструкции и их изготовление (включая опалубку железобетонных конструкций), специальную монтажную оснастку и приспособления и устройства для транспортирования (с учетом нормативного срока их службы) должен быть меньше соответствующих показателей при применении габаритных схем с унифицированными параметрами.

Практика последних лет подтвердила целесообразность такого подхода. Так, для однопролетных цехов электролиза алюминия применяется пролет 27 м, для конверторных и прокатных цехов разрешено применение пролетов 27 и 33 м, при этом достигается высокая степень использования площади зданий.

Поскольку оптимальная ширина пролета в значительной мере определяется планировкой технологического оборудования, уменьшение градации размеров пролетов может способствовать улучшению использования производственной площади, но одновременно влечет за собой увеличение числа типоразмеров конструкций покрытий и стен, что может привести к их удорожанию. В первую очередь это относится к сборным железобетонным конструкциям, увеличение номенклатуры которых связано с существенными дополнительными расходами стали на опалубочные формы с усложнениями в изготовлении конструкций (более частые переналадки и др.).

Положительная практика применения в массовом промышленном строительстве унифицированных размеров сетки колонн не дает оснований для их пересмотра и увеличения номенклатуры унифицированных конструкций. Вместе с тем для тех отдельных случаев, когда это обосновано, отступление от действующих унифицированных размеров сетки, преимущественно при обеспечении высокой повторяемости неунифицированных конструкций, следует считать оправданным.

При градации высот этажей зданий следует учесть, что колонны являются элементами, характеризующимися наибольшим числом типоразмеров в номенклатуре несущих конструкций, и введение в тестированные габаритные схемы уменьшенной градации высот этажей привело бы к еще большему и резкому увеличению номенклатуры колонн.

Учитывая, однако, что уменьшение градации высот может дать экономический эффект, при проектировании крупных объектов может быть допущено отступление от действующих габаритных схем при наличии соответствующих обоснований.

При переходе от гостированной градации 1,2 м к градации 0,6 м средняя вероятная потеря на высотах этажей сокращается на 0,3 м. Как показывают подсчеты, уменьшение градации для 1-этажных зданий может дать снижение сметной стоимости зданий примерно на 0,65 руб. и эксплуатационных расходов на 0,16 руб/год в расчете на 1 м2 площади зданий с исходными высотами, кратными 1,2 м; при этом уменьшается приведенная толщина тяжелого и легкого бетона (при железобетонных колоннах и легкобетонных стенах) на 0,42 см и расход арматурной стали на 0,4 кг/м2.

Дальнейшему совершенствованию системы межотраслевой унификации должна способствовать разработка теоретических основ градации унифицированных параметров, базирующаяся на использовании современных математических методов и электронно-вычислительной технике. Наряду с разработкой теории необходима организация сбора информации об осуществляемых строительством типах промышленных зданий не только в проектных институтах Глав-стройпроекта Госстроя СССР, но и по стране в целом. Необходима также систематическая информация о состоянии заводов строительной индустрии, позволяющая провести экономическую оценку влияния серийности продукции на себестоимость последней.

Наряду со зданиями, при проектировании которых используются межотраслевые унифицированные параметры, около 10% промышленных зданий в нашей стране возводится с параметрами, выходящими за рамки межотраслевой унификации. К ним относятся производственные здания предприятий черной металлургии, некоторых предприятий химической промышленности, большепролетные здания авиационной промышленности и ряда других отраслей. Для этих зданий характерны требования, сформулированные для массовых промышленных зданий. Однако поскольку объем применения зданий с выходящими за рамки межотраслевой унификации параметрами относительно невелик, то для таких зданий целесообразно проводить отраслевую унификацию, в результате которой могут быть обобщены наиболее прогрессивные проектные решения.

Унификация параметров зданий и типизация их конструктивных элементов начинает признаваться в мировой практике одним из наиболее эффективных путей индустриализации промышленного строительства. Так, в ЧССР разработаны или находятся в стадии разработки универсальные 1-этажные промышленные здания с пролетами 18 и 24 м, осуществляемые из сборного железобетона. Для многоэтажных зданий разработаны каркасы с пролетами 3; 6 и 7,2 м и шагом рам от 2,4 до 12 м. Нагрузка на перекрытие в зависимости от размера пролета составляет 2,7; 5; 6,9; 10; 11,5 и 19 кН/м2. Высота этажей для многоэтажных зданий может приниматься равной 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6 и 7,2 м. Для зданий с деревянными несущими конструкциями унифицированы пролеты 12; 15; 18; 21 и 24 м и шаг колонн от 3,6 до 6 м.

Наряду с расширяющимся применением зданий с унифицированными параметрами в практике социалистических стран начинают все шире применяться здания, сооружаемые по типовым проектам и по проектам повторного применения. Так, в ЧССР из общего количества возведенных в 1978 г. промышленных зданий по типовым или повторно примененным проектам было построено около 30%.

В ГДР примерно половина возводимых ежегодно промышленных зданий имеют унифицированные параметры. Для 1-этажных зданий, возводимых из сборного железобетона, применяются пролеты 18 и 24 м, шаг колонн 6 и 12 м и высота зданий от 4,8 до 12 м. При использовании стальных несущих конструкций унифицированные пролеты зданий колеблются от 15 до 36 м в зависимости от конструктивного решения. Шаг колонн, так же как и в зданиях с конструкциями из сборного железобетона, составляет 6 или 12 м.

В практике строительства промышленных зданий в капиталистических странах, как правило, не существует, унификации их параметров. Определяются они исходя из функционального назначения зданий, соблюдения других предъявляемых к ним требований в увязке с возможностями фирм, выбранных в качестве поставщиков строительных конструкций. Поскольку производством строительных конструкций занимается множество фирм, а параметры выпускаемой ими продукции достаточно разнообразны, у проектировщиков имеется возможность обеспечить практически любые параметры зданий.

Сопоставляя унифицированные параметры зданий, применяемые в практике отечественного промышленного строительства, с унифицированными параметрами, используемыми в других странах, можно отметить, что для зданий, возводимых из железобетона, эти параметры практически совпадают. Для зданий, возводимых из других конструкций, параметры за рубежом имеют более мелкую градацию, чем в практике отечественного промышленного строительства. Такое положение объясняется тем, что себестоимость производства сборного железобетона более чувствительна к количеству выпускаемых заводом однотипных изделий. Это обусловливается спецификой традиционной технологии производства сборного железобетона, связанной главным образом с необходимостью использования парка форм.

В заключение можно отметить, что действующая в нашей стране система унификации промышленных зданий не находится в противоречии с предъявляемыми к ним современными требованиями, а напротив, способствует их удовлетворению.

Похожие статьи:
Пути снижения энергетических затрат при эксплуатации промышленных зданий

Навигация:
Главная → Все категории → Совершенствование промышленных зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум