Проектирование производственных зданий: современные решения и технологии

Проектирование требует от специалистов понимания производственных процессов на предприятии. К разработке подобных проектов в качестве экспертов привлекаются преуспевающие технологи данной отрасли.

Введение

Промышленное проектирование выполняется на основе уже работающей производственной схемы предприятия. Учитывается использование тяжелой спецтехники, наличие вибраций, нагрузок на узлы конструкций, степень агрессивности среды и многое другое. Разберемся, как начать проектирование производственных цехов.

Определение проектирования производственных зданий

Если говорить простым языком, то проектирование производственных зданий – это подготовка инструкции для строителей, отделочников, монтажников и др.

Значение и цель проектирования производственных зданий

Целью является не только поиск функционально эффективных решений, но и удовлетворение разных, порой противоречивых потребностей и нужд, обоснованно выбрать окончательный вариант. Направление цели и задач строительного проектирования — это создание хорошего продукта (быстровозводимое здание, сооружение, комплекс и т. д.) с комфортными подходящими для производства условиями.

Этапы проектирования производственных зданий

Этапами являются:

1. Подготовка предпроектной документации.

2. Составление эскиза.

3. 3D-визуализация объекта.

4. Подбор материалов.

5. Предварительный расчет инженерии, конструктивных элементов.

6. Выбор и согласование оптимальных решений.

7. Оформление принятых решений.

Анализ требований и потребностей

Анализ требований включает в себя несколько видов деятельности, таких как сбор требований от заинтересованных сторон, документирование и организация требований, проверка требований и создание документа с описанием требований.

Планирование и концептуальный дизайн

Это разработка принципиальной идеи, проработка стратегий и подходов, используемых для проектирования, а также принципов взаимодействия различных участников коммуникации. Концептуальный дизайн подразумевает применение разных творческих подходов для поиска центровой идеи.

Разработка технических спецификаций

Разработка и утверждение технических спецификаций (отчетов) должным образом осуществляется техническим комитетом по стандартизации, за которым закреплены объекты стандартизации и области деятельности, соответствующие разрабатываемым и утверждаемым техническим спецификациям.

Создание архитектурных и инженерных решений

Архитектурный раздел отвечает за общие визуальные и функциональные характеристики проектируемого сооружения, планировочную схему и эргономику. Конструктивное решение – это этап проектных работ, непосредственно влияющий на полноценную жизнедеятельность проекта.

Выбор и размещение оборудования

Существует 4 основных способа размещения оборудования:

• Пооперационная схема (по технологическому принципу).

• Линейная планировка (по предметному принципу).

• Схема технологических ячеек (по принципу групповой технологии).

• Фиксированная планировка (по принципу обслуживания неподвижного объекта).

Создание документации и проектных чертежей

В проектную документацию входят основные разделы по организации строительства: пояснительная записка, смета на строительство объектов капитального строительства, проект организации строительства, мероприятия по обеспечению пожарной безопасности и пр.

Учет специфических требований различных отраслей

В процессе проектирования зданий необходимо учитывать множество факторов, таких как назначение здания, климатические условия, геологические особенности местности, стандарты безопасности и энергоэффективности. Кроме того, проектировщики должны учитывать требования к дизайну, функциональности и удобству эксплуатации объекта.

Производственные помещения для пищевой промышленности

При производстве чистых помещений для пищевой промышленности соблюдаются рекомендации СНиП 2.09.04-87. В этих зонах не должны располагаться санитарно-технические сооружения для сотрудников.

Производственные помещения для автомобильной промышленности

Проектирование и строительство чистых технологий подходит для автомобильной промышленности и сегодня набирает обороты. Многие крупные заводы используют такие помещения на разных этапах производства, что дает возможность вырабатывать прочные и качественные детали и механизмы.

Производственные помещения для фармацевтической промышленности

Чтобы сделать качественный проект необходимо продумать десятки вариантов, оценить сотни ситуаций, которые могут произойти на фармацевтическом производстве, провести анализ рисков и тем самым максимально предотвратить негативные последствия.

Производственные помещения для электронной промышленности и др.

К производственным помещениям предприятий микроэлектроники предъявляются самые ультравысокие требования к чистоте воздуха, технологическим жидкостям и газам. Прежде всего это связано с совершенствованием технологий изготовления продукции электронной промышленности и уменьшением размеров используемых в ее производстве элементов.

Оптимизация эргономики производственных зданий

От правильного обустройства рабочих мест и офиса во многом зависит эффективность трудовой деятельности каждого сотрудника предприятия. Нужно соблюдать определенные требования охраны труда и правил безопасности, а также создать комфортные условия для работы. В связи с этими потребностями возникла эргономика.

Распределение рабочих зон и потоков материалов

Можно выделить ряд основных требований к организации рабочих зон:

• оснащение рабочих мест современным, исправным и безопасным оборудованием, инструментом, технологической и организационной оснасткой;

• оптимальное обслуживание рабочего места сырьем, материалами, заготовками, деталями, инструментом, ремонтом оборудования и оснастки, уборкой отходов;

• рациональное расположение и закрепление всего необходимого на рабочем месте (инструмента, приспособлений и т. д.);

• наиболее удобное расположение сотрудников на рабочем месте;

• оптимальная занятость работников;

• максимальная простота управления механизмами;

• чистота и порядок на рабочем месте.

Эргономичные рабочие места и оборудование

При проектировании рабочего места необходимо учитывать пространство для размещения работника, рабочую позу, возможность вести записи, размещать документацию и материалы, необходимые для работы, возможность охватить взглядом все элементы рабочего места и пространство за его пределами. Хорошо продуманное пространство повышает производительность труда и улучшает показатели.

Освещение, вентиляция и климатические условия

Формирование микроклимата в производственных зданий напрямую связано с поддержанием соответствующего температурно-влажностного режима в помещени. На предприятиях в ходе технологических процессов в воздух, окружающий рабочее место, выделяются загрязняющие вещества: твердые частицы, газы, пары, туманы и жидкие аэрозоли.

В соответствии с санитарными нормами количество наружного воздуха, подаваемого в помещение, на одного работающего должно составлять не менее 30 м3/ч при работе в помещении меньше 20 м3 на одного человека и не менее 20 м3/ч при объеме помещения больше 20 м3 на одного человека.

Безопасность и предотвращение травм

В разделе проектной документации «Промышленная безопасность» обязательно изложены требования по обеспечению и соблюдению мероприятий и норм безопасности на объекте повышенной опасности.

Соблюдение нормативных требований и стандартов

Производственные здания относятся к группе промышленных объектов. Их возведение регулируется законодательством РФ и сводами правил в сфере строительной индустрии. Готовые проекты проходят обязательную многоступенчатую экспертизу.

Законодательство и нормативные акты, регулирующие проектирование производственных помещений

Нормативными правовыми актами Российской Федерации являются:

• Конституция РФ.

• Федеральные законы.

• Федеральные конституционные законы.

• Нормативные правовые акты Совета Федерации и Государственной Думы Федерального Собрания РФ.

• Законы РФ о поправках к Конституции РФ.

• Постановления Правительства РФ.

• Указы Президента РФ.

• Приказы федеральных органов исполнительной власти.

• Нормативные правовые акты иных государственных органов РФ, их должностных лиц.

Сертификация и соответствие стандартам качества

Сертификация защищает строительный рынок от некачественной и опасной продукции, а также неквалифицированных работ. Это комплекс мер, направленных на соответствие всех работ, материалов и оборудования установленным нормам и стандартам. Сертификация дает гарантию на то, что здание не разрушится и не осядет в ближайшие годы и защищает права потребителей, обеспечивает безопасность и повышение квалификации персонала.

Применение современных технологий в проектировании

Чтобы обеспечить высокую эффективность применяемых в проектировании информационных технологий, необходим системный подход к их внедрению и использованию. В распоряжении архитектора находятся программы, ориентированные на свободное и интуитивное моделирование форм, с другой – необозримое количество технологий, позволяющих менять форму почти готовых изделий и обрабатывать материалы любого размера практически с идеальным качеством. Особых высот достигла в этом смысле фрезотехнология.

Использование 3D-моделирования и виртуальной реальности

3D-моделирование в сочетании с технологиями виртуальной и дополненной реальности, является перспективным методом проектирования различных объектов в строительстве. Привлекательность их применения на различных стадиях разработки проектной документации заключается в повышенной скорости создания моделей и наглядности всего процесса.

Применение «умных» систем управления и автоматизации

К технологиям умного дома Smart относятся:

• дистанционное управление отоплением;

• дистанционное и автоматическое управление освещением и электрооборудованием;

• создание уютного микроклимата по сигналам датчиков температуры и влажности;

• постоянный мониторинг безопасности помещений, оповещение о важных событиях;

• управление системой видеонаблюдения и домофоном.

Инновационные материалы и конструкции

Применение на практике инновационных технологических решений и тенденций в области строительства позволяет получить высокий энергетический, экономический и экологический эффект. К примеру, предложены новые типы ферменных и блочных конструкций и соединений, способы усиления строительных конструкций в виде составных и комбинированных, состоящих из разномодульных материалов. Разработаны инженерные методики расчета оптимальных параметров проектируемых и усиливаемых форм, новых совмещенных деревянных каркасов с обшивками из OSB, фанеры, LVL, стального профилированного настила и новые типы ферменных для использования в покрытиях зданий и сооружений.

Безопасность и экологические аспекты

Экологически и экономически обоснованные решения по строительству должны гарантировать:

• минимальный ущерб природной среде;

• экологическую безопасность и благоприятные условия для людей;

• рациональное экономическое расходование природных, топливно-энергетических, материальных и трудовых ресурсов;

• внедрение высокопроизводительных и мало- или безотходных технологий.

Проектирование с учетом пожарной безопасности

Требования пожарной безопасности к различным производственным зданиям оговариваются СНиП и ППБ. В изложенных нормах прописываются меры предотвращения пожара и разрушений, связанных с воздействием открытого пламени.

Эффективное использование ресурсов и энергии

Энергетическая эффективность здания – рассчитанное или измеренное количество энергии, необходимое для использования объекта по назначению, которое включает потребление энергии на отопление, охлаждение, вентиляцию, горячее водоснабжение, освещение и другие потребности.

Утилизация отходов и устойчивое производство

К производственным отходам относятся разнообразные по физико-химическим составам и свойствам материалы – куски металла и пластика, зола, различные минеральные составляющие, остатки топлива, масел и прочий мусор, образующийся при добыче полезных ископаемых или производстве товаров. Для утилизации опасных веществ используют захоронение на полигонах или уничтожение на мусоросжигательных заводах. В специальных печах-инсинераторах происходит распад веществ под воздействием сверхвысоких температур.

Ошибки, которых следует избегать при проектировании

Эти ошибки допускать не стоит:

• Неправильный выбор оснований и конструктивной схемы фундамента. Это приведет к появлению трещин большого раскрытия, даже разрушению объекта.

• Появление сырости и грибка, провоцирующего физический износ объекта в короткие сроки. Подобный эффект вызывает сочетание расчетов воздухообмена по устаревшим нормами с установкой современных «евроокон».

• Использование неподходящей конструктивной схемы здания, что приводит к перегрузке и разрушению несущих конструкций.

• Учет материалов, которые уже не производятся и были взяты при подготовке документации из старых сортаментов.

Неправильное планирование пространства

К нему относятся недостаточное внимание к вентиляции, кондиционированию воздуха, отоплению, плохое освещение. Вы не можете использовать только одну часть здания, чтобы разместить все, оставив другие стороны пустыми. Это признаки неправильного планирования. Убедитесь, что здание спланировано таким образом, что используется правильное количество пространства. Конструкция должна быть такой, чтобы не приходилось бегать из одного конца в другой. Важно оптимизировать площадь всей территории.

Недостаточная оснащенность помещений и оборудования

Для материально-технического обеспечения необходимо определение потребности в материально-технических ресурсах, их поиск и покупка, организация доставки, складского хранения и выдачи потребителям на предприятии. Недостаток возможностей затрудняет деятельность организации и повышает риск простоев.

Неправильный выбор материалов и конструкций

Независимо от предназначения и габаритов здания их строительство требует соблюдения ряда норм и правил на каждом этапе. Нужно правильно подбирать конструкции и материалы. Их игнорирование чревато снижением срока службы, несоответствие требуемым характеристикам или вообще невозможностью эксплуатировать объект из-за опасности для жизни и здоровья людей.

Заключение

Архитектурное проектирование — это пошаговый алгоритм строительства нового объекта для каждого подрядчика, в котором согласовывается проектная документация и смета на строительные и отделочные монтажные работы, закладывается результат конечного облика одного здания.

Выводы о важности качественного проектирования производственных помещений

Архитектурное и строительное проектирование — это детальная и пошаговая разработка концепции проекта, от которого будут зависеть характеристики здания. Его исполнение нужно доверить опытным специалистам, чтобы получить надежный функциональный объект.

Подведение итогов и подчеркивание основных принципов

Проектирование промышленных зданий – это не только учет в специфике здания технических требований производственного процесса, но еще и выполнение ряда норм, регламентирующих техногенную, инженерную, экологическую безопасность, и даже учет архитектурного элемента будущего объекта.