Унификация и типизация в промышленном строительстве

ЛЕКЦИЯ 3

Тема: Унификация и типизация производственных зданий и их конструктивных элементов

Во введении следует напомнить, что технологии: T₁, Т₂, … Т_n в промышленных зданиях весьма разнообразны. Что технология определяет объемно-планировочное (ОП) решение промышленного здания, определяя его внешний облик, силуэт и др. Опыт в промышленном строительстве показывает, что несмотря на существенные отличия разных технологий, можно все же в определенном диапазоне применять типовые планировочные и конструктивные (К) решения. Если в жилищном строительстве типовые проекты применялись достаточно широко, то в промышленном строительстве по типовым проектам выполнялось 45% объема строительно-монтажных работ (СМР). Примерно 40% промышленных объектов строилось с применением типовых решений.

Архитектурно-строительная унификация (У) проводится по зданиям различного назначения и их ОП и К элементам, предназначенным для массового строительства. Унификация ОП и К решений зданий может проводиться на различных уровнях: межотраслевая (по всем отраслям промышленности); отраслевая (по отдельным отраслям) и, наконец, объектная У – по отдельному зданию.

Цель системы архитектурно-строительной (У) – создать такую ОП структуру зданий, которая обеспечивала бы рентабельность заводского изготовления конструкций, а также возможность возведения зданий индустриальными методами.

Унификация – это приведение к единообразию размеров ОП параметров зданий (сюда относятся: шаг колонн – а; ширина пролета – L; а также высота цеха – Н) и их конструктивных элементов.

Какую основную задачу решает унификация?

Путем поэтапного устранения необоснованных различий (в формах, размерах здания и др.) достигается ограничение (но не «тотальное» сокращение) числа ОП параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкциям) оптимальным количеством.

Например: если количество типоразмеров будет очень незначительно, а именно: 1, 2, 3 и т.д. то это, естественно, грозит однообразием. А если типо-размеров будет много, к примеру, – 201, 202 и 203, то это приведет к большим сложностям в их применении, к огромной трудоемкости. Поэтому выход здесь заключается в поиске «золотой середины» и оптимальными величинами, в частности, могут быть – 41, 42, 43 и т.д.

Как видно, У осуществляется путем постепенного отбора более совершенных решений с учетом требований: технических, экономических и архитектурных. Как происходило (на основе У) сокращение числа типораз-меров отдельных К элементов промышленных зданий видно из таблицы 3.1.

Таблица 3.1 – Типоразмеры конструктивных элементов промышленных зданий

Конструктивные элементы производственных здания	Число типоразмеров
до 1970 г.	1972 г.	После 1973 г.
Стропильные фермы
Подкрановые балки

Из таблицы видно, что оказывается можно обходиться всего 35 типоразмерами стропильных ферм вместо 988.

Теперь перейдем к вопросам типизации.

Проблема стандарта, проблема массовой застройки из стандартных зданий (как жилых, так и производственных) и их художественных достоинств является актуальной темой современного градостроительства вообще. Опытные проектировщики справедливо отмечают, что уязвимым звеном в методике стандартизации является отсутствие связи возводимого объекта с конкретным местом строительства. Типовое изначально игнорирует окружающую среду, что, как понятно, является органическим пороком метода. Не без оснований считают, что выходом из данного положения является иная методика стандартизации, где объектом типизации будет не здание и отдельный дом, а детали, из которых компонуются здания.

Типизация (Т) – техническое направление в проектировании, позво-ляющее осуществлять строительство объектов благодаря применению унифицированных ОП и К решений, доведенных до стадии типовых проектов.

В таблице 3.2 показано, как может идти проектирование, допустим, 150 различных объектов. Когда для каждого объекта разрабатывался проект (в 40-е, 50-е гг.), мы имели дело с индивидуальным проектированием. Это, помимо всего, огромные затраты времени на проектирование.

Другой крайний случай – 150 объектов строятся по 5 проектам.

Это, в частности, неминуемо связано с однообразием и монотонностью застройки, с чем Вы хорошо знакомы. Следовательно, и здесь мы должны искать «компромисс» и разрабатывать, к примеру, 50 проектов (или 15), что обеспечит определенную маневренность, индустриальность, и в то же время, – более или менее приемлемый архитектурно-художественный облик зданий.

Таблица 3.2

150 объектов	150 объектов	150 объектов	150 объектов
150 проектов; индивидуальное проектирование; 40-50 гг.	100 проектов; повторное применение проектов; 60 гг.	50 – 10 проектов; маневренность; хороший архитектурно-художественный облик, но также и индустриальность; 70 гг.	5 проектов; однообразие (примитив)

При решении вопросов У и Т учитывают:

· – совершенствование различных технологий;

· – перспективы развития конструкций;

· – требования модульной системы.

· – и, конечно, должны обязательно учитываться архитектурно-художественные требования.

Для удобства У объем промышленного здания разделяют на отдельные элементы:

ОП элемент – пространственный объем, ячейка, часть здания с размерами, равными шагу колонн (а), пролету (L) и высоте этажа (Н).

Планировочный элемент (плоская ячейка) – это горизонтальная проекция ОП элемента.

ОП элементы, в зависимости от их расположения в контурах здания, могут быть различными. Например, они могут быть шести типов: 1 – угловые, 2 – торцевые, 3 – боковые, 4 – средние, 5 – боковые у ТШ, 6 – средние у ТШ. Они показаны на плане трех пролётного промышленного здания, показанного на рисунке 3.1.

На этом же плане выделены температурные блоки I, II, III и IV, расположенные между температурными швами (ТШ). Что это такое?

Температурный блок – это часть здания из нескольких ОП элементов, расположенных между температурными швами или стеной здания (торцовой или продольной).

В границах температурного блока под номером III есть знак равенства и введено понятие – унифицированная типовая секция (УТС).

Типы ОП элементов: 1 – угловые, 2 – торцевые, 3 – боковые, 4 – средние, 5 – боковые у ТШ, 6 – средние у ТШ.

Рисунок 3.1 – План и разрез трех пролётного производственного здания

В этой связи рассмотрим коротко историю вопроса.

Работы по У и Т производственных зданий в нашей стране начались еще в годы первой пятилетки (1929-1934 г.г.). В 1939 г. были разработаны типовые секции одноэтажных промышленных зданий. В 1954-1955 годах начали внедрять отраслевую (т.е. в пределах отдельных отраслей народного хозяйства, например, металлургия) унификацию ОП и К решений промышленного здания из сборных железобетонных конструкций. В 1957 г. был издан первый каталог унифицированных сборных железобетонных конструкций для промышленного строительства.

Возникла необходимость в межотраслевой унификации ОП и К решений промышленного здания. После 1961 года была установлена ограниченная номенклатура габаритных схем зданий (в общем случае это поперечный разрез здания), пригодных для расположения в них производств различных отраслей промышленности.

С 1962 года начался переход на более гибкие формы типового проектирования зданий из УТС и УТП (унифицированных типовых пролетов). В 1977 г. группа архитекторов и инженеров была удостоена Государственной премии СССР за разработку и внедрение межотраслевой системы унификации промышленных зданий.

Среди лауреатов этой премии был Константин Николаевич Карташов – основатель, первый директор ЦНИИ промзданий, работавший в 50-е гг. в МИСИ имени В. Куйбышева (ныне МГСУ), один из наших учителей.

УТС – это объемная часть здания или температурный блок с определенными параметрами. Блокируя (соединяя) их между собой, компонуют здания различных размеров, а эти размеры в плане, как Вы догадываетесь, определяются в соответствии с технологическими требованиями.

В зависимости от характера блокирования УТС разделяются на следующие типы:

· I тип – многопролетные, для зданий сплошной застройки. Блокируются с любой стороны;

· II тип – одно, двух и многопролетные. Блокируются только вдоль пролетов, т.е. по длине. И, наконец, следующий

· III тип – пристраиваемые к многопролетным зданиям.

На рисунке 3.2 показано блокирование УТС различных типов.

Рисунок 3.2 – Блокирование УТС различных типов

Рассмотрим пример: УТС размером 144 х 72 м для предприятий машиностроения; оборудованные мостовым краном (МК). На рисунке 3.3 показаны четыре УТС: до блокирования и после блокирования. Также на данном рисунке видно, что одна УТС – это четыре пролета по L=36 м. Понятно, что 4 х 36 м будет равно 144 м.

Рисунок 3.3 – Схемы блокирования УТС

Следует отметить одно из преимуществ, применения УТС по сравнению с применением ОП элементов. В общем случае это, видимо, можно сравнить с детским конструктором, состоящим из кубиков. На первых этапах проектировщики при проектировании складывали здание из маленьких кубиков (ОП элемент); а затем перешли к более крупным кубикам, т.е. к УТС.

На каждую УТС и УТП разработаны и изданы массовым тиражом рабочие чертежи (РЧ). Что это дает?

· 1) сокращается объем проектной документации (а значит продолжительность проектирования);

· 2) улучшается качество проектов;

· 3) применяется минимум типов конструктивных элементов.

Практика свидетельствует, что УТС и УТП могут быть межотраслевыми.

Итак, на основе УТС и УТП составляют типовые проекты промышленных предприятий. Они имеют лучшие технико-экономические показатели (ТЭП) по сравнению с индивидуальными проектами, разработанными на основе унифицированных ОП элементов.

Какими могут быть перспективы типизации? Это может выразиться в следующем:

· – проектирование и применение зданий широкой универсальности;

· – создание относительной независимости строительных решений зданий от технологии;

· – и, наконец, сокращение числа типоразмеров конструкций в пределах не одного предприятия, и не группы предприятий, а всего промышленного узла.

В завершение первого учебного вопроса отметим, что большой вклад в разработку изучаемых здесь положений в своё время внесли и вносят ныне сотрудники ЦНИИ Промзданий (Москва).

Дата добавления: 2013-12-12