Bài giảng Nguyên lý thiết kế kiến trúc công nghiệp - Chương 5: Thiết kế nhà và công trình sản xuất công nghiệp - Đinh Trần Gia Hưng

THIẾT KẾ NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP NHÀ CƠNG NGHIỆP 1 TẦNG 1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng Ưu điểm : - Rất phù hợp với các ngành sản xuất có dây chuyền đặt trên một mặt phẳng nằm ngang, đồng thời bố trí được giao thông tiếp cận trực tiếp với khu sản xuất. - Tổ chức dây chuyền công nghệ đơn giản, dễ dàng sử dụng thiết bị vận chuyển theo phương ngang để vận chuyển hàng hóa nguyên vật liệu cho sản xuất. - Có thể đặt trực tiếp trên nền đất các thiết bị cồng kềnh, nặng, hoặc gây rung động lớn. - Phù hợp với các ngành sản xuất có sử dụng cầu trục, đặc biệt khi cầu trục có sức nâng lớn. - Có tính linh hoạt vạn năng cao hơn nhà sản xuất nhiều tầng vì có thể sử dụng được lưới cột lớn. - Dễ dàng tổ chức thông thoáng, chiếu sáng tự nhiên. - Thi công xây dựng đơn giản, thuận lợi. Nhược điểm : - Chiếm diện tích xây dựng. - Chi phí cho kết cấu bao che lớn mạng lưới đường ống kỹ thuật bị kéo dài, khó quy hoạch khi địa hình khu đất phức tạp. - Tổ hợp kiến trúc nhiều khi gặp khó khăn do nhà bị kéo dài nhưng chiều cao nhà không lớn  khó tạo được điểm nhấn kiến trúc tổng thể đơn điệu CÁC CĂN CỨ ĐỂ LỰA CHỌN: 1.Khối lượng, kích thước trang thiết bị máy móc, vật phẩm, nguyên vật liệu lớn, nặng, chấn động và xung lực mạnh, bất lợi cho việc tổ chức dây chuyềnthẳng đứng và đặt thiết bị trên các sàn lầu. 2.Địa chất thủy văn của địa điểm xây dựng không tốt, bất lợi cho việc xây dựng nhà nhiều tầng. 3.Do hạn chế của vốn đầu tư, yêu cầu tuối thọ công trình ngắn, hoặc yêu cầu xây dựng nhanh để đưa vào khai thác sử dụng.  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: – Mặt bằng hình chữ nhật – có sân trong khép kín hình chữ nhật – Dạng khối lớn – Mặt bằng hình chữ U – E – L – T – I – Mặt bằng hình tròn hoặc đa giác đều 2. Thiết kế mặt bằng chung: Cơ sở lựa chọn: - Yêu cầu công nghệ - Yêu cầu môi trường - Hình dạng khu đất Phân khu chức năng trên mặt bằng: 2. Thiết kế mặt bằng chung: Các giải pháp bố cục: - Hợp khối tất cả các công đoạnï - Phân tán tất cả các công đoạn - Kết hợp phân tán và hợp khối Giải pháp bố trí các công đọan sản xuất chính: CHUẨN BỊ Kết hơp tất cả các công đoạnï CHUẨN BỊ Phân tán tất cả các công đoạnï CHUẨN BỊ CHUẨN BỊ LUYỆN ĐÚC KHO THÉP THỎI NUNG CÁN PHƯƠNG ÁN 1 LUYỆN ĐÚC KHO THÉP THỎI NUNG CÁN PHƯƠNG ÁN 2 LUYỆN ĐÚC KHO THÉP THỎI NUNG CÁN PHƯƠNG ÁN 3 LUYỆN ĐÚC KHO THÉP THỎI NUNG CÁN Kết hợp một số công đoạn Các căn cứ để xác định nhịp nhà: + Phù hợp yêu cầu bố trí công nghệ sản xuất. + Phù hợp yêu cầu bố trí thiết bị vận chuyển. + Yêu cầu thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên. + Tổ chức mạng lưới kỹ thuật trong nhà công nghiệp. + Tính thống nhất hóa trong xây dựng. Theo tài liệu nghiên cứu của nhiều nước, nếu thay khẩu độ nhỏ bằng khẩu độ lớn ( ví dụ 3 nhịp 12m bằng 2 nhịp 18m ) sẽ tiết kiệm được vật tư, hạ giá thành xây dựng và tăng diện tích sử dụng, nhưng nếu sử dụng nhịp xưởng quá lớn giá thành công trình sẽ tăng lên, mặc dù lúc này tính linh họat và vạn năng rất cao.  Trong nhà có sử dụng cầu trục, hiệu qua û sử dụng nói chung sẽ tăng lên khi kích thước nhịp tăng theo tỉ lệ thuận với sức trục của cầu trục. Khi sử dụng cầu trục cổng trong nhà công nghiệp, kích thước nhịp còn phải tăng thêm 3  6m theo yêu cầu hoạt động của thiết bị.  nhịp dưới 18m lấy theo bội số của 3m, còn nhịp nhà lớn hơn 18m lấy theo bội số của 6m.  Nhà không có cầu trục hoặc chỉ có cần trục treo nhịp nên lấy 6,9,12m.  Nhà có sử dụng cầu trục nhịp nên lấy 18,24,30m hoặc lớn hơn. Xác định bước cột: Kích thước bước cột ít phụ thuộc vào dây chuyền sản xuất và đặc điểm của thiết bị. Đại đa số bước cột phụ thuộc vào vật liệu làm kết cấu, lọai kết cấu, quy định thống nhất hóa và tính kinh tế.  Với các nhà công nghiệp bình thường, bước cột nên lấy bằng 6,12m ( với các trường hợp đặc biệt có thể lầy đến 18m hoặc 24m ).  Để tăng tính linh hoạt cho nhà xưởng, có thể lấy bước cột biên là 6m, các bước cột giữa 12m, nhịp 12,18,24m.  Lưới cột 12 x 18m và 12 x 24m là bước cột tối ưu đối với nhà công nghiệp 1 tầng. Bố trí khe nhiệt độ: • + Tình hình nhiệt độ bên trong. • + Khoảng cách tùy thuộc hình thức kết cấu Bố trí Khe lún; – Đất chịu tải không đều, mặt bằng nhà lớn. – Giữa hai nhà có chênh lệch độ cao. – Giữa hai nhà có bố trí tải trọng khác nhau trên mặt nền nhà. Tổng hợp thành khe biến dạng, nên bố trí tại các vị trí thay đổi chức năng trong không gian , vi du khoảng chuyển tiếp giữa các xưởng, giữa xưởng và kho  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: Các yêu cầu khi thiết kế : – Giải pháp kết cấu nhà: Chịu lực và bao che. – Thể hiện được vật liệu và kỹ thuât xây dựng – Thấy được cách bố trí các thiết bị máy móc sản xuất, thiết bị vận chuyển, tổ chức giao thông. – Các giải pháp thông thoáng chiếu sáng tự nhiên và nhân tạo, chống thấm và cách nhiệt – Tạo được không gian kiến trúc nội thất trong nhà. 3. Thiết kế mặt cắt ngang: Phân khu nhà công nghiệp 1 tầng theo phương đứng Xác định chiều cao nhà  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: a : thiết bị lớn nhất trên nền nhà b : khoảng cách an toàn khi vận chuyển. h : chiều cao của vật lớn nhất được di chuyển c : khoảng cách từ móc treo –đến vật được di chuyển. d: Khoảng cách an toàn cho xe con cần trục ( > 10 cm ) e : Khoảng cách từ mặt trên ray cần trục đến mặt trên cần xe con cần trục g :Khoảng cách từ mặt trên cần xe con cần trục đến mép dưới kết cấu đỡ mái Mặt cắt ngang Mặt cắt dọc 3. Thiết kế mặt cắt ngang: Mặt cắt ngang Chọn lựa hình thức mái nhà. Mái dốc: – Mái một dốc: – Mái hai dốc: – Mái hỗn hợp: – Mái nhiều dốc, nhiều nhịp: Mái bằng: – Kết cấu dễ tạo dáng cho nhà cao tầng, ít dùng cho nhà 1 tầng hoặc dùng cho bộ phận kỹ thuật , diện tích nhỏ . – Vấn đề chống thấm , cầu thang cho mái bằng.Thực chất mái bằng vẫn là một dạng mái dốc. HỆ KHUNG BTCT NCN MỘT TẦNG 4. Lựa chọn vật liệu: Bê tông cốt thép  Chịu nén tốt, khả năng tạo hình đa dạng, chịu được ẩm của nước, xâm thực của môi trường, giá thành rẻ hơn thép.  Hạn chế: Chịu tải trọng động thì kém, tải trọng nặng nề.  Ưùng dụng cho mọi công trình bê tông cốt thép như chịu lực cao, sản xuất dùng nhiều nước.. HỆ KHUNG THÉP NCN MỘT TẦNG Thép : – Chịu lực kéo tốt, chịu lực tải trọng động lớn. – Nhẹ so với BTCT trong điều kiện thi công nhanh. – Hạn chế: dễ bị rỉ sét, giá thành cao. – Ứng dụng : công trình đa dang, tránh khu vực gần biển , sản xuất dùng nước nhiều . Kết cấu gạch- đá- gỗù: – Ưu điểm: rẻ – Nhược: khả năng chịu lực hạn chế, thi công chậm, tuổi thọ không cao, phạm vi sử dụng nhịp nhỏ 12m; h<9m. – Không sử dụng gỗ trong xưởng dễ cháy và ẩm ướt Lựa chọn các kết cấu thông dụng: – Đối với nhà có khẩu độ <30m ; bê tông cốt thép và thép. – Đối với nhà có khẩu độ > 30m : thép và kết cấu không gian – Đối với nhà có khẩu độ < 12m dùng gỗ và xi măng, gạch đá.  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: Một sôá dạng kết cấu đặc biệt. » Kết cấu vỏ mỏng. » Vỏ yên ngựa: » Vòm trụ » Kết cấu dây treo:  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: - Yêu cầu chiếu sáng và thông gió: + Giải pháp tự nhiên + Gỉai pháp nhân tạo + Giải pháp kết hợp 5. Thiết kế thông gió và chiếu sáng: Tổ chức che mưa nắng - thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên. Che mưa che nắng: Thể hiện được đặc trưng của kiến trúc nhiệt đới. Che nắng : dùng hệ thống lam Chiếu sáng tự nhiên: >50% Thông thoáng tự nhiên: - Aùp lực gió tự nhiên: Vùng án gió, áp lực dương.Vùng khuất gió, áp lực âm. - Đối lưu: Sơ đồ tổ chức thông thoáng tự nhiên trên mặt cắt: 5. Thiết kế thông gió và chiếu sáng: Sơ đồ – Chi tiết cửa mái tạo thông thoáng:  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: – Nguyên tắc luồng, 2 luồng ngược chiều, đen xen vào nhau. Trước hết quan tâm đến vận hành sản xuất , sau đó xét đến luồng di chuyển đi lại của công nhân. – Lợi dụng những chỗ chuyển tiếp công nghệ để bố trí người đi lại. – Chú ý : vị trí đầu luồng, vị trí nhập và xuất hàng . – Cửa cho luồng hàng: kích thước được xác định theo khối lượng hàng hoá lớn nhất đi qua cửa đó . 6. Tổ chức giao thông: – Cửa luồng người: khoảng cách cửa theo các tiêu chuẩn thoát người (TCVN) – Đường dùng cho người đi lại không được nhỏ hơn 1m. Nếu kết hợp để thóat người khi có sự cố, chiều rộng đường được lấy theo chỉ tiêu tính toán 0,6m/100 người. – Cửa thóat người khi có sự cố, tốt nhất nên kết hợp với cổng – cửa dùng để vận chuyển hoặc cửa dùng để đi lại, cánh cửa phải mở ra ngoài. Khi diện tích phòng sản xuất lớn hơn 600m2 phải có hai cửa thóat trở lên và đặt cách xa nhau. – Chiều rộng cửa thóat người khi có sự cố phải tính tóan theo số lượng công nhân làm việc trong phòng, hạng nguy hiểm cháy nổ của lọai sản xuất và thời gian cần thiết tối thiểu để công nhân có thể kịp thóat ra khỏi phòng. – Khỏang cách tối đa cho phép từ nơi xa nhất đến cửa không vượt quá 50 100m tùy theo lọai sản xuất.  NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: Cảnh giác cĩ thể bị cản trở Cảnh giác cĩ thể bị cản trở Cảnh giác cĩ thể bị cản trở Ranh giới đường nơi làm việc Ranh giới đường di chuyển Thanh bảo vệ trang thiết bị Lưới che Lưới che Thang và phần nghỉ chân Thang và phần nghỉ chân Thang dành cho việc sửa chưã hoặc bảo trì. Tầng gác để tủ điện » Thiết kế mặt đứng kiến trúc xuất phát từ ý đồ tổ chức hình khối và được hình thành trong việc chọn lựa giải pháp thông thoáng và chiếu sáng tự nhiên, hình thức kết cấu, vật liệu bao che công trình. » Mặt đứng là tổ hợp đường nét, mảng khối, vật liệu, màu sắc, yếu tố đậm nhạt, xa gần trong không gian theo chiều cao và chiều rộng. » Các yếu tố cấu thành mặt đứng được sắp theo theo một bố cục có tỷ lệ hài hoà, cân đối, tạo nên các dáng vẻ khác nhau của công trình. Đồng thới thể hiện những đặc trưng khác nhau của các loại hình nhà máy. 7. Thiết kế mặt đứng: NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG: