МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ... КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени К.И. САТПАЕВА
Институт Металлургии и полиграфии
Кафедра Металлургии цветных металлов
УЧЕБНО – МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ СТУДЕНТА
по дисциплине
«Проектирование металлургических объектов»
для специальности
050709 – «Металлургия»
(бакалавриат)
Алматы 2008
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Проектирование металлургических объектов» для студентов КазНТУ имени К.И. Сатпаева по специальности 050709 – «Металлургия». Составители: Г.Ж. Жунусова, Ш. Байысбеков, С.С. Еденбаев, М.А. Бердыбекова, Г.А. Плахин. – Алматы: КазНТУ, 2008.– 124 с.
Составители:
Жунусова Г.Ж., доцент кафедры МЦМ, к.т.н.
Байысбеков Ш., профессор кафедры МЦМ, д.т.н.
Еденбаев С.С., профессор кафедры МЦМ, к.т.н.
Бердыбекова М.А., старший преподаватель кафедры МЦМ
Плахин Г.А.,
старший преподаватель кафедры МЦМ
АННОТАЦИЯ
Учебно-методический комплекс дисциплины студента (УМК ДС) «Проектирование металлургических объектов» разработан в соответствии с ГОСО РК, квалификационной характеристикой, типовой и рабочей программами по специальности 050709 – «Металлургия».
Проектирование металлургических объектов – это область знаний, понятий и представлений о
проектировании металлургических объектов, которое проводится с целью разработки и/или составления проектно-сметной документации на строительство субъектами новых и/или изменений
существующих промышленных объектов при их расширении, модернизации, техническом перевооружении, реконструкции, реставрации, капитальном ремонте, консервации и постутилизации.
Проектирование металлургических объектов необходимо проводить с учетом положений действующего законодательства и государственных нормативов в области архитектурной, градостроительной и строительной деятельности.
Материал настоящего УМК ДС направлен на изучение основ технологического и архитектурно-строительного проектирования, используемых на стадии составления проектно-сметной
документации разрабатываемых и/или усовершенствуемых металлургических объектов.
Темы лекционных занятий являются основой для самостоятельной работы студентов в аудиторное (СРСП) и внеаудиторное (СРС) время. Планы проведения СРС и СРСП разработаны в соответствии с «Правилами кредитной системы обучения» и «Положением об организации самостоятельной работы студентов в Казахском национальном техническом университете имени
К.И.Сатпаева».
Аудиторные занятия в рамках СРСП и практических занятий направлены на более глубокое
усвоение научных принципов организации и строительства металлургических объектов.
© Казахский национальный технический университет имени К.И.Сатпаева, 2008
2
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ – SYLLABUS
Данные о преподавателях:
Преподаватели, ведущие занятия: Жунусова Г.Ж., доцент кафедры МЦМ, к.т.н., Байысбеков Ш.,
профессор кафедры МЦМ, д.т.н., Еденбаев С.С., профессор кафедры, к.т.н., Бердыбекова М.А.,
старший преподаватель кафедры МЦМ
Контактная информация: 257–71–90, вн. 7190.
Время пребывания на кафедре: по расписанию занятий.
Данные о дисциплине:
Название:
Количество кредитов:
Место проведения:
Проектирование металлургических объектов
3
ауд. 111 ГМК
Курс
Семестр
Кредиты
Таблица 1 – Выписка из учебного плана
4
7
3
Академических часов в неделю
Лекции
Практические
занятия
СРСП
СРС
Всего
2
1
3
3
9
Форма контроля
Устный
экзамен
Пререквизиты: для изучения данной дисциплины необходимы знания по дисциплинам:
инженерная графика, основы конструирования и детали машин, экология, охрана труда, основы автоматизации, экономика металлургического производства, физико-химические основы и технология процессов обогащения и переработки сырья черных, цветных тяжелых, легких, редких и благородных металлов.
Постреквизиты: знания, полученные при изучении данной дисциплины, могут быть использованы по дисциплинам: курсовая научно-исследовательская работа, дипломное проектирование.
Краткое описание
Проектирование металлургических объектов – это область знаний, понятий и представлений о
проектировании промышленных объектов, которое проводится с целью разработки и/или составления проектно-сметной документации на строительство субъектами новых и/или изменений существующих металлургических объектов при их расширении, модернизации, техническом перевооружении, реконструкции, реставрации, капитальном ремонте, консервации и постутилизации.
Проектирование металлургических объектов необходимо проводить с учетом положений действующего законодательства и государственных нормативов в области архитектурной, градостроительной и строительной деятельности.
Цель преподавания дисциплины – формирование знаний студентов в области научных принципов
организации технологического проектирования и строительства металлургических объектов с учетом
требований современных нормативных документов, действующих инструкций, регламентирующих высокий уровень стандартизации и унификации типовых проектов и новых проектных решений по организации планирования и застройки территории промышленного района в структуре города, территории
металлургического объекта, производственного здания и строительных конструкций.
Основная задача изучения дисциплины – приобретение знаний об основах технологического и архитектурно-строительного проектирования металлургических объектов.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать нормативную документацию, структуру проектно-сметной документации, влияние внешних природно-климатических и физикотехнических условий на проектирование объекта, мероприятия по проектированию металлургического
объекта с учетом требований охраны труда и окружающей среды, основные элементы строительных
конструкций.
В результате изучения дисциплины студенты должны уметь увязывать технологические вопросы с
архитектурно-строительными, обосновать целесообразность строительства нового или реконструкции
существующих производств, производить технологические и конструктивные расчеты, компоновку основного и вспомогательного оборудования, выбирать рациональные объемно-планировочные решения
3
по планированию и застройке территории промышленного района в структуре города, территории металлургического объекта, производственного здания и строительных конструкций.
Перечень и виды заданий и график их выполнения:
– перечень и виды заданий;
– список рекомендуемой литературы;
– сроки выполнения;
– формы контроля (экспресс-опросы, домашние задания, рефераты по темам практических занятий
самостоятельных работ, контрольная работа).
График доводится до сведения обучающихся с начала учебного семестра.
Таблица 2 – Виды заданий и сроки их выполнения
Виды
контроля
Текущий
контроль
Вид
работы
Тема работы
Ссылки на
литературу с
указанием страниц
Осн.: 1 [ст. 1, 3–5], 2
[с.3–7, 18]
Сроки
сдачи,
неделя
1
СР1
Основные термины и нормативные документы
в области проектирования промышленных объектов. Стадии проектирования
П1
Разработка задания на проектирование металлургического объекта
Осн.: 2 [с.3–14, 17,
18], 3 [с. 36–41]
1
СР2
Предпроектные мероприятия и исследования.
Состав проектно-сметной документации объекта
Осн.: 1 [ст. 1], 2 [с.3–
14, 17], 3 [с. 36–41], 4
[с. 15–17], 5 [с. 2–15]
2
П2
Выбор и обоснование технологической схемы
производства
2
СР3
Исходные данные для проектирования. Технологическое проектирование металлургических объектов
Выбор и расчет основного оборудования производства
Осн. : 3 [с. 54–114,
129–134], 5 [с. 22–25,
48–145]. Доп. : 7 [с.
57–581].
Осн.: 3 [с. 30–35, 41–
44, 50–52], 5 [с. 15–
25]
Осн. : 5 [с. 194–301],
3 [с. 185–197]. Доп. :
8 [с. 11–447].
Осн.: 5 [с. 22–25, 48–
145]
Осн. : 5 [с. 194–301],
3 [с. 185–197]. Доп. :
8 [с. 11–447].
Осн.: 3 [с. 54–114,
129–134]
П3
СР4
П4
Выбор эффективного способа схемы обогащения сырья
Выбор и расчет вспомогательного оборудования производства
СР5
Выбор эффективного способа производства
товарных металлов или его соединений в
металлургических заводах
П5
Выбор и расчет оборудования для утилизации
и очистки вредных выбросов производства
СР6
Выбор и расчет параметров и показателей
оборудования обогатительных фабрик
Принятие компоновочных решений по размещению оборудования
П6
4
3
3
4
4
5
Осн.: 3 [с. 185–197,
426–439], 5 [с. 194–
301]. Доп. : 8 [с. 11–
447]
Осн.: 5 [с. 194–301]
5
Осн.: 3 [с. 322–338].
6
6
Продолжение таблицы 2
Виды
контроля
Вид
работы
Тема работы
Ссылки на
литературу с
указанием страниц
Осн.: 3 [с. 185–197].
Доп.: 8 [11–447].
Сроки
сдачи,
неделя
7
СР7
Выбор и расчет параметров оборудования
металлургических заводов
П7
Принятие объемно-планировочных решений по Осн.: 4 [с. 109–132]
выбору типа производственного здания
7
СР8
Размещение предприятий
города, их классификация
Осн.: 4 [с. 6–52]
8
СР9
Объемно-планировочное формирование застройки заводской территории. Способы застройки. Типы строительных объектов. Входы и въезды в промышленные объекты. Застройка предзаводской террит ории. Магистрали и проезды. Разрывы между зданиями
и сооружениями
Осн.: 4 [с. 52–71]
9
П8,9
Основные элементы строительных конструкций. Каркас производственного
здания.
Конструктивные элементы производственного
здания. Стены и покрытия
Осн.: 6 [с. 105–179]
9
СР10
Проектирование производственных зданий
Осн.: 4 [с. 109–132]
10
П10
Конструктивные элементы производственного
здания. Полы, перегородки, окна
Осн.: 6 [с. 179–198]
10
СР11
Основные элементы конструкции производственных зданий
Осн.: 6 [с. 105–211]
11
П11
Конструктивные элементы производственного
здания. Двери и ворота, фонари и лестницы
Осн.: 6 [с. 198–209]
11
СР12
Транспорт металлургических объектов
12
П12
Принятие строительных решений для застройки производственного здания
Осн.: 3 [с. 122–124,
338–348], 4 [с. 90–
97], 5 [с. 335–338,
400–404]
Осн.: 4 [с. 109–132]
СР13
Инженерные сети металлургических объектов
13
П13
Выбор транспорта
Осн.: 3 [с. 394–402], 4
[с. 97–108], 5 [с. 404–
406]
Осн.: 4 [с. 90–97]
СР14
Благоустройство территории, элементы монументально-декоративного искусства и визуальной информации на промышленных
предприятиях
Осн.: 4 [с. 80–90]
14
П14
Генеральный план проектируемого объекта
Осн.: 5 [с. 301–335]
14
5
в структуре
12
13
Продолжение таблицы 2
Виды
контроля
Вид
работы
К
Рубежный
контроль
Итоговый
контроль
Тема работы
Технологическое и архитектурно-строительное
проектирование металлургического объекта по
темам контрольных работ
Ссылки на
литературу с
указанием страниц
1–12 осн. и доп. литра, конспект лекций
Сроки
сдачи,
неделя
15
РК1
Тестовые задания для
самоконтроля по модулю 1
1–12 осн. и доп. литра, конспект лекций
8
РК2
Тестовые задания для
самоконтроля по модулям 2–3
1–12 осн. и доп. литра, конспект лекций
15
Согласно тематического плана
1–12 осн., доп. лит-ра,
конспект лекций
16
Устный
экзамен
1.7 Список литературы
Основная литература:
1. Закон Республики Казахстан от 16 июля 2001 года № 242-II «Об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в Республики Казахстан».
2. СНиП РК А.2.2–1–2001 «Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений»
– Астана, 2001. – 25 с.
3. Болотников Л.Е. Технологическое проектирование производства редких металлов. – М.: Металлургия, 1973. – 472 с.
4. Архитектурное проектирование промышленных предприятий
5. Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. – 504 с.
6. Соловей Ю.М. Основы строительного дела. – М.: Стройиздат, 1989. – 429 с.
Дополнительная литература:
7. Ф.М. Лоскутов, А.А. Цейдлер. Расчеты по металлургии тяжелых цветных металлов. – М.: Металлургиздат, 1963. – 592 с.
8. Д.А. Диомидовский. Печи цветной металлургии. – М.: Металлургиздат, 1956. – 459 с.
9. Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. – М.: Металлургия, 1985. – 263 с.
10. Беляев А.И. Металлургия легких металлов. – М.–Л.: Металлургиздат, 1949. – 496 с.
11. Воскобойников В.Г. Металлургия черных металлов. – М.: Металлургия, 2002. – 450 с.
12. Лакерник М.М., Пахомова Г.Н. Металлургия кадмия и цинка. – М.: Металлургия, 1969. – 488 с.
1.8 Контроль и оценка знаний. Оценка знаний студентов осуществляется по рейтинговой системе
в виде 100 %–ной шкалы по всем видам контроля (таблица 3).
Таблица 3 – Распределение рейтинговых процентов по видам контроля
Вид итогового
контроля
Устный экзамен
Виды контроля
Проценты
Итоговый контроль (экзамен)
Рубежный контроль
Текущий контроль
100
100
100
Сроки сдачи результатов текущего контроля определяются календарным графиком учебного
процесса по дисциплине (таблица 4).
6
Таблица 4 – Календарный график сдачи всех видов контроля по данной дисциплине
Недели
Недельное
количество
контроля
Виды контроля
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
СР1 СР2 СР3 СР4 СР5 СР6 СР7 СР8 СР9 СР10 СР11 СР12 СР13 СР14 К
П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 РК1 П8,9 П10 П11 П12 П13 П14 РК1
Виды контроля: СР – самостоятельная работа, П – практическое занятие,
К – контрольная работа, РК – рубежный контроль.
Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).
Таблица 5 – Оценка знаний студентов
Оценка
Отлично
Хорошо
Удовлетворительно
Неудовлетворительно
Буквенный эквивалент
А
АВ+
В
ВС+
С
СD+
D
F
В процентах (%)
В баллах
95-100
90-94
85-89
80-84
75-79
70-74
65-69
60-64
55-59
50-54
0-49
4
3,67
3,33
3,0
2,67
2,33
2,0
1,67
1,33
1,0
0
Вопросы для проведения контроля по модулям и промежуточной аттестации
Вопросы для проведения контроля по 1-му модулю:
1. Что относится к промышленным объектам ?
2. Что относится к металлургическим объектам ?
3. Составные части объектов и субъектов архитектурной, градостроительной и строительной
деятельности.
4. С какой целью проводится проектирование металлургических объектов ?
5. Стадии проектирования.
6. Состав предпроектной документации и предпроектные решения по объекту.
7. Факторы, определяющие выбор района строительства.
8. Состав проектно-сметной документации.
9. Из каких групп состоят исходные данные для проектирования объекта и какие данные входят
в состав общеэкономических ?
10. Какими данными характеризуется площадка строительства проектируемого объекта ?
11. Какие вопросы решает технологическое проектирование объекта ?
12. Какие чертежи являются рабочей документацией на этапе технологического проектирования ?
13. Какие вопросы решаются при выборе рациональной схемы дробления ?
14. Какие требования предъявляются к сырью и продукту при выборе рациональной схемы измельчения ?
15. Задачи, решаемые при разработке аппаратурно-технологической схемы производства товарных
металлов или его соединений в металлургических заводах.
16. Какие способы вскрытия сырья и выделения первичного химического концентрата извлекаемого металла известны ?
17. Какими методами осуществляется получение металлов в элементарном состоянии из их химических соединений ?
18. Что применяется при первичной обработке металла?
7
19. Составление сводной схемы производства.
20. Вопросы охраны труда, контроля и управления производством при проектировании объекта
21. Общие принципы выбора и расчета оборудования ОФ.
22. Определение производительности по теоретическим формулам.
23. Определение производительности по эмпирическим формулам.
24. Определение производительности по нормам удельной нагрузки.
25. Определение производительности по нормам удельного расхода энергии.
26. Определение производительности по времени пребывания обрабатываемого материала в аппарате.
27. Определение производительности по данным каталогов и справочников.
28. С какой целью производится расчет емкости или пропускной способности аппарата ?
29. С какой целью производится расчет энергетического баланса аппарата ?
30. Выбор габаритов. Конструктивный расчет
Вопросы для проведения контроля по 2-му модулю:
1. Каковы основные задачи и проблемы при архитектурного проектирования промышленных
объектов ?
2. Какие факторы размещения предприятий известны ?
3. Что такое модульная организация территории промышленного района ?
4. Какие вопросы относятся к проектным решениям генерального плана предприятия или группы
предприятий ?
5. От чего зависит число входов и их размещение ?
6. Въезды для пассажирского и грузового транспорта ?
7. Предзаводская территория.
8. С какой целью создаются проезды и магистрали ?
9. Как определяется ширина улиц и разрывы между зданиями ?
10. Что относится к внешним факторам воздействия на производственное здание ?
11. Выбор этажности производственных зданий.
12. Факторы, влияющие на выбор основных строительных параметров.
13. В каких случаях производят вынос технологического оборудования за пределы здания ?
14. Какие мероприятия проводят для экономии топливных и энергетических ресурсов при проектировании здания ?
15. Железнодорожный транспорт.
16. Автомобильный транспорт.
17. Магистральные дороги.
18. Специальные дороги.
19. Тротуары.
20. Напольный рельсовый транспорт.
21. Напольный безрельсовый транспорт.
22. Непрерывный конвейерный транспорт.
23. Непрерывный трубопроводный гидравлический транспорт.
24. Непрерывный трубопроводный пневматический транспорт.
25. Грузовые подвесные канатные дороги.
26. Контейнерный транспорт.
27. Общественный транспорт.
28. На каких участках территории устраивают озеленение ?
29. Какую роль выполняют произведения монументально-декоративного искусства в промышленной застройке ?
30. Как составляется генеральный план обогатительных фабрик ?
Вопросы для проведения контроля по промежуточной аттестации:
1. Нормативные документы в области проектирования объектов.
2. Составные компоненты задания на проектирование объекта ?
3. Какие данные должны быть отражены в сведениях о планируемом объеме проектируемого
предприятия ?
4. Какие данные должны быть отражены в сведениях о составе проектируемого предприятия ?
8
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Что входит в состав технологических данных и какими сведениями они характеризуются ?
Показатели, определяющие выбор конкретного варианта проекта.
Какие свойства сырья определяют выбор способа гравитационного обогащения ?
Какие схемы флотационного обогащения вы знаете ?
Какие правила должны соблюдаться при флотации сырья ?
Какие способы получения чистого металла или его соединения известны ?
Какие способы получения чернового металла или загрязненного соединения металла известны ?
12. Какие способы рафинирования черновых металлов или соединений металлов известны ?
13. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для дробления ?
14. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для грохочения ?
15. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для измельчения ?
16. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для классификации ?
17. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для обогащения гравитационными процессами ?
18. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для промывки ?
19. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для флотации ?
20. Общие принципы выбора и расчета оборудования
21. В чем заключается сущность аналитического метода определения производительности аппарата
22. В чем заключается сущность метода применения эмпирических формул
23. В чем заключается сущность метода расчета по удельным показателям
24. В чем заключается сущность расчетов по геометрическим параметрам
25. В чем заключается сущность расчетов по энергетическим параметрам
26. Как определяется производительность оборудования для аппаратов непрерывного действия и
аппаратов периодического или полунепрерывного действия
27. Какие условия учитываются при выборе места для строительства промышленных предприятий
28. Типологическая классификация предприятий.
29. Группировка предприятий на территории города.
30. Что составляет основу формирования планировки промышленного района ?
1.9 Политика и процедура курса. Посещение занятий является обязательным, пропущенные занятия
не отрабатываются. Предусмотренные виды текущего контроля должны сдаваться своевременно по
календарному графику (таблица 4). Коллоквиум, контрольная и курсовая работы предусмотрены для
текущего контроля усвояемости студентами лекционных занятий, самостоятельные работы – для
приобретения практических навыков и умений, поэтому эти виды контроля составляют основу
рубежного и итогового контроля.
2
СОДЕРЖАНИЕ АКТИВНОГО РАЗДАТОЧНОГО МАТЕРИАЛА
2.1 Тематический план курса
Количество академических часов
ПракСРСП
СРС
Лекция
тич.
Ауд. Оф.
занятия
Наименование темы
Модуль 1. Технологическое проектирование металлургического объекта
1. Общие сведения о проектировании. Стадии проектирования промышленных объектов
2. Предпроектная документация. Состав проектносметной документации
3. Исходные данные для проектирования. Технологическое проектирование металлургических
объектов
9
1
1
1
2
3
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
Продолжение таблицы
Количество академических часов
ПракСРСП
СРС
Лекция
тич.
Ауд. Оф.
занятия
Наименование темы
4. Выбор и обоснование аппаратурнотехнологической схемы производства товарных
полиметаллических концентратов в обогатительных фабриках
5.
Выбор
и
обоснование
аппаратурнотехнологической схемы производства товарных
металлов или его соединений в металлургических
заводах
6. Выбор и расчет оборудования обогатительных
фабрик
7. Выбор и расчет оборудования металлургических
заводов
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
2
2
1
2
3
2
1
1
2
3
Модуль 2. Архитектурно-строительное проектирование металлургического объекта
8. Введение в архитектурно-строительное проектирование промышленных объектов. Размещение
предприятий в структуре города, их классификация, группировка и формирование промышленных
районов и узлов
9. Объемно-планировочное формирование застройки заводской территории. Способы застройки. Типы строительных объектов. Входы и въезды
в промышленные объекты. Застройка предзаводской территории. Магистрали и проезды. Разрывы
между зданиями и сооружениями
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
10. Проектирование производственных зданий
2
1
1
2
3
11. Основные элементы конструкции производственных зданий
2
1
1
2
3
12. Транспорт металлургических объектов
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
2
1
1
2
3
30
15
15
30
45
13. Инженерные сети и коммуникации металлургических объектов
14. Благоустройство территории, элементы монументально-декоративного искусства и визуальной
информации на промышленных предприятиях
15. Генеральный план обогатительной фабрики
Всего (часов)
2.2 Конспект лекционных занятий
Лекция 1. Общие сведения о проектировании. Стадии проектирования промышленных
объектов
К промышленным объектам относятся предприятия, здания, сооружения и их комплексы,
технологическое оборудование зданий, сооружений и иных строений, проектируемые и возводимые в составе объектов архитектурной, градостроительной и строительной деятельности, за ис10
ключением недвижимых памятников истории и культуры, природы и городского ландшафта, статус которых установлен законодательством Республики Казахстан (далее РК).
Металлургические объекты (предприятия, здания, сооружения и их комплексы, технологическое оборудование зданий, сооружений и иных строений обогатительных фабрик (далее ОФ) и
металлургических заводов (далее МЗ)) относятся к промышленным объектам.
Объектами архитектурной, градостроительной и строительной деятельности являются:
1) территория РК;
2) территории областей, районов;
3) территории населенных пунктов и их частей;
4) функциональные зоны;
5) объекты недвижимости, включая все виды сооружений с относящимся к ним технологическим и инженерным оборудованием;
6) специальные экономические зоны;
7) недвижимые памятники истории и культуры, природы и городского ландшафта, статус которых установлен законодательством РК.
Целью проектирования промышленных объектов является разработка и/или составление
проектно-сметной документации на строительство субъектами новых и(или) изменении существующих промышленных объектов при их расширении, модернизации, техническом перевооружении, реконструкции, реставрации, капитальном ремонте, консервации и постутилизации, осуществляемые с учетом положений действующего законодательства и государственных нормативов в
области архитектурной, градостроительной и строительной деятельности.
Постутилизация объектов – это комплекс работ по демонтажу и сносу капитального строения (здания, сооружения, комплекса) после прекращения его эксплуатации (пользования, применения) с одновременным восстановлением и вторичным использованием регенерируемых элементов (конструкций, материалов, оборудования), а также переработкой не подлежащих регенерации
элементов и отходов.
Основной задачей проектирования промышленного объекта является создание проектируемого объекта с высокой степенью:
• качества,
• безопасности,
• производительности,
• надежности (и/или долговечности).
Субъектами архитектурной, градостроительной и строительной деятельности являются
юридические и физические лица (частные заказчики, органы государственного управления и надзора, предприятия, проектные организация, а также зарубежные юридические и физические лица),
имеющие лицензию на производство проектно-изыскательских, экспертных, строительномонтажных работ, работ по производству строительных материалов, изделий и конструкций, относящихся к архитектурной, градостроительной и (или) строительной деятельности.
В Казахстане основным нормативным документом и действующим законом, регулирующим отношения, возникающие между государственными органами, физическими и юридическими лицами в процессе осуществления архитектурной, градостроительной и строительной деятельности, и направленным на формирование полноценной среды обитания и жизнедеятельности человека, устойчивое развитие населенных пунктов и межселенных территорий, является Закон РК
от 16 июля 2001 года № 242-II «Об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в РК».
Государственные нормативы в области архитектуры, градостроительства и строительства
подразделяются на следующие виды:
1) организационно-методические нормативные документы, включающие нормативы на стандартизацию и сертификацию строительной продукции, геодезическую работу, инженерные изыскания для проектирования и строительства, организацию строительного производства, приемку в
эксплуатацию, технику безопасности в строительстве;
2) общие нормативно-технические документы, включающие основные положения надежности сооружений, пожаро- и взрывобезопасность, защиту от опасных (вредных) воздействий природного, антропогенного и техногенного характера, технологические допуски и размерную взаимозаменяемость и совместимость строительных материалов, изделий и конструкций;
11
3) градостроительные нормативы, включающие требования, условия и ограничения по организации территорий, планировке, застройке и благоустройству населенных пунктов, территорий
садоводческих объединений граждан, по разработке генеральных планов промышленных и сельскохозяйственных предприятий;
4) нормативно-технические документы по проектированию и строительству зданий и сооружений жилищно-гражданского и производственного назначения, включая транспортные, гидротехнические, мелиоративные сооружения, а также магистральные и промысловые трубопроводы и
коммуникации;
5) нормативные документы на инженерное обеспечение населенных пунктов или их частей,
отдельных зданий, сооружений и их комплексов;
6) нормативно-технические документы на строительные материалы, изделия и конструкции;
7) нормативно-технические документы на средства оснащения строительных и строительномонтажных организаций, включая временные и мобильные строения и оснастку;
8) нормативные документы по ценообразованию и сметам;
9) нормативные документы по ведению государственного градостроительного кадастра;
10) нормативные документы органов государственного надзора в сфере архитектурной, градостроительной и строительной деятельности (государственного архитектурно-строительного
контроля,
государственной
противопожарной
службы,
государственной
санитарноэпидемиологической службы, государственной экологической экспертизы, государственной
службы по безопасному ведению работ в промышленности и горному надзору);
11) нормативные документы о порядке организации и проведения конкурсов (тендеров) на
подрядные работы в строительстве.
При проектировании и возведении объектов на основании международных договоров Государственная система нормативных документов также включает:
1) межгосударственные строительные нормы и правила;
2) межгосударственные стандарты в строительстве;
3) межгосударственный свод правил по проектированию и строительству,
действующие на основании ратифицированных Республикой Казахстан международных договоров на территориях Республики Казахстан и других государств.
Порядок разработки, согласования, утверждения, регистрации и введения в действие (приостановления действия, отмены) государственных нормативов устанавливается уполномоченным
государственным органом по делам архитектуры, градостроительства и строительства по согласованию с другими центральными исполнительными органами, в компетенцию которых включены
данные вопросы, если иное не предусмотрено законодательством РК.
Разработка, согласование, утверждение и состав проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений, предназначенной для применения субъектами архитектурной, градостроительной и строительной деятельности на территории Республики Казахстан,
получившими в установленном порядке государственную лицензию на соответствующий вид
проектной деятельности, определяются в соответствии с положениями СНиП РК А.2.2–1–2001
«Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений» (далее Инструкция).
Проектно-сметная документация вводится в действие после получения Государственной
вневедомственной экспертизы проектов и действует для реализации в течение трех лет с момента
ее утверждения. По истечении этого срока в нее вносятся необходимые изменения, согласно действующих норм и правил, новых технических условий с последующим рассмотрением и переутверждением в порядке, установленном для вновь разрабатываемой проектно-сметной документации. В случае введения в действие новых нормативных документов заказчик проектно-сметной
документации и генеральный проектировщик своевременно вносят в проектно-сметную документацию необходимые изменения после согласования с заинтересованными организациями или
службами государственных органов.
Разработка проектно-сметной документации на строительство объектов, как правило,
осуществляется на основе утвержденных обоснований инвестиций и иной предпроектной документации (эскизный проект, бизнес-план, проект детальной планировки застройки и т.п.) на
строительство предприятий, зданий и сооружений.
12
Проектно-сметной документацией детализируются принятые в обоснованиях инвестиций
решения и уточняются основные технико-экономические показатели.
Проектно-сметная документация разрабатывается, как правило, в две стадии:
первая стадия – проект, подлежащий утверждению в установленном порядке;
вторая стадия – рабочая документация, разрабатываемая на основании утвержденного проекта.
Проект – это комплекс нормативно-технических документов, необходимых для строительства, монтажа и эксплуатации объекта.
Для технически несложных объектов, строительство которых предполагается выполнять на
основе типовых проектов, типовых проектных решений и проектов повторного применения,
проектно-сметная документация может разрабатываться в одну стадию в виде рабочего проекта,
состоящего из утверждаемой части и рабочей документации. Основанием для разработки типовых
проектов (типовых проектных решений) являются программы (планы), согласованные и утверждаемые в дальнейшем в центральном исполнительном органе государственного управления по
делам архитектуры, градостроительства и строительства на основании положительного заключения Государственной вневедомственной экспертизы проектов.
Для объектов, строящихся с привлечением государственных средств или государственных
инвестиций, в обязательном порядке разрабатывается сметная документация, в остальных случаях ее разработка осуществляется по решению заказчика.
Генеральный проектировщик проекта, как правило, разрабатывает последующие стадии проектно-сметной документации, осуществляет авторский надзор и принимает участие в приемке завершенного строительством объекта.
Проектирование объектов осуществляется на основании договора подряда (контракта) на
выполнение проектно-изыскательских работ, заключаемого заказчиком с генеральным проектировщиком. В случаях, когда в договоре (контракте) не обусловлены специальные требования о
составе выдаваемой заказчику проектно-сметной документации, в ее состав не включается расчеты строительных конструкций, технологических процессов и оборудования. Эти материалы хранятся у генерального проектировщика и представляются (при необходимости) заказчику и организациям государственной экспертизы проектов и органам государственного надзора по их требованию.
Неотъемлемой частью договора (контракта) является задание на проектирование объекта,
которое формируется на основе исходных данных для проектирования объекта.
Осн. лит.: 1 [ст. 1, 3–5], 2 [с.3–7, 18].
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Контрольные вопросы:
Что относится к промышленным объектам ?
Что относится к металлургическим объектам ?
Составные части объектов и субъектов архитектурной, градостроительной и строительной
деятельности.
С какой целью проводится проектирование металлургических объектов ?
Нормативные документы в области проектирования объектов.
Стадии проектирования.
Составные компоненты задания на проектирование объекта ?
Лекция 2. Предпроектная документация. Состав проектно-сметной документации
2.1 Предпроектная документация – это документация, предшествующая разработке проектов и включающая программы, отчеты, технико-экономические обоснования строительства, технико-экономические расчеты, результаты научных исследований и инженерных изысканий, технологические и конструктивные расчеты, эскизы, макеты, обмеры и результаты обследований
объектов, а также иные исходные данные и материалы, необходимые для принятия решений о
разработке проектной документации и последующей реализации проектов.
Предпроектная документация состоит из различных материалов, но в ее основе обязательно
должны быть отражены такие основные предпроектные решения, как обоснование:
1) планируемого объема производства на проектируемом объекте;
13
2) состава проектируемого объекта;
3) выбора района строительства;
и наличие:
4) источников обеспечения сырьем, материалами, энергией и водными ресурсами.
Планируемый объем производства для проектируемого предприятия обычно определяется
балансом производства и потребления металла на отечественном и мировом рынке, возможностью
обеспечения сырьем и материалами, водными ресурсами и всеми видами энергоресурсов.
Исходное сырье по содержанию извлекаемого компонента в ОФ и МЗ может быть бедным,
поэтому в целях снижения транспортных затрат обычно их располагают вблизи источников сырья. В целях минимизации транспортных затрат на доставку водных, тепловых и энергоресурсов и
снижения себестоимости выпускаемой продукции проектируемые металлургические объекты
также располагают вблизи источников водных, тепловых и энергоресурсов. Однако в случае, когда стоимость выпускаемой продукции высокая (например, при производстве дорогостоящих редких металлов) и ее производство оправдывается высоким спросом, некоторыми из указанных факторов обычно пренебрегают.
Состав предприятия. В состав металлургического объекта (ОФ или МЗ) входят основные
технологические цехи и ряд вспомогательных производств и служб, обеспечивающих работу основных технологических цехов. К ним относятся энергетическое, ремонтное и некоторые другие
хозяйства и службы.
Современное металлургическое производство может включать добычу руды, обогащение ее,
производство металла, его рафинирование, получение полуфабрикатов и изделий из металла. При
этом добыча руды и ее обогащение объединяются в горно-обогатительных предприятиях, а производство металла и его рафинирование – в металлургических, а заключительные – в металлообрабатывающих и машиностроительных предприятиях. Границы между горно-обогатительным и металлургическим, металлургическим и металлообрабатывающим, машиностроительным предприятиями не являются раз и навсегда заданными. Так, например, в случае, когда:
– металл получают из бедного сырья, горно-обогатительные предприятия необходимо объединить
с металлургическими;
– отходы металлообрабатывающего предприятия утилизируются в металлургических предприятия, то металлургические объединяются с металлообрабатывающими;
– полуфабрикаты и изделия пользуются устойчивым спросом в одном регионе и имеют высокую
стоимость, то целесообразно проектировать и строить предприятия в одном объединенном комбинате, расположенном вблизи от региона и включающем как горно-обогатительные, металлургические, так и металлообрабатывающие и машиностроительные предприятия.
Состав основных технологических цехов определяется технологической схемой производства
продукции на проектируемом объекте, начальная и конечная операции которой устанавливается
составом и другими характеристиками сырья и требованиями к конечной продукции.
Выбор и обоснование технологической схемы производства полиметаллических концентратов на проектируемых ОФ и металла на проектируемых МЗ осуществляется на основе тщательного анализа деятельности аналогичного действующего предприятия, а в случае его отсутствия – на
основе предпроектных исследований, которые состоят из нескольких этапов:
I этап – лабораторные исследования по разработке технологии переработки сырья и производства концентратов и металлов;
II этап – полупромышленные испытания технологии и оборудования для получения концентратов и металлов;
III этап – опытно-промышленные испытания по получению товарных концентратов и металлов.
На I этапе устанавливается факт принципиальной возможности осуществления разрабатываемых технологических процессов и намечаются основные принципы аппаратурного оформления; на II этапе проводятся испытания технологии, разработанной на I этапе, в аппаратах, являющихся достаточным прообразом промышленного оборудования, и устанавливаются параметры
полупромышленных испытаний, выдаются исходные данные для осуществления технологии и
разработки конструкции аппаратов, пригодных для промышленных испытаний, на III этапе устанавливается фактическая производительность промышленного оборудования и окончательно проверяется его конструкция.
14
Результаты предпроектных исследований оформляются в виде отчетов о научноисследовательских работах, заданий на проектирование технологий процессов и конструкции
оборудования и технологических регламентов и передаются в проектные организации для использования при проектировании металлургического объекта.
Технологический регламент содержит исчерпывающие сведения, характеризующие порядок, методы и параметры технологических процессов, контроль за их ходом и управление ими, а
также сведения, выходящие за рамки технологических исследований (это условия и возможности
обеспечения сырьем, материалами, ресурсами различного характера и другие).
При выборе данных для проектирования важно правильно оценить изменение техникоэкономических показателей при переходе от одного к другому этапу предпроектных исследований в зависимости от характера производства. Так, например, при производстве металлов пирометаллургическими способами, которые трудно моделируются в промышленных условиях, необходимо принимать данные только промышленных испытаний, а при использовании гидрометаллургических и низкотемпературных процессов для проектирования объекта могут быть достаточны
результаты укрупненно-лабораторных и/или полупромышленных испытаний.
Также следует отметить следующую особенность, характерную для проекта, введенного в
эксплуатацию. Технико-экономические показатели предпроектных исследований и разработанного проекта могут быть не достигнуты в первые 1–3 года после ввода объекта в эксплуатацию, так
как, во-первых, предпроектные исследования выполняются в малых масштабах и более квалифицированными специалистами, чем кадры промышленных цехов, во-вторых, нужен определенный
период времени для накопления опыта на производстве, отладки всех звеньев технологических
переделов и отработки всех конструктивных узлов и используемого оборудования.
Выбор района строительства. При выборе района строительства проектируемого металлургического объекта одним из важных факторов является его размещение вблизи источников сырьевых, материальных, водных и энергетических ресурсов, которое обеспечивает минимизацию затрат и эффективность производства.
К другой задаче относится решение вопросов отдаленности промышленного района металлургического объекта от селитебной территории (территории населенного пункта), которая отражается на его взаимосвязях с близлежащей освоенной селитебной территорией, являющейся источником трудовых ресурсов и содержащей действующие строительные организации, ремонтные
хозяйства, энергетические подстанции, транспортные и другие организации, которые в целях успешного функционирования металлургического объекта могут быть скооперированы с ним.
Отдаленность промышленного района металлургического объекта от селитебной территории
определяется требованиями Закона РК от 16 июля 2001 года № 242-II «Об архитектурной, градостроительной и строительной деятельности в РК», в соответствии с которыми металлургические
объекты должны располагаться от селитебной территории на расстоянии санитарно защитных зон
и применяться меры по защите территории населенных пунктов от опасных (вредных) воздействий природных и техногенных явлений и процессов, улучшению экологической обстановки.
Санитарно-защитная зона – территория, отделяющая зоны специального назначения, а также промышленные предприятия и другие производственные, коммунальные и складские объекты
в населенном пункте от близлежащих селитебных территорий, зданий и сооружений жилищногражданского назначения в целях ослабления воздействия на них неблагоприятных факторов.
В зависимости от выделяемых вредностей и условий технологического процесса, а также с
учетом проведения мероприятий по очистке выбросов в атмосферу промышленные предприятия в
соответствии с СН 245-71 делят на пять классов (таблица 1). Для каждого класса установлены определенные размеры санитарно-защитных разрывов.
Металлургические объекты относятся к I классу опасности и должны располагаться от селитебной территории на расстоянии более чем 1000 м.
Таблица 1 – Размеры санитарно-защитных разрывов для разных классов промышленных предприятий
Класс
Санитарно-защитные разрывы, м
I
1000
15
II
500
III
300
IV
100
V
50
Влияние наличия источников обеспечения проектируемого объекта сырьем, материалами, энергией и водными ресурсами на предпроектные решения освещены выше.
Результаты технологических регламентов в полной или частичной мере могут составлять основу задания на проектирование объекта и исходных данных для проектирования. При этом
задание на проектирование объекта составляется заказчиком и его содержание приводится в контракте между заказчиком и проектировщиком, а исходные данные для проектирования как составная часть проекта – проектной организацией. Если технологический регламент разрабатывается технологами-исследователями, работающими в научно-исследовательских учреждениях, то
исходные данные для проектирования – технологами-проектировщиками, работающими в проектных организациях, которые анализируют результаты технологического регламента и включают
из них только те сведения, которые полностью или достаточно полно согласуются с другими
смежными частями проекта.
Задание на проектирование не является составной частью проектно-сметной документации,
но его параметры (приведены в Инструкции) должны лежать в основе проектно-сметной документации.
2.2. Состав проектно-сметной документации. В соответствии с Инструкцией проект на
строительство металлургического объекта состоит из следующих разделов:
– паспорт проекта;
– общая пояснительная записка;
– генеральный план объекта и транспорт;
– технологические решения;
– управление производством и предприятием, организация и условия труда работников;
– архитектурно-строительные решения;
– инженерное оборудование, сети и системы;
– организация строительства (в объеме определенном в задании на проектирование);
– охрана окружающей среды;
– инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, мероприятия по предупреждению
чрезвычайных ситуаций;
– сметная документация;
– эффективность инвестиций (при необходимости) и технико-экономические показатели;
– сводная ведомость потребности основных строительных материалов, изделий и конструкций.
I. Общая пояснительная записка включает:
– основание для разработки проекта, исходные данные для проектирования, краткая характеристика предприятия, сооружения и входящих в его состав производств, данные о проектной
мощности и номенклатуре, качестве, конкурентоспособности, техническом уровне продукции,
сырьевой базе, потребности в топливе, воде, тепловой и электрической энергии, комплексном
использовании сырья, отходов производства, вторичных энергоресурсов, сведения о социальноэкологических условиях района строительства;
– основные показатели по генеральному плану, инженерным сетям и коммуникациям, мероприятия по инженерной защите территории;
– общие сведения, характеризующие условия и охрану труда работающих, санитарноэпидемиологические мероприятия, основные решения, обеспечивающие безопасность труда и
условия жизнедеятельности маломобильных групп населения;
– сведения об использовании в проекте изобретений и патентов;
– технико-экономические показатели, полученные в результате разработки проекта, их сопоставление с показателями утвержденного (одобренного) обоснования инвестиций в строительство
объекта и установленные заданием на проектирование, выводы и предложения по реализации
проекта;
– сведения о проведенных согласованиях проектных решений; подтверждение соответствия разработанной проектно-сметной документации государственным нормам, правилам, стандартам,
исходным данным, а также техническим условиям и требованиям, выданным органами государственного надзора (контроля) и заинтересованными организациями и лицами при согласовании
места размещения объекта; оформление в установленном порядке согласования об отступлени-
16
ях от действующих нормативных документов; основные принципы объемно-планировочных и
архитектурных решений.
II. Генеральный план объекта и транспорт содержат:
– краткую характеристику района и площадки строительства; решения и показатели по генеральному плану (с учетом зонирования территории), внутриплощадочному и внешнему транспорту,
выбор вида транспорта; основные планировочные решения, мероприятия по благоустройству
территории; решения по расположению инженерных сетей и коммуникации; организация охраны предприятия;
– основные чертежи:
а) ситуационный план размещения предприятия, здания, сооружения с указанием на нем существующих и проектируемых внешних коммуникаций, инженерных систем и селитебных территорий, границы санитарно-защитной зоны;
б) генеральный план, на котором наносятся существующие и проектируемые (реконструируемые)
и подлежащие сносу здания и сооружения, объекты охраны окружающей среды и благоустройства, озеленения территории и принципиальные решения по расположению внутриплощадочных инженерных сетей и транспортных коммуникаций, планировочные отметки территории, а
также выделяются объекты, сети и транспортные коммуникации, входящие и пусковые комплексы.
III. Технологические решения содержат:
– данные о производственной программе; краткая характеристика и обоснование решений по технологии производства, данные о трудоемкости изготовления продукции, механизации и автоматизации технологических процессов; состав и обоснование применяемого оборудования, в том
числе импортного; решения по применению малоотходных и безотходных технологических
процессов и производств, повторному использованию тепла и уловленных химреагентов и
отходов производства; число рабочих мест и их оснащенность; характеристика межцеховых и
цеховых коммуникаций;
– предложения по организации контроля качества продукции;
– решения по организации ремонтного хозяйства;
– мероприятия по ресурсо- и энергосбережению;
– данные о количестве и составе вредных выбросов в атмосферу и сбросов в водные источники
(по отдельным цехам, производствам, сооружениям);
– технические решения по предотвращению (сокращению) выбросов и сбросов вредных веществ в
окружающую среду; оценка возможности возникновения аварийных ситуаций и решения по их
предотвращению;
– вид, состав и объем отходов производства, подлежащих утилизации и захоронению;
– топливно-энергетический и материальный балансы технологических процессов;
– потребность в основных видах ресурсов для технологических нужд;
– основные чертежи:
а) принципиальные схемы технологических процессов;
б) технологические планировки по корпусам (цехам) с указанием размещения оборудования и
транспортных средств;
в) схемы грузопотоков.
При разработке раздела необходимо руководствоваться отраслевыми нормами технологического проектирования.
IV. Управление производством, предприятием и организация условий и охраны труда
рабочих и служащих выполняется в соответствии с нормативными документами Министерства
труда и социальной защиты населения Республики Казахстан. В этом разделе рассматриваются:
– организационная структура управления предприятием и отдельными производствами, автоматизированная система управления и его информационное, функциональное, организационное и
техническое обеспечение; автоматизация, механизация труда работников управления; результаты расчетов численного профессионально-квалификационного состава работающих; число и
оснащенность рабочих мест;
– санитарно-гигиенические условия труда работающих;
17
– мероприятия по охране труда и технике безопасности, в том числе решения по снижению производственных шумов и вибраций; загазованности помещений, избытка тепла, повышения комфортности и условий труда и т.д.
V. Архитектурно-строительные решения содержат:
– краткое описание архитектурных решений объекта с учетом: характеристики представляемого
для строительства участка, его местоположения, размера, современного состояния и использования; экологических данных о состоянии территории, транспортных и инженерностроительных условий, инженерных коммуникаций и проходящих по нему или по прилегающей
территории продуктопроводов, планировочных ограничений и действующей градостроительной
документации;
– требования по сносу, переносу зданий и сооружений; обеспечение жизнедеятельности маломобильных групп населения, соблюдение правил застройки, градостроительной концепции, сохранения памятников культуры и природы, их охранных зон и зон особого регулирования;
– возможности использования подземного пространства; выполнения требований, установленных
архитектурно-планировочным заданием;
– описание решений инженерных сооружений, проектируемых для обеспечения функционирования объекта (объектов);
– основные архитектурно-планировочные параметры проектируемого объекта;
– сведения об инженерно-геологических, гидрогеологических условиях площадки строительства,
а также краткое описание и обоснование архитектурно-строительных решений по основным
зданиям и сооружениям; мер по улучшению теплозащитных свойств ограждающих конструкций, обоснование принципиальных решений по снижению производственных шумов и вибраций, бытовому, санитарному обслуживанию работающих;
– мероприятия по электро-, взрыво- и пожаробезопасности; защите строительных конструкций,
сетей и сооружений от коррозии;
– основные чертежи: планы, фасады и разрезы основных зданий и сооружений с изображением
основных несущих и ограждающих конструкций.
VI. Инженерное оборудование, сети и системы включают:
– решения по водоснабжению, канализации, теплоснабжению, газоснабжению, электроснабжению, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха;
– мероприятия по контролю за потреблением воды, топлива, и электроэнергии, включая установку
приборов контроля, учета и регулирования;
– инженерное оборудование зданий и сооружений, в том числе: электрооборудование, электроосвещение, связь и сигнализация, радиофикация и телевидение, противопожарные устройства,
молниезащита и др.;
– диспетчеризация и автоматизация управления инженерными системами;
– основные чертежи:
а) принципиальные схемы теплоснабжения, электроснабжения, газоснабжения, водоснабжения и
канализации и др;
б) планы инженерных сетей;
в) профили инженерных сетей (при необходимости);
г) чертежи основных сооружений:
планы основных зданий с нанесением отопительно-вентиляционных систем и принципиальные
схемы отопительно-вентиляционных установок, схем водоснабжения и канализации;
принципиальные схемы электроснабжения и электрооборудования, радиофикации и сигнализации, автоматизации управления инженерными системами и др.
VII. Организация строительства. Настоящий раздел разрабатывается в соответствии с действующими нормативами и с учетом условий и требований, изложенных в договоре на выполнение проектно-изыскательских работ, имеющихся данных о рынке строительных материалов, изделий и конструкций, а также услуг.
VIII. Охрана окружающей среды. Раздел выполняется в соответствии с государственными
и межгосударственными стандартами, строительными нормами и правилами, утвержденными
республиканским органом управления строительством, нормативными документами Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды РК и другими нормативными документами,
регулирующими природоохранную деятельность.
18
IX. Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Настоящий раздел выполняется в соответствии с нормами и правилами в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Ведомственный контроль осуществляется Министерством по чрезвычайным ситуациям РК.
X. Сметная документация. Для определения сметной стоимости строительства предприятий, зданий и сооружений (или их очередей) составляется сметная документация в соответствии
с положениями и формами, приводимыми в нормативно-методических документах Республиканского органа государственного управления строительством.
Состав сметной документации, разработанной на стадии проект, должен содержать:
– пояснительную записку, в которой приводятся данные, характеризующие примененную записку,
в которой приводятся данные, характеризующие примененную сметно-нормативную базу, уровень цен и другие сведения, отличающие условия данной стройки;
– сводные сметные расчеты стоимости строительства и, при необходимости, сводку затрат;
– объектные и локальные сметные расчеты;
– сметные расчеты на отдельные виды затрат (в т.ч. на проектные и изыскательские работы).
Эта документация представляется на экспертизу и утверждение.
Для определения стоимости строительства следует использовать действующую сметнонормативную базу, разрабатываемую и вводимую в действие в установленном порядке.
Стоимость строительства в сметной документации рекомендуется приводить в двух уровнях цен:
– в базисном (постоянном) уровне, определяемом на основе действующих сметных норм и цен;
– в текущем или прогнозном уровне, определяемом на основе цен, сложившихся ко времени составления смет или прогнозируемых к периоду осуществления строительства.
На основе текущего (прогнозного) уровня стоимости, определенного в составе сметной документации, заказчики и подрядчики формируют договорные цены на строительную продукцию.
Расчетная стоимость строительства в составе проекта определяется на основе укрупненных показателей стоимости строительства (далее УПСС), укрупненных сметных нормативов и показателей
прогрессивных проектов-аналогов. При необходимости, стоимость строительства может быть пересчитана в иностранную валюту по текущему курсу Национального банка Республики Казахстан
на момент разработки проектно-сметной документации.
XI. Эффективность инвестиций и технико-экономические показатели. На основе количественных и качественных показателей, полученных при разработке соответствующих разделов
проекта, выполняются расчеты эффективности инвестиций. Оценка экономической эффективности проекта определяется в соответствии с установленным порядком и методическими рекомендациями.
Производится сопоставление обобщенных данных и результатов расчетов с основными технико-экономическими показателями, определенными в составе обоснований инвестиций в строительство данного объекта, заданием на проектирование и на его основе принимается окончательное решение об инвестировании и реализации проекта.
На проекты расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений технико-экономические показатели приводятся как на прирост
мощностей, так и по объекту в целом после завершения расширения, реконструкции и технического перевооружения.
В соответствующих разделах проекта следует приводить:
– спецификации оборудования, составляемые применительно к форме установленной государственными стандартами (системой проектной документации для строительства– СПДС);
– исходные требования к разработке конструкторской документации на оборудование индивидуального изготовления, что оговаривается в договоре (контракте).
Руководителем проекта является главный инженер проекта и несет ответственность перед заказчиком, руководством проектной организации и другими вышестоящими инстанциями за качество и своевременное выполнение проекта, ответственными исполнителями по смежным частям
проекта являются инженеры и технологи, соответствующие профилю смежной части проекта. Все
части проекта должны быть взаимно согласованы.
19
Из вышеприведенного состава проектно-сметную документацию можно условно разделить на
следующие части: технологическая часть, организация и управление производством, генеральный
план и транспорт, архитектурно-строительную, санитарно-техническую часть, инженерные коммуникации, включая электротехническую часть, сметная часть, организация строительства и технико-экономическая часть. При проектировании несложных объектов санитарно-техническая
часть, инженерные коммуникации, включая электротехническую часть, рассматриваются в разделе: архитектурно-строительные решения, а организация и управление производством – в технологической и технико-экономической части.
Для усвоения дисциплины студентами в данном учебно-методическом комплексе предусматривается изучение следующих разделов проекта:
I. Технологическое проектирование металлургических объектов. Генеральный план объекта и
транспорт.
II. Архитектурно-строительное проектирование металлургических объектов.
III. Экономическая оценка эффективности проекта. Экспертиза проекта.
Осн. лит.: 1 [ст. 1], 2[с.3–14, 17], 3 [с. 36–41], 4 [с. 15–17].
Контрольные вопросы:
1. Состав предпроектной документации и предпроектные решения по объекту.
2. Какие данные должны быть отражены в сведениях о планируемом объеме проектируемого
предприятия ?
3.Какие данные должны быть отражены в сведениях о составе проектируемого предприятия ?
4. Факторы, определяющие выбор района строительства.
5. Состав проектно-сметной документации.
Лекция 3. Исходные данные для проектирования. Технологическое проектирование металлургических объектов
Предпроектная документация анализируется исполнителями проекта и ее необходимые основные положения отражаются в исходных данных для проектирования, которые являются составной частью проектно-сметной документации.
Исходные данные для проектирования состоят из трех групп:
1) общеэкономические данные;
2) характеристика площадки строительства;
3) технологические данные.
К общеэкономическим данным относятся производственная мощность предприятия и его
состав, условия снабжения сырьем и материалами, обеспеченность энергетическими ресурсами,
рабочей силой, сведения о потребителях продукции.
Кроме указанных на этапе предпроектных исследований данных (объем производства, состав,
выбора района строительства и наличие источников обеспечения сырьем, материалами, энергией
и водными ресурсами) к общеэкономическим данным относятся характер и перспективы развития
района строительства, сведения о разведанности месторождения (наличие запасов руд промышленного значения: категорий А, В и С1), изменения в составе сырья по мере отработки месторождения, способы и сроки поставки сырья, стоимость сырья, материалов и всех видов энергоресурсов.
К характеристике площадки строительства относятся инженерно-геологические данные
площадки, климатические условия, условия водоснабжения и возможности сброса в водоемы стоков предприятия, возможность использования в ходе строительства существующих заданий и сооружений.
При выборе площадки строительства важное значение имеют инженерно-геологи-ческие
данные площадки: топографический план местности из горизонтальной и вертикальной съемки
территории с указанием существующих зданий и сооружений, подъездных путей, а также состав и
физические свойства грунтов, полученные из продольных и поперечных геологических разрезов
грунтов, допустимые на них нагрузки.
В зависимости от этих условий различают три категории пригодности территорий для промышленного строительства: благоприятные, неблагоприятные и особо неблагоприятные.
20
Особенно трудно найти площадки с благоприятным рельефом – с относительно ровной поверхностью и уклоном 0,3–5 %. Наиболее благоприятны площадки с уклоном около 1 %. Ограниченно пригодными являются слегка всхолмленные площадки с общим уклоном более 5 % или менее 0,3 %. Для сети
железнодорожных путей на заводской территории, подземного инженерно-сетевого хозяйства требуются площадки со спокойным рельефом. Однако совершенно горизонтальные площадки усложняют устройство канализации и ливнестоков. В отдельных случаях предпочтительнее большой уклон местности,
например, для рудо-обогатительных фабрик с террасным расположением зданий.
Для промышленных предприятий не пригодны площадки со слабыми грунтами в виде плывунов и
фильтрующих грунтов в сочетании с высоким уровнем стояния грунтовых вод. Нежелательны и твердые скалистые породы, доходящие до самой поверхности строительной площадки, так как это затрудняет проходку тоннелей и каналов. Наилучшими грунтами для основания промышленных сооружений
являются плотные гравелистые и сухие смеси, супеси и суглинки, однородные грунты с расчетным сопротивлением не менее 0,15 МПа, допускающим возведение зданий без устройства искусственных оснований и усиления фундаментов.
Комплекс природно-климатических условий включает сведения о климате, почве и растительном покрове, рельефе, уровне и составе грунтовых вод, глубине промерзания грунта, гидрологии почв, затопляемости, заболоченности территорий, наличии оврагов, оползней, размыва берегов. Климатические данные о тепловом, влажностном, ветровом режимах, атмосферных осадках
получают из соответствующих Строительных норм или непосредственно от метеорологических
станций, а сведения о почвах и растительном покрове – из справочников по климату.
Для строительства промышленных предприятий существует карта климатического районирования
территории, где выделяются четыре климатических района: I – район избыточно-влажного климата; II –
влажного ; III – недостаточно влажного; IV – сухого климата. Кроме того, различаются районы по температуре летнего и зимнего периодов.
Для учета ветра при размещении промышленных предприятий используют розу ветров – график,
на котором показаны направление, скорость и продолжительность ветров в течение года. Используют
также усредненные розы ветров для летнего и зимнего периодов. Учитывать направление и скорость
господствующих ветров необходимо для того, чтобы ветры уносили вредные выделения в сторону от
жилых районов, уменьшали снегозаносы. Площадки предприятий с большими выделениями вредностей
должны быть ориентированы так, чтобы обеспечивалось хорошее проветривание во избежание застоя
воздуха.
Условия водоснабжения и канализации. Как правило, водоснабжение большинства производств может быть обеспечено системой артезианских скважин. Предприятия, для технических
нужд которых требуется большое количество воды (крупные электростанции, металлургические и
химические заводы), обычно размещают у больших водоемов. Размещение предприятий у реки
бывает также обусловлено использованием водного транспорта. Необходимо также учитывать
обеспечение промышленных предприятий электроэнергией, газом и паром.
Неудобства той или иной площадки можно преодолеть с помощью мероприятий по инженерной подготовке территории, но применение их должно быть экономически обосновано. Затраты
на работы, связанные с освоением промышленной площадки, – вертикальная планировка, внеплощадочные сети, водоснабжение, канализация и теплоснабжение, подъездные пути и т. п. – составляют в среднем 10–15 % от общей стоимости предприятий.
К технологическим данным относятся полная характеристика исходного сырья, требования
к качеству производимой продукции, технологическая схема и материальный баланс процесса
производства, нормы расхода основных и вспомогательных материалов и энергетических ресурсов, характеристика основного оборудования.
Характеристика исходного сырья. Данные по исходному сырью определяются техническими условиями на сырье, а именно необходимо точно установить фактический состав концентрата, который будет поставляться в проектируемый объект, сведения по его физическим и транспортным свойствам – насыпной массе, углу естественного откоса, смерзаемости и слеживаемости.
При поставке на МЗ в качестве сырья концентрата необходимо также иметь сведения о технологической схеме обогащения руд и их представительности на переделах обогащения.
Требования к качеству производимой продукции. Предварительно до разработки проекта
в задании на проектирование оговариваются ГОСТ и технические условия производимой продукции, а также особые условия. К особым условиям относятся масштаб поставляемых партий, вид
21
упаковки, удельный вес в поставляемой продукции отдельных сортов, опытные данные по ее использованию, подтверждающие необходимость и достаточность требований к ее качеству.
В технологической схеме процесса производства должны быть определены все основные и
вспомогательные переделы и их последовательность. Для каждой операции должны быть установлены режимы, а также требования к сырью и материалам. Технологическая схема должна быть
проверена в опытно-промышленных условиях как на исходных, так и на оборотных продуктах. В
технологической схеме должны быть предусмотрены переделы очистки от пыли и вредных выбросов всех отходящих производственных и санитарно-технических газов, обезвреживания всех
вредных жидких стоков и захоронение и утилизация всех твердых отходов. Также проект должен
учитывать возврат в основное производство продуктов, получаемых при обезвреживании, и полные затраты на строительство и эксплуатацию, связанные с обезвреживанием отходов.
Материальный баланс процесса производства составляется на основании технологических
показателей: выхода и распределение основных извлекаемых компонентов в полезные продукты и
потери продуктов на всех операциях. Потери продуктов на операциях определяются по результатам балансовых кампаний, которые служат также основанием для усовершенствования разрабатываемой технологии и позволяют определить нормы расхода сырья, материалов и энергоресурсов.
При определении характеристики основного оборудования главная задача заключается в
правильном определении производительности оборудования за календарное время с учетом материальных и транспортных потоков. Также необходимо оценивать чисто технические данные, которые могут быть увязаны с параметрами технологии. К ним относятся габариты оборудования и
его масса. Если габариты из-за движущихся частей переменны, то должны быть известны пределы их изменения. Особенно точно должны быть определены места их соединений с другими позициями оборудования или с другими сооружениями и коммуникациями. Необходимо также
иметь полные данные по питанию их электроэнергией, водой, паром, холодильными агентами и
т.п. При этом надо иметь полную схему питания с качественными требованиями к источнику питания. При проектировании оборудования нужны также данные о конструкционных материалах,
обеспечивающих коррозионную стойкость оборудования.
Технологическое проектирование (технологическая часть проекта) металлургических объектов предусматривает решение вопросов:
– потребности объекта в сырьевых, энергетических и других ресурсах;
– выбора технологической схемы и аппаратурное оформление технологических, вспомогательных
и транспортных операций;
– расчеты материальных и топливно-энергетических балансов, определяющих материальные потоки, потери и нормы расхода перерабатываемого сырья, материалов и энергоресурсов;
– утилизации и повторного применения промпродуктов и отходов;
– определение необходимого количества оборудования;
– размещение оборудования в цехах и планировка производственных помещений с указанием
межцеховых и цеховых коммуникаций;
– организации контроля качества продукции;
– обезвреживании (или сокращении) вредных выбросов в атмосферу и сбросов в водные источники (по отдельным цехам, производствам, сооружениям);
– организации ремонтного хозяйства;
– определение штатного обслуживающего персонала рабочих и служащих;
– расчет технологических и экономических показателей проектируемого объекта.
Рабочей документацией на этапе технологического проектирования являются рабочие чертежи:
а) принципиальные схемы технологических процессов;
б) технологические планировки по корпусам (цехам) с указанием размещения оборудования и
транспортных средств;
в) схемы грузопотоков.
По технологической части проекта необходимо разрабатывать несколько вариантов технологической схемы производства продукции в проектируемом объекте и разной степени подготовленности, из которых технологами-проектировщиками выбирается наиболее эффективный вариант.
22
Осн. лит.: 3 [с. 30–35, 41–44, 50–52], 5 [с. 15–25].
Контрольные вопросы:
1. Из каких групп состоят исходные данные для проектирования объекта и какие данные входят
в состав общеэкономических ?
2. Какими данными характеризуется площадка строительства проектируемого объекта ?
3. Что входит в состав технологических данных и какими сведениями они характеризуются ?
4. Какие вопросы решает технологическое проектирование объекта ?
5. Какие чертежи являются рабочей документацией на этапе технологического проектирования ?
Лекция 4. Выбор и обоснование аппаратурно-технологической схемы производства товарных полиметаллических концентратов в обогатительных фабриках
Полная схема обогащения полиметаллических руд может включать операции в следующей
вариации: дробление руды ® измельчение руды ® гравитационное обогащение ® флотационное
обогащение или другие варианты операции. При этом выбор, сочетание и вариации операций в
технологических схемах обогащения зависят от различных факторов: производительность рудника (поставщика сырья для ОФ), производительность металлургического завода (потребителя продукции (концентратов) ОФ), кондиции сырья и производимой продукции, размеры и стоимость
применяемого оборудования, технико-экономические показатели технологической схемы (нормы
расхода сырья, энергии, воды, основных материалов и рабочей силы на единицу перерабатываемого сырья, себестоимость продукции, затраты на создание безопасных условий труда), капитальные затраты на строительные и монтажные работы и другие.
Сравнение вариантов технологической схемы обогащения необходимо проводить при сопоставимых условиях, например, при одинаковой производительности ОФ. Например, для действующей ОФ наиболее эффективным вариантом будет та технологическая схема обогащения, которая окупает используемые дополнительные капитальные затраты в течение предельно допустимого срока окупаемости (tпред) и позволяет получать большую годовую экономию:
Ai - A1
Ai - A1
=
< tпр ,
Мi
B1 - Bi + Pi - P1
где Мi – годовая экономия при работе ОФ по любому i-тому варианту (i); A1 и Ai – дополнительные капитальные затраты; B1 и Bi – эксплуатационные расходы за год; P1 и Pi – стоимость годовой
продукции по отпускным ценам для первого и i –того вариантов соответственно.
По нормам технологического проектирования значения предельно допустимого срока окупаемости (tпред) принимают для: металлургической промышленности – 7 лет, угольной – 5 лет,
химической – 3÷5 лет, промышленности строительных материалов – 6 лет.
4.1 Выбор рациональной схемы дробления руд. Операции дробления применяются с целью
подготовки полезного ископаемого к измельчению в мельницах или подготовки его непосредственно к операциям обогащения. Последний случай имеет место при обогащении ископаемых с
крупной вкрапленностью полезных минералов. На дробильно-сортировочных фабриках операции
дробления имеют самостоятельное значение.
В схемы дробления включают операции предварительного и поверочного грохочения, верхний продукт которых поступает в операцию дробления. Операции дробления с операциями грохочения составляют стадию дробления, а совокупность стадий дробления – схему дробления.
Стадии дробления имеют четыре разновидности стадий дробления, которые состоят из операций: А – предварительного грохочения, дробления и поверочного грохочения; Б – предварительного грохочения и дробления; В – дробления и поверочного грохочения; Г – только из операции дробления.
Схемы дробления могут включать одну, две, три и более стадий дробления.
Для выбора рациональной схемы дробления из большого числа возможных схем необходимо
решить следующие вопросы: о числе стадий дробления, о необходимости операций предварительного и поверочного грохочения в отдельных стадиях дробления.
23
Число стадий дробления определяется начальной и конечной крупностью дробимого материала. Максимальная крупность кусков в исходной руде зависит от производительности рудника
и системы горных работ. Наиболее крупная руда получается в случае открытых горных работ и
большой производительности рудника, а наименее крупная – при подземных работах и малой
производительности рудника. Нормами технологического проектирования флотационных ОФ установлена определенная зависимость между производительностью ОФ и максимальной крупностью кусков руды, поступающей из рудника (таблица 2).
Таблица 2 – Максимальная крупность кусков руды для ОФ
Максимальная крупность кусков руды, D, мм
Открытые работы
Подземные работы
250
350–500
400
700–1000
600–700
900–1200
–
1200–1300
Производительность ОФ по руде, т/сутки
Малая до 300
Средняя 300–6000
Большая 6000–15000
Очень большая >15000
Наивыгоднейшая крупность дробленого продукта, поступающего в измельчение, находится в
пределах от 8–0 до 30–0 мм. При заданных размерах максимальных кусков в руде и в дробленом
продукте пределы общей степени дробления будут:
Dmax 1300
=
» 160
dmin
8
Dmin 250
Smin =
=
» 8,3
dmax
30
где S – общая степень дробления; D и d – соответственно размеры кусков в исходной руде и дробленом продукте, мм.
Общая степень дробления равна произведению степеней дробления в отдельных стадиях.
Дробилки крупного, среднего и мелкого дробления позволяют получить за один прием следующие степени дробления: дробилки крупного дробления – до 5, конусные дробилки среднего дробления без поверочного грохочения – до 6, те же при работе в замкнутом цикле с поверочным грохотом – до 8÷10, коротконусные дробилки при работе без поверочного грохота – до 3÷5, те же при
работе в замкнутом цикле с поверочным грохотом – до 8.
Smin = 8,3 не может быть достигнута в одну стадию в дробилке крупного дробления, поэтому
число стадий дробления должно быть не менее двух. Smax = 160 может быть получена при трех
стадиях дробления, например:
Smax = 160 = 4 · 5 · 8 или Smax = 160 ≈ 4,5 · 5,5 · 6,5.
Операции грохочения требуют больших капиталовложений, поэтому операции предварительного грохочения применяют только в том случае, когда содержание мелочи или отсеваемого
класса высокое (это приводит к забиванию дробилок среднего и мелкого дробления) и ее влажность высокая (что сильно понижает производительность дробилки); а операции поверочного грохочения могут применяться только в последней стадии дробления по технологическим требованиям схемы измельчения.
S max =
4.2 Выбор рациональной схемы измельчения руд. Схемы измельчения делятся по: числу стадий измельчения в схеме; виду цикла измельчения в первой стадии (открытый, полностью замкнутый, частично замкнутый); месту загрузки исходной руды (в мельницу, в классификатор); наличию или отсутствию в схеме совмещенных операций предварительной и контрольной классификации; наличию или отсутствию в схеме операции контрольной классификации. В зависимости
от числа стадий схемы измельчения подразделяются на три класса: А – одностадиальные; Б –
двухстадиальные; В – многостадиальные.
Одностадиальные схемы измельчения с различными вариантами предварительной и поверочной классификации применяют при измельчении до 0,2 мм. По сравнению с двухстадиальными
они имеют следующие достоинства: требуют меньшего количества классификаторов и поэтому
меньших капитальных затрат на оборудование, просты для регулировки, обслуживания и компоновки оборудования (в последнем случае не требуется транспортировка продуктов из одной ста24
дии измельчения в другую и все мельницы располагаются на одной отметке по высоте); простои
оборудования меньше, так как остановка одной мельницы или классификатора не отражаются на
работе других агрегатов; дают возможность установить более крупные мельницы в цехе измельчения ОФ малой производительности. Недостаток этих схем заключается в трудности рационирования шаровой нагрузки при поступлении материалов с широким диапазоном крупности.
Выбор двухстадиальных и многостадиальных схем измельчения обусловливается требованиями по крупности для начального и конечного продукта и производительностью ОФ. Обычно
их применяют в основном в крупных ОФ, где на измельчение поступает материал крупностью 25–
30 мм и необходимо получить 55–70 % продукта крупностью 0,074 мм. Эти схемы характеризуются большими капитальными вложениями, которые могут быть целесообразными при большой
производительности ОФ.
4.3 Выбор рациональной схемы гравитационного обогащения руд. Различают следующие
разновидности гравитационного обогащения: в отсадочных машинах, на шлюзах, винтовых сепараторах, в тяжелых суспензиях и др.
Схемы гравитационного обогащения обязательно включают стадии дробления и измельчения
в тех случаях, когда зерна полезных минералов находятся во вкрапленном состоянии. Обычно для
крупно- и мелковкрапленных руд после операций дробления и измельчения применяют гравитационное обогащение отсадкой или в тяжелых суспензиях, в которые должен подаваться материал
крупностью до 6–30 мм.
Зерна полезных минералов находятся в свободном состоянии в россыпных рудах, поэтому в
схемах гравитационного обогащения этих руд операции дробления и измельчения отсутствуют.
Выбор схемы гравитационного обогащения зависит в основном от крупности, плотности и
формы зерен извлекаемых минералов. Теоретически для определения эффективности гравитационного обогащения строят кривые обогатимости или зависимости между выходом легкой (γл) и
тяжелой (γт) фракции и содержанием извлекаемых компонентов в легкой (βл) и тяжелой (βт)
фракции.
На практике для гравитационного обогащения материалов, содержащих:
– крупные зерна округлой формы с высокой плотностью (более 6–6,5 г/см3) применяют в основном обогащение отсадкой;
– средние зерна (4–0,1 мм) пластинчатой формы с пониженной плотностью – винтовые сепараторы;
– мелкие зерна – трехъярусные концентрационные столы или автоматические многоярусные
шлюзы.
4.4 Выбор рациональной схемы флотационного обогащения руд. Схемы флотации отличаются по числу перечисток концентрата и контрольных флотаций хвостов в отдельных циклах, по
точкам, в которые возвращаются промпродукты в цикл флотации. Числа стадии и циклов флотации определяют принципиальную схему флотации.
Принципиальной схемой флотации называется такое изображение схемы, на котором указаны
только стадии и циклы обогащения и получаемые исходные и конечные продукты каждой стадии
и цикла. В зависимости от числа стадий схемы флотации делятся на одно-, двух- и многостадиальные.
Каждая стадия обогащения может включать один или несколько циклов. Например, при одностадиальной схеме флотации может быть один, два или несколько циклов. В первом схема имеет только две ветви – ветвь перечисток концентрата и ветвь контрольных флотаций хвостов. Два
цикла появляются в тех случаях, когда руда перед флотацией разделяется на два продукта – пески
и шламы с последующим раздельным их обогащением или когда промпродукты обогащаются в
отдельном, самостоятельном цикле.
Выбор принципиальной схемы флотации монометаллических руд зависит в основном от характеристики вкрапленности в руде полезного минерала и способности полезного минерала и пустой породы к ошламованию при измельчении.
При проектировании схемы флотации должны соблюдаться следующие правила:
1. Чем более неравномерна по крупности выделений вкрапленность полезного минерала и чем
больше он шламуется при измельчении, тем больше оснований для применения стадиального
обогащения.
25
2. Извлекать полезный минерал в окончательный концентрат и удалять пустую породу в хвосты по
возможности в крупном виде («не дробить ничего лишнего»).
Число стадий флотации зависит от характера вкрапленности в руде полезного минерала и его
способности к ошламованию при операциях измельчения. Эта зависимость на практике приводит
к выбору следующих технологических схем:
1. При наличии крупной вкрапленности полезных минералов и их способности не образовывать
большие количества шламов выбираются одностадиальные схемы, состоящие из операций грубого измельчения руды, ее флотации с получением кондиционных концентратов и хвостов [5,
рисунок 29а].
2. При наличии крупной вкрапленности полезных минералов и их способности легко переизмельчаться могут быть выбраны двухстадиальные схемы флотации с выделением в первой стадии
части кондиционного концентрата, который тем самым предохраняется от излишнего ошламования, а хвосты первой стадии, содержащие крупные зерна полезного минерала, должны доизмельчаться и направляться на вторую стадию флотации [5, рисунок 30 б].
3. При агрегатной вкрапленности полезных минералов (когда они заключены в крупные агрегаты,
которые представляют тонкие сростки минерала с другими минералами) применяются двухстадиальные схемы флотации [5, рисунок 30 а]. Для получения чистых концентратов такие руды
требуют тонкого помола, но бедные хвосты могут быть получены и при грубом измельчении,
достаточном для освобождения из сростков крупных агрегатов, поэтому после грубого измельчения выделяется основная масса отвальных хвостов и бедный концентрат, который направляется в отдельный цикл измельчения и далее во вторую стадию флотации.
4. При неравномерной вкрапленности полезных минералов следует применять двух- [5, рисунок
30 б] и трехстадиальные схемы флотации [5, рисунок 31б и 31а]. Применение трехстадиального
обогащения особенно необходимо в тех случаях, когда неравномерно вкрапленный минерал
подвержен сильному ошламованию [5, рисунок 31б] или представлен чрезвычайно мелкими
вкраплениями [5, рисунок 31а].
5. При мелкой равномерной вкрапленности полезных минералов для обогащения руд наиболее
выгодны двухстадиальные схемы флотации [5, рисунок 30 в, г].
6. При сложной и очень неравномерной вкрапленности полезных минералов руды экономично
обогащать по трехстадиальной схеме флотации [5, рисунок 31а].
7. Руды, содержащие много вредных для флотации первичных шламов и растворимых солей, следует обогащать по одностадиальной схеме [5, рисунок 29б].
При выборе принципиальной схемы флотации полиметаллических руд должны соблюдаться
вышеуказанные правила и зависимости, но эти схемы отличаются от вышеуказанных тем, что усложняются получением селективных монометаллических концентратов и/или коллективных би- и
полиметаллических концентратов.
После выбора принципиальной схемы флотации необходимо решать вопросы, связанные с
числом и последовательностью операций в каждом цикле обогащения и выбрать точки возврата
промпродуктов в цикл, то есть необходимо определить развитие схемы флотации. Оно может
происходить как в направлении увеличения числа контрольных флотаций, так и в направлении
увеличения числа перечисток концентрата или же в обоих указанных направлениях одновременно. Направление развития схемы флотации зависит главным образом от трех условий: содержания
полезного минерала в руде; кондиций, предъявляемых к концентрату, и флотационных свойств
полезного минерала и вмещающей породы.
Осн. лит.: 5 [с. 22–25, 48–145].
Контрольные вопросы:
1. Показатели, определяющие выбор конкретного варианта проекта.
2. Какие вопросы решаются при выборе рациональной схемы дробления ?
3. Какие требования предъявляются к сырью и продукту при выборе рациональной схемы измельчения ?
4. Какие свойства сырья определяют выбор способа гравитационного обогащения ?
5. Какие схемы флотационного обогащения вы знаете ?
6. Какие правила должны соблюдаться при флотации сырья ?
26
Лекция 5. Выбор и обоснование аппаратурно-технологической схемы производства товарных металлов или его соединений в металлургических заводах
Задачи, решаемые при разработке аппаратурно-технологической схемы. При разработке
аппаратурно-технологической схемы (далее – схемы) товарных металлов или его соединений в
металлургических заводах решаются следующие основные задачи:
1) определяют набор технологических процессов и операций, а также их взаимное сочетание, необходимые для получения заданного сырья, предназначенного для производства товарного
продукта требуемого качества;
2) определяют набор технологических процессов, их взаимное сочетание и связь с основной технологической схемой, необходимые для утилизации и обезвреживания всех видов отходов основного производства;
3) принимают принципы аппаратурного оформления всех технологических операций;
4) решают вопросы транспорта всех продуктов, перерабатываемых и производимых в ходе технологического процесса;
5) решают вопросы контроля за ходом процесса и управления им.
Эти задачи, как правило, объединяются и решаются совместно. Так, технологические схемы
основного производства и обезвреживания отходов могут полностью совпадать, и проблема обезвреживания отходов будет полностью решаться при осуществлении основных технологических
процессов.
Разработка схемы состоит из четырех основных этапов:
I. Сначала укрупненно намечают основные переделы.
II. Затем определяют набор операций по каждому переделу.
III. Для каждой операции устанавливают все поступающие и выводимые продукты.
IV. Составляют сводную схему, объединяющую транспортными потоками все переделы и операции проектируемого производства. Кроме операций, связанных с потоком перерабатываемых материалов, в схеме могут быть операции, связанные с потоком переносного оборудования. Так, после проведения собственно технологической операции аппарат может переноситься последовательно на установки или стенды чистки, мойки, сушки, проверки на герметичность, которые
включаются в схему как самостоятельные операции.
Для химико-металлургического производства большинства металлов и его соединений характерны следующие основные переделы:
1) вскрытие сырья и выделение первичного химического концентрата извлекаемого металла;
2) получение чистого металла или его соединения, состоящее из переделов получения чернового
металла или его загрязненного соединения и переделов их рафинирования (или очистки);
3) получение металлов в элементарном состоянии из их химических соединений (в случае получения рафинированных химических соединений);
4) первичная обработка металла, включая получение металла в компактном виде, дополнительную его очистку и получение из металла полуфабрикатов.
Это деление условное. Для каждой конкретной технологии число и состав переделов могут
меняться.
5.1 Вскрытие сырья и выделение первичного химического концентрата извлекаемого металла
Основной задачей рассматриваемого передела является вскрытие – разложение природных
минералов и перевод извлекаемого полезного компонента в первичный химический концентрат
(соединение или промпродукт), пригодный по составу и удобный по форме для дальнейшей переработки. Попутно в ряде случаев сокращается количество примесей, а полезный компонент отделяется в обогащенный продукт. А в некоторых случаях извлекаемый компонент при вскрытии переводится в соединения, значительно более бедные по этому компоненту, но более удобные для
дальнейшей обработки. Этот передел может осуществляться с помощью пирометаллургических
или гидрометаллургических процессов или их комбинаций. В производственных условиях этому
переделу предшествуют операции по приемке и хранению сырья и его первичной подготовке к
технологическому процессу.
Подготовка шихты к технологическому процессу может состоять из следующих операций:
хранение шихтовых материалов, дробление или измельчение, дозировка, смешение, механическая
27
или тепловая обработка и др. Каждая из названных операций имеет свое технологическое назначение.
В задачу хранения шихтовых материалов входит согласование работы проектируемого производства и производств, поставляющих сырье и материалы, потребляемые в процессе. Технологическим содержанием процесса хранения является необходимость обеспечения достаточно
большого запаса сырья и материалов, поступающих в технологический процесс. Это предупреждает возможность перебоев в производстве.
Колебание состава сырья, поступающего в процесс производства из различных источников,
неизбежно. В этом случае для постоянства состава необходимо осуществлять усреднение состава
сырья. На практике возможны случаи, когда усреднение сырья нецелесообразно и недопустимо,
так как эффективная переработка каждого из различных видов сырья может осуществляться только по специальной технологии. Тогда технологическая схема характеризуется двумя или несколькими самостоятельными линиями вскрытия сырья, которые в процессе вскрытия не соединяются.
Наиболее общая схема усреднения сырья должна включать точки (емкости, или другие устройства
и сооружения) для хранения отдельных партий сырья и систему транспорта, позволяющую перегружать находящийся на хранении продукт из каждой отдельной точки (емкости, сооружения) в
любую другую точку хранения, в любой последовательности. Примером такого решения может
служить схема усреднения при бункерном хранении и использовании конвейерно-элеваторного
транспорта [3, рисунок 3].
Исходный материал до усреднения может нуждаться в дроблении и измельчении или только
измельчении. При разработке схем дробления и измельчения необходимо учитывать возможность
и допустимость переизмельчения продукта. Переизмельчение, как правило, нежелательно. Оно
вызывает излишние затраты энергии и осложняет все транспортные операции, связанные с перегрузкой материалов, приводит к излишним механическим потерям в результате пыления, а иногда
осложняет и проведение технологических процессов по существу.
Материал, доведенный до требуемой крупности, в ряде случаев, направляют непосредственно
на операцию вскрытия. Однако существует большая группа процессов, при которых необходимо
брикетирование или грануляция шихты. В этом случае необходима организация дозировки и смешения шихты. В ряде случаев для придания брикетам или гранулам механической прочности их
сушат или коксуют. Процессы брикетирования и грануляции требуют введения после каждой из
операций контроля крупности получаемого продукта.
Схемы пиро- и гидрометаллургического вскрытия состоят из операций подготовки сырья,
собственно пиро- и гидрометаллургического процесса и операций по первичной обработке продуктов, получаемых в ходе этих процессов.
К пирометаллургическим процессам вскрытия относятся обжиг, сплавление, спекание,
карбидизация, хлорирование и т. п., целью которых является получение обогащенного по извлекаемому компоненту промпродукта в форме, удобной для дальнейшей переработки. Собственно
пирометаллургическая переработка может иметь несколько вариантов оформления в зависимости
от периодичности или непрерывности работы; формы загружаемого сырья; способа обогрева оборудования; способа улавливания полезных компонентов из газовой фазы; способа очистки газовой
фазы; формы получаемых продуктов (твердые порошкообразные, спеченные и кусковые; расплавленные или парообразные) и др.
Для пирометаллургической переработки сырье загружается в основном в твердой форме, подача материалов в жидкой форме характерна для процессов вскрытия сырья гидрометаллургическим способом. При разработке схемы, предусматривающей загрузку сырья в твердой форме (в
виде порошка, гранул или брикетов), ограничиваются установкой питателя шихты.
Способы обогрева оборудования подразделяются на две группы. Первая из них включает
электрообогрев или нагрев любым видом теплоносителя через стенку с помощью змеевика, рубашки и др. Для этих способов подвода тепла характерно то, что в перерабатываемые продукты не
вносится никаких примесей, они не смешиваются ни с какими другими продуктами, от которых
их в дальнейшем необходимо было бы отделять или очищать. Проектирование систем подвода
или генерации тепла в этом случае задача чисто электро- или теплотехническая, разрешаемая в
конструкции аппаратуры и не влияющая на построение технологической схемы. Вторая группа
способов обогрева оборудования включает непосредственное введение тепла в процесс с топочными газами или его получение из выделяемого тепла химических реакций в шихте. При таких
28
методах подвода тепла необходимо отводить от основного аппарата значительное количество газообразных продуктов сгорания топлива или других химических реакций, используемых для генерации тепла.
К способам улавливания полезных компонентов из газовых потоков относятся конденсация
паров и последующее улавливание конденсата пылеулавливанием, связывание паров в нелетучие
химические соединения или различного рода сорбционные процессы. Возможны различные сочетания этих методов, а также некоторые варианты самих методов. При конденсации продукт можно
выделять на рабочих поверхностях аппаратов, не используя приемы пылеулавливания.
Операции газоочистки и пылеулавливания обязательны в любом случае вывода паро-газового
потока из технологического аппарата, так как в той или иной степени газы, пары или пыль практически всегда выносятся из аппаратов и санитарная очистка газов перед выбросом их в атмосферу необходима.
Если с газовым потоком из аппарата, в котором проводится пирометаллургическое вскрытие,
полезные компоненты выносятся в виде пыли, то при разработке схемы процесса возможны различные варианты. Если выносимая пыль является непрореагировавшей шихтой, ее просто возвращают в процесс пирометаллургического вскрытия. При этом ее можно направить как на собственно вскрытие, так и на приготовление шихты при переработке брикетированной или гранулированной шихты. Если выносимая газовым потоком пыль является готовым продуктом, ее направляют на дальнейшую технологическую переработку. Если пыль по составу и свойствам отличается от основного продукта, выдаваемого из аппарата вскрытия в твердом или расплавленном виде,
ее можно перерабатывать на самостоятельной линии аппаратурно-технологической схемы.
При выгрузке продуктов из аппарата в твердом виде продукт может быть пригоден к транспортировке, хранению и дальнейшей переработке без дополнительных вспомогательных операций. Такое положение, как правило, имеет место при получении продукта в порошкообразной или
мелкокусковой форме.
Если продукт получается в виде относительно крупных, спеченных или сплавленных блоков,
необходимы дополнительные операции по его разделке. При проведении основного процесса в
аппаратах непрерывного действия, а иногда и при работе в аппаратах периодического действия
материал выходит из аппаратов, сохраняя высокую температуру. Поэтому первой операцией является охлаждение, которое можно осуществлять или в специальном аппарате (трубчатый холодильник, разливочная машина непрерывного действия), или естественным охлаждением на воздухе с использованием простейших приспособлений. Последний вариант для металлургии редких
металлов также достаточно характерен из-за малого масштаба производства. Остывший продукт
дробят и, если надо, измельчают. Дробленый или измельченный продукт готов, к дальнейшей обработке.
К гидрометаллургическим процессам вскрытия относятся процессы растворения перерабатываемого сырья различными растворителями с целью получения химического концентрата –
обогащенного по извлекаемому компоненту промпродукта. Собственно гидрометаллургическая
переработка может осуществляться в различных вариантах в зависимости от формы загружаемого
сырья; распределения компонентов по продуктам вскрытия; способа контакта исходного сырья и
раствора; способа нагрева оборудования; способа перемешивания пульпы; способов разделения
твердой и жидкой фаз; давления процесса и др.
При подаче жидкой формы шихты в процесс в виде пульпы необходимо подготовить пульпу к
загрузке и принять меры (например, организовать постоянное движение пульпы в трубопроводе
или перемешивание в агрегате для подготовки пульпы) по сохранению заданного состава ее до
момента попадания в основной реакционный аппарат. Главный показатель, который должен быть
постоянным, – отношение жидкого к твердому в пульпе.
Распределение компонентов по продуктам вскрытия осуществляется в трех вариантах (полезный компонент распределяется в раствор; твердый остаток; раствор и твердый остаток). В этой
связи схема может отличаться количеством операций, которые необходимы для достижения наиболее полного перевода полезного компонента в промпродукт, и схем промывок (прямоточно или
по принципу противотока).
Контакт исходного сырья и раствора может осуществляться однократно и многократно,
прямоточно и противоточно. При однократном контакте схема состоит из собственно гидрометаллургического процесса и процессов разделения твердого и жидкого продуктов. При много29
кратном контакте схема усложняется: несколько объемов растворов проходит через один твердый продукт или, наоборот, один раствор проходит через несколько партий сырья. При прямоточном контакте фазы (сырье и раствор) контактируют однократно и получаются кондиционные
промпродукты. При противоточном контакте сырье вступает с насыщенным по извлекаемому
компоненту раствору, а выводимый из процесса промпродукт контактирует со свежим раствором,
что позволяет достичь заданных кондиций. По данному виду контакта фазы могут контактировать
как однократно (при непрерывном варианте схемы), так и многократно (при периодической работе схемы).
Схемы отличаются по способу перемешивания пульпы: механического и пневматического перемешивания с пропусканием газа или пара. Для механического способа перемешивания характерна возможность весьма интенсивного перемешивания, при этом в процесс не вводятся дополнительные материалы и не возникают проблемы с их выводом. Для пневматического способа перемешивания характерны проблемы с выводом материалов, дополнительно вводимых в аппараты с
аэролифтом, и очисткой выводимых газов.
При гидрометаллургическом вскрытии сырья под давлением в автоклавах аппаратурнотехнологическая схема состоит из следующих элементов: приготовление и подогрев пульпы в отдельном аппарате для, автоклавное вскрытие сырья в автоклавах и охлаждение промпродуктов.
5.2 Получение чистого металла или его соединения. Аппаратурно-технологические схемы
получения чистого металла или его соединения состоят из различных пиро- и гидрометаллургических переделов получения чернового металла или загрязненного соединения металла и переделов
их рафинирования (или очистки), которые отличаются большим разнообразием в зависимости от
природы, физико-химических свойств компонентов перерабатываемого сырья и целей переработки сырья.
В схемах переделы получения чернового металла или загрязненного соединения металла
могут включать пиро- и гидрометаллургические операции восстановления металлов из их соединений в промпродукте, полученном и обогащенном по полезному компоненту после вскрытия сырья. Это пирометаллургические основные операции шахтной, отражательной и электротермической плавки концентратов с получением чернового металла и/или обогащенных по содержанию
извлекаемого компонента промпродуктов, например, штейнов, шлаков и шпейзы. Это также операции дальнейшей переработки этих промпродуктов, например, конвертирование штейнов, фьюмингование шлаков и др. При этом к вспомогательным операциям следует относить очистку газов, охлаждение и разливку расплавов и др. К гидрометаллургическим относятся основные операции растворения вскрытого и обогащенного сырья с получением концентрированных продуктивных растворов, пригодных для химического и электрохимического восстановления черновых или
чистых металлов, сопровождаемые вспомогательными операциями разделения жидкой и твердой
фаз (сгущение и осветление пульп, фильтрация и центрифугирование растворов), сушки металлов
и их соединений.
При рафинировании черновых металлов или соединений металлов с целью получения
чистого металла в схемах предусматриваются основные пирометаллургические операции ликвации, охлаждения, кристаллизации, вакуумной дистилляции расплавов черновых металлов и конденсации металлов из газовой фазы; основные гидрометаллургические операции упаривания растворов, кристаллизации, перекристаллизации и осаждения примесей из растворов, экстракции и
ионообменной сорбции полезных компонентов из растворов, сопровождаемые вспомогательными
операциями разделения жидкой и твердой фаз (сгущение и осветление пульп, фильтрация и центрифугирование растворов), сушки металлов и их соединений.
В процессе прохождения перерабатываемого сырья от начальных до конечных операций образуются промежуточные продукты или отходы, содержащие извлекаемый и другие, возможно, не
менее ценные компоненты. Поэтому в зависимости от их ценности они могут направляться в голову и/или промежуточные операции схемы или на хранение в склад или отвалы, что требует
применения в схеме дополнительного оборудования, обеспечивающего их транспортировку.
5.3 Получение металлов в элементарном состоянии из их химических соединений. Данный передел, как правило, используется в производстве редких металлов при переработке продуктов высокой степени чистоты и высокой стоимости (рафинированных химических соединений).
Его схема состоит из различных пиро- и гидрометаллургических операций, которые укрупненно
30
можно разделить на следующие: химическое восстановление соединения до металла; получение
металла высокой чистоты пиро- и гидрометаллургическими способами (указаны в п. 5.2).
5.4 Первичная обработка металла. Данный передел включает получение металла в компактном виде, дополнительную его очистку и получение из металла полуфабрикатов.
Для перевода металлов в компактное состояние используются методы металлокерамики и
плавки. При использовании методов металлокерамики из порошка, губки или гранул металла основными операциями в схемах являются нагрев металла до высоких температур, в некоторых случаях (когда необходимо получить особенно плотную структуру) ковка металла после его нагрева,
прессование и вакуумное спекание заготовок (или штабиков). К вспомогательным операциям в
схемах относятся приготовление специальных растворов (они используются, например, для
уменьшения взаимного трения частиц вольфрама при прессовании), операции по отбраковке штабиков и переработке брака, гидрирование пластичных металлов и измельчение гидридов.
Все методы плавки основаны на использовании электрической энергии, генерируемой различными способами (индукционный, дуговой и электроннолучевой). Эти способы отличаются
требованиями к металлу, поэтому проектируемые схемы тоже будут отличаться. Индукционной
плавкой можно переработать металл с любой формой кусков, на практике обычно используют
брикеты металлов. При дуговой плавке с нерасходуемым электродом плавят гранулированный металл, подаваемый в расплавленную ванну. При дуговой плавке с расходуемым электродом в качестве расходуемых электродов используются прессованные или спеченные штабики. При электроннолучевой плавке переплавляемый металл подается в печь как в гранулированном виде, так и
в виде спрессованных и спеченных заготовок. Схемы, основанные на получении металлов в компактной форме методами плавки, кроме операций плавки, включают также основные операции
нагрева металла до высоких температур, прессования и вакуумного спекания заготовок, которые
предшествуют операциям плавки. К вспомогательным операциям в этих схемах относятся механическая обработка поверхности для устранения дефектов и отделения поддона, используемого в
качестве затравки, травление, сушка и промывка стружек, образовавшихся после механической
обработки и возвращаемых в плавку после этих операций.
Дополнительная очистка металлов после их получения в элементарном состоянии осуществляется способами, которые могут быть разбиты на три группы:
1) химические, основанные на использовании газотранспортных реакций;
2) электрохимические, к которым относятся электролиз с растворимым анодом;
3) физические, основанные на использовании неравномерного распределения примесей между
жидкостью и расплавом в процессе кристаллизации.
Из химических методов наибольшее распространение получил процесс иодидного рафинирования, который основан на избирательном переводе рафинируемого металла в газообразные иодиды, которые переносятся на нагретую поверхность, где происходит разложение иодидов с выделением очищенного металла. В схемах по данному методу предусматриваются операции по подготовке к процессу (например, подготовка стружек, обеспечивающих большую поверхность контакта с иодом), собственно процесс и операции по обработке продуктов (выделение иода из промывных вод и его возврат на иодирование, возврат нерафинированного металла на рафинирование) и аппарата (его вскрытие и промывка) после процесса.
Электрохимическая очистка проводится электролизом растворимого анода, в качестве которого используется очищаемый металл. При применении данного метода в схемах предусматриваются операции подготовки растворимых анодов.
Из физических методов очистки металлов широкое распространение получила зонная плавка,
основанная на концентрации примесей в одном из концов слитка по мере его продвижения по
температурным зонам. Схемы с физическими методами очистки металлов состоят из операций
подготовки (подготовка заготовок), собственно процесса и операций обработки продукта (отрезка
конца слитка с примесями).
5.5 Составление сводной схемы производства. Вопросы охраны труда, контроля и управления производством
К основным принципам при составлении выбранной аппаратурно-технологической схемы
производства относятся:
1) правильное качественное сочетание различных процессов (продукты, получаемые в предшест31
вующих процессах, должны соответствовать требованиям их дальнейшей переработки в последующих переделах схемы);
2) сведение к минимуму потерь полезных компонентов в процессе производства;
3) сведение к минимуму выделения вредностей с отходами производства;
4) обеспечение количественного взаимного соответствия процессов и операций, связанных материальным потоком производства;
5) обеспечение для обслуживающего персонала условий, соответствующих нормам и полной
безопасности труда;
6) обеспечение возможности оперативного контроля и эффективного управления процессом.
При проектировании производства на стадии разработки и выбора аппаратурнотехнологической схемы выявляются потенциальные источники опасности и разрабатываются
мероприятия по обеспечению безопасных условий работы. Мероприятия по охране труда на проектируемом объекте разрабатываются также на других стадиях проектирования (например, при
выборе основного и вспомогательного оборудования и транспортных устройств, при их размещении и компоновке, а также в других частях проекта).
Разработка вопросов контроля и управления производственным процессом является одним из
необходимых элементов стадии разработки и выбора аппаратурно-технологической схемы. Разработанная схема контроля и управления должна достаточно полно, точно и своевременно информировать о ходе процесса. Это позволит эффективно влиять на ход процесса производства. Указанные вопросы могут решаться также в других разделах проекта (например, при расчете материального баланса и оборудования).
Осн. лит.: 3 [с. 54–114, 129–134].
Контрольные вопросы:
1. Задачи, решаемые при разработке аппаратурно-технологической схемы производства товарных
металлов или его соединений в металлургических заводах.
2. Какие способы вскрытия сырья и выделения первичного химического концентрата извлекаемого металла известны ?
3. Какие способы получения чистого металла или его соединения известны ?
4. Какие способы получения чернового металла или загрязненного соединения металла известны ?
5. Какие способы рафинирования черновых металлов или соединений металлов известны ?
6. Какими методами осуществляется получение металлов в элементарном состоянии из их химических соединений ?
7. Что применяется при первичной обработке металла?
8. Составление сводной схемы производства.
9. Вопросы охраны труда, контроля и управления производством при проектировании объекта
Лекция 6. Выбор и расчет оборудования обогатительных фабрик
6.1. Общие принципы выбора и расчета оборудования ОФ. При выборе обогатительного оборудования приходится решать три основных вопроса:
1) выбор типа аппарата;
2) определение его производительности;
3) выбор оптимального в технико-экономическом отношении размера аппарата и в связи с этим
потребного количества устанавливаемых аппаратов.
Расчет установочной и потребляемой мощности, числа оборотов и других показателей при выборе оборудования обычно не производится, так как эти данные берутся из каталогов заводовизготовителей. Исключением является транспортное оборудование, где расход мощности может меняться в широких пределах в зависимости от производительности, высоты подъема, длины транспортирования и других условий.
В ряде случаев для проектируемых условий может быть применен только один тип аппарата. Однако часто для осуществления одной и той же операции могут быть применены аппараты разных типов. Правильный выбор в этом случае может быть сделан только на основании техникоэкономического сравнения отдельных типов аппаратов. Решающую роль в вопросе о выборе типа аппарата играет учет накопленных практических данных по эксплуатации подобных аппаратов, работающих в условиях, аналогичных условиям проектируемой обогатительной фабрики.
32
Производительность обогатительных аппаратов зависит от многих причин. Применяемые для
технологического расчета некоторых аппаратов теоретические формулы исходят из идеализированных
условий их работы и учитывают только главнейшие причины, влияющие на конечный результат. Поэтому теоретические формулы являются приближенными, а получаемые по этим формулам результаты
могут расходиться с данными практики. Из этого не следует делать вывод о бесполезности теоретических формул. Большая ценность последних заключается в том, что они указывают, от каких основных
условий зависит конечный результат и как влияют отдельные условия на работу аппарата. Теоретические формулы позволяют также вводить обоснованные поправки при определении производительности аппаратов, работающих в разных условиях.
Для определения производительности обогатительного оборудования применяются следующие
методы.
Определение производительности по теоретическим формулам. К числу аппаратов, производительность которых приближенно может быть определена по теоретическим формулам, относятся:
щековые и конусные дробилки, гладкие валки (работающие при «свободном» питании), гидравлические классификаторы, сгустители и отстойники при поступлении в них разбавленных пульп, гидросепараторы, гидроциклоны, осадительные центрифуги, циклоны. Перечисленные аппараты подразделяются на две группы. К первой группе относятся дробильные машины, для которых объем и вес дробленого продукта поддается теоретическому определению, а ко второй группе – классифицирующие
машины с упорядоченным движением пульпы, расчет которых основан на теории движения твердых
тел в воде или в воздухе под действием силы тяжести и силы инерции.
Определение производительности по эмпирическим формулам производится для гирационных,
инерционных и колосниковых грохотов, спиральных классификаторов и некоторых других аппаратов.
Эмпирические формулы, так же как и теоретические, показывают зависимость производительности от
наиболее важных свойств обрабатываемого материала и условий работы аппарата. В отличие от теоретических, эмпирические формулы можно применять лишь в диапазоне тех условий, для которых справедливость этих формул проверена опытным путем.
Определение производительности по нормам удельной нагрузки производится на единицу объема, площади или длины аппарата.
Допустимая норма удельной нагрузки устанавливается при предварительных испытаниях аппарата. Чаще в процессе испытаний определяется не абсолютная норма удельной нагрузки, а относительный коэффициент производительности, показывающий, во сколько раз производительность аппарата
при обработке исследуемого материала больше или меньше производительности того же аппарата при
обработке эталонного материала. В качестве такого эталонного материала может быть выбран любой
материал, для которого нормы удельной производительности известны по данным практики. Относительный коэффициент производительности можно определить лабораторными испытаниями исследуемого и эталонного материалов.
Определение производительности по нормам удельного расхода энергии. Сущность этого метода заключается в том, что предварительно устанавливается норма удельного расхода энергии на
единицу веса или объема обрабатываемого материала. Частное от деления потребляемой аппаратом
мощности на норму удельного расхода энергии будет равно производительности аппарата. Для определения нормы удельного расхода энергии применяют такой же способ, что и для определения нормы
удельной нагрузки, т. е. за основу принимают известный из практики удельный расход энергии для
эталонного материала, который умножают на относительный коэффициент расхода энергии, устанавливаемый сравнительными испытаниями эталонного и исследуемого материала.
Определение производительности по времени пребывания обрабатываемого материала в
аппарате. Для успешного протекания некоторых процессов требуется определенная продолжительность обработки материала. Полезный объем аппаратов этой группы определяется умножением требуемой в единицу времени объемной производительности (по питанию) на необходимую продолжительность обработки. Продолжительность обработки материала для отдельных операций устанавливается предварительными исследовательскими работами.
Определение производительности по данным каталогов и справочников. Производительность некоторых аппаратов, например, зубчатых дробильных валков, дезинтеграторов, концентрационных столов, берется по каталогам заводов-изготовителей или по справочникам. Производительность
щековых и конусных дробилок также обычно берется по каталогам с введением поправок на плотность дробимого материала и ширину разгрузочной щели дробилки.
Необходимое к установке число аппаратов зависит от выбранного размера оборудования. Применение аппаратов малого размера требует увеличенной площади здания, затрудняет их обслуживание и
33
ремонт. С другой стороны, установка аппаратов больших размеров вызывает увеличение высоты помещений, увеличение грузоподъемности кранов и приводит к относительно большим потерям производительности при остановке одного аппарата. Поэтому для каждой проектируемой обогатительной
фабрики необходимо определить оптимальный размер устанавливаемого оборудования. В некоторых
случаях выбор размера аппарата определяется лишь техническими условиями. Например, если выбранная по размеру куска щековая дробилка имеет избыточную производительность, то все другие
варианты отпадают, так как установка дробилок меньшего размера невозможна.
Если по техническим условиям возможна установка как крупного, так и более мелкого оборудования, то выбор размера аппаратов производится путем технико-экономического сравнения нескольких вариантов по основным показателям – весу и стоимости оборудования, установочной мощности,
потребной площади здания.
В качестве общего положения необходимо иметь в виду следующее: если расчетное число однотипных аппаратов для какой-либо операции получается больше 4–6, то переход на увеличенный размер аппарата будет обычно выгодным (из этого положения нельзя делать обратного вывода).
При определении количества устанавливаемых аппаратов должно учитываться запасное оборудование. Число запасных дробилок и грохотов зависит от продолжительности работы цеха дробления
в сутки, емкости приемных и промежуточных бункеров. Для первого приема дробления обычно запасные дробилки не устанавливаются. Во втором и третьем приемах дробления на 2–3 работающие
дробилки устанавливается одна запасная и на 3–4 работающих грохота – один запасной. Запасные аппараты для операций измельчения, обогащения и сгущения не устанавливаются. Необходимое время
для ремонта оборудования в этом случае предусматривается уменьшением числа рабочих дней в году
по сравнению с календарным.
Оборудование для фильтрования и сушки концентратов должно проектироваться с запасом производительности. На обогатительных фабриках средней и большой производительности цех фильтрования и сушки работает обычно синхронно с цехом обогащения. В этом случае, чтобы не лимитировать работу главного цеха, в цехе фильтрования и сушки на 3–4 работающих аппарата устанавливается
один запасной. На фабриках малой производительности, а также и на фабриках большой производительности, но с малым выходом концентрата (например, молибденовых) возможно накапливание концентрата в сгустителях и буферных чанах. Тогда цех фильтрования и сушки обычно проектируется на
односменную работу, но без запасного оборудования. Насосы для перекачивания пульпы или дублируются, или на два работающих насоса устанавливают один запасной.
6.2. Выбор и расчет оборудования для дробления. Выбор типа и размера дробилок для крупного
и среднего дробления зависит от физических свойств полезного ископаемого, требуемой производительности дробилки и крупности дробленого продукта. Из физических свойств полезного ископаемого
имеют значение твердость и вязкость, наличие глины, влажность, крупность максимальных кусков.
Дробление твердых и средней твердости полезных ископаемых. Для первого приема крупного
дробления применяют щековые или конусные дробилки крупного дробления (типа ККД) и для второго
приема – конусные редукционные дробилки (типа КРД). Выбранная дробилка должна обеспечивать
требуемую производительность при запроектированной крупности дробленого продукта. Ширина пасти дробилки должна быть на 10–15 % больше размера наибольших кусков в питании. При выборе необходимо произвести сравнение щековой и конусной дробилок по установочной мощности, весу,
стоимости и удобству размещения оборудования. В каталогах производительность дробилок дается
обычно для руд средней крепости, с насыпным весом 1,6 т/м3 (плотность в монолите 2,7 т/м3) и при
условии, что размер наибольших кусков в питании равен 0,8–0,9 В, где В – ширина пасти дробилки.
Для руд с другими физическими свойствами могут быть введены поправки – на крепость (дробимость) руды, на насыпной вес руды, на крупность руды.
Поправка на дробимость (Кдр) относится к справочным данным (имеются сведения в литературном источнике: Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. – С.198
(таблица 34)), определяется по формуле Левенсона – Клюева:
Кдр= (σэт/ σ)0,11,
(6.1)
где σэт – временное сопротивление на сжатие руды средней твердости (σэт = 1600 кГ/см2); σ – временное сопротивление на сжатие руды, для которой определяется производительность дробилки.
Поправка на насыпной вес вычисляется по формуле:
Кδ = δн / 1,6 ≈ δ / 2,7
(6.2)
где Кδ – поправочный коэффициент; δн — насыпной вес руды, т/м3; δ – плотность руды (в монолите),
т!м3; 1,6 и 2,7 — насыпной вес и плотность «средней» руды.
34
Поправка на крупность питания по Левенсону – Клюеву определяется по формуле:
Ккр = (0,85/а)0,2
(6.3)
где Ккр – поправочный коэффициент на крупность; 0,85 – максимальная допустимая крупность руды в
питании в долях ширины пасти дробилки; а – наибольшая крупность кусков в дробимом продукте в
долях ширины пасти дробилки. Значения Ккр, вычисленные по формуле (6.3), приведены в таблице 35
(Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. – С.199).
С учетом всех поправок производительность дробилки определяется по формуле:
Q = Qк ·Кдр · Кδ · Ккр,
где Q – производительность дробилки, т/ч; Qк – производительность дробилки по каталогу, т/ч.
Практически поправки вводятся только в тех случаях, когда свойства дробимого материала значительно отличаются от свойств «средней» руды.
Производительность щековых и конусных дробилок крупного дробления для руд средней крепости с насыпным весом 1,6 т/м3 приближенно могут быть подсчитаны по формулам:
Q = qщ·L·i,
т/ч
(для щековых дробилок);
(6.4)
Q = qK·i,
т/
(для конусных дробилок),
(6.5)
2
где qщ – удельная производительность щековых дробилок на 1 см площади разгрузочной щели,
т/см2·ч; L – длина разгрузочной щели щековой дробилки, см; i – ширина разгрузочной щели, см; qK –
удельная производительность конусной дробилки на 1 см ширины разгрузочной щели, т/см·ч. Значения qщ и qK приведены в таблице 36 (Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. – С.199).
Выбор типа дробилки определяется главным образом соотношением между размером наибольших кусков в питании и необходимой производительностью. При одинаковой ширине пасти длина
разгрузочной щели у конусных дробилок приблизительно в 2,5–3 раза больше, чем у щековых дробилок. Поэтому и производительность конусной дробилки в 2,5–3 раза превосходит производительность
щековой дробилки, имеющей такую же ширину пасти. Вследствие этого при крупной руде и небольшой производительности конусная дробилка может оказаться недогруженной. В этом случае более
выгодна установка щековой дробилки. Наоборот, при большой производительности и сравнительно
малой крупности руды более выгодной оказывается установка конусной дробилки.
Помимо производительности и крупности наибольших кусков, при выборе типа дробилки нужно
учитывать, что щековые дробилки проще в конструктивном отношении, занимают меньше места по
высоте, менее склонны к заглушению при дроблении влажных и глинистых руд, более приспособлены
для дробления вязких руд, требующих увеличенной амплитуды качания щеки. Но щековые дробилки
требуют более равномерного питания, они не могут работать «под завалом» и поэтому нуждаются в
установке питателя, менее приспособлены для дробления плитнякового материала, сменные части их
изнашиваются скорее, чем сменные части конусных дробилок.
Поэтому если технико-экономическое сравнение не покажет явного преимущества щековых дробилок, то к установке следует принимать конусную дробилку.
Среднее и мелкое дробление твердых и средней твердости руд обычно производится в конусных
дробилках среднего и мелкого дробления (типов КСД и КМД).
Выбор этих дробилок производится по каталогам и справочникам. Поскольку в каталогах дается
производительность для средней руды, то вводятся поправки на дробимость, на насыпной вес и на
крупность руды.
Дробление мягких и хрупких полезных ископаемых. Для крупного, среднего и мелкого дробления применяются одно- и двухвалковые зубчатые и рифленые дробилки, молотковые и роторные дробилки, дезинтеграторы.
Зубчатые валковые дробилки применяются для первой стадии дробления при необходимости получить кусковатый дробленый продукт с небольшим содержанием мелочи.
Одновалковые дробилки устанавливаются при наличии в полезном ископаемом крупных кусков,
а при отсутствии их дробление производят в двухвалковых дробилках. Последние выпускаются двух
типов: тихоходные и быстроходные. Тихоходные дробилки предназначены для дробления более твердых сортов каменного угля, а быстроходные – мягких его разностей. Тихоходные дробилки дают
меньшее переизмельчение, чем быстроходные дробилки, и поэтому применяются в тех случаях, когда
ограничение переизмельчения имеет особое значение.
Производительность одновалковых зубчатых дробилок берется из каталогов. Производительность
двухвалковой дробилки может быть приближенно подсчитана по формуле
Q = 60pDLdnδК,
m/ч,
(6.6)
35
где D и L — диаметр и длина валков, м; d – максимальная крупность кусков в дробленом продукте, м;
п – число оборотов валков в минуту; δ – плотность дробленого продукта, т/м3; К – коэффициент разрыхления дробленого продукта на выходе из дробилки (0,1–0,3). По условиям захвата диаметр валков
должен быть в 2,2–2,5 раза больше размера максимальных кусков в питании.
Молотковые дробилки и дезинтеграторы дают большее переизмельчение, чем зубчатые валковые
дробилки, поэтому их не следует устанавливать, если требуется получить кусковатый и в достаточной
мере крупный материал. Обычно молотковые дробилки и дезинтеграторы применяются для мелкого
дробления. Последние вследствие слабости конструкции могут устанавливаться только для дробления
самых мягких и хрупких полезных ископаемых.
Молотковые и роторные дробилки отличаются простотой конструкции, малым весом, низкой
стоимостью на единицу производительности и небольшим удельным расходом энергии. В последние
годы эти дробилки получили широкое применение для дробления мягких и средней твердости полезных ископаемых – таких, как каменный уголь, коксовая шихта, известняк, руды легких черных, цветных, редких и благородных металлов, калийные соли, асбестовые, баритовые и флюоритовые руды,
строительные материалы.
Молотковые дробилки выпускаются нескольких типов: однороторные реверсивные и нереверсивные; двухроторные с роторами, вращающимися в одном и в разных направлениях; с неподвижными
дробящими плитами; с плитами, качающимися на шарнирах; с подвижными плитами, выполненными
в виде пластинчатого конвейера.
Крупность кусков в питании молотковых однороторных дробилок может доходить до 400–500
мм, а двухроторных – до 1000 мм. Последние менее подвержены забиванию и обычно применяются
для дробления более влажных и слипающихся материалов, а также при наличии крупных кусков в питании.
Ширину щели между колосниками молотковых дробилок и расстояние между колосниковой решеткой и концом молотков (при радиальном их положении) выбирают в зависимости от требуемой
крупности дробленого продукта и влажности дробимого материала. Ширина щели между колосниками
должна быть в 3–6 раз больше поперечника дробленого продукта при дроблении до 5 мм и в 1,5–2 раза
при дроблении до 50 мм.
При дроблении глинистых влажных руд во избежание забивки колосниковой решетки расстояние
между колосниками следует увеличивать. В трудных случаях применяются дробилки без колосниковой решетки, а также дробилки с подвижной дробящей плитой.
Молотковые и роторные дробилки требуют равномерного питания, поэтому необходима установка перед ними питателя.
Производительность молотковых и роторных дробилок и дезинтеграторов зависит главным образом от дробимости (измельчаемости) загружаемого в них материала. Поэтому определение производительности этих дробилок по каталогам может привести к большим ошибкам, если не будет сделана
поправка на дробимость материала. Последняя определяется коэффициентом дробимости, равным
отношению производительности дробилки при дроблении данного полезного ископаемого к производительности той же дробилки на эталонном полезном ископаемом при прочих равных условиях.
Коэффициент дробимости может быть вычислен, если известно потребное время работы дробилки на эталонном и испытуемом материалах, а также может быть определен по удельным расходам
энергии на дробление:
Кдр = Q /Qэт = tэт /t = аэт /а ,
(6.7)
где Кдр – коэффициент дробимости; Q и Qэт – производительность дробилки при дроблении данного и
эталонного полезного ископаемого; tэт и t – потребное время для дробления данного и эталонного полезного ископаемого; аэт и а – удельный расход энергии на дробление данного и эталонного полезного
ископаемого.
Производительность молотковых и роторных дробилок может быть определена также по эффективности измельчения.
Q = N η е / (β" – β')
(6.8)
где Q – производительность дробилки, т/ч; N – мощность установленного электродвигателя, кВт; η –
отношение потребляемой мощности к установленной (0,85÷0,95); е – эффективность измельчения –
количество расчетного класса, образующегося на единицу затраченной энергии, m/кВт·ч; β" и β' – содержание расчетного класса в дробленом продукте и исходном материале, в долях единицы. Эффективность измельчения для дробимого материала находится по формуле:
е = еэт ·Ккр ·Кдр,
(6.9)
36
где еэт – эффективность измельчения эталонного полезного ископаемого, известная из практики действующей обогатительной фабрики, m/кВт·ч; Ккр – коэффициент крупности, учитывающий различие в
крупности исходного материала и дробленого продукта на действующей и на проектируемой фабриках; Кдр – коэффициент дробимости, подсчитываемый по формуле (6.7) на основании экспериментальных данных.
6.3. Выбор и расчет оборудования для грохочения. Для грохочения используется большое число
конструкций грохотов: неподвижные колосниковые, валковые, эксцентриковые одновальные с круговыми качаниями короба в вертикальной плоскости (гирационные или жирационные), инерционные с
круговыми или эллиптическими вибрациями короба в вертикальной плоскости (вибрационные с простым дебалансным вибратором и самоцентрирующиеся), вибрационные горизонтальные с прямолинейными вибрациями короба под углом к плоскости решета (с самобалансным вибратором), горизонтальные
и слабонаклонные с прямолинейными качаниями короба под углом к плоскости решета (быстроходные
качающиеся и уравновешенные качающиеся), резонансные механические и электровибрационные, а
также дуговые сита.
Неподвижные колосниковые и валковые грохоты применяются для крупного грохочения.
Вибрационные инерционные грохоты с простым дебалансным вибратором применяются для грохочения с высокой эффективностью среднего по крупности (отверстия сит до 40 мм) и мелкого материалов. Эти грохоты в основном предназначены для углей и материалов невысокой плотности.
Вибрационные инерционные грохоты самоцентрирующиеся применяются для грохочения крупного, среднего и мелкого материалов. Грохоты тяжелого типа рекомендуются для руд при крупном и
среднем по крупности материале. Имеются самоцентрирующиеся грохоты, предназначенные для грохочения и обезвоживания угля (универсальные подвесные – типа ГУП).
Вибрационные грохоты горизонтальные с самобалансным вибратором рекомендуются для операций грохочения с отмывкой, для обезвоживания и для отделения суспензии от продуктов обогащения в тяжелых суспензиях. Для грохочения руд и агломерата изготовляются самобалансные грохоты
тяжелого типа с площадью грохочения до 18 м2 и колосниковыми решетками с отверстиями до 20 мм.
Определение производительности гирационных и вибрационных грохотов производится по эмпирическим формулам и ориентировочно может быть определена по формуле:
Q = Fqδklmnop,
(6.10)
где Q – производительность грохота, т/ч; F – рабочая площадь сита, м2; q – удельная производительность на 1 м2 поверхности сита, м31ч; δ – насыпной вес материала, т/м3; k, l, m, n, o, p – поправочные
коэффициенты.
Горизонтальные и слабонаклонные грохоты с прямолинейными качаниями короба применяются
на углеобогатительных фабриках для предварительной классификации и сортировки углей и антрацитов, а также для обезвоживания и обесшламливания крупных, средних и мелких классов углей.
Резонансные механические грохоты применяются для классификации углей на ситах с отверстиями до 25 мм и для обезвоживания.
Дуговые (криволинейные) сита предназначены для мокрого грохочения и обезвоживания мелкого
материала, в подрешетный продукт можно выделять класс мельче 3,0 ÷ 0,2 мм.
6.4. Выбор и расчет оборудования для измельчения
Выбор типа мельницы. На обогатительных фабриках применяются преимущественно три типа
мельниц – стержневые, шаровые с разгрузкой через решетку, шаровые с центральной разгрузкой.
При выборе типа мельницы необходимо прежде всего решить вопрос, следует ли установить
стержневую или шаровую мельницу. Решение этого вопроса определяется в основном требованиями,
предъявляемыми к конечному продукту измельчения. Стержневая мельница дает меньшее по сравнению с шаровой ошламование материала и в то же время меньший выход крупных классов, т.е. измельченный продукт стержневой мельницы получается более равномерным по крупности.
Стержневые мельницы дают более высокую по сравнению с шаровыми производительность при
измельчении до 1–3 мм, но они не могут эффективно работать, когда требуется получить более мелкий
продукт. Эти мельницы широко применяются при грубом измельчении (до 0,5–3 мм) мелковкрапленных руд, обогащаемых гравитационными и магнитными процессами, например руд редких и черных
металлов, а также в первой стадии измельчения при двухстадиальном измельчении полезных ископаемых. В прочих случаях более эффективно работают шаровые мельницы.
Из шаровых мельниц наиболее распространены мельницы с разгрузкой через решетку. Недостатком этих мельниц является сравнительная сложность их конструкции и поэтому более высокая стоимость на единицу веса и на единицу полезного объема.
37
Недостатки мельниц с центральной разгрузкой – меньшая удельная производительность и более
сильное ошламование измельчаемых продуктов. Мельницы с центральной разгрузкой должны устанавливаться в тех случаях, когда переизмельчение продукта является полезным для последующей его
обработки, например при цианировании золотых руд с весьма тонкой вкрапленностью золота или при
доизмельчении очень тонковкрапленных промпродуктов.
Определение производительности мельниц. Производительность шаровых и стержневых мельниц зависит от многих условий: измельчаемости руды; крупности исходного и конечного продуктов;
типа и размера мельницы; формы футеровки; заполнения мельницы дробящей средой; гранулометрического состава, формы, плотности и твердости дробящих тел; числа оборотов барабана мельницы;
отношения Ж : Т в питании мельницы; величины циркулирующей нагрузки; заполнения мельницы
пульпой; эффективности работы классифицирующего устройства. Так как измельчаемость руд и другие условия могут изменяться в очень широких пределах, то производительность мельниц определяют
не по каталогам и справочникам, а расчетом.
6.5. Выбор и расчет оборудования для классификации
Механические классификаторы и гидроциклоны. К механическим классификаторам относятся
реечные, спиральные и чашевые классификаторы, из них наиболее совершенными являются спиральные классификаторы. По сравнению с реечными классификаторами они обладают следующими достоинствами: имеют более спокойную зону классификации, вследствие чего слив меньше загрязняется
некондиционными по крупности зернами; дают возможность получения более плотных сливов при
классификации по одной и той же крупности; обеспечивают меньшую влажность песков и более высокую эффективность классификации; имеют больший угол наклона корыта, что позволяет осуществить
самотечное сопряжение с мельницей даже при больших размерах оборудования. Чашевые классификаторы на вновь строящихся фабриках не применяются.
Механические классификаторы по сравнению с гидроциклонами меньше расходуют электроэнергии, могут классифицировать более крупный материал и имеют более длительные межремонтные периоды. Основной недостаток их высокая стоимость и большие габаритные размеры; это увеличивает
капитальные затраты на оборудование и на строительство зданий обогатительных фабрик. По указанной причине механические классификаторы все более вытесняются гидроциклонами.
В первое время гидроциклоны устанавливались вместо механических классификаторов преимущественно во второй стадии измельчения. Это объясняется тем, что при мелком материале, разгружаемом мельницей второй стадии, износ турбинок песковых насосов и возможность забивки насадки
гидроциклона значительно меньше, чем при крупном материале, выходящем из мельницы первой стадии измельчения. Позднее, чтобы избежать установки громоздких механических классификаторов и в
то же время уменьшить опасность забивки насадок гидроциклонов крупными зернами, стали применять схемы измельчения, в которых разгрузка стержневой мельницы первой стадии поступала непосредственно в шаровую мельницу второй стадии. Например, такая схема осуществлена на многих
крупных магнитообогатительных фабриках. Недостаток этой схемы состоит в том, что в мельницу
второй стадии измельчения поступает большое количество готового но крупности продукта, что снижает эффективность ее работы, приводит к излишнему ошламованию руды и к снижению производительности мельницы по вновь образуемому продукту расчетной крупности .
6.6. Выбор и расчет оборудования для обогащения гравитационными процессами
Отсадочные машины. Область применения отсадочных машин в последние годы заметно сокращается в связи с вытеснением отсадки обогащением в тяжелых суспензиях. Однако в ряде случаев, например при наличии в исходном сырье шламующихся минералов, при пористой руде, мелкой вкрапленности полезных минералов, малой производительности обогатительной фабрики, обогащение в суспензиях не может конкурировать с отсадкой. Верхний предел крупности материала, обогащаемого отсадкой, составляет для каменных углей 120–175 мм, для руд 40–50 мм. Нижний предел крупности зависит от плотности разделяемых минералов – для угля 0,3–0,5 мм, для руд черных и цветных металлов
0,1–0,15 мм, для руд редких металлов 0,05–0,1 мм.
Выбор типа отсадочной машины определяется родом перерабатываемого сырья, крупностью питания и требованиями, предъявляемыми к продуктам обогащения.
Производительность отсадочных машин определяется по нормам удельной нагрузки на 1 м2
площади или на 1 м ширины отсадочного решета. Производительность машины возрастает с увеличением разности в плотности разделяемых минералов и крупности питания (примерно пропорционально
квадратному корню из диаметра зерен). При округлой и кубообразной форме зерен производительность выше, чем при плоской или вытянутой форме.
38
Производительность отсадочной машины как транспортирующего механизма:
Q = 3,6 BH v·ρ·μ,
(6.11)
где Q – производительность по сухому исходному питанию, т/ч; В – ширина отсадочного решета, м; Н
– высота слоя материала на отсадочном решете выше сливного порога в момент взвешивания постели,
м; v – средняя продольная скорость движения материала, мм/сек; ρ – плотность зерен материала, г/см3;
μ – коэффициент разрыхления постели в момент взвешивания (≈ 0,5).
При проектировании применяются следующие методы определения производительности отсадочных машин: по нормам удельной нагрузки по исходному питанию на 1 м2 площади отсадочного
решета; по нормам удельной нагрузки на 1 м2 площади решета по тяжелому продукту, проходящему
через постель и решето; по нормам удельной нагрузки на 1 л ширины отсадочного решета.
Суспензионные сепараторы. Выбор типа сепаратора. Для обогащения каменных углей крупнее
6–10 мм и руд крупнее 3–5 мм применяются сепараторы с поступательным движением суспензии, в
которых разделение минералов обусловлено силой тяжести. При меньшей крупности углей и руд применяются суспензионные гидроциклоны. В сравнительно редких случаях вместо суспензий используются тяжелые жидкости.
Сепараторы с поступательным движением суспензии различаются формой и глубиной ванны,
направлением движения суспензии, числом выдаваемых продуктов обогащения, способом разгрузки
тяжелых продуктов. В зависимости от формы ванны сепараторы подразделяются на конусные, пирамидальные, корытные, барабанные, кольцевые, желобные. В зависимости от направления движения
суспензии различают сепараторы с вертикальным, горизонтальным и комбинированным (вертикальногоризонтальным) движением суспензии. По числу выдаваемых продуктов сепараторы делятся на двухи трехпродуктные. Для разгрузки тяжелого продукта применяются аэропифтные подъемники, шлюзовые затворы, скребковые и ленточные конвейеры, цепные элеваторы, качающиеся скребки, элеваторные колеса, спирали на внутренней поверхности вращающегося барабана, наклонные шнеки.
Определение производительности сепараторов. Производительность суспензионных сепараторов
с поступательным движением суспензии зависит от тех же условий, что и производительность отсадочных машин.
Концентрационные столы. Концентрационные столы имеют малую удельную производительность и поэтому требуют больших площадей пола для установки. При обогащении коренных и россыпных руд столы применяются в основном для класса 0,5 (0,3) – 0,07 мм. Более крупный материал
поступает в отсадку, а более тонкий должен обрабатываться на шлюзах или флотацией. При перечистке концентратов, выход которых обычно мал, столы применяются в более широком диапазоне крупности питания – 3 мм и ниже. Конкурирующими со столами аппаратами являются винтовые сепараторы.
Столы выпускаются одно- и трехъярусные. Последние при одинаковых технологических показателях требуют примерно в три раза меньшей площади пола и потребляют в 3,6 раза меньше энергии на
единицу производительности по сравнению с одноярусными столами.
Производительность концентрационных столов зависит от крупности исходного питания, разницы в плотности разделяемых минералов и требований, предъявляемых к качеству продуктов обогащения.
Шлюзы. Применяются два типа шлюзов – с ручным сполоском, называемых «простыми» шлюзами, и с автоматическим сполоском, называемых автоматическими шлюзами. Основная область применения простых шлюзов – обогащение россыпных золотых руд. Применение простых шлюзов для россыпных руд редких металлов приводит к необходимости частых сполосков и значительной затрате
труда вследствие повышенных по сравнению с золотыми рудами выходов концентрата. Поэтому для
обогащения россыпных руд редких металлов следует устанавливать отсадочные машины, винтовые
сепараторы, а при очень мелких песках – трехъярусные концентрационные столы или автоматические
шлюзы.
Автоматические многодечные шлюзы применяются также для извлечения металлов из тонких
шламов, получающихся при гравитационном обогащении коренных руд, и для извлечения редкометальных минералов из хвостов флотации. Основное достоинство этих аппаратов по сравнению с концентрационными столами состоит в меньшей занимаемой ими площади пола и в автоматической их
работе.
Потребная площадь шлюзов может быть определена исходя из допустимых норм удельных нагрузок. Допустимые удельные нагрузки зависят в основном от крупности и плотности полезного минерала, а также от допустимых потерь металла в хвостах.
Винтовые сепараторы. Винтовые сепараторы не имеют движущихся частей, не требуют энергии, не имеют простоев из-за механических неполадок и в то же время дают высокие технологические
39
показатели обогащения. Стоимость обогащения песков на винтовых сепараторах на 15–60 % меньше,
чем в отсадочных машинах, а расход воды меньше на 35–40%. При обогащении на винтовых сепараторах песков благоприятного гранулометрического состава извлечение ценных минералов в концентрат выше на 3–10 %, чем извлечение при отсадке. При обогащении на винтовых сепараторах коренных руд получаются пониженные технологические показатели по сравнению с концентрационными
столами, но сепараторы дают значительную экономию по занимаемой площади пола и эксплуатационным расходам.
Производительность винтовых сепараторов зависит от диаметра витков желоба, угла подъема
винтовой линии, вещественного состава и крупности обогащаемого материала. Производительность
повышается при увеличении диаметра витков и угла подъема винтовой линии. Уменьшение крупности
зерен породы и полезных минералов в питании, а также повышенное содержание в питании глины и
шламов вызывает снижение производительности сепаратора.
При проектировании производительность винтовых сепараторов берется по практическим данным или на основании экспериментальных работ. Ориентировочная производительность сепараторов
приведена в таблице 52 (Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. –
С.250).
6.7. Выбор и расчет оборудования для промывки. Для обогащения промывкой применяются бутары, скрубберы, бутары со скруббером в головной части, наклонные и горизонтальные корытные
мойки, комбинированные бутаро-реечные мойки.
В качестве промывочных аппаратов для легкопромывистых полезных ископаемых, таких, как
строительные материалы, стекольные пески и некоторые разновидности фосфоритовых руд, могут
применяться также механические и гидравлические классификаторы, гидроциклоны и грохоты.
Производительность промывочных аппаратов колеблется в широких пределах в зависимости от
состава и свойств цементирующих глин, определяющих «промывистость» руды.
В зависимости от значения коэффициента пластичности содержащихся в них глин и потребного
времени промывки руды в наклонной корытной мойке россыпные руды подразделяются на три типа:
1) труднопромывистые руды с вязкой глиной; с трудом поддающейся разминанию в руке, значение
коэффициента пластичности глины выше 10–15, время промывки не менее 6 мин;
2) среднепромывистые руды с вязкой глиной, сравнительно легко поддающийся разминанию в руке,
значение коэффициента пластичности глины от 10–15 до 3–5, время промывки 3–6 мин;
3) легкопромывистые руды с песчанистой глиной, значение коэффициента пластичности меньше 3–5,
время промывки 2–3 мин.
Коэффициент пластичности К подсчитывается по формуле
К = β1 – β2,
(6.12)
где β1 – влажность глины (%), при которой она начинает растекаться; β2 – влажность глины (%), при
которой она начинает рассыпаться при нажатии.
Производительность промывочных машин при расчете по методу эффективности промывки
определяется по формуле:
Q=Nηe,
(6.13)
где Q – производительность, т/ч; N – мощность установленного электродвигателя, кВт; η – отношение потребляемой мощности к установочной; е – эффективность промывки, т/кВт·ч.
Эффективность промывки подсчитывается аналогично эффективности измельчения:
е = е1·Кп,
(6.14)
где е – эффективность промывки руды на проектируемой обогатительной фабрике, m/кВт·ч; е1 – известная эффективность промывки эталонной руды, перерабатываемой на действующей фабрике,
m/кВт·ч; Кп – коэффициент промывистости руды.
Коэффициент промывистости определяется по данным сравнительных опытов промывки. Он равен отношению времени, потребного для промывки эталонной руды, к времени промывки исследуемой руды6.8. Выбор и расчет оборудования для флотации. Выбор типа флотационных машин. В зависимости от способа аэрации и перемешивания пульпы флотационные машины подразделяются на механические, пневмомеханические и пневматические.
Механические машины по сравнению с пневматическими имеют следующие преимущества:
1. При обогащении труднофлотируемых полезных ископаемых и необходимости получения концентратов с высоким содержанием полезного минерала дают лучшие и более стабильные технологические показатели.
40
2. Концентрат получается с меньшей влажностью, что имеет большое значение в тех случаях, когда он без промежуточного сгущения поступает на фильтрование, например при флотации углей.
3. В механических машинах «Механобр», «Гипрококс» (ФМ–4) внутри аэратора создается небольшой вакуум, что позволяет подсасывать промпродукты для перефлотации. Это дает возможность
значительного сокращения числа насосов, особенно при флотации полиметаллических руд, требующих применения сложных схем обогащения.
4. В механических машинах происходит более интенсивное перемешивание пульпы, что позволяет флотировать более крупный или более плотный материал.
5. В механических машинах вследствие интенсивного перемешивания пульпы расход труднорастворимых (требующих эмульгирования) реагентов меньше.
Недостатки механических машин по сравнению с пневматическими:
- более сложная конструкция и поэтому высокая стоимость машины на единицу производительности;
- больший расход энергии на 1 т обогащаемого материала (в 1,5–4 раза по сравнению с обычными
аэролифтными машинами);
- более высокий износ сменных частей и высокая стоимость ремонта;
- большая площадь пола, необходимая для установки машины.
Пневмомеханические флотационные машины по технико-экономическим показателям занимают
промежуточное положение между механическими и пневматическими машинами. По сравнению с механическими машинами они отличаются более простой конструкцией, меньшим весом и стоимостью,
легкой регулировкой аэрации пульпы, меньшим расходом энергии и низкой стоимостью ремонта. Подсос промпродуктов в пневмомеханических машинах невозможен, поэтому при флотации полиметаллических руд в этих машинах увеличивается число насосов для перекачивания промпродуктов.
Механические флотационные машины следует применять в следующих случаях: при обогащении
полезных ископаемых, требующих сложных схем флотации; при необходимости получения концентратов с высоким содержанием полезного минерала; при флотации грубоизмельченного материала, а
также при флотации руд большой плотности.
В остальных случаях более экономичными будут пневматические и пневмомеханические флотационные машины.
Из механических флотационных машин выпускаются машины «Механобр», «Гипрококс» (ФМ-4)
и «Гипрококс–ХГИ–57» (ФМУ–50). Последние предназначены для флотации каменных углей.
Испытания различных типов пневмомеханических машин показали, что наиболее перспективной
из них является машина с «пальцевым» аэратором.
Из пневматических машин лучшими являются глубокие аэролифтные машины.
Ориентировочные удельные нагрузки флотационных машин и удельные расходы энергии приведены в таблицах 56 и 57 (Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик. – М.: Недра, 1965. –
С.259).
Определение необходимого числа камер и размера флотационной машины. Необходимое число
камер механической машины подсчитывается отдельно для каждой операции флотации по формуле:
N = [V·t ]/1440 υк·к = [Q(R +1/δ)t]/1440 υк·к
(6.15)
2
где N – требуемое для операции число камер; V — суточный объем флотируемой пульпы, м /сутки; t
– продолжительность флотации в рассматриваемой операции, мин; υк – геометрический объем камеры, м3; к – отношение объема пульпы в камере при работе флотационной машины к геометрическому
объему камеры (0,7÷0,8); Q – суточная производительность машины по твердому, т/сутки; δ – плотность твердой фазы, т/м3; R — отношение Ж : Т (весовое) в пульпе.
Продолжительность флотации в отдельных операциях определяется по данным предварительных
исследований флотируемости материала и практических показателей обогатительных фабрик, перерабатывающих аналогичное сырье. Продолжительность флотации зависит от аэрации пульпы. Если
аэрация пульпы во флотационных машинах, предназначенных к установке на проектируемой фабрике,
отличается от аэрации при исследованиях, то продолжительность флотации определяется по формуле
t = t0 (а0 /а) 1/2
(6.16)
где t – продолжительность флотации в машинах, предназначенных к установке на проектируемой фабрике, мин; t0 – продолжительность флотации при исследованиях, мин; а0 – аэрация пульпы при исследованиях, л/мин ·м2; а – аэрация пульпы в машинах, предназначенных к установке.
Из формулы (6.15) следует, что число камер флотационной машины уменьшается при увеличении
их объема. В связи с этим сокращается потребная площадь пола, облегчается обслуживание машины,
упрощаются электроснабжение и транспорт продуктов обогащения. Однако максимальный объем ка41
мер ограничивается следующими условиями: для получения бедных хвостов суммарное число камер
для основной и контрольных флотации должно быть не менее 6–8, а для получения хороших результатов перечистки концентрата расчетное число камер для этих операций должно быть не менее 1–2; минутный дебит проходящей через камеру пульпы для механических машин «Механобр» должен находиться в пределах от 1,2 υк до 2,0 υк, где υк – геометрический объем камеры, м3. Последнее условие
важно выдерживать лишь для тех операций, через которые проходят основные по объему потоки
пульпы, в первую очередь для основной и всех контрольных флотации. Для тех операций перечистки,
в которые поступают относительно малые объемы пульпы, могут быть допущены более низкие дебиты.
Оптимальный дебит пульпы для аэролифтной машины «Механобр» с площадью поперечного сечения 2 м2, (без аэролифтного отсека) составляет 5–4 м3/мин. Это соответствует скорости потока пульпы вдоль машины около 2 м/мин. При решении вопроса о числе параллельно работающих механических машин следует также исходить из минутного дебита пульпы в пределах 1,2 υк – 2,0 υк.
Расчет аэролифтных машин производится по формуле:
L = [V·t ]/1440 s·k = [Q(R +1/δ)t]/1440 s·k
(6.17)
где L – общая длина машин для рассчитываемой операции, м; s – площадь поперечного сечения машины, м2. Остальные буквенные значения те же, что в формуле (6.15).
Контактные чаны устанавливаются для перемешивания пульпы с реагентами. Расчет контактных чанов производится по формуле (6.15), где: t – требуемая продолжительность контакта пульпы с
реагентом, мин; υч – геометрический объем чана, м3; к — коэффициент, равный 0,8÷0,85; значения Q,
R и δ – прежние. Формула дает возможность определить потребное число чанов при выбранном размере чана или объем (а следовательно, и размер) чана при выбранном по условиям технологии или компоновки числе чанов. Техническая характеристика контактных чанов дана в приложении 26.
При выборе аппаратурно-технологической схемы и оборудования следует также рассчитывать
аппаратуру, необходимую для вспомогательных операций, например, оборудование для питания основного аппарата теплом, исходными продуктами и вывода из него получаемых продуктов, для вывода ценных компонентов и вредных веществ из газообразных продуктов.
Осн. лит.: 5 [с. 194–301].
Контрольные вопросы:
Общие принципы выбора и расчета оборудования ОФ.
Определение производительности по теоретическим формулам.
Определение производительности по эмпирическим формулам.
Определение производительности по нормам удельной нагрузки.
Определение производительности по нормам удельного расхода энергии.
Определение производительности по времени пребывания обрабатываемого материала в аппарате.
Определение производительности по данным каталогов и справочников.
Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для дробления ?
Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для грохочения ?
Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для измельчения ?
Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для классификации ?
Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для обогащения гравитационными процессами ?
13. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для промывки ?
14. Какие параметры и показатели определяются при расчете оборудования для флотации ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Лекция 7. Выбор и расчет оборудования металлургических заводов
Общие принципы выбора и расчета оборудования. Разработкой технологической схемы и,
частично, расчетом материального баланса определяют качественную характеристику проектируемого производства и принципиально осуществляют выбор типа аппарата для каждой операции. Расчет выбранного технологического оборудования является количественной характеристикой проектируемого производства, позволяет определить полную характеристику оборудования и
масштаб аппаратов, принимаемых в проекте. Расчет оборудования состоит из двух основных
этапов:
1) определение производительности одного аппарата;
42
2) определение общего числа аппаратов, необходимого для обеспечения заданного объема
производства.
Первый этап расчета оборудования (определение производительности одного аппарата) непосредственно связан с выбором масштаба аппарата, т.е. производительностью аппарата. Ее рассчитывают, как правило, применительно к рабочему времени, без учета простоев, связанных с нетехнологическими причинами. Такой расчет для основного технологического оборудования, как
правило, является предметом конструирования, выполняется на стадии конструирования, и в проектирование поступает в законченном виде, в составе исходных данных для проектирования. На
основе известной производительности одного аппарата и полученного при расчете материального
баланса материального потока производства определяют среднее количество одновременно работающего оборудования.
На втором этапе расчета оборудования – установлении необходимого числа аппаратов для
обеспечения заданного объема проектируемого производства – определяют производительность
аппаратов не за рабочее, а за календарное время. В календарное время включается продолжительность простоев и вспомогательных не связанных с технологическим использованием оборудования операций, таких как профилактический осмотр и уход за оборудованием, а также его ремонт.
К причинам таких простоев можно отнести перебои в снабжении сырьем, материалами и энергией, недостаток свободных емкостей для приема продукции, отсутствие обслуживающего персонала. Все непроизводительные затраты времени, учитываемые при расчете производительности за
календарное время, соответственно разбивают на две группы. К первой относят затраты времени,
связанные с уходом за оборудованием и его ремонтом. Эти затраты зависят в основном от конструкции оборудования и могут быть частично установлены на стадии конструирования. Ко второй
относят непроизводительные затраты времени, зависящие в основном от организации работы основного технологического оборудования и вспомогательного, обслуживающего транспортного и
другого оборудования, организации работы систем обеспечения технологии, транспорта, труда,
управления производством. Перечисленные вопросы определяются исключительно проектными
решениями. Для выявления объема затрат времени, относимых к этой группе, необходимо анализировать возможные колебания производительности на отдельных операциях и переделах, а также
для всего проектируемого производства в целом, возникающие от случайных причин. На основе
такого анализа следует не только определять производительность аппарата за календарное время,
но и принимать решение об организации производства в целом.
Выбор масштаба одного аппарата. При выборе масштаба одного аппарата прежде всего учитывают соображения о необходимости опробования оборудования до принятия его в проекте
промышленного производства. Так как от масштаба оборудования зависят условия работы его
конструктивных элементов, а при значительном изменении масштаба может меняться режим основного процесса, опытную проверку должен пройти до включения в проект не только принципиальный тип конструкции аппарата, но и его конкретный типоразмер. Это относится в основном к
процессам плохо моделирующимся, в первую очередь к пирометаллургическим. Следует, однако,
отметить, что требование проверки конструкции оборудования не всегда можно выполнить в полном объеме.
Проверка конструкции оборудования, ее работоспособности и технологической обоснованности затруднительна для аппаратов вскрытия сырья обжигом, спеканием, хлорированием и т. п.
Большая производительность этого оборудования, его громоздкость и высокая стоимость приводят к затратам на сооружение даже одного опытного аппарата промышленного масштаба, сопоставимым с затратами на строительство промышленного цеха. Тем не менее в большинстве случаев
такие затраты необходимы и оправданы, так как проектирование производства без достаточной
проверки используемого в нем оборудования может привести к значительно большим затратам и
потерям.
В случае, если опытно-промышленная проверка аппарата в промышленном масштабе по каким-либо причинам не проводится, опытные работы ведут на аппарате несколько меньшего масштаба. Но все основные элементы его конструкции должны пройти опытную проверку. Предметом проверки является возможность обеспечения параметров и показателей технологического
процесса и работоспособность конструктивных узлов аппарата. Однако в этом случае при установке в проектируемом промышленном производстве несколько однотипных аппаратов или установок целесообразно предусматривать ввод производства в эксплуатацию очередями. Первая оче43
редь предусматривает ввод в эксплуатацию одного аппарата, на котором проводят опытнопромышленные работы. По результатам этих работ уточняются параметры работы установки, которые учитывают при проектировании и строительстве последующих очередей.
Масштаб аппарата, принимаемого в проекте, не может изменяться произвольно. Основные
технологические и технические причины, препятствующие изменению масштаба аппаратов, следующие: невозможность обеспечения в аппарате вне определенного соотношения габаритов условий для получения продукта требуемого качества (ограничения могут быть как со стороны максимума, так и со стороны минимума); невозможность конструктивного выполнения аппарата с габаритами, выходящими за определенные пределы; невозможность обеспечения аппарата специальным комплектующим оборудованием (электротехническим, вакуумным и т. п.).
Оценка результатов опытных работ и изучение других технологических и технических вопросов позволяет решить вопрос о технологической и технической обоснованности выбора определенного типоразмера аппарата. Но для принятия решения о выборе типоразмера аппарата необходимо провести технико-экономический анализ изменения показателей проекта в целом, включая изменения требований к смежным частям проекта, в зависимости от масштаба аппарата.
Показатели изменяются в зависимости от целого ряда факторов. Они могут как повышать, так
и снижать эффективность производства. Экономическая эффективность определяется влиянием
масштаба аппаратуры на капитальные затраты при создании производства и на затраты, связанные
с его последующей эксплуатацией.
Увеличение производительности аппаратуры повышает производительность труда основных
производственных рабочих. Увеличение производительности аппарата на несколько десятков
процентов обычно не повышает трудозатрат на обслуживание. Более значительное изменение
масштаба оборудования может несколько увеличить абсолютные трудозатраты на обслуживание
аппарата.
Но рост трудозатрат, как правило, отстает от повышения производительности аппаратуры.
Таким образом, и в этом случае производительность труда основных рабочих увеличивается.
Укрупнение аппаратов сокращает объемы и особенно площади производственных помещений, а также протяженность коммуникаций, что способствует снижению капитальных затрат. Укрупнение аппаратов создает более благоприятные условия для автоматизации производства
вследствие повышения технологической устойчивости крупных аппаратов. Кроме того, снижается
общее количество аппаратов, а следовательно, и необходимое для автоматизации процесса количество контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры. Это уменьшает удельные капитальные затраты на автоматизацию производства. В свою очередь возможность применения автоматизации создает предпосылки для дальнейшего повышения производительности труда и роста
качественных и количественных показателей производства.
Однако укрупнение аппаратуры влияет на экономику производства не только положительно.
При определенных условиях дальнейшее укрупнение аппаратуры может привести к обратной тенденции и способствовать снижению экономических показателей производства. При укрупнении
аппаратов некоторые операции, выполняемые ранее на аппаратах малого масштаба с помощью
простейших механизмов, потребуют дополнительного сложного оборудования. Увеличение капитальных затрат при этом может не дать какого-либо эффекта, и общая эффективность проектируемого производства может снизиться. При укрупнении оборудования может потребоваться более тяжелое и дорогое транспортное оборудование как для собственно технологических нужд, так
и для проведения монтажных и ремонтных операций. Укрупнение и, как следствие, повышение
массы оборудования требует более дорогих строительных решений – больших высот, пролетов и
нагрузок на строительные конструкции от оборудования. После прохождения определенного предела соотношения параметров дальнейшее укрупнение оборудования, даже при некотором сокращении производственных площадей, вызовет такое их удельное удорожание, что общий объем
капитальных затрат возрастет. Применение более крупного оборудования сокращает общее количество аппаратов. Повышается удельный вес каждого аппарата в общем объеме производства.
Пуск или остановка каждого аппарата создают значительные колебания в общей производственной мощности проектируемого объекта. При этом затрудняется для непрерывных производств
согласование работы оборудования на рассматриваемой операции и смежных с ней. Нарушение
согласования в работе оборудования на смежных операциях снижает коэффициенты использования оборудования и эффективность производства в целом.
44
В результате суммирования двух противоположных тенденций изменения экономических показателей производства в зависимости от масштаба аппаратуры общее изменение приведенных
затрат на производство может быть выражено кривой с минимумом. В настоящее время для
большинства производств редких металлов положение минимума на оси абсцисс (если величина
приведенных затрат отражается на оси ординат) непрерывно смещается вправо, в сторону увеличения масштабов оборудования. Это связано с тем, что оптимальные масштабы оборудования еще
не достигнуты. Такое смещение минимума определяется также ростом объема производства на
отдельных предприятиях.
Методы определения производительности аппарата. Эти методы можно разделить на три
основные группы:
1) методы аналитического расчета;
2) методы применения эмпирических формул;
3) методы расчета по удельным показателям.
Эмпирические формулы могут использоваться во всех трех группах методов расчета. Но в
первой и третьей они не являются определяющим методом, а только вспомогательным средством.
Методы аналитического расчета применяются к аппаратам, для которых теория осуществляемых в них процессов достаточно разработана. В этом методе могут сочетаться как чисто теоретические методы, основанные на общих законах физики, химии, физической химии и т.п., так и
ряд показателей, полученных в ходе практической эксплуатации аналогичного оборудования или
его элементов. При этом практические показатели должны не противопоставляться данным, полученным на основе теоретического расчета, а дополнять их. Практические показатели в этом случае устраняют несоответствие между действительной картиной протекающего в аппарате процесса и его теоретическим описанием. Такое описание – всегда более или менее удачное приближение к действительной картине, но никогда не может исчерпать все особенности процесса полностью. Примером, иллюстрирующим значение экспериментально полученных показателей для аналитического расчета производительности оборудования, является процесс электролиза. Закон Фарадея позволяет определить производительность электролизера в зависимости от электрохимической характеристики извлекаемого продукта и силы тока. Однако для определения действительной производительности электролизера необходимо ввести поправочный, экспериментально устанавливаемый коэффициент – выход по току. Коэффициент, устанавливаемый экспериментально,
уточняет теоретическую зависимость, раскрывая ее детали, не поддающиеся из-за неполноты
имеющейся информации определению расчетным путем.
Аналитические методы расчета оборудования применяются ко многим процессам механического разделения фаз. На основе законов гидродинамики определяют скорость разделения. Аналитическому расчету поддаются химические реакторы во многих процессах. В тех случаях, когда
производительность аппарата зависит от скорости химической реакции, для расчета используют
законы химической кинетики. В процессах, скорость протекания которых определяется энергетическим балансом аппарата, для расчета используют законы термохимии и теплопередачи. Общие
законы массообмена используются при расчетах производительности аппаратуры разделения ректификацией и экстракцией.
Метод применения эмпирических формул используется в случаях, когда теория проектируемого процесса не достигла еще уровня, позволяющего применить ее для точного прогнозирования
хода процесса в зависимости от заданных условий, но практика накопила достаточно большой
статистический материал. Обрабатывая статистический материал, устанавливают зависимости
между производительностью, режимами работы и конструктивными параметрами оборудования.
Зависимости эти выражаются формулами, которые, не вскрывая технологической основы процесса, с большей или меньшей степенью точности описывают взаимосвязь между отдельными параметрами. При работе с эмпирическими формулами необходимо точно определять пределы их
применимости. Отсутствие в них четко выявленной связи с технологическими закономерностями
предопределяет обычно невозможность их применения в большом интервале значений аргумента.
Иногда эмпирические формулы используют в преобразованном виде, а именно в виде номограмм. В некоторых случаях на номограмме указывают не параметры оборудования, а непосредственно индекс его типоразмера. Номограммы используют также для упрощения расчетов по оборудованию с помощью аналитических методов.
45
Метод расчета по удельным показателям применим для аппаратуры, в которой производительность связана с одним из известных параметров линейной зависимости. Удельные показатели,
устанавливающие соотношение в этой зависимости, определяют на основе опыта эксплуатации
аналогичного оборудования.
Расчеты производительности по удельным показателям делятся на две группы – расчеты по
геометрическим параметрам и расчеты по энергетическим параметрам.
Расчеты по геометрическим параметрам исходят из удельной производительности на единицу объема, площади или длины аппарата. Некоторые виды реакторов, печные агрегаты, топочные устройства, мельницы рассчитывают на основе практических показателей нагрузки или съема
с 1 м3 рабочего объема аппарата. Аппараты для разделения фаз, ряд аппаратов для процессов
плавки и спекания рассчитывают на основе показателей нагрузки или съема с 1 м2 рабочего сечения или поверхности аппарата. Некоторые виды оборудования (магнитные сепараторы, барботеры
для очистки газов) рассчитывают на основе показателей удельной производительности ширины
или длины рабочих элементов аппарата (например, длины гребенки для барботера).
Преобразованной формой расчета по удельным показателям является расчет по времени пребывания в аппарате. По времени пребывания в аппарате в ряде случаев вычисляют производительность химических реакторов для жидкостей, газов, а иногда и твердых шихт как непрерывного, так и периодического действия. Удельные производительности, отнесенные к единице объема
аппарата, и времени пребывания продукта в аппарате жестко связаны между собой. Из них время
пребывания в аппарате непосредственно связано с технологическим содержанием процесса и является величиной исходной. Вместе с тем удельная производительность, отнесенная к единице
объема аппарата, хотя и производная величина, нагляднее отражает возможную производительность аппарата и несколько упрощает соответствующий расчет.
Аналогичные связи между двумя формами показателей производительности оборудования
существуют и при сопоставлении линейной скорости прохождения продукта и удельной производительности, отнесенной к единице ширины или длины конструктивного элемента аппарата, линейной скорости и удельной производительности, отнесенной к площади поперечного сечения
аппарата.
Расчеты производительности оборудования по удельным показателям, связанным с энергетическими параметрами, широко используют удельные расходы энергии на производство единицы продукции. Такие методы часто применяются для расчета производительности электропечных
установок разного назначения. Характерным примером расчетов рассматриваемого вида являются
также расчеты производительности электролизеров. В этих случаях в качестве удельного показателя фигурирует удельный расход количества электрической энергии на единицу продукции. В
более распространенной форме для этого расчета принимается сила тока, необходимая для обеспечения единичной производительности (кг/ч, т/сутки и т. д.). По удельному расходу воздуха или
воды на единицу транспортируемой продукции рассчитывают производительность установок для
пневматического и гидравлического транспорта.
В ряде случаев расчет по удельным энергетическим показателям совпадает с расчетом по
удельной производительности, отнесенной к единице объема или площади аппарата. Это связано
с тем, что иногда удельная мощность аппарата, отнесенная к единице его объема или к площади
рабочей поверхности, бывает величиной постоянной. Расчет по удельным показателям может
иметь элементы как аналитического расчета, так и расчета по эмпирическим формулам. От эмпирических формул расчет по удельным показателям отличается тем, что почти в любом случае несет в себе определенный технологический смысл. От аналитического расчета расчет по удельным
показателям отличается тем, то функциональная взаимозависимость параметров процесса и оборудования в нем почти всегда показывается только приблизительно, так как ограничивается линейной связью. Последнее обстоятельство требует при применении этого метода расчета тщательного анализа возможных пределов изменения масштаба оборудования. Как правило, удельные
показатели сопоставимы только для оборудования, сопоставимого по производительности с проектируемым. Поэтому нельзя переносить в промышленное проектирование показатели, полученные в ходе лабораторных работ. Удельные показатели для проектирования оборудования следует
в данном случае принимать на основе опыта аналогичных промышленных производств или опытно-промышленных установок. Ограниченность возможностей метода расчета по удельным показателям при изменении масштаба оборудования особенно наглядно видна на примере расчета по
46
удельным энергетическим затратам. Простейший анализ и практика показывают, что удельный
расход энергии с увеличением масштаба оборудования снижается. Это требует при значительном
изменении масштаба оборудования вводить поправочные коэффициенты, учитывающие соответствующее изменение удельного расхода энергии.
Выше рассмотрены методы расчета оборудования, конструируемого специально для проектируемого производства. Однако значительная часть оборудования, принимаемого в проекте, типовое, серийно выпускаемое промышленностью. Такое оборудование имеет зафиксированную в
паспорте техническую характеристику, на основе которой и вычисляют его производительность.
Если в паспортных данных отражена производительность оборудования в условиях, точно отражающих условия проектируемого производства, производительность определяют непосредственно по паспорту, без дополнительных расчетов. Если же условия, для которых в паспорте определена производительность, отличаются от условий проектируемого производства, необходим дополнительный расчет. В зависимости от конкретных условий цель и результаты этого расчета могут быть различными. Иногда производительность типового оборудования в условиях проектируемого производства не может быть определена расчетом. В этом случае ее определяют на стадии исследования, проводя необходимые опытные работы.
Производительность оборудования рассчитывают по-разному для аппаратов непрерывного
действия и аппаратов периодического или полунепрерывного действия.
Аппараты непрерывного действия рассчитывают по работе того узла или по тому осуществляемому в аппарате процессу, который лимитирует производительность аппарата. Такими узлами
или процессами могут быть осуществление контакта продуктов (время контакта и объем реактора), процесс массообмена (число ступеней разделения), процесс теплообмена (поверхность теплообмена), узел питания или разгрузки аппарата и т. п. Так как аппарат работает непрерывно, то количество продукта, перерабатываемое в таком лимитирующем узле, совпадает с количеством продукта, перерабатываемым аппаратом в целом, и определяет его производительность. При расчете
производительности аппарата непрерывного действия главная задача – правильно определить узлы аппарата, лимитирующие его работу. После определения производительности лимитирующих
узлов необходимо обеспечить взаимное соответствие по производительности всех узлов аппарата.
При расчете производительности аппаратов периодического или полунепрерывного действия
в основу расчета берут понятие цикловой производительности и длительности производственного
цикла. Цикловая производительность равна количеству продукта, перерабатываемого в аппарате
за один цикл его работы. Эту величину определить относительно просто. Наиболее ответственен
расчет длительности цикла, который складывается из определения элементов, составляющих
цикл, и расчета продолжительности каждого элемента. Типичные элементы, составляющие цикл:
загрузка аппарата, ввод аппарата в режим, собственно технологический процесс, вывод аппарата
из режима, разгрузка аппарата. Возможно достаточно широкое варьирование состава элементов
цикла. Для операций, осуществляемых при обычных давлениях и температурах, такие элементы
цикла, как ввод аппарата в режим и вывод из режима, могут отсутствовать. Операции загрузки и
разгрузки аппарата могут для некоторых процессов заменяться операциями монтажа и демонтажа
аппарата. Продолжительность каждого из элементов цикла рассчитывают отдельно. Длительность
загрузки, разгрузки, монтажа, демонтажа аппарата и подобных им операций определяют на основе
практического опыта. Длительность собственно технологического процесса рассчитывают по заданному режиму или определяют на основе выполненных научно-исследовательских работ. Длительность ввода и вывода аппарата из режима, если условия их оговорены требованиями технологии, можно рассчитать. После определения состава цикла и длительности каждого из его элементов устанавливают общую продолжительность цикла. При этом полная продолжительность цикла, если учтены все его элементы, определяется как время между началом двух последовательных
циклов.
При определении длительности цикла необходимо учитывать, что длительность цикла для
одного и того же процесса может принимать различные значения. Это связано с тем, что в технологическом процессе могут участвовать два или большее число различных аппаратов и устройств,
продолжительность занятости которых в данном цикле различна. Соответственно длительность
рассматриваемого цикла применительно к каждому из этих аппаратов также различна. Характерным примером может служить магниетермическое восстановление четырххлористого титана. Даже при упрощенном рассмотрении можно представить, что в процессе участвуют два аппарата –
47
собственно аппарат восстановления (реторта) и печь, в которой этот аппарат на время проведения
процесса восстановления устанавливается. Длительность цикла для этих двух аппаратов будет
различной. Для собственно аппарата – реторты цикл может складываться из следующих элементов: сборка, вакуумирование на стенде и заполнение инертным газом, установка в печь, загрузка
жидкого магния, разогрев, собственно процесс восстановления, охлаждение в печи, извлечение из
печи, транспортировка в отделение вакуумной дистилляции. Для печи в цикле будут участвовать
только элементы от установки в печь до извлечения из печи включительно. Таким образом, длительность цикла для аппарата в процессе восстановления значительно больше длительности цикла
для печи.
При расчете оборудования как непрерывного, так и циклического действия следует учитывать, что для одного и того же аппарата величина производительности может принимать различные численные значения в зависимости от того, по какому продукту производительность определяется. Производительность можно устанавливать по конечному продукту, выгружаемому из аппарата, по исходному продукту – сырью, содержащему извлекаемый компонент и загружаемому в
аппарат, а иногда и по шихте, загружаемой в аппарат. Отличие расчета по шихте от расчета по
сырью заключается в том, что при расчете по сырью учитывается только один содержащий полезный компонент продукт. При расчете по шихте учитывается количество всех загружаемых совместно с сырьем продуктов – восстановителя, флюсов, связующего (при брикетировании или грануляции) и т.д.
При оценке эффективности работы оборудования иногда производительность оборудования,
даже при цикличной, а не непрерывной работе, устанавливают в расчете на единицу времени. Но
в расчете при определении годовой производственной мощности обычно используют непосредственно цикловую производительность и число циклов работы аппарата в году.
Основные разделы расчетов оборудования. При проведении расчетов оборудования собственно расчет разделяется на ряд разделов, как правило, взаимосвязанных:
1) расчет емкости или пропускной способности аппарата;
2) расчет энергетического баланса аппарата и режима энергопитания;
3) выбор габаритов, целесообразных с точки зрения обслуживания аппарата;
4) конструктивный расчет аппарата, включающий расчет механического привода и расчет
элементов конструкции аппарата на механическую прочность.
Не все разделы расчета выполняют для каждого использованного в проекте аппарата. В том
случае, когда их делают, не все разделы расчета аппарата проводят на стадии проектирования. В
обязательном порядке на стадии проектирования выполняют два первых раздела: расчет емкости
или пропускной способности и энергетический расчет аппарата. Два последних раздела расчета
производят, как правило, только на стадии конструирования.
Расчет емкости или пропускной способности аппарата опирается на использование двух основных величин – объема материала, одновременно находящегося в аппарате, и коэффициента
заполнения объема аппарата материалом. Зависимость названных показателей может быть выражена формулой:
Vап = Vмат/ηV,
(7.1)
где Vап – объем рабочего пространства аппарата, м3; л и т. д.; Vмат – объем материала, одновременно находящегося в аппарате, м3, л; ηV – коэффициент заполнения рабочего объема аппарата
материалом (безразмерный).
Объем материала, находящегося в аппарате, определяют из расчета материального баланса.
Для аппаратов периодического действия этот объем равен объему единовременной загрузки аппарата. Для аппаратов непрерывного действия этот объем рассчитывают как произведение производительности аппарата в единицу времени на длительность пребывания перерабатываемого материала в аппарате:
Vмат = qt,
(7.2)
где q – производительность аппарата, м3/ч, л/мин и т. д.; t – время пребывания материала в аппарате, ч, мин и т. д.
Коэффициент заполнения рабочего пространства аппарата устанавливают на основе результатов опытных работ.
Кроме расчета объема аппарата, при расчете его пропускной способности необходимо также
определить, насколько заданная производительность аппарата обеспечивается транспортными
48
устройствами, входящими в состав аппарата – питателями, разгрузочными устройствами, системами для перемешивания продуктов внутри аппарата. Производительность транспортных устройств прямо определяет производительность аппаратов непрерывного действия. Для аппаратов
периодического действия, если в них имеются транспортные устройства, производительность определяет продолжительность вспомогательных транспортных элементов цикла. При увеличении
длительности таких вспомогательных операций возрастает общая длительность цикла, соответственно снижается удельная доля времени, затрачиваемого на собственно технологический процесс,
и производительность аппарата за календарное время.
Расчет энергетического баланса аппарата и режима энергопитания включает определение
источников поступления энергии в аппарат и путей отвода энергии из аппарата. Задачей расчета
энергетического баланса аппарата является установить соотношение между приходом и расходом
энергии в аппарате при заданных условиях технологического процесса. Выявленная разница между приходом и расходом энергии определяет количество энергии, которое подведено или отведено
за счет специальных устройств, введенных в конструкцию аппарата.
Приход тепла может состоять из двух основных статей – тепла, вносимого в аппарат с исходными продуктами, и тепла, выделяемого в результате протекания химических реакций. Расход тепла может состоять из трех статей – тепла, выносимого из аппарата конечными продуктами, тепла, затрачиваемого на физико-химические превращения перерабатываемых продуктов, и тепла,
теряемого аппаратом в окружающую среду. Связь этих величин может быть выражена алгебраической суммой
Qпи + Qx.p. + Qпк + Qфх.п + Qп + Qд = 0,
(7.3)
где Qпи – тепло, вносимое с исходными материалами; Qx.p. – тепло, выделяющееся в результате
протекания химических реакций; Qпк – тепло, выносимое из аппарата конечными продуктами;
Qфх.п – тепло, затрачиваемое на физико-химические превращения; Qп – тепло, теряемое аппаратом
в окружающую среду; Qд – тепло, которое необходимо дополнительно подвести к аппарату или
отвести от него для обеспечения заданных условий протекания процесса. При расчете целесообразно принимать положительными статьи баланса, в которых показано тепло, подводимое к аппарату, и наоборот. Из шести величин, связанных формулой, только две однозначны. Величина Qпи
всегда положительна. Величина Qпк всегда отрицательна. Остальные величины в зависимости от
условий осуществления процесса могут быть как положительными, так и отрицательными.
После определения величины Qд решается вопрос о методе подвода энергии к аппарату или
ее отвода. При недостатке тепла для обеспечения заданных условий осуществления процесса его
подводят с помощью одного из методов, применяемых в промышленной практике: прямое сжигание топлива, нагрев теплоносителем, предварительный нагрев перерабатываемого продукта, электрообогрев в разных формах, различные виды лучевого нагрева. Кроме того, тепловой баланс
можно регулировать простым увеличением тепловой изоляции аппарата и, следовательно, уменьшением потерь тепла в окружающую среду. При избытке тепла и необходимости его отвода для
решения задачи используются, как правило, только два метода – развитие поверхности теплоотдачи между аппаратом и окружающей средой и применение низкотемпературных теплоносителей.
Изложенные выше положения относятся в общей форме к расчету аппаратов непрерывного
действия и аппаратов периодического действия в период установившегося режима. Однако для
аппаратов периодического действия, а в ряде случаев и для аппаратов непрерывного действия
обязательным элементом общего энергетического расчета является расчет операции ввода аппарата в тепловой режим, необходимый для осуществления процесса, и вывода из этого режима. В
расчете стационарного режима, о котором говорилось выше, фактор времени не влияет на результат, так как все величины, участвующие в расчете, выражаются через количества энергии, поглощенной или выделенной за единицу времени (обычно час). При расчете нестационарного режима,
режима пуска или остановки аппарата время является одной из величин, определяющих результаты расчета. В задачу расчета входит определить количество тепла, которое должно быть подведено к аппарату или отведено от него в период ввода в режим. При этом время, необходимое для
ввода в режим, и количество тепла, подводимое к аппарату в единицу времени или отводимое от
него, связаны зависимостью:
Q:пуск = t qпуск,
(7.4)
49
где Q:пуск – общее количество тепла, которое необходимо для ввода аппарата в режим подвести к
аппарату (или отвести от него); t – время, необходимое для ввода аппарата в режим; < qпуск – количество тепла, подводимое к аппарату или отводимое от него в единицу времени.
На основе приведенной зависимости можно решать две обратные задачи – по заданной мощности энергопитания устанавливать необходимое время разогрева и по заданному времени разогрева определять необходимую пусковую мощность энергопитания.
Выбор габаритов, целесообразных с точки зрения обслуживания аппарата, зависит прежде
всего от необходимости обеспечения наблюдения за аппаратом, управления ходом процесса, а
также выполнения немеханизированных операций по обслуживанию аппарата. Габариты и особенности конструкции аппарата в последнем случае должны обеспечивать не только саму возможность выполнения соответствующих ручных операций, но и хорошие условия труда для обслуживающего персонала.
При выборе габаритов аппарата должны учитываться также условия его транспортировки от
места изготовления и монтажа на проектируемом объекте.
Конструктивный расчет выполняется при конструировании аппарата. В процессе проектирования используют законченные материалы конструкторской разработки. При конструировании
следует учитывать нагрузки от массы конструкции аппарата, от находящихся в нем материалов (в
том числе динамические), от давления или разрежения, создаваемых по требованиям технологии.
Конструкция должна учитывать условия транспортировки и монтажа и влияние температурных
условий эксплуатации. Кроме того, конструкция должна учитывать условия энергоснабжения аппарата в проектируемом производстве.
Осн. лит.: 3 [с. 185–197].
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Контрольные вопросы:
Общие принципы выбора и расчета оборудования
В чем заключается сущность аналитического метода определения производительности аппарата ?
В чем заключается сущность метода применения эмпирических формул ?
В чем заключается сущность метода расчета по удельным показателям ?
В чем заключается сущность расчетов по геометрическим параметрам ?
В чем заключается сущность расчетов по энергетическим параметрам ?
Как определяется производительность оборудования для аппаратов непрерывного действия и
аппаратов периодического или полунепрерывного действия ?
С какой целью производится расчет емкости или пропускной способности аппарата ?
С какой целью производится расчет энергетического баланса аппарата ?
Выбор габаритов.
Конструктивный расчет.
Лекция 8. Введение в архитектурно-строительное проектирование промышленных объектов. Размещение предприятий в структуре города, их классификация, группировка и формирование промышленных районов и узлов
К основным задачам архитектурного проектирования промышленных объектов (или предприятий) относятся:
– правильное размещение объектов в структуре города, их группировка и формирование промышленных районов и узлов, решение взаимосвязей промышленных и селитебных территорий;
– объемно-планировочное формирование застройки заводской территории;
– проектирование производственных зданий и сооружений с учетом номенклатуры отрасли промышленности, разновидностей технологических процессов и постоянных изменений технологии
(развитие, реконструкция, техническое перевооружение производства), специфики и назначения
основного технологического и вспомогательного оборудования, а также характера и количества
вредностей, выделяемых промышленностью;
– определение трассы, специфики и видов транспорта;
– определение насыщенности и планировки инженерных сетей, сооружений и оборудования;
50
– решение художественных задач по формированию эстетического облика застройки заводской
территории для ее благоустройства.
Главная проблема при архитектурном проектировании промышленных предприятий – это
правильное размещение их в структуре города, группировка предприятий и формирование промышленных районов и узлов, решение взаимосвязей промышленных и селитебных территорий.
К другой не менее важной проблеме при архитектурном проектировании промышленных
предприятий относится формирование застройки заводской территории, то есть генерального
плана заводской территории. Задачу эту следует решать на основе комплексного подхода к организации заводского пространства совместно с технологами завода. Основное условие успешного
решения генерального плана заводской территории заключается в применении прогрессивных
принципов организации территории: использование приемов композиционного формирования
объемно-планировочной структуры заводской территории, решение вопросов транспортного обслуживания предприятий, инженерного оборудования и благоустройства заводской территории.
При архитектурном проектировании промышленных предприятий немаловажно уделять
серьезное внимание проблеме проектирования производственных зданий. В связи с необходимостью выполнения большого объема строительства следует ориентироваться на использование индустриальных приемов возведения зданий и сооружений, к которым относится унификация и типизация зданий, стандартизация их элементов в целях обеспечения строительства изделиями заводского изготовления. При проектировании производственных зданий необходимо создавать
наилучшие условия труда для работающих на производстве. Для этих целей нужно планировать
интерьеры производственных цехов и организовывать рабочие места и внутреннюю трудовую
среду таким образом, чтобы они максимально были приближены к благоприятным условиям по
требованиям охраны труда и техники безопасности. При этом должно быть предусмотрено проектирование вспомогательных (общественных) заводских объектов, функционирование которых
самым тесным образом связано с решением задачи всемерного оздоровления и облегчения труда.
Составной частью проектирования производственных зданий является проектирование складских
помещений, которое должно учитывать технику складирования на промышленных предприятиях.
Техника складирования на промышленных предприятиях является одним из важных показателей
культуры производства.
Размещение промышленных предприятий в структуре города (или района) осуществляется
в соответствии с Законом РК «Об архитектурной …. деятельности» по системе научнообоснованного планирования районов, в рамках комплексных схем градостроительного планирования территорий и генеральных планов населенных пунктов, в которых предусматривается наиболее целесообразное, экономически обоснованное размещение промышленных предприятий, населенных мест, транспорта и инженерных сетей, мест отдыха и лечения населения. В Казахстане
на территориях городов и сельских населенных пунктов в зависимости от роли в административно-территориальном устройстве, социально-экономических условий и производственнохозяйственной специализации могут устанавливаться следующие виды функциональных зон: 1)
жилые зоны; 2) общественные (общественно-деловые) зоны; 3) рекреационные зоны; 4) зоны инженерной и транспортной инфраструктур; 5) промышленные (производственные) зоны; 6) зоны
сельскохозяйственного использования; 7) зоны специального назначения; 8) зоны режимных территорий; 9) пригородные зоны; 10) санитарно-защитные зоны; 11) резервные территории (градостроительные ресурсы).
Главным фактором размещения промышленных предприятий являются комплексное экономическое развитие и специализация районов, их приближенность к водным, энергетическим, минерально-сырьевым, трудовым и другим ресурсам.
Другим фактором, определяющим размещение промышленных предприятий, является наличие на территории железнодорожных и транспортных путей, вспомогательных сооружений и
складов, которые зачастую занимают не менее 30 % всей городской территории, а нередко превышают половину территории города.
Положительным следствием развития промышленности и строительства новых предприятий на той или иной территории является их градообразующее и градоформирующее значение.
Ранее эти территории города, состоящие из промышленных предприятий, направленных на выпуск одноименной продукции, назывались территориально-производственными комплексами, а в
настоящее время называются кластерами.
51
Третьим фактором размещения предприятий является характер промышленности, который существенно влияет на размещение, форму и размеры городов и поселков, в которых располагается инфраструктура и трудовые ресурсы, а также промышленный объект (в некоторых случаях). Обычно для
связи мест жилья и промышленности стараются располагать жилые районы как можно ближе к промышленным предприятиям. Встречающийся отрыв предприятий от жилья вызывается либо стремлением защитить население жилых районов от производственных вредных выделений, либо разбросанностью отдельных промышленных предприятий (например, шахт, нефтяных скважин и т.п.). При размещении промышленных предприятий разрабатываются детальные технико-экономические обоснования, учитывающие рациональное расселение работников предприятий.
При выборе места для строительства промышленных предприятий, кроме вышеуказанных
факторов размещения предприятия, учитывается комплекс природно-климатических условий, а также
физико-технических и санитарно-гигиенических требований к территории объекта. Площадки, намечаемые для строительства промышленных предприятий, должны удовлетворять требованиям Строительных норм и правил.
Типологическая классификация предприятий необходима для решения задач размещения
промышленных предприятий, формирования городских промышленных районов и узлов, а также
для решения вопросов архитектурно-композиционной взаимоувязки промышленной и селитебной
застройки и индустриализации строительства.
Все многообразие предприятий сводится к следующим группам по производственнотехнологическим признакам:
1. Предприятия горнодобывающей и горно-обогатительной промышленности.
2. Предприятия металлургической промышленности.
3. Предприятия нефтехимической и химической промышленности.
4. Предприятия машиностроения.
5. Предприятия приборостроения и радиоэлектроники.
6. Деревообрабатывающие и целлюлозно-бумажные предприятия.
7. Предприятия строительной индустрии.
8. Предприятия текстильной и легкой промышленности.
9. Предприятия пищевой промышленности.
10. Энергетические предприятия.
1. Предприятия горнодобывающей и горно-обогатительной промышленности включают
объекты по добыче различных видов железных и полиметаллических руд, горючих (каменный
уголь, нефть, газ, сланцы и торф) и нерудных материалов (поваренная соль и др.). Их обычно располагают вблизи местонахождения сырья. Трудящихся при этом расселяют в небольших населенных пунктах, которые располагают на расстоянии санитарно-защитного разрыва от этих предприятий.
2. Предприятия металлургической промышленности включают заводы черной металлургии,
производящие чугун и сталь, цветной металлургии, производящие медь, алюминий, цинк, олово и
другие цветные металлы. Такие крупные предприятия относятся к I классу по санитарной классификации, поэтому их размещают в отдалении от жилых районов. Они являются градообразующими, так как их строительство вызывает появление новых городов..
3. Предприятия нефтехимической и химической промышленности включают производства:
нефтехимические, нефтеперерабатывающие, газоперерабатывающие; суперфосфатные, содовые,
азотные и хлорные; химических волокон, синтетического каучука и других продуктов органического синтеза (спирта, ацетона, фенола и др.); лакокрасочные, предприятия резиновой промышленности. Эти предприятия тяготеют к источникам сырья или другим предприятиям, относятся к I
классу по санитарной классификации, а также характеризуются высокой взрыво- и пожароопасностью, поэтому их размещают в удалении от жилых районов города с созданием санитарнозащитной зоны шириной 1 и >1 км (иногда более 5 км).
4. Предприятия машиностроения по характеру производства и массе единицы выпускаемой
продукции делят на три группы: тяжелое, среднее и легкое. Размещение предприятий относительно селитебной территории определяется степенью вредности отдельных производств. Наиболее
вредными являются заготовительно-литейные, кузнечно-прессовые производства и цехи гальванических покрытий, которые относят ко II-III классам. Эти производства требуют санитарных
разрывов 500–300 м. Обрабатывающие и сборочные производства не выделяют значительных
52
вредностей, их относят к IV-V классам, для которых требуются санитарные разрывы 100–50 м.
Таким образом, комплексные предприятия машиностроения можно размещать у границ селитьбы,
а специализированные обрабатывающие и сборочные предприятия, а также предприятия легкого
машиностроения в виду их безвредности – в пределах селитьбы в архитектурно-композиционной
увязке с жилой застройкой.
5. Предприятия приборостроения и радиоэлектроники включают заводы электровакуумных
приборов, электроннолучевых трубок, полупроводниковых приборов, измерительной аппаратуры,
телевизоров, радиоприемников, магнитофонов, электронно-вычислительных машин, приборов
управления и автоматизации. Как правило, такие предприятия отличаются компактностью, размещаются в многоэтажных корпусах; большинство производств требует постоянных температурно-влажностных режимов и чистоты воздуха, что приводит к необходимости устройства кондиционирования и герметизации помещений. Численность работающих на таких заводах большая,
колеблется от 2 до 8 тыс. человек при небольшой территории 5-10 га. В связи с этим они удобны
для размещения непосредственно в пределах селитебных территорий города, в условиях пешеходной доступности.
6. Предприятия деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности объединяют общие источники сырья. Предприятия деревообрабатывающей промышленности характеризуются повышенной пожароопасностью, их целесообразно размещать вблизи источников сырья,
лесосплавных рек и в отрыве от жилой застройки города. К предприятиям целлюлозно-бумажной
промышленности относятся комбинаты по выработке целлюлозы, бумаги, картона, гидролизноспиртовые и дрожжевые заводы. Крупные комбинаты занимают территорию до 300 га, число работающих на них – более 6 тыс. человек, их размещают у источников сырья (древесина, тростник
и т. п.) и воды.
7. Предприятия строительной индустрии включают заводы по производству строительных
материалов – цемента, гипса, асфальта, стекла, кирпича и др. Такие предприятия относятся к I–II
классам по выделению вредностей, поэтому размещаются в отдалении от города на расстоянии
санитарно-защитных разрывов, обычно вблизи источников сырья.
8. Предприятия текстильной и легкой промышленности выпускают предметы широкого потребления. Текстильные предприятия отличаются небольшой санитарной вредностью (III-IV классы). Все это создает предпосылки для максимального приближения текстильных предприятий к
жилым районам.
9. Предприятия пищевой промышленности включают мясо-молочное, кондитерское, хлебопекарное, предприятия вкусовой промышленности, фруктово-овощных продуктов, парфюмернокосметической промышленности и др. Наиболее вредными являются скотобазы, бойни, крупные
мясокомбинаты, которые относят ко II классу и размещают в 500 м от жилья. Большинство других
предприятий являются трудоемкими, на производстве занято 60–80 % женщин, относят их к IV и
V классам, что требует минимальных санитарно-защитных разрывов, и размещают их в селитебных районах города в пределах пешеходной доступности от жилья.
10. Энергетические предприятия включают гидроэлектростанции (ГЭС), вырабатывающие
электроэнергию с использованием воды, тепловые электростанции (ТЭЦ), вырабатывающие электроэнергию при сжигании угля, торфа, газа, мазута и атомные электростанции. ГЭС размещают в
удобных по гидротехническим условиям зонах рек и они прямо не связаны с городами. ТЭЦ вырабатывает, кроме тепла, горячую воду и пар для нужд промышленных предприятий и жилых
районов, поэтомуих следует приближать к потребителям энергии – промышленным предприятиям
и городам. Однако в случае применения неэффективного топлива его подвоз становится нерентабельным, поэтому ТЭЦ располагают вблизи источника топлива.
Группировка предприятий. На территории города промышленные предприятия размещают
рассредоточенно или группами. Групповая застройка предприятий применяется тогда, когда они
используют аналогичные виды продукции вспомогательных производств: энерго- и водоснабжения, по инженерным коммуникациям, транспорту, складскому хозяйству и других производств
инженерного и хозяйственно-бытового характера, которые кооперируются. Это ведёт к лучшему
инженерно-техническому обеспечению и обслуживанию предприятий, экономии городской территории, сокращению протяженности автомагистралей, железных дорог и инженерных сетей, а
все вместе – к удешевлению строительства и эксплуатации предприятий. Кроме того, улучшается
возможность унификации заводских зданий, применения стандартных конструкций, что ведет к
53
ускорению сроков ввода предприятий в эксплуатацию. В связи с этим Строительными нормами
предусмотрено, что строительство новых предприятий, намеченное в одном городе, как правило,
должно осуществляться не обособленно, а в составе группы предприятий с общими объектами
вспомогательных производств.
При отмеченных выше выгодах существует, однако, ряд факторов, препятствующих группировке. Один из них – несовместимость отдельных производств ввиду вредного воздействия одного
на другое и необходимость их раздельного размещения. Так, заводы радиоэлектроники следует
удалять от заводов, выделяющих пыль, пищевые предприятия нельзя размещать поблизости от
предприятий химии, выделяющих в атмосферу вещества, которые портят пищевые продукты.
Группы следует формировать из предприятий, близких по санитарным характеристикам. При
этом необходимо учитывать, что сосредоточение множества предприятий в одной группе может
привести к концентрации вредностей, превышающей допустимые санитарные нормы, а также к
чрезмерному сосредоточению трудящихся в одном месте города, что может вызвать транспортные
затруднения.
Таким образом, строительство предприятий группами должно осуществляться в тех случаях, когда это является экономически более эффективным, т.е. обеспечивает более экономичное
использование застраиваемой территории и не противоречит технологическим, градостроительным и санитарным требованиям.
Группы предприятий, размещенные в промышленных зонах городов, образуют городские
промышленные районы и узлы, которые определяются общностью территории и различной
степенью кооперирования основных и вспомогательных производств.
Различия в понятиях между промышленным районом и узлом заключается в сроках строительства и обусловленной этим степенью кооперирования. Промышленный район – это градостроительная категория, рассчитанная на 25–30 лет реализации в соответствии с генеральным
планом всего города. Промышленный узел характеризуется одновременностью строительства
предприятий втечение короткого срока (3–8 лет) с разрывом во времени начала строительства отдельных предприятий не более трех лет. Это создает условия для более развитого кооперирования
предприятий и одновременного строительства общеузловых объектов.
На территории промышленного района могут быть размещены один или несколько промышленных узлов, при этом несколько узлов могут формировать целиком промышленный район или
один узел может занимать территорию всего промышленного района.
Основой формирования планировки промышленного района является его функциональная организация и зонирование, предусматривающее использование отдельных его участков по определенному назначению.
На территории промышленного района можно выделить следующие основные функциональные
зоны: 1) зона предприятий основных производств; 2) зона транспортных и общих складских сооружений; 3) зоны общих объектов, включающие зону общих энергетических объектов, зону стройиндустрии района и города, зону подсобно-вспомогательных объектов; 4) зона общественных и обслуживающих учреждений (зона общественных центров); 5) санитарно-защитная зона. В отдельных конкретных случаях могут быть и другие функциональные зоны или отсутствовать некоторые из указанных зон.
Территории зон, занимаемые промышленными предприятиями и связанными с ними вспомогательными предприятиями и сооружениями, обычно составляют 50–60 % общей территории
промышленного района. Зоны транспортных сооружений занимают 5–10 %, общественные и научно-технические центры и предзаводские площади – 3–5 %, резервные территории – до 20 %,
санитарно-защитные зоны в среднем 10 %.
Взаимное расположение функциональных зон и отдельных предприятий на территории промышленного района осуществляется по следующим основным признакам:
– санитарно-гигиенические: степень выделяемых производственных вредностей и влияния
одного предприятия на другое, а также на селитебные районы города;
– грузоемкость предприятий, т. е. мощность грузовых потоков сырья и готовой продукции,
что определяет степень тяготения предприятий к зоне внешнего транспорта;
– трудоемкость предприятий, т. е. число работающих на отдельных предприятиях, что определяет степень их тяготения к селитебным районам и формирует систему пассажирского транспорта;
54
– энергоемкость предприятий, обусловливающая расположение зоны тепловых электростанций возможно ближе к центру тепловых и других энергетических нагрузок с учетом теплофикации селитебных территорий города;
– пожаро- и взрывоопасность, в соответствии с чем такие предприятия следует размещать с
подветренной стороны по отношению к другим предприятиям и устраивать нормируемые разрывы.
По каждому признаку или по их группе составляют схему соответствующего зонирования.
Зону основного производства, требующую наибольших территорий и имеющую наибольшую трудоемкость, обычно выводят на лицевую границу промышленного района, приближая к селитебной
территории. Далее в глубину размещают зоны общеузловых объектов – энергетических устройств,
стройиндустрии и на периферии – зону железнодорожного транспорта.
Практика проектирования выработала три основных приема для планировки структуры территории промышленного района: линейный, линейно-глубинный и глубинный.
Линейный промышленный район строят по принципу его развития параллельно селитебной
территории города. Железная дорога проходит с тыльной стороны района, автогрузовую магистраль располагают обычно на стыке района с санитарно-защитной зоной, т.е. с противоположной
от железнодорожных вводов стороны, что исключает нежелательное пересечение рельсового и
безрельсового транспорта. Линейная схема планировки позволяет удобно связывать пассажирским транспортом промышленные и жилые районы. При дальнейшем развитии промышленного
района параллельно селитебной территории такое преимущество сохраняется. В промышленных
районах линейного типа целесообразно размещать предприятия близких по классам вредностей
производств.
Линейно-глубинный промышленный район формируют несколькими параллельными панелями
при сохранении возможности его развития вдоль селитебной территории. В крупных промышленных районах такой структуры усложняется схема функционального зонирования, принимая многорядный характер. При этом зону железнодорожного транспорта часто размещают в середине
промышленного района, что позволяет устраивать вводы на большее число предприятий. Линейно-глубинную схему чаще других применяют на практике, так как она является наиболее гибкой
для размещения различных предприятий и их расширения. Эта схема создает лучшие предпосылки для четкого разделения железнодорожного и автомобильного транспорта, расчленения грузовых и людских потоков, зонирования территории по грузоемкости, трудоемкости, энергоемкости
и санитарно-гигиеническим признакам. В таких промышленных районах можно размещать предприятия различных классов вредности.
Глубинный промышленный район строят по принципу его развития в направлении от города. Он
состоит из нескольких панелей, позволяющих осуществлять глубинное зонирование территории. При
глубинной схеме планировки промышленный район имеет несколько глубоких транспортных вводов.
При этом магистрали, рассчитанные на людские потоки, чередуются без пересечения с грузовыми
вводами внешнего железнодорожного транспорта. Недостаток глубинного построения – большая протяженность территории промышленного района в глубину от границ с жильем, что удлиняет линии
городского транспорта и усложняет его функционирование в связи с чрезмерной нагрузкой в часы
пик.
Организация территории промышленного района осуществляется членением планировочные элементы: продольными магистралями на ленты – планировочные панели, а поперечными
проездами или магистралями, являющимися продолжением городских магистралей, – на кварталы. Размеры кварталов должны быть удобными для размещения в них указанных выше предприятий. Причем эти размеры должны быть модульными. Модульная организация территории
промышленного района должна исходить из унификации зданий и рекомендаций Строительных
норм о совпадении их разбивочных осей. Исходя из этого наиболее целесообразным в ряду укрупненных модулей можно считать размер 72 м, поскольку ему кратны унифицированные шаги и
пролеты зданий 6, 12, 18, 24, 36 м, и расстояние между температурными швами зданий принимается кратным 72 м.
Ширина основных кварталов обычно определяется нормированным расстоянием между городскими магистральными улицами, по которым предусматривают пропуск линий пассажирского
общественного транспорта, и составляет 600–800 м, исходя из этого рациональный модульный
размер ширины основного квартала может составлять примерно 720 м.
55
Размеры глубины панелей, при которых получают наиболее удобные кварталы, можно принимать модульными – 360, 720, 1440 м и др. При этом размеры основных кварталов составляют
360×720 м, 720×720 м, 720×1440 м с площадями 25, 50 и 100 га (при учете ширины магистралей).
Взаимная модульность размеров панелей позволяет их комбинировать, а также членить проездами, получая кварталы площадью 12, 8, 5 га, необходимые для небольших предприятий.
Решение генерального плана предприятия или группы предприятий должно быть увязано с трассировкой проездов и магистралей всего промышленного района, а также прилегающей к нему селитебной территории. Необходимо предусмотреть удобное для эксплуатации
и экономически целесообразное присоединение внутризаводских транспортных артерий к внешним путям. При решении генерального плана следует стремиться к максимальному сокращению
территории предприятий. Не следует допускать необоснованных резервов ее и излишеств в размерах благоустраиваемой территории, площадях озеленения, числе и ширине магистралей и проездов, расстояниях между зданиями и сооружениями, длине транспортных путей и коммуникаций.
Это положение диктуется требованиями эффективного использования земельных участков, охраны природы и экономикой.
Большое влияние на решение генерального плана предприятий и на общую стоимость
их строительства оказывает правильный выбор системы внутризаводского транспорта. Железнодорожный транспорт, хотя и является сегодня наиболее распространенным видом внутризаводского транспорта, имеет существенный недостаток: для него требуются большие разрывы между цехами и складами из-за малых уклонов путей и больших радиусов закруглений. По сравнению с другими видами транспорта он наиболее дорогой. Протяженность железнодорожных путей
на крупных заводах достигает 300 км, а иногда и более. Поэтому при проектировании генеральных планов следует стремиться к расширению применения автомобильного транспорта, тем более, что в настоящее время существуют значительные по грузоемкости и различные по оборудованию типы автомобилей.
Существенным показателем экономичности решения генерального плана является
плотность застройки, определяемая в процентах как отношение суммы площадей, занятых зданиями и сооружениями, к общей площади территории предприятий. Минимально допустимая
плотность застройки площадок промышленных предприятий для различных отраслей промышленности устанавливается нормами проектирования генеральных планов промышленных предприятий. Уменьшению территории предприятий в заметной степени способствует применение
вместо одноэтажных производственных зданий двух- и многоэтажных, в том числе широких, а
также использование подземного пространства.
Данные о годовом ходе наружных среднемесячных температур и амплитудах их колебаний в характерные периоды необходимы для определения степени компактности застройки территории, данные о типе погоды с учетом числа солнечных дней и интенсивности ветра – для выбора характера застройки территории, а также при планировке и отделке (пластической и цветовой) зданий. Температура наружного воздуха и степень континентальности климата влияют на
решение генерального плана предприятий, выбор формы зданий и типа конструкций ограждений.
Так, в районах с низкими зимними температурами и резкой континентальностью, следует отдавать предпочтение блокированию зданий, компактным планировочным решениям с повышенным
коэффициентом застройки, широким многоэтажным зданиям (шириной 60 м и более) с совмещенным освещением. В этих районах значение приобретает степень компактности застройки, которая
отражает органическую связь промышленных зданий с характером годовой погоды. В южных
районах, характеризующихся малой степенью континентальности, целесообразно уменьшать
плотность застройки и отдавать предпочтение застройке, обеспечивающей активную аэрацию
территории (особенно в летний период) и защиту зданий от перегрева, т.е. ориентировать здания
по странам света.
С условиями аэрации территории за счет энергии ветра тесно связана степень заносимости
территории и кровли зданий снегом, которая в большей мере зависит от расположения зданий и
трассировки улиц и проездов, профиля зданий, а также от микроструктуры снега. В северных районах с низкой влажностью воздуха снежный покров обладает большой подвижностью и может
перемещаться под влиянием ветра, подобно пескам в пустынях (явление поземки). В этих условиях предпочтительна застройка территории с большой степенью компактности в виде протяженных
56
сблокированных зданий бесфонарного типа, улицы и проезды предпочтительно располагать с учетом господствующего направления зимних ветров.
Основным чертежом проекта генерального плана промышленного комплекса является чертеж проекции на горизонтальную плоскость всех зданий, сооружений, дорог, коммуникаций и
элементов благоустройства. Однако этот чертеж не дает достаточно полного представления о пространственном характере застройки, поэтому его сопровождают, макетом или изображением перспективы застройки, а при утверждении решения – рисунками перспектив отдельных фрагментов
застройки и благоустройства территории, развертками застройки по главным магистралям и т.п.
Дополнением являются также другие чертежи: схемы зонирования территории, распределения
транспортных и людских потоков, трассировки коммуникаций, размещения объектов обслуживания работающих, благоустройства территории, а в отдельных случаях – схемы туристических
маршрутов, распределения средств визуальной информации и др., которые можно совмещать с
другими чертежами.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Осн. лит.: 4 [с. 6–52].
Контрольные вопросы:
Каковы основные задачи и проблемы при архитектурного проектирования промышленных
объектов ?
Какие факторы размещения известны ?
Какие условия учитываются при выборе места для строительства промышленных предприятий
Типологическая классификация предприятий.
Группировка предприятий на территории города.
Что составляет основу формирования планировки промышленного района ?
Какие основные приемы для планировки структуры территории промышленного района известны ?
Что такое модульная организация территории промышленного района ?
Какие вопросы относятся к проектным решениям генерального плана предприятия или группы
предприятий ?
Лекция 9. Объемно-планировочное формирование застройки заводской территории. Способы
застройки. Типы строительных объектов. Входы и въезды в промышленные объекты. Застройка предзаводской территории. Магистрали и проезды. Разрывы между зданиями и сооружениями
При проектировании генерального плана предприятия следует находить наиболее экономичные и удобные производственные связи между отдельными цехами. Поэтому должен быть хорошо
изучен титул цехов, сооружений и устройств и их взаимосвязи в производственном процессе, начиная от ввоза сырья до вывоза готовой продукции.
Для планировки и формирования пространственной структуры и организации территории, следовательно, застройки территории предприятия применяют архитектурно-строительные принципы планировки и застройки промышленных предприятий.
Начинать проектирование генерального плана предприятия с простого размещения цехов и сооружений согласно списку и схеме технологического процесса неправильно. Проектирование следует
начинать с объединения отдельных цехов, сооружений и устройств в группы в соответствии с определенными признаками и последующего распределения территории между этими группами – зонирования.
Зонирование – первый из основных принципов проектирования генеральных планов промышленных предприятий. При этом надо иметь в виду, что здания, сооружения, помещения и
устройства промышленных предприятий объединяют в три основные группы объектов: объекты
производственные, подсобно-производственные, предназначенные для обслуживания производства, и вспомогательные, предназначенные для обслуживания работающих и технического управления производством. Подобная группировка является основой зонирования по основному его виду
– зонирование по производственному (функциональному, технологическому) признаку. При
группировке по этому признаку в общем случае (особенно для предприятий, расположенных на
границе с жилой застройкой, которых большинство) промышленную территорию подразделяют
57
на четыре зоны, располагаемые параллельными полосами по отношению к жилой застройке в следующей последовательности:
– зона заводских вспомогательных зданий, помещений и устройств (административные здания, лаборатории, столовые, здания и помещения бытового, медицинского и культурного обслуживания и т.п.);
– зона производственных объектов (цехи заготовочного, обрабатывающего и сборочного
циклов). Нередко на крупных многообъектных предприятиях эту зону расчленяют на две или несколько производственных зон, например, на металлургических заводах - на зону цехов доменной
группы, зону литейных цехов и зону прокатных цехов. Зоны, в свою очередь, нередко делят на
подзоны, например, зону прокатных цехов делят на подзоны цехов горячей прокатки, цехов холодной прокатки, отделочных цехов;
– зона подсобно-производственных объектов (энергетические объекты, теплоэлектростанции,
котельные, градирни, трансформаторные подстанции, газогенераторные, компрессорные, насосные, основные технические полосы для прокладки инженерных коммуникаций и т.п.);
– зона складов и основных транспортных устройств (склады, отвальные хозяйства, депо,
сортировочные станции, погрузочно-разгрузочные устройства и т.п.).
Зонирование усложняется с увеличением числа зданий, сооружений и устройств в составе
предприятий. Зонирование по производственному признаку не является единственным видом зонирования. Еще имеются следующие.
Зонирование территории предприятий по степени грузоемкости цехов, обеспечивающее
требования минимального пробега грузов. Территория предприятий со стороны подходов к ним и
входов должна быть освобождена от грузовых потоков с отнесением операций по погрузке и выгрузке на периферию участка, ближе к вводам на территорию подъездных железнодорожных и
автомобильных путей или к береговым разгрузочным устройствам. То есть грузоемкие цехи следует располагать с тыльной стороны промышленной площадки.
Зонирование по степени многолюдности или трудоемкости цехов отвечает требованию
обеспечения кратчайших путей пешеходного движения. Это значит, что цехи с наибольшим числом работающих следует располагать вблизи входов на территорию предприятий, а цехи с наименьшим числом работающих – относить в глубь территории.
Зонирование по степени вредности производств основано на учете количества, качества и
характера распределения вредностей, т.е. распространения в зависимости от направления преобладающих ветров пыли, газов, шума. Здесь следует стремиться к такому расположению цехов,
чтобы наибольшее число работающих в наименьшей степени подвергалось воздействию производственных вредностей.
Зонирование по степени пожаро- и взрывоопасности обусловливает расположение огнеопасных цехов, складов горючих материалов и ядовитых веществ с подветренной стороны по отношению к другим цехам и складам и по возможности на пониженных отметках.
Правильное зонирование промышленной площадки значительно облегчает дальнейшую работу по архитектурно-пространственному решению застройки предприятий. Группу подсобнопроизводственных цехов, например, следует располагать вблизи обслуживаемых ею цехов основного производства, группу энергетических сооружений – в районе основных потребителей энергии, пара, газа, воды, сжатого воздуха. Сами же энергетические сооружения желательно приближать к источникам топлива и воды; склады сырья, поступающих полуфабрикатов, а также готовой
продукции следует располагать вблизи соответствующих транспортных устройств.
Объекты культурно-бытового обслуживания работающих и технического обслуживания производства размещают в соответствии с решением всего комплекса обслуживания на данном предприятии или в группе предприятий с учетом ступенчатого построения системы обслуживания и
деления объектов обслуживания на внутрицеховые, цеховые, заводские. Различные составляющие
системы обслуживания работающих и технического обслуживания производства размещают на
генеральном плане в соответствии с организацией сети объектов данного вида: санитарнобытового обслуживания, общественного питания, культурного обслуживания, сети объектов административно-конторских, инженерно-технических, учебных и т. п.
Помещения санитарно-бытового обслуживания размещают так, чтобы они по возможности
были приближены к основному потоку рабочих от проходных пунктов к основным цехам и находились на пути движения к рабочим местам. Расстояние от рабочих мест на открытом воздухе или
58
в неотапливаемых помещениях до помещений санитарно-бытового обслуживания не должно превышать 500 м. Общезаводские фельдшерские здравпункты размещают вблизи наиболее многолюдных или опасных в отношении травматизма цехов. Допускается располагать общезаводские
фельдшерские здравпункты при проходных. Расстояние от рабочих мест до здравпункта должно
быть не более 1000 м.
Расстояние от рабочего места до пункта питания необходимо принимать не более 300 м, а в
отдельных случаях, предусмотренных нормами, до 100 и 200 м. При проходных обычно размещают бюро пропусков, помещения охраны, камеры хранения. Пункты питания и санитарно-бытовые
помещения, а также помещения для отдыха и культурного обслуживания в обеденный перерыв
(библиотеки и др.) следует приближать одно к другому.
Данная система параллельного расположения зон, хотя и получила наибольшее распространение, не является единственной. Например, в тех случаях, когда предприятия располагают в окружении жилой застройки, характер группировки объектов и зонирования промышленной территории приобретает иной вид. Здесь производственные здания тяготеют к размещению по периметру застройки, а подсобно-производственные, складские, транспортные, нередко и вспомогательные объекты – в глубине территории.
Группировка объектов в соответствии с принципом зонирования преследует не только цель
достижения технологической и экономической целесообразности, но одновременно и цель эстетической гармонизации застройки. Поэтому нужные уточнения и коррективы в генеральный план
предприятий могут вноситься и после принятия проектных решений, в частности, по характеру
форм зданий и сооружений, их физическим параметрам, силуэту и т.д.
Второй принцип планировки и застройки промышленных предприятий – разделение, изоляция грузовых и людских потоков – применяют для обеспечения безопасности персонала и
одновременно наиболее активного функционирования транспортных коммуникаций. С одной стороны, этому служит, как говорилось выше, размещение грузовых вводов и трассировка грузовых
потоков с противоположной стороны от входов и направления движения людских потоков во избежание пересечения потоков на уровне земли, с другой стороны, этому служит размещение грузовых транспортных путей и пешеходных или пассажирских путей в разных уровнях. Для этого на
предприятиях с напряженным движением железнодорожного и автомобильного транспорта устраивают тоннели или надземные переходы и транспортные эстакады.
Третий принцип – обеспечение компактности застройки. Есть два основных приема реализации этого принципа. Первый из них – блокирование зданий и сооружений. Под этим термином
понимают объединение ряда производственных, подсобно-производственных или вспомогательных объектов или тех и других в одном здании, под одной крышей. Блокирование, как правило,
приводит к сокращению площади застройки, уменьшению протяженности коммуникаций, путей
движения пешеходов и грузов, снижению тепловых потерь за счет меньшего периметра наружных
стен.
Однако такое объединение не всегда возможно и целесообразно в силу производственнотехнологических и архитектурно-строительных требований, поэтому применяют второй прием –
увеличение этажности зданий. Во всех случаях, когда это возможно по условиям технологии,
следует стремиться к применению двух- или многоэтажных зданий. Помимо сокращения площади
территории предприятий, повышение этажности позволяет увеличить размеры развернутой площади зданий на 1 га территории, и таким образом увеличить удельный объем выпускаемой продукции. Этот показатель свидетельствует о степени эффективности использования территории.
Четвертый принцип – унификация и модульная координация элементов планировки и
застройки территории (используются те же модули, которые приводятся в лекции 8). Унификация и модульная координация планировочных элементов генерального плана (панелей, кварталов,
проездов, проходов, коридоров инженерных коммуникаций) является одним из средств его структурного построения, упорядочения застройки, облегчающей, в частности, дальнейшее развитие
предприятий. Подобный подход к делу создает предпосылки для широкого внедрения типовых
решений зданий, сооружений, инженерных устройств и технологических установок. Применение
модульной координации повышает универсальность решений генерального плана, в результате
чего появляется возможность вносить изменения в состав заводских объектов в процессе проектирования без нарушения принятой структуры генерального плана. В случае невозможности разра59
ботки типового генерального плана целого предприятия целесообразно выполнять типовые проекты его составных частей, охватывающих отдельные циклы производства.
Характерной специфической особенностью функционирования производства является процесс постоянного его совершенствования, изменения технологии, сопровождающийся сменой
оборудования, увеличением мощности технологических установок и т.п., что вызывает необходимость внесения корректив в планировочную структуру застройки. Способность к развитию, расширению – настолько важное качество проектного решения, что возведено в принцип. Таким образом, пятый принцип – обеспечение возможности развития и расширения предприятий.
При компоновке следует учитывать в соответствии с этим принципом направление будущего
развития производства, предусматривать резервы территории и определять порядок их будущей
застройки. Расширение предприятий следует предусматривать, как правило, без сноса возведенных ранее капитальных зданий и сооружений. Исключается расширение предприятий в сторону
основных магистралей и площадей. Целесообразно вначале строительства закреплять застройкой
основные магистрали и площади, ориентируя на них главные фасады зданий и входы.
Многолетний опыт промышленного строительства показывает, что предприятия во многих
случаях возводят не сразу, не на полную мощность, а частями, с постепенным вводом в действие
каждой части. Предвидеть в проекте эту возможность очень важно. Поэтому обеспечение очередности строительства и определенной архитектурной законченности на каждом его этапе шестой принцип планировки и застройки территории промышленных предприятий.
Планировочные элементы заводской территории застраивают следующими способами:
квартальная, панельная, квартально-панельная, периметральная или секционная застройка (приводится в лекции 8).
При проектировании генерального плана промышленного предприятия и застройке его территории осуществляют заполнение территории строительными объектами, которые различаются по характеру, поэтому влияют на формирование объемно-планировочных решений генплана
территории промышленных предприятий. Различают следующие типы строительных объектов:
1. Здания – одноэтажные, многоэтажные (в отдельных случаях высотные). Двухэтажные – занимающие промежуточное положение между одноэтажными и многоэтажными – обладают свойствами обоих, и смешанной этажности, где в различных сочетаниях присутствуют здания, названные выше. Во всех названных типах зданий можно размещать склады. К зданиям многоэтажным и
смешанной этажности могут принадлежать вспомогательные (общественные) заводские здания.
2. Инженерные сооружения в виде хранилищ сыпучих материалов (бункера, закрома, силосы), емкостей для жидкостей и газов (нефтебаки, резервуары, газгольдеры); устройств для несения
технологического оборудования, внутризаводского транспорта и коммуникаций (этажерки, железнодорожные и крановые эстакады, эстакады для размещения инженерных коммуникаций, пешеходные галереи); устройств оборотного водоснабжения (водонапорные башни, градирни, водоводы); мачт, труб, башен и прочих сооружений. Инженерные сооружения перечисленных типов в
различных сочетаниях встречаются на многих, если не на всех, предприятиях независимо от отраслевой специфики. Это обстоятельство было основанием для межотраслевой унификации инженерных сооружений.
3. Технологическое оборудование в виде открытых или частично открытых аппаратов и установок. Например, на металлургических заводах – это домны, коуперы, коксовые батареи и др., на
химических – грануляционные башни, абсорбционные колонны, теплообменники и др. Виды названных объектов беспредельны по своим формам, подчиненным специфике конкретного производства. Их также унифицируют, но лишь в пределах конкретных отраслей.
В застройке большинства промышленных предприятий наибольшее место занимают здания.
Но есть отрасли промышленности, где инженерные сооружения и технологические установки
превалируют в застройке (заводы химии и нефтехимии, нефтедобычи и нефтепереработки, объекты теплоэнергетики). На многих предприятиях здания и сооружения присутствуют в примерно
равном сочетании (электростанции, домостроительные предприятия, предприятия пищевой промышленности).
В генеральном плане промышленного предприятия входы занимают важное место.
Число входов и их размещение зависит прежде всего от размера территории предприятия и
расположения остановочных пунктов общественного транспорта. Максимальное расстояние от
входа до бытовых помещений не должно превышать 800 м, что соответствует примерно 10-12 мин
60
ходьбы. Если оно превышает 800 м, необходимо применять внутризаводской пассажирский
транспорт или устраивать один или несколько дополнительных входов.
Обычно входы располагают со стороны главного фасада предприятия. Если их устраивают
по периметру территории, что типично для крупных предприятий, то расстояние между входами
должно быть не более 1,5 км. На предприятиях с несколькими входами один является главным.
При многокорпусных предприятиях его размещают, как правило, на оси главной внутризаводской
магистрали, которая начинается у одного входа, пересекает всю территорию предприятия и заканчивается у другого входа.
Въезды для пассажирского транспорта на территорию предприятия приближают по возможности к проходной, чтобы можно было объединить контроль. Въезды для грузового автотранспорта желательно устраивать на второстепенных улицах промышленной зоны со стороны
основных грузовых потоков с приближением к складам и другим зданиям, связанным с транспортными операциями. Для свободного въезда и выезда грузовых и легковых автомобилей и автобусов въездные ворота должны иметь ширину не менее 4,5 м, а для железнодорожных въездов –
не менее 4,9 м. Расстояние между въездами должно быть не более 1,5 км. На предприятиях с территорией более 5 га должно быть не менее двух въездов, включая резервные. Если сторона территории предприятия, примыкающая к проезду или дороге общего пользования, имеет протяженность более 1 км, то на ней должно быть не менее двух въездов. Предзаводская территория, расположенная как перед входами и въездами пассажирского и грузового транспорта, так и за ними,
должна быть по размерам достаточной для размещения стоянок легковых и грузовых автомобилей. Наибольшие площади перед входами следует отводить под стоянки личного транспорта работающих. Их следует предусматривать в виде отдельных самостоятельных площадок или дополнительных полос вдоль проезжей части улицы, прилегающей к входу. Необходимо учитывать
постоянное увеличение транспортных средств личного пользования и предусматривать резервные
предзаводские территории для расширения ее площади.
Размещение входов и въездов тесно связано с проектным решением сети проездов и магистралей на территории промышленных предприятий. Планировка проездов и магистралей должна
преследовать цели создания кратчайших и удобных путей от входов на промышленную зону к цехам, удобного сообщения между отдельными зданиями и обеспечивать пожарную безопасность.
Намечаемые в соответствии с санитарными и противопожарными нормами и архитектурнопланировочными требованиями разрывы между предприятиями и отдельными зданиями и размеры проездов и магистралей должны отвечать рациональному размещению подземных, наземных и
надземных инженерных сетей и коммуникаций и обеспечивать нормальные условия их ремонта и
эксплуатации, удовлетворять условиям размещения транспортных путей, градостроительным требованиям и условиям благоустройства.
Система заводских магистралей и проездов служит своеобразным каркасом, который определяет в значительной степени структуру планировки промышленных зон и предприятий. В архитектурном построении генерального плана крупного промышленного комплекса важным является
решение главной магистрали, связанной с направлением подходов рабочих со стороны населенного пункта и положением главных входов на предприятие. Она должна быть основной артерией
движения и распределения рабочих по территории промышленного комплекса, поэтому не следует располагать основные производственные корпуса, в которых занято наибольшее число рабочих,
в стороне от главной магистрали. Как правило, многообъектные предприятия проектируют с одной главной магистралью, но встречаются решения генеральных планов с двумя и более входными внутризаводскими магистралями. На однокорпусных предприятиях проезды устраивают лишь
по периметру участка, причем если предприятие не нуждается в ограждении территории, эти проезды выполняют роль не только заводских проездов, но и внешних путей.
Как уже говорилось, ширину магистралей и проездов в разбивочных осях зданий и сооружений следует принимать кратной 6 м. Она должна также соответствовать габаритам готовой
продукции или полуфабрикатов. При определении ширины магистралей следует иметь в виду высоту прилегающей застройки. Опыт проектирования показывает, что ширина магистралей и проездов должна быть не меньше высоты наиболее высокого из зданий, расположенных по обеим
сторонам проезда.
На ширину улиц и разрывов между зданиями влияют число железнодорожных путей и
место ввода их в здание. Для сокращения разрывов между зданиями следует по возможности ог61
раничивать число путей, вводимых в здание, и размещать ввод ближе к его стенам. Расстояние от
края проезжей части или свободно спланированной территории, обеспечивающих проезд пожарной машины, до стены здания должно быть не более 25 м; расстояние от края проезжей части автомобильной дороги до наружной грани стены здания при отсутствии въезда должно быть при
длине здания до 20 м не менее 1,5 м, при длине здания более 20 м – не менее 3 м, при наличии
въезда в здание для электрокар и двухосных автомобилей – не менее 8 м, а трехосных автомобилей – не менее 12 м; расстояние от края проезжей части автомобильной дороги до оси железнодорожных путей колеи 1524 мм должно быть не менее 3,75 м; расстояние от оси железнодорожных
путей до наружной грани стены или выступающих частей здания принимают не менее 3,1 м, а при
наличии выходов из здания – 6 м. Проходной габарит железных дорог по высоте должен быть > 6
м, а автомобильных – не менее 5 м.
Для правильного определения ширины улицы или проезда следует проектировать их поперечный разрез с нанесением габаритов застройки, дорог, подземных сетей, переходных галерей и озеленения. Ширина и протяженность улиц и проездов в свою очередь влияют на характер застройки
и архитектурное решение зданий и сооружений.
Помимо обеспечения необходимых условий для прокладки транспортных путей и инженерных коммуникаций, озеленения и благоустройства ширина проездов и разрывы между зданиями и
сооружениями должны удовлетворять требованиям создания нормальных санитарных условий,
обеспечения достаточной освещенности и аэрации зданий, ослабления вибрационных воздействий
от производственных установок, а также противопожарным требованиям.
Расстояние по санитарным требованиям между зданиями, освещаемыми через оконные проемы, должно быть не менее наибольшей высоты противостоящих зданий. Расстояния по противопожарным требованиям между зданиями и сооружениями при степени их огнестойкости I и II с
производствами категорий Г и Д не нормируют, а при огнестойкости зданий I–V с производствами категорий А, Б, В минимально составляют 9–18 м.
Наименьшие нормативные расстояния между зданиями и сооружениями и границами участков открытых наземных складов в зависимости от типов складов, их вместимости и степени огнестойкости зданий и сооружений составляют 6–42 м (за исключением случаев, оговоренных в нормах, когда расстояния эти не нормируются); расстояния от газгольдеров для горючих газов до
зданий и сооружений в зависимости от типа зданий и сооружений, а также от типа газгольдера
принимают 9–150 м; расстояния от водоохладителей до зданий и сооружений и зеленых насаждений во избежание их увлажнения или обледенения в зависимости от типа зданий и сооружений, а
также от типа водоохладителя, принимают 9–80 м.
Осн. лит.: 4 [с. 52–71].
Контрольные вопросы:
1. Какие архитектурно-строительные принципы планировки и застройки промышленных предприятий известны ?
2. Что такое зонирование по производственному (технологическому) признаку ?
3. Что обеспечивает зонирование территории предприятий по степени грузоемкости цехов ?
4. Что обеспечивает зонирование по степени многолюдности или трудоемкости цехов ?
5. Что обеспечивает зонирование по степени вредности производств ?
6. Что обеспечивает зонирование по степени пожаро- и взрывоопасности ?
7. Какие мероприятия обеспечивают разделение, изоляцию грузовых и людских потоков ?
8. Какие мероприятия обеспечивают компактность застройки ?
9. В каких целях применяется унификация и модульная координация элементов планировки и
застройки территории ?
10. Какие способы застройки территории известны ?
11. Планировочные элементы заводской территории.
12. От чего зависит число входов и их размещение ?
13. Въезды для пассажирского и грузового транспорта ?
14. Предзаводская территория.
15. С какой целью создаются проезды и магистрали ?
16. Как определяется ширина улиц и разрывы между зданиями ?
62
Лекция 10. Проектирование производственных зданий
При архитектурно-строительном проектировании производственных зданий решению подлежат следующие основные вопросы:
1) анализ физико-технических требований, предъявляемых к производственным зданиям технологическим процессом (внутренней средой) и климатическими условиями района строительства
здания (внешней средой);
2) объемно-планировочное решение производственного здания (выбор этажности, сетки колонн,
высоты помещений, решение вопросов зонирования, блокирования цехов и др.);
3) типизация и унификация производственных зданий и их элементов;
4) обеспечение безопасности работающих и создание наилучших условий труда (температурновлажностного, светового, акустического режимов), организация рабочих мест;
5) выбор материалов и конструкций несущих и ограждающих элементов здания для обеспечения
их прочности, устойчивости, долговечности и индустриальности строительства;
6) создание выразительного архитектурно-художественного внешнего и внутреннего облика производственного здания;
7) экономичность производственного здания.
10.1. Учет физико-климатических условий
Для наиболее эффективного осуществления всякого технологического процесса, размещаемого в производственном здании, требуются определенные параметры внутренней (микроклимата) и внешней среды.
Параметры микроклимата определяются требованиями технологии, самого технологического оборудования, требованиями техники безопасности осуществляемых работ и условиями,
необходимыми для обеспечения максимальной производительности труда работающих и производства.
К группе физических факторов (параметров внутренней среды), которые влияют на архитектурно-строительное решение производственного здания, относятся следующие условия внутренней среды: нормируемые температура, влажность и скорость движения воздуха рабочей зоны;
наличие и размер вредных производственных выделений (лучистое тепло, влага, аэрозоли, агрессивные реагенты, шум, вибрация и т. д.); нормируемые коэффициент естественной освещенности
(КБО) и освещенность искусственным светом, необходимая равномерность освещения, пространственное размещение рабочих мест и основной рабочей поверхности, яркостные характеристики
технологического процесса, требования к цветопередаче и т. д.; нормируемые характеристики
цветового решения интерьера (цветовая гамма, цветовой контраст, количество цвета и коэффициент отражения основных поверхностей интерьера, элементы функциональной окраски).
По условиям зрительной работы все производственные процессы делят на восемь разрядов,
для которых установлены определенные количественные и качественные характеристики естественного и искусственного освещения.
Задача поддержания в производственном помещении оптимальных (комфортных) характеристик микроклимата положительно решается использованием автоматизированных систем кондиционирования и очистки воздуха, посредством регулирования и кондиционирования освещения,
создания соответствующего звукового режима, а также за счет нейтрализации отрицательных
факторов на производственный процесс. Это учитывается: а) в архитектурно-строительных и планировочных мероприятиях при рациональном использовании природных ресурсов сырья, энергии
и др., характерных для данного района (местности) строительства; б) искусственными (инженерно-техническими) средствами при использовании достижений в соответствующих областях науки
и техники; в) интеграцией архитектурно-строительных и планировочных мероприятий с искусственными средствами на основе выбора оптимальных решений, обеспечивающих наименьшую
строительную и эксплуатационную стоимость сооружения. Комплекс перечисленных мероприятий различен для производственных зданий с разной внутренней средой.
По условиям внутренней среды (микроклимата) производственные помещения делят на следующие группы:
63
1. Помещения с нормальным температурно-влажностным режимом (избыточные тепловыделения не превышают 23,3 Вт/м3, относительная влажность воздуха 40–60 %, температура рабочей
зоны 16–18°С). Это механические, инструментальные, сборочные и им подобные цехи.
2. Помещения со значительными избыточными выделениями тепла, влаги, пыли, паров. Это
так называемые «горячие» цехи – литейные, мартеновские, плавильные, кузнечные, а также влажные цехи – гальванические, травильные, электролизные и т. п.
3. Помещения со строго заданными параметрами микроклимата, постоянными на всем протяжении технологического процесса. Это так называемые «герметические» цехи, в которых размещают высокотехнологичные производства: точного машиностроения, радиоэлектроники, фармацевтической промышленности и др.
4. Неотапливаемые (или отапливаемые до температуры + 5°С) помещения без избыточных
тепловыделений. Это склады сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, гаражи и производственные помещения без постоянного пребывания в них работающих.
К группе физических факторов, оказывающих решающее влияние на архитектурностроительное решение производственного здания, относятся характеристики климата района
строительства (внешняя среда).
По условиям внешней среды территория промышленных объектов делится на четыре строительно-климатические зоны (холодная, умеренная, теплая и жаркая), каждая из которых в свою
очередь имеет несколько климатических подрайонов. К наиболее важным составляющим климата
относят сейсмичность площадки строительства, солнечную радиацию; световой и ультрафиолетовый климат; температуру воздуха; преобладающее направление ветра и его скорость; количество
осадков в летние и зимние месяцы года.
Совместное воздействие факторов внутренней среды производственного здания и климата
района его строительства требует проведения следующих архитектурно-строительных мероприятий: 1) регулирование процессов передачи тепла через наружные ограждения здания; 2) регулирование процессов воздухообмена; 3) регулирование качественных и количественных характеристик освещения; 4) регулирование акустического режима; 5) обеспечение долговечности здания.
В состав мероприятий первой группы входит выбор типа здания и его габаритов (ширина, высота), принципов зонирования (размещение одних производственных помещений по отношению к
другим); материалов стен и покрытия, окон, фонарей и их теплотехнических характеристик (с
учетом внешней среды); инженерных систем отопления здания. В состав мероприятий второй
группы входят выбор типа здания, систем естественной или искусственной вентиляции и кондиционирования воздуха; внутреннего профиля помещения для создания наиболее благоприятных
условий воздухообмена; совместное или раздельное решение световых и аэрационных проемов,
размещение последних в наружном ограждении здания. В состав мероприятий третьей группы
входят выбор типа здания, проведение зонирования помещений по световому режиму; выбор типа, площади и ориентации световых проемов в стенах и покрытии, расположение их по отношению к рабочей поверхности и технологическому потоку, применение солнцезащитных устройств
(с учетом внешней среды); выбор систем искусственного освещения и при необходимости ультрафиолетового облучения. К мероприятиям четвертой группы относятся зонирование помещений по звуковому режиму; снижение шума в месте его возникновения; поглощение шума ограждающими конструкциями и зелеными насаждениями. Мероприятия пятой группы включают выбор материалов несущих и ограждающих конструкций с учетом агрессивных воздействий на них
климатических и технологических условий.
Различные факторы климата имеют неодинаковое значение для производственных помещений различных микроклиматических групп. Так, например, для помещений с избыточными тепловыделениями в северном и умеренном климатических районах солнечную радиацию можно не
учитывать, а для помещений с кондиционируемым внутренним режимом она имеет первостепенное значение; при проектировании аэрации горячих цехов необходимо учитывать скорость и направление ветров, а для цехов с кондиционированием воздуха эти факторы не имеют существенного значения. Иногда различные климатические и микроклиматические факторы требуют проведения взаимно исключающих строительных мероприятий. Например, в северном климатическом
районе необходимо увеличивать площадь световых проемов по условиям естественного освещения и уменьшать ее по теплотехническим условиям. В этих случаях следует выбрать решающий
фактор.
64
Запроектированное для конкретных условий внутренней и внешней сред производственное
здание обладает определенными постоянными теплотехническими, аэродинамическими, светотехническими, акустическими, прочностными характеристиками. В то же время оно находится в
постоянно изменяющихся условиях температурно-влажностного, светового, ветрового и других
режимов. В связи с этим при проектировании здания ставится задача разработки трансформируемого, гибкого решения оболочки здания и его элементов, которые обеспечивали бы постоянство
внутреннего режима производственного здания вне зависимости от изменения внешних условий.
Примером могут служить незадуваемые аэрационные фонари, использующие действие ветра независимо от его направления; регулируемые солнцезащитные устройства, меняющие степень затенения светопроема от интенсивности солнечного сияния; установки автоматического регулирования искусственного освещения в зависимости от наружного светового режима; устройство на
некоторых зарубежных объектах системы отопления или охлаждения непосредственно в составе
стенового ограждения («гибкая стена»).
Таким образом, дифференциация архитектурных решений для различных условий внутренней среды и различных климатических районов – одно из основных положений проектирования
производственных зданий.
10.2 Общие требования к объемно-планировочному решению зданий. Принципы проектирования производственных зданий
На объемно-планировочное решение производственного здания влияют следующие факторы:
- особенности технологического процесса, характер производственного и транспортного оборудования, обусловливающие конкретные требования к этажности здания, габаритам помещений и их взаимному размещению, к обеспечению необходимых параметров внутренней среды для нормального режима труда и производства;
- градостроительные условия, определяющие положение здания в окружающей застройке, людские и грузовые потоки, зонирование, композиционные требования к объемному решению здания;
- сочетание внутренней (микроклимат) и наружной (климат) сред, определяющее комплекс архитектурно-строительных и инженерно-технических мероприятий по обеспечению заданных технологическим процессом условий труда и производства;
- требования индустриализации строительства, определяющие унифицированные значения основных строительных параметров здания.
На выбор этажности производственных зданий влияют следующие факторы:
а) особенности технологического процесса. Так, для производства с горизонтальным технологическим процессом (например, прокатные станы), крупногабаритным оборудованием, для которого требуются большие пролеты, значительными динамическими и статическими нагрузками
приемлемо только одноэтажное здание. При этом нагрузки от оборудования передаются через
фундаменты непосредственно на грунт. Для производств с вертикальным технологическим процессом (например, мельницы) целесообразны многоэтажные здания. При малогабаритном технологическом оборудовании, допускающем применение мелких сеток колонн, и небольших нагрузках на перекрытие (приборостроение, радиоэлектроника, легкая промышленность) также рациональны многоэтажные здания;
б) особенности участка строительства. При строительстве на затесненных участках в городской застройке, в условиях реконструкции и расширения предприятий, на участках с большим насыщением инженерными коммуникациями, с крутым рельефом, со сложными гидрогеологическими условиями рациональны многоэтажные здания;
в) особенности внутренней и внешней среды. Здания со строго заданными параметрами
внутренней среды целесообразно проектировать многоэтажными, так как в таких зданиях на единицу площади пола приходится в 2-2,5 раза меньше наружных ограждений – стен, окон, покрытий, чем в одноэтажных зданиях (при одинаковой высоте этажей). По этой же причине многоэтажные здания выгоднее одноэтажных зданий при строительстве в крайних северных и южных
районах, где применение этого типа здания позволяет значительно уменьшить эксплуатационные
расходы на отопление и вентиляцию. Однако, с другой стороны, при высоких требованиях к интенсивности и равномерности естественного освещения по всей производственной площади более
рациональны одноэтажные здания с верхним светом;
65
г) технические возможности осуществления того или иного типа здания применительно к
имеющимся материалам и конструкциям.
Окончательно этажность выбирают в результате технико-экономического сравнительного
анализа стоимости различных вариантов производственного здания. После предварительного определения площади цеха и выбора этажности производственного здания приступают к выбору основных строительных параметров.
В практике проектирования установилась определенная терминология, определяющая
строительные параметры производственных зданий. Объемно-планировочный элемент – часть
здания с определенными размерами длины, ширины, высоты, пролета и шага колонн. Планировочный элемент – горизонтальная проекция объемно-планировочного элемента. Пролет – расстояние между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия
(покрытия). Шаг колонн – расстояние между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям). Сетка колонн – расположение
разбивочных осей колонн в плане. Она обозначается как произведение пролета на шаг колонн, например, 12х6; 24х12 м. Высота помещения одноэтажного производственного здания – расстояние от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре. Высота этажа
многоэтажного здания – расстояние от пола данного этажа до пола лежащего выше этажа. Высота помещения до подкрановых путей – расстояние от уровня чистого пола до верха головки
подкранового рельса.
При выборе основных строительных параметров соблюдают определенные санитарногигиенические требования, установленные санитарными нормами. Так, рабочее пространство
должно составлять не менее 15 м3, а площадь – не менее 4,5 м3 на одного работающего. Высота
производственных помещений не может быть менее 3 м, при этом высота до низа выступающих
конструкций покрытия или перекрытия должна быть не менее 2,2 м. На рабочих площадках для
обслуживания оборудования эту высоту уменьшают до 2 м, а в местах нерегулярного прохода людей – до 1,8 м.
Высота производственного помещения должна обеспечивать размещение технологического и подъемно-транспортного оборудования, передвижение материалов и изделий в ходе технологического процесса, а также элементов оборудования при его монтаже и демонтаже. Так, при оборудовании помещения мостовыми кранами его высота Н должна составлять:
H =h1 + h2 + h3 + h4 + h5 + h6,
где h1 – высота технологического оборудования; h2 – зазор между транспортируемым изделием и
верхней точкой оборудования (обычно 400–500 мм); h3 – высота наибольшего по размеру транспортируемого изделия; h4 – расстояние от верха транспортируемого изделия до центра крюка крана в верхнем его положении (обычно 1000 мм); h5 – расстояние от предельного верхнего положения крюка крана до верха головки подкранового рельса (в зависимости от грузоподъемности крана составляет 50–650 мм и более); h 6 – расстояние от верха головки подкранового рельса до низа
стропильных конструкций на опоре (составляет 2,65 м при грузоподъемности крана 10 и 20 т и
3,35 м – при грузоподъемности крана 30 и 50 т).
В случае пропуска инженерных коммуникаций ниже перекрывающих конструкций (характерно для многоэтажных зданий) при определении высоты помещений необходимо учитывать высоту зоны, занятой коммуникациями.
Для сокращения номенклатуры колонн и стеновых панелей высоты производственных помещений унифицируют. Поэтому полученную на основании технологических расчетов высоту помещения сравнивают с унифицированным рядом высот и принимают ближайшую наибольшую.
Иногда с учетом перспективного увеличения высоты технологического оборудования высоту
производственных помещений заранее увеличивают.
Проведенными исследованиями установлено, что увеличение высоты многопролетного одноэтажного здания на 20 % повышает стоимость здания примерно на 1,8 %, трудоемкость возведения на 1,4 %, годовые расходы на отопление на 3,4 %. Такое незначительное удорожание дает
возможность выравнивать высоты помещений в пределах здания, сокращая тем самым число типоразмеров конструкций и исключая сложные конструктивные решения, возникающие в местах
перепадов высот. Перепады высот менее 1,2 м в многопролетных зданиях не допускаются.
Размер сетки колонн производственного здания определяется:
66
1) технологическими требованиями, связанными с размещением технологического и подъемно-транспортного оборудования и обеспечением передвижения в здании обрабатываемых изделий
и людей, эти требования выполняются с учетом унифицированных размеров пролетов и шагов
колонн, кратных 6 м; 2) технико-экономическими соображениями, выявляющими зависимость
между расходом материалов на строительство, трудоемкостью возведения здания и наилучшим
использованием производственной площади. По этим соображениям часто укрупняют минимально допустимую сетку колонн, поскольку применение мелкоразмерной сетки, во-первых, не позволяет рационально использовать производственную площадь и, во-вторых, затрудняет реконструкцию цеха при модернизации технологического процесса. В одноэтажных зданиях при увеличении
размеров сетки колонн с 12×6 до 18×12 м экономия производственных площадей достигает 9–
12 %. В многоэтажных производственных зданиях укрупненная сетка колонн составляет 18×12
или 24×12 м. На основе этих сеток создают унифицированные типовые пролеты и унифицированные типовые секции производственных зданий.
В зависимости от характера сетки колонн, связанного с особенностями технологического
процесса, одноэтажные, двухэтажные и многоэтажные производственные здания делят на типы:
пролетный, ячейковый и зальный.
Пролетный тип здания появился в 1880-х годах с введением мостовых кранов для перемещения сырья, полуфабрикатов и готовых изделий вдоль пролета. Он характерен для производств с
постоянным направлением технологического потока. Ячейковый тип здания с квадратной или
близкой к квадрату сеткой колонн обусловлен переходом к более гибкому – напольному или подвесному транспорту, обеспечивающему размещение технологических линий в двух взаимно перпендикулярных направлениях, что облегчает модернизацию производства и перестановку оборудования. Здания зального типа имеют, как правило, несущие опоры только по периметру, что вызвано либо технологическими требованиями, либо стремлением повысить планировочную гибкость и максимально использовать экономию площади, получаемую за счет укрупнения сетки колонн.
К объемно-планировочному решению производственных зданий предъявляют определенные
архитектурно-строительные требования. Производственное здание должно иметь простые
очертания плана и разрезов без случайных пристроек и надстроек, с максимальной унификацией
пролетов, шага колонн и высоты помещения. Рекомендуется избегать применения взаимно перпендикулярных пролетов в одноэтажных зданиях и сопрягающихся в плане под углом частей многоэтажных зданий. В случае необходимости строительства зданий с полузамкнутыми и замкнутыми дворами требуется соблюдать определенные ограничения, устанавливаемые Строительными
нормами. Полузамкнутые дворы в зданиях П- и Ш-образной застройки для их лучшего проветривания рекомендуется располагать параллельно или под углом 0–45° к направлению господствующих ветров. При этом свободная от застройки часть двора должна быть обращена на наветренную
сторону. Ширина разрывов между отдельными корпусами подобных зданий, освещаемыми через
оконные проемы, должна быть не менее полусуммы высот противостоящих зданий.
При объемно-планировочном решении производственного здания учитывают следующие
принципы проектирования:
- блокирование основных производственных и вспомогательных помещений;
- взаимная увязка грузовых и людских потоков;
- зонирование в размещении производственных и вспомогательных площадей внутри здания и
зонирование в пределах собственно производственной площади;
- максимально возможный вынос технологического оборудования за пределы здания.
Блокированные производственные здания могут включать ряд цехов, обслуживающих
один технологический процесс, или несколько цехов с различными технологическими процессами
одного предприятия и даже несколько разных предприятий. Специализация, кооперирование и
автоматизация предприятий приводят к увеличению однородности производственных процессов,
что способствует блокированию цехов в одном здании. Блокирование позволяет сократить площадь предприятия, упростить технологические связи между различными производственными отделениями, уменьшить периметр наружных стен и эксплуатационные расходы на содержание здания. Благодаря блокированию появляется возможность объединить и укрупнить однородные
вспомогательные службы (склады, ремонтное, энергетическое и транспортное хозяйство и т. д.), а
67
также помещения культурно-бытового обслуживания трудящихся. Наконец, блокирование различных технологических цехов и даже производств в одном объеме способствует увеличению
крупности производственных зданий и повышению их архитектурной выразительности.
Наиболее рационально блокировать цехи со сходными планировочными и конструктивными
параметрами, внутренним режимом, противопожарными требованиями, а также в том случае, когда местные условия (рельеф, размеры территории) не препятствуют блокированию. Целесообразно блокировать цехи по секционно-модульному принципу, когда здание может быть расчленено на несколько относительно самостоятельных частей (пусковых комплексов), которые можно
вводить в эксплуатацию очередями. Такое решение позволяет значительно повысить эффективность капиталовложений, так как готовая продукция будет поступать до ввода в эксплуатацию
всего корпуса. Таким образом, целесообразность блокирования должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом.
Одной из важных задач при проектировании производственного здания является взаимная
увязка грузовых и людских потоков. Этот идущий от генерального плана предприятия принцип
получает свое продолжение в плане производственного здания. Для перемещения грузов и работающих по зданию должна быть создана четкая и равномерная система продольных и поперечных
проездов и проходов, делящая всю производственную площадь на панели и кварталы. Входы в
производственное здание через бытовые помещения следует ориентировать на лицевую сторону
застройки, а выходы из бытовых помещений в цех – на основные проходы. Подъездные грузонапряженные железнодорожные и автомобильные пути, как правило, необходимо предусматривать
с тыльной стороны здания, а расширение здания – с боковых сторон. При организации технологического процесса желательно строить его по петлевой схеме, предусматривая начало и окончание
процесса в тыльной стороне здания. Пути перемещения грузов, как правило, должны быть прямоточными, без возвратных движений и взаимных пересечений. Пути движения работающих должны быть кратчайшими и безопасными, т. е. обладать требуемой пропускной способностью в зависимости от плотности людского потока. Пересечения напряженных грузовых и людских потоков
выполняют в разных уровнях: для массовых людских и грузовых потоков в пределах здания отводят свои уровни или в местах пересечений потоков устраивают развязки в виде туннелей, переходных мостиков и т.д.
Принцип увязки людского и грузового потоков предполагает обусловленное взаимное размещение внутри производственного здания следующих функциональных зон: зоны основного
производства; зоны обслуживания производства (склады сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, ремонтные мастерские инструментально-раздаточные кладовые, эмульсионные станции,
зарядные станции электрокар и т. д.); зоны обслуживания работающих (помещения санитарногигиенические, медицинские, общественного питания, культурного обслуживания); зоны инженерного оборудования (вентиляционные камеры, кондиционеры, трансформаторные, щитовые,
компрессорные станции и т.д.); зоны технологических и инженерно-технических коммуникаций
(конвейеры, воздухо-, водо- и паропроводы, электрокабели и т.д.).
Функциональные зоны в пределах производственного здания можно размещать в одной горизонтальной плоскости (горизонтальное зонирование) или в вертикальной плоскости (вертикальное
зонирование). Совмещение горизонтального и вертикального зонирования приводит к пространственному функциональному зонированию.
Мобильность, изменяемость современного производства и его потребность в свободном расширении в любом направлении, разница в основных строительных параметрах и санитарногигиеническом режиме в каждой зоне вызывают необходимость пространственного обособления
функциональных зон, что часто достигается размещением их в разных уровнях в пределах
производственного здания. Использование тех или иных уровней для различных функциональных зон дает большое разнообразие решений, которые подчинены некоторым общим принципам:
использование каждого уровня только для одной функции; пространственное расчленение уровней движения персонала и транспортирования грузов; вертикальное распределение зон обслуживания работающих и обслуживания производства в зависимости от уровней, по которым производят пассажирские и грузовые перевозки вне здания; максимальное приближение зоны инженерного оборудования к зоне инженерно-технических коммуникаций; организация последней по всей
площади основного производства для снабжения его в любой точке всем необходимым набором
68
инженерных сетей; наиболее экономное использование не только площади, но и объема цеха
(пространства над цеховыми проездами, в мертвой зоне работы мостовых кранов и т.д.).
Частным случаем вертикального зонирования является использование подземного пространства для размещения производств. Предпосылками этого, помимо экономии земли, являются: широкое внедрение автоматизации производственных процессов, сопровождающееся отделением рабочего места от машины и позволяющее пространственно разделить постоянные рабочие
места (пульты управления) и залы автоматизированных станков; развитие средств создания в производственных помещениях комфортных условий труда искусственным путем, создавая искусственный климат.
Можно широко использовать подземные пространства для строительства инженерных сооружений, складов, гаражей, а также автоматизированных и герметизированных производств,
размещаемых в комплексе с наземными и надземными промышленно-селитебными образованиями.
При размещении цехов со специфическим внутренним режимом осуществляют зонирование в
пределах зоны основного производства, группируя помещения с одинаковыми вредностями и изолируя их от менее вредных, а также размещая их определенным образом по отношению к наружным стенам здания, путям движения работающих, лицевому и тыльным фронтам и др. При этом
рекомендуется: располагать помещения с наибольшими производственными вредностями с подветренной стороны и вне движения основной массы работающих из бытовых помещений к цехам;
устранять вредное влияние одних цехов на другие путем разделения их непроницаемыми для
вредностей стенами с устройством в необходимых случаях тамбуров; путем их естественного
проветривания при соответствующем расположении в пределах здания.
Помещения со значительными тепловыделениями (свыше 23,3 Вт/м3) и вредными выделениями, а также взрыво- и пожароопасные располагают в одноэтажных зданиях у наружных стен
(с наибольшей их протяженностью по фронту здания), а в многоэтажных зданиях – в верхних
этажах. Шумные цехи располагают по отношению к нешумным более коротким торцовым фронтом. Мокрые цехи располагают не у наружных стен, а в средней части здания (для исключения
выпадения на стенах конденсата), при этом в многоэтажных зданиях они должны находиться в
нижних этажах, а при размещении в ряде этажей – один над другим. Помещения с особыми требованиями к температурно-влажностному режиму (с кондиционированием воздуха) располагают в средней части здания для уменьшения воздействия наружной среды.
Автоматизация производства, расширяющая область дистанционного управления оборудованием, обусловливает применение во все больших масштабах выноса технологического оборудования за пределы здания и строительство облегченных, в ряде случаев неотапливаемых
производственных зданий. Наиболее широко этот принцип проектирования применяют в химической, нефтеперерабатывающей, цементной, энергетической отраслях промышленности, черной
и цветной металлургии и т.д. Применение открытого технологического оборудования позволяет
сократить сроки строительства и объем строительных работ, которые в основном сводятся к возведению фундаментов под оборудование; упростить систему инженерного оборудования; получить новые архитектурно-композиционные возможности благодаря сочетанию производственных
зданий и открытого оборудования. В то же время вынос технологического оборудования за пределы здания предъявляет повышенные требования к помещениям управления этим оборудованием и
к помещениям обслуживания работающих на таком же оборудовании.
С целью всемерной экономии топливных и энергетических ресурсов при проектировании
здания разрабатываются мероприятия по сокращению площади наружных ограждений, приходящейся на единицу производственной площади, за счет:
- блокирования, более компактного решения здания как в плане, так и в разрезе,
- увеличения этажности;
- размещения помещений с избыточными тепловыделениями (с сухим или нормальным режимом) у наружных стен отапливаемых зданий;
- применения более частой градации высот производственных зданий и сокращения за счет этого их отапливаемого объема;
- улучшения теплоизоляционных качеств наружных ограждающих конструкций;
69
- сокращения площади световых проемов (окон, фонарей) при условии соблюдения норм естественного освещения, замена светоаэрационных фонарей-надстроек зенитными фонарями, переход к совмещенному освещению (автоматическое регулирование искусственного и естественного), применение рациональных солнцезащитных средств. Для устройства совмещенного освещения можно применять осветительные установки в виде светящего потолка, панелей большого размера, а также щелевых световодов. Эффективность его применения систем автоматического
управления определяется значительным уменьшением времени использования установок искусственного освещения за счет рационального использования естественного света. Искусственное освещение в этом случае целесообразно выполнять в виде двух различных систем: первая – в зоне
помещения с недостаточным естественным светом в виде постоянно действующего дополнительного освещения, которое автоматически регулируется (по уровню, яркости, цветности) в зависимости от характера изменения наружного освещения в данной местности; вторая – в зоне, прилегающей к светопроемам (окнам и фонарям), которая включается только с наступлением сумерек.
Осн. лит.: 4 [с. 109–132].
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
Контрольные вопросы:
Какие вопросы решаются при проектировании производственных зданий ?
Какие параметры микроклимата известны ?
Что относится к внешним факторам воздействия на производственное здание ?
Какие мероприятия проводятся для устранения воздействия факторов внутренней и внешней
среды на производственное здание ?
Какие требования предъявляются к объемно-планировочному решению зданий ?
Принципы проектирования производственных зданий
Выбор этажности производственных зданий.
Факторы, влияющие на выбор основных строительных параметров.
Терминология, определяющая строительные параметры производственных зданий.
В каких случаях производят вынос технологического оборудования за пределы здания ?
Какие мероприятия проводят для экономии топливных и энергетических ресурсов при проектировании здания ?
Лекция 11. Основные элементы конструкции производственных зданий
11.1 Каркас производственных зданий состоит из фундаментов, фундаментных балок, колонн,
несущих элементов покрытия, подкрановых балок и связей (рисунок 11.1).
Рисунок 11.1 – Основные элементы одноэтажного промышленного здания
1 – столбчатые фундаменты; 2 – фундаментальные балки; 3 – колонны; 4 – подкрановые балки;
5 – фермы; 6 – плиты покрытия; 7 – фонарь; 8 – окна; 9 – стена; 10 – связи
70
Каркасы выполняют в основном из сборных железобетонных элементов. Монолитный железобетон применяют при наличии соответствующего технологического обоснования. В зданиях с большими
пролетами и высотой при грузоподъемности мостовых кранов 50 т и более, а также в особых условиях
строительства и эксплуатации допускаются стальные каркасы. В ряде случаев применяются смешанные. При выборе материалов необходимо учитывать размеры пролетов и шага колонн, высоту здания,
величину и характер действующих на каркас нагрузок, наличие агрессивных факторов, требования
огнестойкости, долговечности и технико-экономические обоснования.
Каркас производственного здания подвергается комплексу силовых и несиловых воздействий. Силовые воздействия возникают от постоянных и переменных нагрузок (собственная масса конструкций,
снег, ветер, люди, эксплуатационное оборудование, грузоподъемные устройства и т.д.). В связи с этим
элементы конструкций должны отвечать требованиям прочности и устойчивости. Несиловые воздействия образуются от влияния внешней и внутренней среды в виде положительных и отрицательных
температур, пара, содержащихся в воздухе химических веществ, действия минеральных масел и т.д.
Все эти компоненты разрушают структуру строительных материалов, а следовательно, и конструкций.
Поэтому элементы каркаса должны обладать термостойкостью, влагостойкостью и биостойкостью.
Типовым решением при конструировании сборного железобетонного каркаса производственного
здания является применение поперечных рам из сборных железобетонных колонн и несущих элементов покрытия (балок или ферм) и продольных элементов в виде фундаментных, подкрановых и обвязочных балок, плит покрытия и связей. Соединение несущих элементов покрытия с колоннами в этом
случае принято шарнирным. Это позволяет осуществить независимую типизацию балок, ферм и колонн, так как при шарнирном соединении нагрузка, приложенная к одному из элементов, не вызывает
изгибающего момента в другом. Достигается высокая степень универсальности элементов каркаса,
возможность их использования для различных решений и типов несущих элементов покрытия. Кроме
того, шарнирное соединение колонн, балок и ферм конструктивно значительно проще жесткого, тем
самым облегчается изготовление и монтаж конструкций.
Все элементы сборных железобетонных каркасов унифицированы и при проектировании их подбор производят по специальным каталогам.
В каркасах большой протяженности устраивают температурные швы, расчленяющие каркас на
отдельные участки, называемые температурными блоками. Каждый температурный блок должен
иметь длину не более 72 м, ширину не более 144 м и обладать самостоятельной пространственной жесткостью.
Основным видом фундаментов под сборные железобетонные колонны производственного здания являются железобетонные фундаменты стаканного типа (рисунок 11.2). По способу устройства они могут быть сборными, монолитными или сборно-монолитными. При недостаточно прочных грунтах
фундаменты могут быть свайными.
Размеры подошвы фундамента, его высота и число ступеней определяются расчетом. В зависимости от размеров и общей массы конструкция фундамента может состоять из одного, двух или нескольких блоков. Приняты следующие типоразмеры фундаментов: высота 1,5–4,2 м с градацией через 0,6 м;
размеры подошвы в плане 1,5×1,5 м и более с модулем 3М; размеры подколонника в плане от 0,9×0,9
до 1,2×1,2 м с модулем 3М; глубина стакана 0,8; 0,9; 0,95 и 1,25 м; высота ступеней 0,3 и 0,45 м.
Рисунок 11.2 – Фундаменты промышленных зданий
а – монолитный; б – сборный составной; в – свайный
71
Фундаменты устанавливают на песчаную или щебеночную подготовку толщиной не менее 100
мм, при влажных грунтах подготовку выполняют из бетона. Верхнюю плоскость фундамента располагают, как правило, на 150 мм ниже уровня чистого пола, т.е. на отметке минус 0,15 м, что позволяет
выполнять все работы нулевого цикла до начала монтажа колонн. К нулевому циклу относятся все работы, выполняемые ниже отметки чистого пола, за исключением работ по устройству самих чистых
полов, а также столярных, санитарно-гигиенических и отделочных работ в подвалах.
В некоторых случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании применяют монолитные ступенчатые фундаменты стаканного типа, изготовляемые на месте строительства. Свайные фундаменты устраивают в случае залегания у поверхности земли слабых грунтов для передачи
нагрузки на более глубокие пласты грунта с большей несущей способностью или при наличии смежных, глубоко заложенных фундаментов под оборудование. Применение свайных фундаментов уменьшает объем земляных работ до 60-70 %, сокращает сроки строительства и уменьшает стоимость подземной части зданий до 50 %.
Фундаменты под промышленное оборудование должны обеспечивать нормальную его эксплуатацию, удобное размещение и надежное крепление, а также отсутствие сильных вибраций, мешающих
работе оборудования. Такие фундаменты выполняют бетонными или железобетонными. По конструкции эти фундаменты делят на массивные и рамные.
Массивные фундаменты выполняют в виде сплошных блоков или плит в пределах всего пролета (
цеха здания) или под машины. Фундаменты рамной конструкции представляют собой пространственную жесткую раму, заделанную стойками в мощную опорную плиту. Рамные фундаменты делают железобетонными или смешанными, например, со стальными стойками и железобетонными ригелями.
Фундаментные балки применяют для передачи нагрузки самонесущих стен здания на фундаменты (рисунок 11.3). Сборные железобетонные фундаментные балки унифицированы. При шаге колонн 6 м в зависимости от размеров подколонников и способов опирания фундаментные балки имеют
длину 4,3–5,95 м и тавровую или трапецевидную форму поперечного сечения. Высоту балок под самонесущие стены из кирпича, мелких блоков и панелей принимают 450 мм, а под навесные панели –
300 мм. При шаге колонн 12 м принимают, в основном, балки трапецевидного сечения высотой 400 и
600 мм и длиной 11,95–10,2 м.
Фундаментные балки укладывают на уступы фундаментов или на бетонные столбики, устанавливаемые на уступах. У торцов зданий и у температурных швов, где шаг колонн уменьшен на 500 мм,
применяют укороченные балки. Под наружные стены балки укладывают с внешней стороны колонн с
таким расчетом, чтобы верхняя грань балки была расположена на 30 мм ниже уровня пола. Зазоры
между торцами балок заполняют бетоном в уровень с их верхом. По выровненной поверхности устраивают гидроизоляцию из двух слоев рулонного материала на мастике.
Сборные железобетонные колонны для одноэтажных производственных зданий унифицированы (рисунок 11.4). По расположению в плане их подразделяют на колонны крайних и средних рядов. Те и другие могут быть бесконсольными и консольными. Бесконсольные применяют в пролетах
без мостовых кранов или с подвесными кран-балками, а колонны с консолями – в пролетах, оборудованных мостовыми кранами. В зависимости от вида поперечного сечения колонны бывают прямоугольные, двутаврового профиля и двухветвевые.
В бескрановых пролетах и в пролетах с подвесным подъемно-транспортным оборудованием
грузоподъемностью до 5 т унифицированные сборные железобетонные колонны при шаге 6 и 12 м
выполняют:
- при высоте помещений 3,6–9,6 м и пролетах 12; 18; 24 м – постоянного сечения;
- при высоте помещений 10,8 и 12,6 м и пролетах 18; 24; 30 м, а также
- при высоте помещений 14,4; 16,2 к 18 м и пролетах 24; 30; 36 м – переменного по высоте сечения, в нижней части – сквозными.
Унифицированные размеры сечений колонн применяют следующие: для прямоугольных –
400×400, 400×600, 400×800, 500×500, 500×600 и 500×800 мм; для двутавровых – 400×600 и 400×800
мм; для двухветвевых – 400×1000; 500×1000, 500×1300, 500×1400, 500×1500, 600×1400,
600×1900, 600×2400 мм.
Колонны с консолями состоят из подкрановой и надкрановой (верхней) части. Надкрановую
часть, поддерживающую элементы покрытия, называют надколонником. В двухветвевых колоннах
надколонник делают из одной ветви, вследствие чего для опирания подкрановых балок создаются
уступы. Просветы между ветвями двухветвевых колонн используются для пропуска технологических
и сантехнических коммуникаций.
72
Рисунок 11.3 – Фундаментные балки
Рисунок 11.4 – Железобетонные колонны
а, б – для крайних и средних рядов бескрановых зданий; в, г – для крайних и средних
рядов зданий, оборудованных кранами, прямоугольные; д, е – то же,
двухветвевые: 1 - закладные детали; 2 – стальной оголовок; 3 – анкерные болты
Длину колонн принимают с учетом высоты помещения и глубины заделки их в фундамент, которая принимается: для колонн прямоугольного сечения без мостовых кранов – 750 мм; для ко-
73
лонн прямоугольного и двутаврового сечения с мостовыми кранами – 850 мм; для двухветвевых
колонн – 900– 1200 мм.
Для крепления к колоннам стропильных конструкций (ферм или балок) на оголовках колонн
расположены опорные стальные листы и анкеры. Кроме того, для крепления подкрановых балок
предназначены закладные детали, находящиеся на консолях колонн. Колонны продольных наружных рядов имеют по высоте через каждые 1200 мм стальные закладные детали для крепления к
ним стеновых панелей. Для выверки по разбивочным осям на всех гранях колонн, а также на
двух гранях каждой консоли наносят вертикальные риски в виде треугольных канавок глубиной по
50 мм. Риски делают на уровне верха фундаментного стакана, на верхнем конце колонны и на боковых гранях подкрановых и других консолей.
На подкрановые балки опираются рельсы, по которым передвигаются мостовые краны.
Кроме того, эти балки служат продольными элементами каркаса здания и обеспечивают его
пространственную жесткость. Подкрановые балки могут быть сборными железобетонными или
стальными. Для кранов грузоподъемностью до 30 т с легким и средним режимом работы применяют
подкрановые балки из сборного, предварительно напряженного железобетона. При грузоподъемности кранов свыше 30 т, шаге колонн 12 м и более, а также для кранов с тяжелым режимом работы применяются стальные подкрановые балки.
Система связей. Жесткость сборного железобетонного каркаса в поперечном направлении
обеспечивается жесткостью поперечных рам, образуемых колоннами и основными несущими
элементами покрытий. Для обеспечения пространственной жесткости каркаса между этими рамами необходима система вертикальных и горизонтальных связей. Вертикальными называются связи,
устанавливаемые в вертикальных плоскостях между колоннами или фермами. Горизонтальными
принято называть связи, располагаемые в плоскостях верхнего или нижнего поясов ферм.
Роль горизонтальных связей по верхним поясам железобетонных ферм или балок выполняют
также крупноразмерные плиты покрытия, скрепляемые с верхними поясами ферм или балок сваркой стальных закладных деталей. Приваренные к верхним поясам плиты покрытия обеспечивают устойчивость верхних сжатых поясов из плоскости стропильных конструкций, а также воспринимают ветровые нагрузки, действующие на торцовые стены зданий.
Однако при наличии в здании фонарей устойчивость верхних поясов ферм в зоне под фонарями может оказаться недостаточной. Поэтому в начале и в конце каждого фонаря, в плоскости верхних поясов двух смежных ферм устанавливают горизонтальные стальные связи. Между верхними
узлами всех остальных ферм ставят железобетонные или стальные распорки. Для восприятия
инерционных сил при торможении кранов между колоннами в продольных рядах устанавливают
вертикальные связи (крестовые или портальные). Эти связи располагают в середине каждого
температурного блока. С этой же целью в зданиях с кранами тяжелого режима работы в начале и в
конце каждого температурного блока фермы развязывают двумя крестовыми вертикальными
связями. Между нижними поясами других ферм ставят стальные распорки. И крестовые связи, и
распорки размещаются посередине пролета. Вертикальные крестовые связи устанавливают
также в крайних пролетах фонарей.
Деформационные швы. Протяженность производственных зданий почти всегда больше, чем
гражданских, и устройство деформационных швов в них приобретает особое значение. В основном,
эти швы бывают температурными. Осадочные швы в зданиях встречаются реже. В каркасных зданиях деформационные швы расчленяют на отдельные участки (блоки) каркас здания и все опирающиеся на него конструкции. Различают швы поперечные и продольные.
Поперечные температурные швы решают на спаренных колоннах, как правило, без вставки, т.е. без удвоения поперечных разбивочных осей. На колонны опираются спаренные фермы или
балки. Если шов является одновременно осадочным, то он устраивается и в фундаментах спаренных колонн. Ось поперечного деформационного шва совмещают с поперечной разбивочной
осью ряда с уменьшением на 500 мм шага примыкающих к шву колонн. Если не уменьшить шага
примыкающих к шву колонн, то в сетке осей образуется вставка, которую приходится перекрывать
доборными элементами.
Продольные температурные швы в зданиях с железобетонным каркасом решают на двух
продольных рядах колонн со вставкой размером 500, 1000 и 1500 мм, а в зданиях со стальным
каркасом – на одном ряде колонн.
В настоящее время деформационные швы выполняются в виде упругой арочки из полужестких
минераловатных плит, обжатых цилиндрическими фартуками из оцинкованной кровельной стали. В месте устройства шва ковер усиливается подстилаемыми под ним слоями стеклоткани.
74
11.2 Стены производственных зданий подвергаются комплексу сложных внешних и внутренних
воздействий. Стены производственных зданий могут быть несущими, самонесущими и ненесущими. По
материалу стены могут быть из различных видов каменной кладки, крупнопанельные и облегченные из
различных материалов, применяемые для неотапливаемых зданий.
В зданиях бескаркасных и с неполным каркасом наружные стены являются несущими и выполняются из кирпича, мелких и крупных блоков. В зданиях с полным каркасом стены могут быть выполняться из тех же материалов самонесущими по фундаментальным балкам по фундаментным балкам
или чаще панельными – самонесущими или навесными. Выбор материала стен в каждом конкретном
случае производят на основе технико-экономических обоснований с учетом местных условий.
Стены из кирпича и мелких блоков устраивают для зданий, имеющих небольшие размеры и
много дверных и технологических проемов, а также связанных с производством, где имеется повышенная влажность и агрессивная среда. Кирпичная кладка таких стен, как правило, выполняется толщиной 250, 380, 510 мм.
В зданиях бескаркасных или с неполным каркасом кирпичные стены при их значительной длине и
высоте устраивают пилястрами, располагаемыми в местах опирания балок и ферм, а также в торцовых
стенах для обеспечения устойчивости от ветровых нагрузок. В каркасных зданиях кирпичные стены
крепят к колоннам анкерами, устанавливаемыми по высоте через 700–1000 мм. При наличии в стенах
ленточного остекления или при заполнении оконных проемов стеклоблоками или стеклопрофлитом
перекрытие проемов осуществляется обвязочными балками, которые являются элементами каркаса и
крепятся к колоннам каркаса.
Карнизы кирпичных стен обычно выполняют также кирпичными. Парапетные стены сверху покрывают железобетонными парапетными плитами.
Кирпичная кладка трудоемка, поэтому в промышленности находит ограниченное применение.
Стены из крупных блоков, которые изготовляют из легких бетонов с плотностью 900 … 1600
кг/м3, имеют значительно лучшие технико-экономические показатели. Толщина таких блоков принята
300, 400 и 500 мм. Крупные блоки делятся на рядовые, угловые, перемычечные и карнизные.
Кладка стен из блоков ведется с перевязкой швов на растворе марки не ниже 25. Толщина горизонтальных швов принимается 15 мм, а вертикальных – 10 мм. Горизонтальные пазы в верхней части
блоков заполняют раствором, а боковые пазы, образующие вертикальные колодцы, – легким бетоном.
В углах здания через каждые 1,2 м по высоте и горизонтальные швы закладывают стальные связи.
Проемы для ворот окаймляются сборными железобетонными рамами. Стойки этих рам опираются на самостоятельные фундаменты и крепятся к ним с помощью анкерных болтов. Рама ворот скрепляется с кладкой стальными выпусками, которые закладывают в горизонтальные швы между блоками.
Стены из панелей. Стены из железобетонных и легкобетонных панелей наиболее индустриальны
и поэтому являются основным видом стен производственных зданий.
Стеновые панели предназначены для стен производственных зданий с различным температурновлажностным режимом. По теплоизолирующим свойствам панели подразделяются на железобетонные для неотапливаемых зданий и легкобетонные для отапливаемых зданий. По положению в стене
панели подразделяются на рядовые, угловые удлиненные; перемычечные, усиленные для восприятия
ветровой нагрузки от оконных заполнений; подкарнизные и парапетные с дополнительными закладными элементами для крепления к покрытию; простеночные, устанавливаемые между раздельными
оконными проемами. В соответствии с шагом крайних колонн номинальная длина всех панелей, за
исключением угловых и простеночных, принимается 6 и 12 м. Стеновые панели унифицированы, приведены в каталогах сборных железобетонных изделий заводского изготовления и обязательны для изготовления и монтажа в современном промышленном строительстве.
При устройстве панельных стен первую по высоте панель совмещают, как правило, с отметкой
пола здания. Крепление панелей к колоннам осуществляется при помощи стальных уголков, допускающих необходимую податливость стен. Крепление карнизных и парапетных панелей к плитам покрытия осуществляют при помощи сварки закладных деталей. Все промежуточные панели ярусов связаны с колоннами или с конструкциями покрытий креплениями, допускающими небольшие перемещения стены относительно каркаса. Горизонтальные швы между панелями принимают толщиной 15
мм, а вертикальные – 20 мм. Швы панельных стен, в особенности в помещениях с повышенной влажностью воздуха, закрепляют упругими синтетическими прокладками. Снаружи швы расшивают герметической мастикой. Синтетические материалы и герметизирующие мастики, компенсируют возможные толщины межъярусных швов. При отсутствии синтетических материалов швы заполняются цементно-песчаным раствором. Однако в связи с работой кранов и температурными деформациями панелей цементный раствор со временем выкрошивается. В случае применения панелей в зданиях с аг75
рессивной средой и при относительной влажности внутреннего воздуха более 60 % предусматриваются меры антикоррозионной защиты панелей и креплений. Взамен цементного раствора для внутреннего фактурного слоя панели применяется бетон класса В15 на мелком гравии. На внутренние поверхности наносятся лакокрасочные покрытие. Стальные крепежные элементы и поверхности закладных деталей оцинковываются. В 12-ти метровых железобетонных панелях толщина полки увеличивается с 30
до 40 мм.
11.3 Покрытия промышленных зданий состоят из основных несущих элементов и ограждения. Основные несущие элементы покрытий (балки и фермы) рассмотрены выше. Состав ограждающей части покрытия зависит от температурно-влажностного режима внутри здания.
В неотапливаемых зданиях, а также в зданиях с избыточными производственными тепловыделениями при условии нормальной влажности внутреннего воздуха ограждающие конструкции покрытий выполняются неутепленными. В отапливаемых зданиях, а также в зданиях с избыточными
производственными тепловыделениями при условии повышенной влажности во избежание образования конденсата на нижней поверхности ограждений ограждающие конструкции покрытий выполняются утепленными.
В состав утепленных покрытий входят:
- несущий настил, поддерживающий вышерасположенные ограждающие элементы;
- пароизоляция для защиты утеплителя от доступа к нему из помещения водяных паров;
- теплозащитный слой (утеплитель), устраиваемый для защиты помещений от теплопотерь
зимой и перегрева летом;
- выравнивающий слой (стяжка) из цементного раствора или асфальта, предназначенный для
выравнивания нижерасположенного слоя;
- кровля (водонепроницаемый слой из рулонных или листовых материалов), служащая для защиты помещений от атмосферных осадков;
- защитный слой, устраиваемый из крупнозернистого песка или мелкозернистого гравия на битумной мастике для защиты кровли от прямых солнечных лучей. Защитный слой исключает
также механические повреждения при хождении по кровле и сбрасывании снега.
В утепленных покрытиях в качестве утеплителя применяют легкие бетоны, минераловатные
плиты, керамзит и другие эффективные теплоизоляционные материалы. Пароизоляция особенно
необходима в покрытиях над помещениями с повышенной влажностью воздуха, так как проникание в утеплитель водяных паров не только понижает его теплозащитные свойства, но и ведет к
повреждению кровли. Выполняется пароизоляция путем наклейки слоя рубероида, пергамина или
промазки поверхности плит покрытия битумом. Толщина выравнивающего слоя принимается 15–30
мм (в зависимости от жесткости утеплителя). При мягком утеплителе стяжку выполняют из цементного раствора с армированием стальной сеткой.
В зависимости от эксплуатационного режима ограждающая часть покрытий может быть
вентилируемой для отвода водяных паров из-под кровельного ковра и невентилируемой. Вентилируемые покрытия устраивают также в южных районах для защиты помещений от перегрева.
11.4. Полы в производственных зданиях выбирают с учетом характера производственных воздействий на них, а также требований, выполнение которых обеспечит эксплуатационную надежность и
долговечность пола. Для сохранения эксплуатационных качеств к полам предъявляются следующие
требования: достаточная механическая прочность, жаростойкость, химическая стойкость, водостойкость, водонепроницаемость, диэлектричность, неискримость при ударах. Полы производственных
зданий должны обладать ровной и гладкой поверхностью, не скользить, не пылить, быть малоистираемыми, иметь хорошую эластичность, устраняющую повреждение предметов при падении на пол,
быть бесшумными. Полы должны быть индустриальными в устройстве, обеспечивать проведение быстрого и малотрудоемкого ремонта, легко очищаться и долго сохранять красивый внешний вид. При
всех этих условиях должны соблюдаться требования промышленной санитарии и гигиены.
В зонах движения напольного транспорта полы должны соответствовать типу транспортного оборудования. Механические воздействия от транспорта на полы производственных помещений бывают: слабые (ручные тележки на резиновом ходу), умеренные (колесный транспорт) и
значительные (краны на гусеничном ходу, удары падающих предметов),
В одноэтажных зданиях и в нижних этажах многоэтажных зданий полы устраивают на
грунте. При этом снимают верхний растительный слой и грунт основания уплотняют катками с
добавлением при необходимости щебня или гравия. Торфянистые, илистые грунты, содержащие
органические примеси, в качестве оснований под полы не пригодны. Их удаляют и заменяют при76
родными или искусственно подобранными грунтами, обладающими после укатки надлежащей
плотностью.
Конструкция пола состоит из покрытия (одежды) – верхнего слоя, непосредственно подвергающегося всем эксплуатационным воздействиям, и подстилающего слоя (подготовки). Подготовка воспринимает через покрытие вертикальные нагрузки на полы и передает их на основание. В
ряде случаев покрытие и подстилающий слой совмещаются в одном конструктивном элементе
(например, бетонные и земляные полы). Кроме того, в конструкцию пола могут входить прослойки различного назначения (соединительные, гидроизоляционные, выравнивающие и др.).
Подстилающие слои бывают жесткие (бетонные, железобетонные, асфальтобетонные) и нежесткие (песчаные, гравийные, щебеночные и др.). Толщина подстилающего слоя зависит от характера
и величины нагрузок, типа покрытия и самого подстилающего слоя. Она назначается по расчету, но
должна быть не менее: для песчаного слоя – 60 мм, для щебеночного и гравийного – 80 мм, для
бетонного – 100 мм.
В производственных помещениях иногда целесообразно легкое оборудование опирать не на отдельные фундаменты, а на бетонную подготовку. Это облегчает перестановку станков при изменении
технологического процесса. В этом случае подготовку делают толщиной 200–250 мм, иногда армируя.
В зависимости от конструкции и способа устройства покрытия полы разделяются на сплошные
(монолитные) и полы из штучных материалов.
К сплошным полам относятся грунтовые, гравийные и щебеночные, бетонные, цементные, асфальтобетонные, мозаичные, ксилолитовые и др.
Грунтовые полы применяют в складах и горячих цехах (кузницах, литейных цехах), где они могут
подвергаться ударам от падения тяжелых предметов или соприкасаться с раскаленными деталями. К
грунтовым полам относятся земляные, глинобитные и глинобетонные. Земляной пол выполняют путем
уплотнения местного грунта. Глинобитный пол выполняют из массы, состоящей из 15–30 % глины и
85–70 % песка. Пол устраивают обычно из двух слоев по 80–100 мм. Покрытие этого пола совмещает в
себе и функции подстилающего слоя. Глинобетонный пол более прочен и отличается от глинобитного
тем, что в его массу добавляют 2–3 % маслянистых веществ и до 25 % щебня, гравия или шлака.
Гравийные и щебеночные полы устраивают в местах проезда транспорта. Выполняют их из смеси
гравия или щебня крупностью 25–75 мм и песка, укладываемой слоями толщиной 100–200 мм. Слои
выравнивают и уплотняют. Поверхность обрабатывают каменной мелочью размером 5–15 мм. Щебеночное покрытие можно пропитывать горячим битумом.
Бетонные и цементные полы прочны, стойки против бензина и минеральных масел, но не стойки против действия кислот и высокой температуры. Подготовкой под эти полы служит бетон толщиной 80–200 мм. Покрытие бетонного пола делают из бетона класса не ниже В15, толщиной 25–30
мм. Крупность гравия или щебня бетона для покрытия не должна превышать 15 мм. После начала
схватывания бетона поверхность пола затирают деревянными терками. Иногда для водонепроницаемости и повышения прочности на истирание поверхность пола флюатируют (т.е. обрабатывают
водными растворами кремнефтористоводородной кислоты, кремнефтористого магния или алюминия). С целью повышения прочности пола в состав бетона покрытия вместо гравия или щебня применяют стальную или чугунную стружку. Такие полы называют сталебетонными или металлоцементными. Покрытие цементного пола выполняют из цементного раствора марок 300–400. Поверхность пола затирают железными терками (железняк). Толщина покрытия цементного пола 20–25
мм.
В помещениях, где полы должны обладать кислотостойкостью, их устраивают из кислотоупорного бетона. Вяжущим, в таких бетонах служит жидкое стекло, заполнителем – щебень, песок и пылевидные добавки из кислотостойких каменных материалов. Для придания полу нужного цвета в состав бетона могут быть введены пигменты.
Мозаичные полы состоят из цементно-песчаного раствора и мелкого заполнителя из полирующихся пород (мрамора, гранита, базальта).
Асфальтовые и асфальтобетонные полы благодаря своим положительным свойствам и сравнительно невысокой стоимости имеют наиболее широкое применение в промышленном строительстве. Асфальтовые полы обладают достаточной прочностью, водостойкостью, водонепроницаемостью,
эластичностью, не скользки, имеют относительно небольшой коэффициент теплоусвоения, легко ремонтируются. К недостаткам асфальтовых полов относят способность размягчаться при повышении
температуры, вследствие чего их не устраивают в горячих цехах. Кроме того, под действием длительных сосредоточенных нагрузок в них образуются вмятины. Покрытие асфальтового пола устраивают
из смеси асфальтовой мастики, битума и мелкого заполнителя (песка). Асфальтовый пол может состо77
ять из одного слоя толщиной 25 мм или двух слоев общей толщиной 40 мм. Подготовка асфальтового
пола выполняется из бетона или утрамбованного щебня.
Асфальтобетонные полы устраивают из асфальтовой смеси, содержащей кроме мелкого, крупный
заполнитель в виде гравия или щебня размером 10–12 мм. Покрытие асфальтобетонного пола может
состоять из одного или двух слоев общей толщиной 25–50 мм по жесткому подстилающему слою (бетонному, булыжному или щебеночному). Поверхность подстилающего слоя, как правило, поливают
жидким битумом, а покрытие уплотняют виброкатками, химическая устойчивость против действия
кислот и щелочей асфальтобетонного пола достигается соответствующим подбором минералогического состава заполнителя, т.е. песка и гравия. При воздействии кислот заполнитель – базальтовый или
диабазовый, а при воздействии щелочей – из кварцита или известняка.
Ксилолитовые полы устраивают в сухих помещениях с длительным пребыванием людей. Ксилолитовые полы плохо противостоят действию ударов, кислот, масел, воды и повышенной температуры.
К полам из штучных материалов относятся каменные, керамические, металлические, торцовые,
плиточные. Каменные полы применяют в складах, где возможны значительные ударные нагрузки, или
в зонах действия транспорта на гусеничном ходу. Полы эти хорошо сопротивляются ударам и истиранию, но они холодные и жесткие. Покрытие каменных полов устраивают из булыжника или брусчатки
(обработанного камня правильной формы), которые получают из твердых естественных пород или
расплавленного металлургического шлака. Крупную брусчатку и булыжник укладывают на подстилающий слой из песка. Мелкую брусчатку - на прослойку из песка толщиной 30–40 мм по бетонной
или щебеночной подготовке. Крупную брусчатку изготовляют высотой 140–160 мм, мелкую – высотой
90–100 мм. Укладку камней ведут рядами, перпендикулярными направлению движения, а при движении в двух направлениях – диагональными рядами. Швы между камнями заполняют песком или битумной мастикой.
Керамические полы (клинкерные, кирпичные и плиточные) имеют широкое применение в промышленном строительстве.
Клинкерные полы устраивают из сильно обожженного кирпича. Кирпичи укладывают на ребро
или плашмя прямыми или диагональными рядами, а также «елочкой». В первом случае подстилающий
слой выполняется из песка, во втором – из бетона толщиной 15–20 мм или из битумной (дегтевой)
мастики толщиной 5–10 мм. Клинкерные полы хорошо сопротивляются действию высокой температуры, могут быть стойкими против кислот, щелочей и минеральных масел. Они менее прочны, чем брусчатые, но зато дешевле.
Полы из керамических плиток водонепроницаемы, химически стойки и легко поддаются очистке,
но они хрупки и обладают большим теплоусвоением. Их применяют в помещениях, требующих большой чистоты, при отсутствии ударных нагрузок.
Керамические плитки изготовляют разных размеров и цвета. Чаще применяют плитки размером
100×100 мм, толщиной 10–13 мм. Плитки укладывают по жесткому бетонному основанию на прослойку из цементного раствора толщиной 10–15 мм, а в помещениях с агрессивной средой – на прослойку
из битумных или дегтевых мастик с химически стойкими заполнителями. В мокрых помещениях рекомендуется применять полы из плиток с рифленой верхней поверхностью, так как полы из гладких
плиток при увлажнении становятся скользкими.
Металлические полы устраивают на отдельных участках литейных, прокатных, термических и
других цехов, где возможны падения на пол тяжелых предметов, воздействия высоких температур и
требуется твердая, гладкая и непылящая поверхность пола. Покрытие металлических полов устраивается из чугунных или стальных плит размером 250×250 или 300×300 мм. С нижней стороны плиты
имеют выступающие ребра, а верхняя их сторона для уменьшения скольжения делается рифленой. Чугунные плиты укладывают по бетонному или грунтовому основанию на песчаной прослойке толщиной
80 мм. Стальные плиты изготовляют штамповкой из листовой стали с продавленными отверстиями и
отогнутыми книзу языками для лучшего сцепления с основанием. Укладывают их по жесткому основанию на прослойку из цементного раствора. Полы из стальных плит хорошо выдерживают ударные
воздействия.
Торцовые полы представляют собой покрытие из деревянных прямоугольных или шестиугольных
шашек, изготовленных из дуба, бука, пихты или березы. Шашки антисептированы; высота их 60, 80
или 100 мм. Укладываются они по щебеночной или бетонной подготовке на прослойку из битумной
мастики или песка. Швы между шашками заливают жидкой смолой и посыпают песком. Торцовые полы обладают малым теплоусвоением, гвоздимостью, упругостью, легко поддаются ремонту. Ввиду
большого расхода древесины эти полы допускаются только в тех помещениях, где это вызывается тех-
78
нологической необходимостью, там, где возможны ударные нагрузки и требуется временное крепление к полам деталей и приспособлений (в ремонтно-механических и других цехах).
Плиточные полы устраивают из бетонных, цементно-песчаных, мозаичных, ксилолитовых и других плиток различных размеров. Их укладывают по прослойке цементно-песчаного раствора толщиной 10–15 мм или из мастики.
В промышленном строительстве применяются также полы из синтетических материалов. Эти
полы могут быть монолитными, плиточными или рулонными.
Во избежание появления трещин в полах с жестким подстилающим слоем устраивают деформационные швы. Их располагают по линиям деформационных швов здания и в местах сопряжения полов
разного типа. В помещениях, при эксплуатации которых возможна смена положительных и отрицательных температур, швы следует располагать в двух взаимно перпендикулярных направлениях через
каждые 6–8 м.
Примыкание полов к стенам, колоннам и фундаментам станков делают с зазорами для свободной осадки, заполняя их битумом с волокнистыми добавками.
Чтобы обеспечить сток жидкостей в мокрых помещениях или водосток при уборке помещений,
полам придают рельеф с уклонами по направлению к чугунным или бетонным водоприемникам, называемых трапами. Трапы соединяют с канализацией, а сверху закрывают решетками, расположенными
в уровень с полом. Уклоны полов зависят от материала покрытия. Минимальная величина уклона при
полах из керамических плиток 0,5 %, при асфальтовых, цементных и кирпичных 1–1,5 %. Вдоль стен в
мокрых помещениях во избежание затекания в швы жидкостей необходимо устраивать плинтусы или
галтели, которые обычно выполняют из тех же материалов, что и покрытие пола.
11.5 Перегородки в производственных зданиях подразделяются на разделительные и выгораживающие. Разделительные перегородки устраиваются на всю высоту помещения с целью разделения
больших площадей промышленных зданий на отдельные помещения. Их устраивают также в случаях,
когда производственный или температурно-влажностный режим на отдельных участках имеет разные параметры. Выгораживающие перегородки не доходят до потолка. Они предназначены для отделения цеховых складов, служебных помещений и других обслуживающих и подсобных помещений.
Перегородки должны обладать прочностью, устойчивостью и отвечать противопожарным требованиям.
По материалу перегородки подразделяются на кирпичные, железобетонные, деревянные,
металлические и стеклянные. Предпочтение отдается индустриальным конструкциям заводского
изготовления.
11.6 Окна. Вид остекления, форму и размеры окон производственных зданий принимают на основе светотехнического расчета, исходя из условий обеспечения необходимого светового режима для
работающих, обслуживающих технологический процесс. Остекленные ограждения могут быть в виде
отдельных окон, разделенных простенками, ленточными в одну или несколько лент по высоте стен и
сплошными. При проектировании оконных проемов необходимо иметь в виду, что излишняя площадь
остекления является причиной перегрева помещений в летний период и переохлаждения зимой.
Сплошное остекление, помимо создания хорошего естественного освещения, может быть целесообразно для зданий с избыточным тепловыделением и взрывоопасным производством.
Остекление может быть одинарным, частично двойным и двойным. Одинарное остекление применяется, как правило, в неотапливаемых зданиях, а также в помещениях с повышенными производственными тепловыделениями. При близком расположении рабочих мест у окон остекление может быть
комбинированным: до высоты 2,4 м от уровня пола – двойным, а выше – одинарным. Двойное остекление на всю высоту проема допускается лишь при больших перепадах температур (в помещениях с
сухим и нормальным режимом более 50°, в мокрых и влажных помещениях – более 30°).
Заполнение оконных проемов обычно состоит из коробок, переплетов с остеклением и подоконной доски.
11.7 Двери и ворота. В зависимости от назначения и конструкции деревянные двери подразделяются на внутренние и наружные. Внутренние двери бывают с притвором в четверть (глухие или остекленные) и с качающимися полотнами (остекленные). Наружные двери изготовляются с притвором
в четверть – глухие или остекленные.
В соответствии с направлением открывания двери с притвором в четверть могут быть правыми
или левыми. Наружные двери изготовляются с порогом или без него, внутренние – всегда без порога.
Двери поставляются собранными в блоки, состоящие из полотен, вложенных в коробки и навешенных на петли. Коробки без порога расшиваются понизу монтажной доской. Полотна внутренних
дверей высотой 2,3 м и шириной более 0,7 м навешиваются на три петли. Полотна наружных дверей
79
могут изготовляться с дополнительной обшивкой рейками или из декоративного бумажно-слоистого
пластика толщиной 2,3–3 мм, установленного на водостойком клее и привинченного по контуру шурупами.
В производственных зданиях могут применяться стальные двери. Стальные коробки выполняются из горячекатаных или холодногнутых профилей. Стальные полотна – из обработанной методом
холодной штамповки прокатной тонколистовой стали толщиной 2 мм.
Ворота предназначаются для пропуска транспортных средств (железнодорожных составов, автомашин, автокранов и др.) и больших масс людей. Их расположение и число определяется с учетом
специфики технологического процесса. Размеры ворот принимаются в соответствии с размерами перевозимого оборудования. Их размеры должны превышать габариты подвижного состава в груженом
состоянии по ширине на 0,5– 1 м, по высоте на 0,2–0,5 м. Размеры проемов ворот принимаются кратными модулю 0,6 м. Установлены следующие типовые размеры ворот: 2,4×2,5; 3×3; 3,6×3; 3,6×3,6;
3,6×4,2 и 4,8×5,4 м. В отдельных цехах, выпускающих большеразмерные виды продукции, ворота могут иметь размеры до нескольких десятков метров. Снаружи здания перед воротами предусматривают
пандусы с уклоном 1:10.
11.8 Фонари. Фонарями называются остекленные или частично остекленные надстройки на покрытии здания, предназначенные для верхнего освещения производственных площадей, удаленных от
оконных проемов, а также для необходимого воздухообмена в помещениях. По назначению фонари
бывают:
- световые с глухими остекленными переплетами, служащие только для освещения помещений;
аэрационные без остекления, предназначенные для воздухообмена в помещениях, где он необходим, а верхнее освещение не требуется;
- комбинированные (светоаэрационные) с открывающимися остекленными створками, служащие
одновременно для освещения и проветривания помещений.
Фонари могут располагаться вдоль или поперек здания. Наиболее часто их располагают вдоль
здания, и они не доходят до торцов наружных стен на 6 или 12 м.
По профилю сечения фонари бывают прямоугольные, трапециевидные, треугольные, Мобразные, шедовые и зенитные.
Необходимость устройства фонарей должна быть обоснована с учетом технологических и санитарно-технических требований, а также природно-климатических условий района строительства. Так,
например, для производств, где попадание прямых солнечных лучей недопустимо, необходимо применять шедовые фонари с остеклением, обращенным на север. В неотапливаемых зданиях с наружным
водоотводом не рекомендуется применять М-образные фонари. Наибольшее распространение имеют
прямоугольные фонари, позволяющие ограничить проникание прямых солнечных лучей в помещение
через остекление, располагаемое в вертикальной плоскости, и упростить конструкцию навески переплетов. Трапециевидные и треугольные фонари с наклонным остеклением дают большую освещенность помещения, но попадание прямых солнечных лучей в летнее время вызывает сильное нагревание стекол.
Конструкция фонарей является каркасной. Каркас фонаря состоит из ряда поперечных рам, опирающихся на верхние пояса ферм или балок покрытия, и системы продольных связей. Рамы фонарей
выполняют стальными и крепят к несущим элементам покрытия при помощи сварки. Ограждение фонаря состоит из покрытия, боковых и торцовых стенок. Покрытия фонарей решают аналогично основному покрытию здания. Боковые стенки световых и комбинированных фонарей состоят по высоте из
трех частей: нижнего глухого борта, средней остекленной полосы и карниза. Высота бортовой части
над примыкающей кровлей должна быть не менее 400 мм. Остекленная часть состоит из фонарных
переплетов, расположенных в один или два яруса. Размеры и схемы фонарей унифицированы. Для
зданий пролетами 12 и 18 м применяют фонари шириной 6 м; для зданий пролетами 24, 30, 36 м ширина фонарей 12 м. Стальные фонарные переплеты длиной 6000 мм имеют высоту 1250, 1500 и 1750
мм. Переплеты остекляют армированным или оконным стеклом толщиной 4–6 мм. Крепят его специальными кляммерами. Открывающиеся створки переплетов устраивают верхнеподвесными с неплотным притвором к верхней кромке борта, что исключает образование наледи и примерзание переплетов
в зимнее время вследствие обдувания неплотностей притвора теплым воздухом помещения. Отвод воды с фонарей проектируют наружный и внутренний. Наружный водоотвод устраивают при ширине
фонаря до 12 м при вертикальном остеклении и до 6 м – при наклонном. Если водоотвод наружный, то
в соответствующих местах надо защитить покрытие здания от повреждения стекающей с фонаря водой гравийной засыпкой по мастике или специальными бетонными плитами.
80
11.9 Лестницы производственных зданий служат для связи между этажами многоэтажных зданий, а также для сообщения с рабочими площадками внутри здания и для аварийных выходов. В соответствии с назначением лестницы бывают основные, служебные, пожарные и аварийные.
Основные лестницы, применяемые для постоянного сообщения между этажами в многоэтажных
промышленных зданиях, по своему конструктивному решению аналогичны лестницам гражданских
зданий. Лестничные марши и площадки изготовляют в виде цельных железобетонных элементов и реже из отдельных ступеней по косоурам и плоских площадочных плит. Уклон маршей чаще всего принимается 1:2с размерами ступеней 300×I50 мм. Марши имеют ширину 1350, 1500 и 1750 мм.
Рядом с лестничными клетками устраивают пассажирские и грузовые лифты. Если лестница
предназначена для эвакуации людей из здания, то расстояние от наиболее удаленного рабочего места
до ближайшего эвакуационного выхода должно составлять 30–100 м в зависимости от категории производства, степени огнестойкости зданий и их этажности. Двери, ведущие из производственных помещений наружу или на лестничную клетку, должны открываться в сторону выхода.
Служебные лестницы ведут на рабочие площадки и антресоли. Их устраивают для осмотра и обслуживания оборудования и наиболее ответственных строительных конструкций. Чаще всего их выполняют из прокатных профилей (швеллеров и уголков) и крепят к полу, строительным конструкциям
и оборудованию. Служебные лестницы для их интенсивного использования монтируются из маршей и
переходных площадок. Уклон маршей 45 и 60°. Ширина маршей и переходных площадок 600, 800 и
1000 мм. Косоуры маршей могут выполняться из гнутого швеллера. Нижний конец косоура имеет горизонтальный срез, к которому приварена опорная планка. Высота ступеней 200 мм при уклоне марша
45° и 300 мм в маршах с уклоном 60°.
Осн. лит.: 6 [с. 105–211].
Контрольные вопросы:
1. Из каких элементов состоит каркас производственных зданий ?
2. Какие разновидности фундаментов и их размеры известны ?
3. Что такое покрытия ?
4. Какую функцию выполняют фундаментные и подкрановые балки ?
5. Какие виды колонны и их унифицированные размеры известны ?
6. Какова роль горизонтальных и вертикальных связей ?
7. Что такое деформационные швы ?
8. Какие разновидности стен производственных зданий по конструкции и материалу известны ?
9. Какие виды конструкции полов выбирают в производственных зданиях ?
10. Какие виды перегородок устраивают в производственных зданиях ?
11. Как условия обеспечения необходимого светового режима влияют на конструкции окон ?
12. Какие конструкции дверей и ворот, фонарей и лестниц известны ?
Лекция 12. Транспорт металлургических объектов
Система транспортного обслуживания металлургических объектов включает в себя
транспортные коммуникации (магистрали и проезды, конвейерные линии и пр.), средства
транспорта, а также здания и сооружения, предназначенные для обслуживания транспортных средств.
К зданиям и сооружениям, предназначенным для обслуживания транспортных средств,
относят гаражи, локомотиво-вагонные депо, автозаправочные станции, механические и ремонтные мастерские, склады запасных частей, вспомогательные здания и помещения по
управлению транспортом и обслуживанию транспортных рабочих. В промышленном узле,
включающем несколько металлургических объектов (или предприятий) здания и сооружения
транспортного обслуживания целесообразно устраивать общими для всех предприятий .
По назначению промышленный транспорт делят на внешний и внутризаводской.
Внешний транспорт используют для доставки сырья, топлива и материалов в предприятие и вывоза готовой продукции за его пределы. То есть с помощью внешнего транспорта
осуществляется связь предприятия с сырьевыми и топливными базами, с бытовыми и другими
организациями, пристанями, железными дорогами общего пользования.
Внутризаводской транспорт предназначен для решения двух основных задач: 1) организация перемещения по технологическому потоку перерабатываемых продуктов; 2) переме81
щение по точкам выполнения технологических, монтажных и ремонтных операций, отдельных
аппаратов и узлов периодического действия.
В металлургических объектах используются различные виды внешнего и внутризаводского
транспорта: железнодорожный, автомобильный, напольный рельсовый и безрельсовый транспорт, непрерывный (конвейерный, трубопроводный гидравлический и пневматический) транспорт, контейнерный транспорт и подвесные дороги (в т.ч. мостовые краны, кран-балки и монорельсовые подъемные устройства). Вид транспорта выбирают в зависимости от назначения,
мощности грузооборота, характера перемещаемых грузов, особенностей складирования и технико-экономических показателей.
Железнодорожный транспорт может быть внешним и внутризаводским. Внешний железнодорожный транспорт предприятий включает станцию (или станции) примыкания к магистральным путям, подъездной путь и сортировочную станцию. Пути внутризаводского транспорта расположены на территории предприятий. Внутризаводской железнодорожный транспорт
предусматривают при большом объеме перевозок (больше 10 двухосных вагонов в сутки), преимущественно для тяжеловесных, крупногабаритных и специальных грузов. Основным видом
железнодорожного транспорта металлургических объектов является подвижной состав, движущийся по путям нормальной колеи (ширину колеи измеряют между внутренними гранями головок рельсов, для нормальной колеи она равна 1524 мм).
В зависимости от генерального плана и организации эксплуатационной работы предприятий схемы железнодорожных путей могут быть разделены на несколько наиболее характерных групп: тупиковые (маятниковые), сквозные с односторонним или двухсторонним выходом на магистральную сеть, кольцевые различных типов и смешанные (рисунок 12.1). Выбор
схемы железнодорожных путей непосредственно влияет на общее решение генерального плана
предприятий, а следовательно, и на общие размеры территорий предприятий.
В зависимости от требований, предъявляемых к плану и продольному профилю, соединительные пути разделяют на три категории: 1 – пути с поездным порядком движения, на которых предусматривается скорость 40-65 км/ч; II – пути со скоростью движения поездов 25-40
км/ч; III – пути с маневровым характером движения, на которых предусматривают скорость
движения менее 25 км/ч.
В зависимости от категории опред ел я ю т уклоны, радиусы кривых и типы верхнего
строения путей. Уклоны подъездных железнодорожных путей предприятий следует принимать
возможно меньшими. Наименьший допускаемый радиус кривых в плане следует принимать от
500 до 250 м в зависимости от категории пути, а в трудных условиях – от 250 до 150 м.
Продольный профиль подъездных путей необходимо проектировать из элементов возможно большей длины, т. е. расстояния между точками перелома проектной линии профиля
должны быть в зависимости от грузоподъемности поезда не менее 100 м. Смежные элементы продольного профиля следует сопрягать в вертикальной плоскости круговыми кривыми для плавного
перехода точки перелома, причем радиус кривой принимается не менее 2000 м для путей I категории и
1000 м для путей III категории.
Внутризаводские железнодорожные пути, как правило, следует укладывать с заглубленным балластным слоем.
Расстояния между осями смежных приемо-отправочных и сортировочных путей принимают в общем случае 4,8–5,3 м.
Станции, проектируемые для обслуживания предприятий, разделяют на сортировочные, предназначенные для переработки вагонопотоков промышленного узла (района) или отдельных предприятий,
грузовые, выполняющие преимущественно маневровую работу по обслуживанию процессов погрузки и
выгрузки, распределительные, предназначенные для выполнения операций по распределению вагонопотоков между другими станциями и грузовыми пунктами, а также для обеспечения пропускной способности и
намечаемой организации движения.
Грузовые станции надлежит размещать в местах сосредоточения массовой погрузки и выгрузки
грузов в непосредственной близости от обслуживаемых грузовых пунктов. В промышленном узле следует проектировать, как правило, одну сортировочную станцию, располагаемую перед группой обслуживаемых предприятий. Станции устраивают на прямых участках пути. На внутренних путях с
малым путевым развитием (два-три пути) в трудных условиях станции допускается располагать на кривых,
имеющих радиус не менее 300 м.
82
Рисунок 12.1 - Железнодорожный транспорт предприятий и детали его устройства
1. Схемы организации
внешнего железнодорожного транспорта
а-тупиковая; б - кольцевая;
в-сквозная; 1- станция
примыкания; 2-подъезной
путь; 3-сортировочная
станция; 4-промышленные
предприятия
2. Схемы организации внутризаводских железнодорожных путей:
а-тупиковая; б - тупиковая при
смешанном обслуживании железнодорожным и автомобильным
(или другим) видами транспорта;
вверху-с продольным, внизу с поперечным направлением движения
автотранспорта: 1- территория
складов; 2-производственное здание; 3-склад готовой продукции; вкольцевая; г-сквозная
3. Примеры применения тупиковой схемы организации
внутризаводского железнодорожного транспорта
а - при центральном вводе железнодорожных путей; б- и в –
при одностореннем вводе железнодорожных путей; жирными линиями показаны железнодорожные вводы; тонкими стрелками – людские потоки
Устройство вводов железнодорожных путей в производственные здания также сказывается на размере территории предприятий. Например, потеря территории при устройстве съезда к
производственному сооружению или складу при нормальном междупутье незначительна, но
при устройстве съезда к производственному сооружению, расположенному далеко от основного
83
пути, потеря территории резко увеличивается, так как участки, пересекаемые железнодорожными съездами, в значительной степени обесцениваются при использовании их под застройку
(рисунок 12.2).
Рисунок 12.2 – Детали устройства железнодорожного транспорта и автомобильных дорог на
промышленных предприятиях
1. Устройство съездов и вводов железнодорожных путей в здания
а-съезд на нормальном междупутье; б-глубокий съезд между путями, расположенными на значительном расстоянии один от другого; в – ввод железнодорожного пути в здание, стоящее на красной линии заводского проезда; г- устройство в здании специального выступа для железнодорожного ввода; д – отступ здания от красной линии для устройства железнодорожного ввода.
2. Форма станционных парков
а-трапеция; б-трапеция с равной длиной путей; в - параллелограмм; г-«рыбка».
3. Схема заводской сортировочной станции
1-3 – приемно-отправочные пути; 4,5 – сортировочные пути; 6-ходовой путь; 7-рельсовый путь;
8-маневровая вытяжка; 9-служебное здание; 10-вагонные весы.
4. Конструктивные профили полотна железных дорог
а-поперечный профиль незаглубленный с открытыми кюветами; б-поперечный профиль заглубленный с подошвой рельсов на уровне площадки.
5. Габарит приближения строений железных дорог колеи 1524 мм
6. Поперечные профили автомобильных дорог
а- с обочинами; б-однополосный с обочиной и бортом; в – с бортами.
7. Варианты покрытия проезжей части
а-асфальтные плитки на бетонном основании; б-асфальтобетон на щебеночном основании; в –
Внешние
железнодорожные
бетонные
плитки
на бетонномподъездные
основании.пути укладывают на полотне с незаглубленным балласт
При проектировании железнодорожных путей и застройки промышленной площадки необходимо
знать габарит подвижного состава и габарит приближения строений.
Габаритом подвижного состава называют поперечное сечение, за пределы которого не должна выступать ни одна часть нормального подвижного состава на горизонтальном прямом участке пути. Габаритом приближения строений называют очертание, внутри которого, кроме подвижного состава, не могут находиться никакие части строений, сооружений и устройств, расположенных вдоль пути.
Автомобильный транспорт служит в качестве внешнего и внутризаводского транспорта. Он
включает автомобильные дороги, предназначенные для движения всех видов автомобилей, и специаль84
ные, предназначенные для движения малогабаритных моторных тележек (к малогабаритным отнесены
тележки шириной до 2,1 м, предназначенные для межцеховых перевозок – автоэлектрокары, погрузчики, штабелеры и др.).
Таблица – Характеристика автомобильных дорог предприятий
Виды дорог
Элменты дорог
Число полос движения
1. Ширина проезжей части, м,
рассчитана на автомобиль
шириной до 2,5 м при грузонапряженности дороги:
– более 600 тыс.т нетто в год
– 600 тыс.т нетто в год и
менее
2. Ширина обочины, м
магистральные
производственные
2; 4
2
проезды
и подъезды
1; 2
7,5
2×7,5
7
–
7
1,5
6
1,5
4,4; 6
2; 1,5
Число полос движения, ширину проезжей части и обочин земляного полотна внутризаводских автомобильных дорог следует принимать в соответствии с таблицей.
Магистральные дороги обеспечивают подъезд транспортных средств и объединяют внутризаводские дороги в общую систему; производственные дороги – связь объектов предприятий между собой
и с магистральными дорогами предприятий; проезды и подъезды – только перевозку вспомогательных
и хозяйственных грузов, проезд пожарных машин, подъезд автомобилей к гаражам и заправочным пунктам.
Радиусы кривых в плане по оси проезжей части на перекрестках внутризаводских дорог с движением автопоездов принимают равными 30 м, а без движения автопоездов – 15 м.
Специальные дороги для движения малогабаритных тележек проектируют, как правило,
только на участках, не совпадающих с направлениями внутризаводских автомобильных дорог.
Тротуары, расположенные вдоль магистральных и производственных дорог, проектируют
во всех случаях независимо от интенсивности пешеходного движения, а вдоль проездов и подъездов – при интенсивности движения не менее 100 чел/сут. Тротуары размещают вплотную к зданиям при организованном отводе воды с кровель здания или при внутреннем отводе воды; не ближе
1,5 м от зданий при неорганизованном отводе воды с кровель; не ближе 2 м от бортового камня
проезжей части автодороги или на расстоянии ширины кювета; не ближе 3,75 м от оси ближайшего железнодорожного пути нормальной колеи. Ширину тротуара принимают кратной полосе движения шириной 0,75 м. Число полос движения по тротуару устанавливают в зависимости от числа
работающих, занятых в наибольшей смене в здании (или группе зданий), к которому ведет тротуар, из расчета 750 чел. на одну полосу движения. Минимальная ширина тротуара 1,5 м. При размещении в пределах тротуаров мачт освещения и деревьев ширину тротуара увеличивают на 0,51,2 м.
Напольный рельсовый транспорт как внутризаводской транспорт используется для
перевозки тяжелых крупногабаритных грузов, а также горючих продуктов, в особенности
расплавленных в печных отделениях (электроплавильных, хлорирования и т.д.). К ним относятся
автокар или электрокар с грузовой платформой на рельсах или такая же кара с грузовой тележкойприцепом.
Напольный безрельсовый транспорт как внутризаводской транспорт используется для
перевозки различного рода штучных материалов. К ним относятся автомашины, авто- и
электрокары, авто- и электропогрузчики, тягачи и т.п. Этот вид транспорта маневренный,
универсальный и высокомеханизированный.
Непрерывный транспорт является внутризаводским транспортом и позволяет обеспечить
непрерывность технологического процесса, наименьшее число перегрузок, облегчает проведение
85
механизации и автоматизации производственных процессов, устройство пересечений в разных
уровнях с автомобильными и железнодорожными путями и инженерными коммуникациями.
Непрерывный конвейерный транспорт по назначению различают на внутрицеховой, межцеховой и внешний. Внешний конвейерный транспорт служит для доставки грузов к предприятиям и для вывоза готовой продукции. Для внешних перевозок применяют конвейеры ленточные и
ленточно-канатные, а для внутрицеховых и межцеховых – конвейеры ленточные, пластинчатые,
люлечные, подвесные и др.
Конвейерный транспорт широко применяют на металлургических предприятиях (доставка
руды, концентрата, известняка, агломерата, кокса, сыпучих материалов и пр.), на машиностроительных заводах (подача угля, формовочных материалов и пр.), на тепловых электростанциях
(транспортирование топлива), при строительстве гидроэлектростанций (транспортирование гравия, песка, щебня), в целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях промышленности.
Непрерывный трубопроводный гидравлический транспорт относится к внешнему и внутризаводскому виду транспорта и его применяют для перемещения массовых, главным образом,
сыпучих грузов из шахт и карьеров на перерабатывающие предприятия и обогатительные фабрики (уголь, руда, камень, песок); с обогатительных фабрик на предприятия (руда, уголь); с предприятий и карьеров в отвалы и т. д.
Различают безнапорный (самотечный) и напорный трубопроводный гидротранспорт. Имеется многолетний опыт эксплуатации систем напорного гидротранспорта для перемещения различных материалов. Например, железорудный концентрат перемещают на расстояние 80 км (Австралия), тонкоизмельченный уголь на расстояние 175 км (США) и т. д. При применении гидротранспорта исключаются потери материала в процессе транспортирования. Трубопроводы гидротранспорта проектируют наземными, подземными или надземными на опорах и эстакадах.
Непрерывный трубопроводный пневматический транспорт в основном используется в
качестве внутризаводского транспорта для перемещения неслипающихся сыпучих грузов (цемента, угольной пыли, муки, зерна и т. п.) с помощью сжатого воздуха по трубопроводам и пневможелобам. Трубопроводы пневматического транспорта проектируют с любым уклоном открыто на
поверхности земли или под землей.
Грузовые подвесные канатные дороги являются как внешним, так и внутризаводским
транспортом и их применяют во многих отраслях промышленности, где перемещают руду, породы, уголь, торф, песок, гравий. Они успешно конкурируют с автомобильным и железнодорожным
транспортом. По сравнению с этими видами транспорта подвесные канатные дороги имеют следующие преимущества: независимость от рельефа местности, что позволяет прокладывать их по
кратчайшему расстоянию; возможность подъема груза на значительную высоту (под углом до 45°)
и выгрузки его как в конечном пункте, так и по трассе дороги; возможность поворота трассы дороги в одном пункте под углом до 180°. Полезная грузоподъемность вагонеток канатных дорог
составляет 200–1200 кг.
Различают дороги двухканатные и одноканатные. Производительность первых 30–50, в отдельных случаях до 100 т/ч, вторых – 225–250 т/ч, в отдельных случаях до 450 т/ч.
Канатная дорога состоит из станций и линии. При протяженности дороги свыше 1 км и прямой трассе обычно предусматривают две конечные станции: погрузочная и разгрузочная. При
протяженности дороги свыше 1 км или при наличии углов поворота трассы в плане необходимо
сооружать промежуточные и угловые станции.
Мостовые краны, кранбалки и монорельсовые подъемные устройства, используемые в металургических объектах, относятся к грузовым подвесным дорогам.
Применение контейнерного транспорта вызвано стремлением механизировать погрузочно-разгрузочные работы с тарно-штучными грузами и ценными насыпными материалами. Тоннаж
этих грузов составляет около 20 % общего тоннажа транспортируемых материалов, тогда как на
их погрузке, выгрузке и складировании занято 45–50% всех работающих на по-грузочноразгрузочных операциях. Контейнеризация и пакетирование грузов позволяют обеспечить механизацию и автоматизацию погрузочно-разгрузочных работ, сократить транспортные расходы, ликвидировать потери, заменить во многих случаях дорогостоящие склады открытыми площадками.
Наиболее эффективно применение контейнерной системы транспортирования, когда грузы в контейнерах следуют непосредственно от предприятия-изготовителя до предприятия-потребителя,
86
при этом контейнеры приспособлены для перевозки их на различных видах транспортных
средств.
При проектировании генерального плана предприятий важно предусмотреть обеспечение
доставки работающих из населенного места максимально близко к рабочим местам. При небольшой территории предприятий общественный транспорт должен довозить людей до проходных,
а если предприятия большие, следует применять внешний общественный транспорт на территорию предприятий, или предусматривать внутризаводской пассажирский транспорт с устройством в районе расположения проходных пересадочных пассажирских пунктов с внешнего общественного (городского) транспорта на внутризаводской.
Осн. лит.: 3 [с. 122–124, 338–348], 4 [с. 90–97], 5 [с. 335–338, 400–404].
Контрольные вопросы:
1. Что составляет систему транспортного обслуживания металлургических объектов ?
2. Каково назначение внешнего и внутризаводского транспорта ?
3. Железнодорожный транспорт.
4. Автомобильный транспорт.
5. Магистральные дороги.
6. Специальные дороги.
7. Тротуары.
8. Напольный рельсовый транспорт.
9. Напольный безрельсовый транспорт.
10. Непрерывный конвейерный транспорт.
11. Непрерывный трубопроводный гидравлический транспорт.
12. Непрерывный трубопроводный пневматический транспорт.
13. Грузовые подвесные канатные дороги.
14. Контейнерный транспорт.
15. Общественный транспорт.
Лекция 13. Инженерные сети и коммуникации металлургических объектов
13.1. Энергоснабжение металлургических объектов. Электрическую энергию широко применяют в технологических процессах металлургических объектов. Электрические схемы представляют собой сложные системы, требующие применения электрических аппаратов, оборудования, проводов и кабелей. В этих условиях принципиально важно, чтобы в проектах электрических
сетей предприятий были приняты решения, обеспечивающие наименьшие затраты на сооружение
электроустановок, удобство эксплуатации и надежность работы. Для этого созданы надежные и
экономичные системы распределения электроэнергии на всех ступенях применяемого напряжения
с максимальным приближением высокого напряжения к потребителям.
Между генераторами электроэнергии на электрических станциях и электроприемниками у
потребителей находится комплекс инженерных сооружений – электрические сети. Основная задача электрических сетей состоит в рациональной передаче и распределении электроэнергии.
Электроснабжение предприятий принято разделять на внешнее и внутреннее. При этом
под внешним электроснабжением понимают комплекс сооружений, обеспечивающих передачу
электроэнергии от выбранной точки присоединения к электросистеме до приемных подстанций
предприятия. Внутреннее электроснабжение – это комплекс сетей и подстанций, расположенных,
как правило, на территории предприятия и в его цехах.
Металлургические объекты, как правило, получают электроэнергию от районных энергосистем и для ее преобразования и распределения имеют свои внутренние электрические сети. Внутренние электрические сети, являясь продолжением сетей энергосистем, обеспечивают электроснабжение цехов и технологических агрегатов, отдельных электроприемников. Их подразделяют
на межцеховые и внутрицеховые. Небольшие предприятия получают электроэнергию от ближайших подстанций энергосистем по одной–двум линиям при напряжении 6–10 кВ и имеют простейшие внутренние сети. Наиболее крупные предприятия получают электроэнергию, как правило, от районных энергосистем при напряжении 110–500 кВ.
87
В большинстве случаев крупнейшие предприятия имеют собственные тепловые электростанции, мощность которых определяется потребностью в тепловой энергии для технологических
нужд, а также из условия обеспечения бесперебойного электроснабжения наиболее ответственных
приемников электроэнергии. В некоторых случаях их мощность определяется условиями топливно-энергетического баланса в данном промышленном районе или предприятии, наличием на
предприятии вторичных продуктов производства (например, горючих газов и т. п.), используемых
на электростанции как топливо. Такое крупное предприятие имеет свою небольшую по мощности
местную энергосистему, связанную с районной линией электропередачи.
Основной задачей проектной организации является нахождение оптимального проектного
решения, отвечающего требованиям технологического процесса проектируемого предприятия,
при наименьших затратах на сооружение и эксплуатацию системы электроснабжения. Для этого выполняют расчеты нагрузок, выбирают номинальное напряжение сети, определяют число и
мощность трансформаторов главных понизительных подстанций, выбирают место расположения
главных понизительных подстанций на генеральном плане предприятия, определяют мощность и
размещение цеховых подстанций, конфигурацию сетей.
По данным практики каждые 10 лет электрические нагрузки предприятий возрастают в 1,5–2
раза. Во избежание сложных работ по реконструкции электрических сетей в процессе эксплуатации необходимо создавать такие их схемы и конструкции, которые позволяют выполнять расширение сетевых устройств в условиях действующего предприятия без нарушения процесса производства.
Электрические сети могут быть выполнены воздушными или кабельными линиями. Воздушные электрические сети получили широкое распространение вследствие их меньшей стоимости,
простоты обнаружения мест повреждения и удобства ремонта. Для воздушных линий напряжением 6, 10, 35 кВ применяют деревянные, бетонные и металлические опоры. Металлические опоры в
большинстве случаев изготовляют для линий напряжением 110–220 кВ.
При выборе трассы воздушной электрической линии следует стремиться к кратчайшему расстоянию с минимальным числом угловых опор, усложняющих строительство.
В настоящее время широкое применение на промышленных предприятиях получили кабельные сети электроснабжения, которые несмотря на более высокую стоимость вытесняют воздушные. Кабельные линии имеют преимущества перед воздушными линиями: скрытая прокладка,
обеспечивающая защиту кабелей от механических повреждений и атмосферных воздействий, облегчение ремонта и большая безопасность эксплуатации. Кабели прокладывают в земляных траншеях, коллекторах, туннелях, блоках.
Подстанции в зависимости от назначения бывают узловые на напряжение 110–500 кВ
(УРП), главные – 110–220 кВ (ГПП), подстанции глубоких вводов – 110–220 кВ (ПГВ), распределительные подстанции – 6–10 кВ (РП), цеховые подстанции – 6–10/0,38 кВ (ТП).
Распределительные устройства и трансформаторные подстанции различного исполнения
монтируют открытыми либо в отдельно стоящих или пристроенных зданиях и в помещениях, расположенных внутри зданий (встроенные). Размеры и конфигурация помещений определяются
схемой, оборудованием и его компоновкой. Компоновка должна обеспечивать максимальное использование объема здания, надежную работу оборудования, а также удобную и безопасную эксплуатацию. Габариты помещения и монтажные расстояния должны соответствовать требованиям Правил устройства электроустановок.
Выбор типа подстанции зависит от размера и характера электрических нагрузок, размещения
нагрузок на генеральном плане предприятия, а также от производственных, архитектурностроительных и эксплуатационных требований. Также нужно учитывать конфигурацию производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия обеспечения пожарной и электрической безопасности и типы применяемого электрооборудования.
Каждая подстанция имеет три основных узла: распределительное устройство высокого напряжения, трансформатор, распределительное устройство низкого напряжения. Распределительные пункты, в том числе крупные, рекомендуется пристраивать к производственным зданиям или
встраивать в них и совмещать с ближайшими трансформаторными подстанциями во всех случаях,
когда это не вызывает значительного удаления подстанций от центра нагрузок.
Распределительные устройства в зависимости от напряжения и специфики предприятий выполняют как открытыми, так и закрытыми, пристроенными к производственным зданиям или
88
встроенными в них. На заводах электропромышленности изготовляют комплексные распределительные устройства как для внутренней установки (КРУ), так и для наружной установки (КРУН),
а также комплектные трансформаторные подстанции для внутренней (КТПВ) и открытой установки (КТПН).
Число, типы и мощности трансформаторов на подстанции определяют в процессе выбора
наиболее рационального варианта систем электроснабжения предприятий. Для наружной установки применяют масляные трансформаторы, для внутренней установки – также в основном масляные трансформаторы с учетом ограничений в правилах эксплуатации и сухие трансформаторы,
преимущество которых заключается в том, что их можно устанавливать на любом этаже зданий и
в подвалах, так как для них не требуются маслосборочные устройства.
13.2. Водоснабжение металлургических объектов обеспечивается посредством сетевого
водопроводного хозяйства предприятия, которое состоит из: сети хозяйственно-питьевой воды;
сети противопожарной воды; сетей производственной воды, которых может быть несколько (осветленной, умягченной и др.).
Основными факторами, предопределяющими выбор системы водоснабжения предприятия,
являются наличие источников воды, размер водопотребления, количество воды, подаваемой отдельным цехам, напоры, с которыми вода поступает потребителям, и условия пожаротушения.
Исходя из указанных требований, устанавливают следующие основные системы водоснабжения:
1. Единая хозяйственно-производственно-противопожарная сеть, питаемая от городской водопроводной сети. Создавать такую систему можно при расположении предприятий с небольшим
потреблением воды (10 л/с) в пределах городской черты или в непосредственной близости от нее
при наличии достаточной мощности сети городского водопровода. В отношении пожаротушения
водопроводы могут быть как высокого давления, в которых требуемый для пожаротушения напор
создается пуском специальных насосов на насосной станции, так и низкого давления, в которых
напор при пожаре создается передвижными автонасосами. Если городская сеть не может обеспечить необходимое количество воды, то предусматривают резервуары, содержащие неприкосновенный трехчасовой запас воды на пожаротушение и соответствующие запасы воды для других
нужд.
2. Производственная сеть с ее питанием из самостоятельного источника (из реки или артезианской скважины с соответствующей обработкой воды при необходимости), если размер промышленного водопотребления превышает мощность городской водопроводной сети и приемлема
вода непитьевого качества. Хозяйственно-противопожарная сеть в этом случае питается от городской сети или в отдельных случаях из артезианской скважины.
3. Система раздельных водопроводов, обслуживающих отдельные цехи (зонирование сетей).
Водопроводы разделяют в тех случаях, когда повышение расчетного напора воды в водоводе и
увеличение диаметра водовода, вызываемые присоединением к нему другого цеха-потребителя,
сильно увеличивают расход электроэнергии и стоимость сооружения водовода. Водоводы могут
питаться от общей насосной станции.
4. Прямоточное или оборотное водоснабжение на предприятии, потребляющем большое количество воды на охлаждение аппаратуры и сбрасывающем чистую нагретую воду (ГРЭС, ТЭЦ,
предприятия химической промышленности). В первом случае чистую, нагретую воду сбрасывают
в водоем, во втором – нагретую воду охлаждают на промышленной площадке, после чего ее вновь
подают на производство, при этом из источника водоснабжения поступает лишь то количество
воды, которое необходимо для восполнения потерь воды при водообороте.
Вопрос рентабельности первой или второй системы решается технико-экономическим обоснованием. Прямоточная система рентабельна при удалении объекта водопотребления до 1 км и
при высоте подъема до 25 м. В противном случае вводят оборот воды. Нагретая вода охлаждается
вследствие испарения и отдачи тепла холодному воздуху за счет конвекции. Для этого применяют
охлаждающие пруды, брызгальные бассейны и градирни.
В состав водопроводного сетевого хозяйства перечисленных систем на промышленной площадке могут входить следующие сооружения:
1) насосная станция второго подъема, подающая воду непосредственно в распределительную
сеть из резервуара, питаемого от городской сети или насосной станции первого подъема; насосная
станция первого подъема, подающая в резервуар сырую или очищенную воду из источника. Раз89
меры помещения насосной станции второго подъема в плане обусловливаются размерами насосных агрегатов, их размещением и составом подсобных помещений;
2) запасные резервуары, обычно железобетонные, подземные и частично заглубленные. При
запасе воды 1000 м3 и более устанавливают два резервуара; сооружения водоподготовки для
улучшения качества производственной воды: осветления, умягчения и обезжелезивания. Размещение этих сооружений на промышленной площадке экономически оправдывается в случае отдаленности источника водоснабжения, а также условиями эксплуатации. Регулирующие емкости в
виде баков водонапорной башни или пневматической установки с водяными баками, содержащими запас воды для регулирования неравномерности водопотребления и обслуживания противопожарных нужд. Водонапорный бак промышленного водопровода может содержать также запас
производственной воды. Пневматические установки применяют главным образом в малых водопроводах (хозяйственно-питьевых и противопожарных).
13.3. Канализация металлургических объектов. Сетевое канализационное хозяйство
предприятия составляют: сеть хозяйственно-фекальных сточных вод, сеть производственных
грязных сточных вод, сеть ливневых вод. «Условно-чистые» и «чистые» производственные
сточные воды, составляющие особую категорию, обычно поступают в сеть ливневых вод.
Системы канализации предприятий характеризуются следующими основными особенностями. Экономически целесообразно объединять общей сетью хозяйственно-фекальные и производственные «грязные» сточные воды; после очистки на сооружениях, расположенных вне территории предприятия, сточные воды поступают в водоем. Такое решение возможно, если производственные сточные воды по составу не нарушают процесс очистки общего стока, если они не оказывают разрушающего действия на материал труб и очистных сооружений и не содержат взрывчатых веществ и ядовитых газов; температура стока не должна превышать 40°С.
Канализационная сеть промышленной площадки, как правило, должна быть самотечной. К.
перекачке сточных вод прибегают в случае значительного заглубления линии в связи с рельефом
и при необходимости подъема сточных вод из одного канализационного бассейна в другой и на
очистные сооружения (главная насосная станция). Главную насосную станцию обычно совмещают с очистными сооружениями, но иногда размещают и на промышленной территории. Насосные
станции располагают не ближе 25 м от жилых и общественных зданий с устройством полосы зеленых насаждений шириной не менее 10 м. Очистные сооружения канализации отделяют санитарно-защитной зоной, размер которой определяется типом этих сооружений.
В случае канализования производственных сточных вод, требующих специальной обработки,
проектируют сооружения для их очистки, территориально совмещенные с сооружениями для
очистки хозяйственно-фекальных сточных вод или отделенные от них. Учитывая значительную
стоимость этих сооружений, с одной стороны, и опасность загрязнения водоемов, с другой, необходимо стремиться к максимальному сокращению количества загрязнителей производственных
сточных вод, прибегая, если это требуется, к пересмотру технологического процесса производства.
Ливневая канализация на промышленной площадке, как правило, делается закрытой. Открытый отвод ливневых вод может быть допущен лишь на внезаводской территории или на отдельных участках предприятий, имеющих второстепенное значение. Трассы закрытых водостоков
должны объединять точки выпуска атмосферных вод с крыш зданий (внутренний водосток) и точки выпуска «условно-чистых» и «чистых» производственных/сточных вод из цехов.
В случае расположения промышленного предприятия в системе промышленного района в городе или вблизи него наиболее целесообразным является сброс производственных сточных вод в
городскую сеть. При недостаточной пропускной способности городской сети производственные
воды направляют в резервуары, расположенные на территории предприятия, из которых их выпускают равномерно в течение длительного периода в количестве, приемлемом для городской сети и только после очистки.
К весьма важным сооружениям системы канализации, а зачастую и к крупным элементам застройки промышленной площадки относят устройства для очистки сточных вод – водоочистные
сооружения. При очистке сточных вод определяют характер загрязнений и их количество в производственных сточных водах и выбирают способы очистки. В состав устройств по механической
очистке входят различные сооружения: решетки, песколовки, отстойники, сооружения для де90
зинфекции сточных вод и сооружения по обработке осадка (метантенки с иловыми площадками).
В состав сооружений для искусственной биологической очистки, если нельзя применить методы
естественной биологической очистки, входят аэротенки, аэрофильтры и биофильтры. Естественную биологическую очистку осуществляют на полях орошения и полях фильтрации. К химическим методам очистки относятся коагулирование взвешенных частиц малой крупности для ускорения их отстоя, нейтрализация кислой или щелочной сточной жидкости и электролиз. Процесс
коагуляции протекает в смесителях. Из смесителей вода поступает в отстойники. Для уменьшения
концентрации в сточных водах кислот и щелочей их нейтрализуют в специальных баках, смешивая кислые и щелочные сточные жидкости, или в фильтрах, заполненных нейтрализующим материалом. При электролитическом способе очистки необходимы осадочные бассейны, через которые протекают обрабатываемые сточные воды. К физико-химическим методам очистки сточных
вод относят экстракцию, сорбцию и эвапорацию. При экстракции сточную жидкость смешивают с
растворителями, в которых данный вид загрязнений может растворяться. При сорбции в очищаемую сточную жидкость вводят вещества – сорбенты, которые поглощают загрязнения. После перемешивания сорбенты отделяют путем отстаивания или фильтрации. Эвапорацией называют отгонку с водяным паром летучих веществ, загрязняющих сточную жидкость. Эвапорацию проводят
в непрерывно действующих дистилляционных колоннах.
13.4. Тепло- и газоснабжение металлургических объектов. Тепло потребляется в виде пара
или горячей воды. Теплоснабжение осуществляется с помощью паровых или водяных тепловых
сетей.
На многих производствах для технологического процесса требуется тепло в виде пара различных давлений и температуры. Кроме того, тепло используют для систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Иногда для технических надобностей применяют воду, нагретую
до температуры 150–200 0С.
В качестве первичного теплоносителя применяют пар или перегретую воду. При независимой
схеме присоединения к тепловой сети (при наличии теплообменника) в первом случае систему
называют пароводяной, во втором – водо-водяной.
Источниками получения тепла могут быть ТЭЦ и центральные котельные, расположенные на
промышленной площадке (теплофикация); районные или городские тепловые сети (паровые и водяные). В последнем случае тепло подают от городской или районной ТЭЦ, снабжающей теплом
и электроэнергией промышленные предприятия и жилые здания города. При сооружении ТЭЦ
или центральной котельной на промышленной площадке тепло и энергию от них можно подавать
и в близрасположенные предприятия и жилые поселки.
В состав системы теплоснабжения входят, кроме ТЭЦ или центральной котельной, тепловые сети (паровые или водяные), тепловые вводы в цех, системы внутреннего пароснабжения,
отопления, вентиляций и горячего водоснабжения.
Схема тепловой сети определяется размещением ТЭЦ (центральной котельной) и тепловых
потребителей, характером теплового потребления и видом теплоносителя. При теплоносителепаре наиболее экономичным и достаточно надежным решением является прокладка однотрубного
паропровода. Конденсат возвращается к источнику тепла по конденсатопроводу. Дублирования
водяных тепловых сетей не требуется, так как потребители тепла допускают кратковременные остановки благодаря теплоаккумулирующей способности отапливаемых помещений.
При прокладке сетей от одного источника теплоснабжения выбирают, как правило, схему
тепловых сетей минимальной протяженности с постепенным уменьшением диаметра трубопроводов по мере удаления от ТЭЦ (центральной котельной) и снижением тепловой нагрузки. Такая
сеть является наиболее дешевой по начальным затратам, требует наименьшего расхода металла и
проста в эксплуатации.
Трассу теплопровода выбирают с учетом концентрации тепловых нагрузок, рельефа местности, существующих и проектируемых надземных и подземных сооружений, характеристики грунтов и высоте стояния грунтовых вод. Следует стремиться к прокладке трассы трубопроводов по
району наиболее плотной тепловой нагрузки.
Вид прокладки теплопровода (подземная и надземная) выбирают по местным условиям. Для
паропроводов с давлением пара более 2,2 МПа применяют только надземную прокладку на эстакадах или высоких опорах. В остальных случаях трубопроводы сооружают подземного типа.
91
Для предупреждения затопления подземного теплопровода следует предусматривать дренаж;
дренируемую воду отводят из камеры теплопровода в водостоки, канализацию и другие места
сброса. Камеры обслуживания сооружают только в пунктах, требующих особого надзора (места
расположения сальниковых компенсаторов, задвижек, дренажей, авторегуляторов и т.п.).
Конструкции подземных теплопроводов разделяют на канальные и бесканальные. Проходные каналы сооружают на основных направлениях трассы и на выводах от ТЭЦ или центральной котельной. Для удешевления прокладки в отдельных случаях сооружают полупроходные каналы с габаритами, достаточными для прохода по ним в полусогнутом положении (высота в свету
не менее 1,2 м).
На территории предприятий допускается прокладка тепловых сетей на стенах зданий снаружи или внутри, если при этом не нарушаются условия техники безопасности, нормы освещенности и не требуется усиления строительных конструкций.
Насосные подстанции при водяных сетях располагают или в специальных зданиях, или в отдельных помещениях внутри цехов поблизости от трассы водяных теплопроводов. Размеры насосной подстанции в плане обусловливаются габаритами насосных агрегатов и их размещением.
Иногда применяют заглубленные насосные станции, оборудованные в увеличенной камере обслуживания.
Аккумуляторы горячей воды используют в случаях значительной нагрузки горячего водоснабжения для выравнивания графика нагрузки. Их выполняют металлическими и устанавливают
на открытом воздухе.
Тепловые вводы в цеховые отопительно-вентиляционные системы выполняют в огороженных помещениях цехов или предусматривают в зданиях помещений бытового обслуживания при
производственных корпусах.
Источниками газоснабжения промышленных предприятий могут быть месторождения природного газа и газовые заводы, на которых при термической переработке твердого топлива, главным образом, каменного угля, получают искусственные газы. Кроме того, газ может быть побочным продуктом при технологических процессах.
Газ применяют как основное топливо на ТЭЦ и в котельных. В последнее время разработаны
схемы и оборудование для непосредственного использования газа в промышленных отопительных системах и водонагревателях. Во многих случаях газ применяют в качестве топлива при ведении технологических процессов, а иногда как исходное технологическое сырье.
Наиболее выгодно для газоснабжения применять природный газ. Преимущество его перед
другими видами топлива заключается в дешевизне, большой теплотворной способности, высокой
транспортабельности (по трубам), содержании лишь небольшого количества сернистых газов, выбрасываемых в воздушный бассейн города, легкой автоматизации процесса сгорания. Замена газом других видов топлива, кроме того, способствует уменьшению территории на промышленных
предприятиях, занятых под склады угля, мазутохранилища и шлаковые отходы, способствует освобождению транспорта от перевозки этих видов топлива.
Газ от места его получения до потребителей транспортируют в основном по трубопроводам.
До города от места его добычи (изготовления) газ передают по магистральным газопроводам.
Начальным пунктом магистральных сетей является головная компрессорная станция, а конечным пунктом – газораспределительная станция (ГРС), расположенная на вводе в город (или в
промышленный район). На вводе газопровода в город давление газа обычно составляет 1–1,2
МПа. После ГРС газ поступает в сеть высокого давления, которую выполняют в виде кольца, полукольца или лучей. Отсюда газ подают через ГРП (газоререгуляторные пункты) в сети среднего
и низкого давления.
Предприятия получают газ от городских распределительных сетей среднего и высокого давления через ответвления. На вводе устанавливают главное отключающее устройство, которое размещают вне территории предприятия. Газ к цехам поступает по межцеховым газопроводам, которые могут быть подземными или надземными. Из условий удобства обслуживания газопроводов обычно отдают предпочтение надземным прокладкам. Давление газа после сетей высокого
или среднего давления снижают или в центральном (одном на предприятии) ГРП или в ГРУ (газораспределительная установка), которую устанавливают на вводе в каждый цех.
Расход газа потребителями никогда не бывает равномерным и колеблется по часам суток,
дням, неделям и по времени года. Для хранения избытков газа, образующихся вследствие нерав92
номерного потребления, устанавливают емкости, называемые газгольдерами, а также создают
крупные подземные хранилища газа; предусматривают «буферные» потребители большого количества газа в летние месяцы (как правило, электрические станции, потребляющие в качестве топлива газ с возможностью его замены мазутом).
13.5. Размещение инженерных сетей и вертикальная планировка промышленных территорий
Трассировка инженерных сетей в увязке их между собой и с размещением зданий, сооружений, озеленением, а также с профилем проездов и магистралей является одним из важных вопросов инженерного решения планировки территории промышленных предприятий.
Инженерные сети подразделяют на сети общего назначения – водопроводные, канализационные, водосточные, теплофикационные, газовые, дренажные; электросети всех видов; сети производственные или технологические – для передачи жидких и газообразных продуктов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей, а также взрывоопасных и инертных газов.
Для промышленного предприятия или групп предприятий следует проектировать единую
систему инженерных сетей, размещаемых в специально отведенных технических полосах. Инженерные сети могут быть подземными, наземными и надземными, иногда их располагают в
траншеях (рисунок 13.1). Для уменьшения ширины улиц и удобства эксплуатации сетей следует,
как правило, применять совмещенную прокладку сетей различного назначения в общих коллекторах, траншеях, каналах или на эстакадах с соблюдением соответствующих санитарных и противопожарных требований и правил безопасности эксплуатации сетей.
Большую часть сетей обычно располагают под землей, поэтому выбор ширины внутризаводских улиц и проездов в значительной степени зависит от организации подземного хозяйства.
Поскольку для ремонта и осмотра сетей подземного хозяйства иногда требуется вскрытие участка,
следует избегать укладки их под проезжей частью, разрушение и восстановление которой сопряжено с большими затратами. Под проезжей частью можно размещать только сети ливневой канализации и проходные тоннели, не требующие вскрытия при авариях. Ширину улиц и проездов поусловиям размещения инженерных сетей принимают иногда больше, чем это необходимо по санитарным требованиям и требованиям пожарной безопасности.
Все подземные сети следует трассировать прямолинейно и параллельно линиям застройки
магистралей и проездов. Сети (при траншейной индивидуальной прокладке) укладывают в определенной последовательности от линии застройки к проезжей части. Подземные сети не допускается размещать в зоне распространения давления от фундаментов зданий и сооружений, поэтому
ближе к зданию укладывают сети, требующие наименьшего заглубления.
Подземные сети при одностороннем размещении на внутризаводском проезде необходимо
укладывать от линии застройки к проезжей части в следующей последовательности: слаботочные
сети, технологические сети в зависимости от назначения, теплопроводы (в том числе укладываемые в каналах), газопроводы, водопроводы, канализационные сети, водостоки.
Совместную прокладку сетей в тоннеле (а также на эстакаде) следует производить с учетом
особенностей отдельных сетей и их влияния на соседние сети. Допускается группировать тепловые сети с водопроводными (водопроводные линии размещают под тепловыми), тепловые сети с
воздуховодами; энергетические сети с некоторыми видами технологических сетей (транспортирующих негорючие и невоспламеняющиеся жидкости, инертные газы и пр.); некоторые виды самотечных сетей малых диаметров (материалопроводы, если это возможно по условиям техники
безопасности).
Самотечные сети ливневой и хозяйственно-фекальной канализации вследствие больших диаметров сетей и уклонов и в соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями в тоннелях
не укладывают. По тем же причинам и условиям техники безопасности, а также в соответствии с
противопожарными требованиями не допускается укладка в тоннелях и общих каналах газопроводов и других видов сетей и коммуникаций.
Особое внимание на архитектурную организацию проездов оказывают тепловые сети, которые чаще всего, как уже говорилось, укладывают в проходных каналах-тоннелях и непроходных каналах. Наземные надстройки тоннеля – вентиляционные шахты и входы – следует относить с оси тоннеля и располагать в зоне зеленых насаждений. Люки, оборудованные лестницами и скобами, устраивают через 150-200 м.
93
Рисунок 13.1 – Приемы прокладки и детали устройства инженерных коммуникаций
1. Подземная прокладка инженерных коммуникаций: а–совместная прокладка в общих проходных
туннелях: 1 – водопровод; 2 – кабели освещения; 3 – силовые кабели; 4 – пожарный гидрант; 5 –
кабели связи; 6 – теплосеть; 7 – ливнесток; б – сборный коллектор; в – прокладка в непроходных каналах. 2. Наземная прокладка инженерных коммуникаций: 1 – автодорога; 2 – зона укладки
наземных коммуникаций. 3. Надземная прокладка инженерных коммуникаций: а – прокладка на
одной опоре; б – прокладка на двух опорах; в – прокладка по стенам здания. 4. Совмещенная
прокладка инженерных коммуникаций. Пример размещения на надземной эстакаде и в открытой
траншее.
Большие габариты проходных тоннелей почти исключают возможность пересечения с ними
самотечных сетей, так как это влечет за собой излишнее заглубление самотечных линий с устройством дополнительной перекачки или необходимость укладки дюкеров (изогнутой части трубопровода, прокладываемой в соответствии с рельефом местности). При малых уклонах и самотечных сетях дюкер быстро засоряется и неудобен в эксплуатации. Поэтому правильный выбор
трассы теплофикационного тоннеля приобретает большое значение в инженерном и архитектурно-планировочном отношении. Для наиболее целесообразной увязки между собой всех подземных
сетей следует составлять сводный план подземных коммуникаций и руководствоваться им при
детальной разработке отдельных сетей.
Для многих сетей по технико-экономическим показателям или местным условиям (высокое
стояние уровня грунтовых вод, отсутствие свободных мест в профиле проезда и т.д.) может быть
94
целесообразна надземная прокладка по стенам и кровлям зданий, столбам, мачтам или по эстакадам. Надземная прокладка допускается для всех коммуникаций и сетей, кроме противопожарных водопроводов, канализации, промышленных сточных, фекальных и ливневых вод. Высота
расположения надземных сетей должна обеспечивать проезд наземного транспорта.
Наземная прокладка инженерных сетей (на столбиках, специальных прокладках и пр.) целесообразна в особых местных условиях, например в районах вечной мерзлоты.
В строительстве получает распространение наземная прокладка сетей в траншеях при условии соблюдения техники безопасности и соответствующей защиты сетей от повреждений. Размещение наземных трубопроводов не должно стеснять движения транспорта. В связи с этим над ними устраивают мостики. Наземные сети, однако, не допускается располагать в пределах полосы,
отведенной для укладки подземных сетей.
В современном промышленном строительстве доля затрат на создание инженерных коммуникаций по отношению к общей стоимости предприятия несколько повышается, соответственно
возрастает их роль в архитектурной организации застройки. Кроме того, надземная прокладка
коммуникаций получает некоторые преимущества по сравнению с другими видами их размещения, особенно с подземным. Подземная прокладка имеет ряд недостатков: повышенная (по сравнению с надземной) стоимость строительства, увеличение сроков строительства, сложность эксплуатации, ремонта и реконструкции коммуникаций.
Решения по совмещению коммуникаций с магистралями и проездами дают возможность более рационально использовать территории, сократить расстояния между корпусами, обеспечить
разделение грузовых и людских потоков. На ряде металлургических комбинатов эстакада для
прокладки трубопроводов совмещается с пешеходными путями, обеспечивающими безопасный
проход персонала над автодорогами и железнодорожными путями и их вход в цеха на основной
уровень обслуживания.
Не менее важным вопросом инженерного решения планировки территории является организация рельефа площадки, связанная с вертикальной планировкой, необходимой для установления отметок полов зданий и сооружений; устройства железнодорожных путей при допускаемых
техническими условиями уклонах (без значительных насыпей и выемок во избежание нежелательных пересечений путями территории промышленного района и заводских площадок); согласования профиля безрельсовых дорог и проездов с отметками железнодорожных путей и полов
зданий и сооружений; обеспечения отвода атмосферных вод с территории предприятий, предотвращения повышения уровня грунтовых вод и заболачиваемости участков; устройства при наличии сложного рельефа террас, лестниц, пандусов, подпорных стенок, при этом имеется в виду их
значимость как важных элементов благоустройства территории; согласования глубины заложения
фундаментов, подземных сетей и сооружений с проектируемым рельефом территории; определения объема земляных работ на площадке предприятия и территории промышленного района.
При крупных размерах участка даже небольшой уклон поверхности может дать значительную разность отметок. Приведение же отметок к одному уровню требует дорогостоящих планировочных работ. При выборе отметок планировки территории для уменьшения земляных работ
следует исходить из условия наименьшего изменения существующего рельефа, уравнения объемов выемок и насыпей, соблюдения удобства прокладки и эксплуатации транспортных путей, сетей коммуникаций, отвода атмосферных вод и прочих планировочных требований.
В зависимости от типа зданий и плотности застройки территории применяют сплошную, выборочную или местную и смешанную систему вертикальной планировки.
Планировка территории и выбор планировочных отметок должны обеспечивать сток дождевых вод с отдельных участков территории и кровель зданий (при наружном водоотводе) к водосточной сети или естественному водоприемнику (водоотводные устройства - лотки, кюветы - устраивают параллельно проезжей части дорог и тротуаров).
Уклоны поверхности площадки следует принимать не менее 0,003 и не более 0,05 для глинистых грунтов; 0,03 для песчаных грунтов; 0,01 для грунтов легкоразмываемых (лесс, мелкие пески) и 0,03 для вечномерзлых грунтов. Уровень полов первого этажа промышленных зданий должен быть выше планировочной отметки примыкающих к зданию участков не менее чем на 15 см.
Осн. лит.: 3 [с. 394–402], 4 [с. 97–108], 5 [с. 404–406].
Контрольные вопросы:
95
1. Энергоснабжение металлургических объектов
2. Что такое электрические схемы, электрические сети, подстанции, узел, распределительные
устройства ?
3. Что такое внешнее и внутреннее электроснабжение предприятий ?
4. Основная задача электрических сетей
5. Водоснабжение металлургических объектов. Основные факторы, предопределяющие выбор
системы водоснабжения
6. Канализационная сеть промышленной площадки, сооружения для очистки сточных вод, ливневая канализация
7. Тепло- и газоснабжение металлургических объектов
8. Источники получения тепла, схема тепловой сети, прокладка сетей, трасса теплопровода
9. Газоснабжение промышленных предприятий
10. Размещение инженерных сетей и вертикальная планировка промышленных территорий, система вертикальной планировки
11. Подземные, наземные и надземные инженерные сети
Лекция 14. Благоустройство территории, элементы монументально-декоративного искусства и визуальной информации на промышленных предприятиях
14.1. Благоустройство территории промышленных предприятий осуществляется для
решения трех задач: создания благоприятных условий и психологического климата для работы и
отдыха трудящихся, повышения эксплуатационных качеств территории, улучшения внешнего вида предприятий. В комплекс основных элементов благоустройства входят озеленение, водные
устройства, покрытия, микрорельеф и малые архитектурные формы.
Выбор приемов и номенклатуры элементов благоустройства определяется композиционным
замыслом организации застройки, а также специфическими условиями производства и природноклиматическими особенностями района строительства – характером распределения вредностей,
составом грунта, направлением и скоростью ветра, дендрологическим составом растений, характерных для данной местности, и некоторыми другими.
Озеленение промышленной территории играет важную роль в санитарно-гигиеническом,
противопожарном и художественном отношении. Функции озеленения весьма разнообразны. Насыщая окружающую среду кислородом, защищая территорию от действия ветра, деревья и кустарники служат естественным фильтром и предохраняют соседние с производством жилые кварталы от пыли, копоти
и вредных газов. Их можно эффективно использовать для защиты от прямых солнечных лучей. Площадь
озелененных участков на предприятии (в пределах ограды) следует принимать из расчета 3 м2 на одного работающего.
Наблюдения показывают, что ветрозащитные посадки могут снижать скорость ветра на 50-80 %. Например, живая изгородь из боярышника снижает скорость ветра с 2,8 до 0,4 м/с, плотные посадки деревьев
и кустарников – с 2,6 до 0,6 м/с, посадки из деревьев с высокой кроной без кустарника – с 2,7 до 2,1 м/с.
За счет испарения воды из листьев растений в летний период повышается относительная влажность воздуха, в результате чего снижается его температура. Перепад радиационных температур
между озелененной и открытой территорией очень заметен.
Посадки деревьев и кустарников создают эффект поглощения, рассеивания или отражения
шума. Например, кроны деревьев поглощают 26 % падающей на них звуковой энергии, отражают и рассеивают 74 %. Зеленые насаждения выделяют в окружающую среду фитонциды, губительно действующие на болезнетворные микроорганизмы. Озеленение имеет существенное значение в организации движения на территории промышленного района в целом и на отдельных
предприятиях, а также способствует поддержанию порядка на промышленной территории.
На промышленных предприятиях применяют несколько видов озеленения: объемное (древесные насаждения, кустарники), партерное (газоны, цветники) и в отдельных случаях вертикальное (вьющиеся и ползучие лианы). Виды озеленения, породы деревьев, кустарников и трав
следует выбирать с учетом специфических особенностей среды, требований технологического
процесса, степени стойкости зелени к выделяемым производственным вредностям.
96
Некоторые производства выделяют дымовые газы и вредные частицы. Газы повреждают
преимущественно надземные части растений, обжигая листву, а твердые частицы отравляют
почву. Поэтому озеленение площадок химических заводов и заводов цветной металлургии представляет наибольшие трудности. Дымовые газы этих предприятий состоят из сернистого газа,
сероводорода, окислов азота, а также фтористых и других соединений. Твердые частицы дыма содержат соединения железа, свинца и т. п. Теплоэлектростанции на угольном топливе выделяют преимущественно сернистый газ и твердые частицы. При озеленении территории предприятий названных отраслей необходимо подбирать газоустойчивые породы.
Деревья и кустарники, составляющие объемное озеленение, следует применять в зависимости от назначения и типа озеленяемой территории в различных комбинациях в виде защитных полос, аллей, групп или одиночных посадок.
Размещаемые в разрывах между заводскими корпусами и сооружениями, в проездах между
предприятиями и на участках, разделяющих склады легковоспламеняющихся веществ, деревья
и кустарники в виде защитных полос и живых изгородей препятствуют распространению огня, являясь противопожарной преградой.
Деревья в озеленении предприятий вместе с тем не следует без надобности использовать в
большом количестве, так как это нередко мешает производству, стесняет территорию, затрудняет прокладку и ремонт инженерных сетей и коммуникаций. Размещать деревья следует таким
образом, чтобы они не закрывали кронами дорожные знаки, указатели сигнализации и не делали «слепыми» перекрестки. Не следует без достаточных оснований высаживать деревья вдоль
окон производственных зданий, чтобы не затемнять помещения, не затруднять естественное
проветривание, а также не сужать зону обозрения.
Деревья в рядовых посадках в зависимости от породы и размеров кроны размещают на
расстоянии (между осями стволов) 4-6 м. Степень приближения зеленых насаждений к зданиям и сооружениям приведена в таблице 14.1.
Наряду с регулярной посадкой насаждений (рядами) применяют групповую посадку деревьев
и кустарников на основе правил декоративного садоводства. Живописные объемы небольших
пейзажных групп деревьев, различных по размерам и форме кроны, цвету листвы, в сочетании
с партерным озеленением получили большое распространение.
Таблица 14.1 – Приближение зеленых насаждений к зданиям и сооружениям
Элементы сооружений и устройств
Грани наружных стен зданий и сооружений
Внешняя бровка кюветы или край проезжей части
автомобильных дорог
Подошва или внутренняя грань подпорных стенок
Ограды высотой 2 м и выше
Подземные сети коммуникаций:
– газопровода и канализации
– теплопровода (от стенки канала)
– водопровода и дренажей
– электрокабеля
Ось железнодорожных путей
Бровка тротуаров
Минимальное расстояние, м
до оси стволов
до кустарников
деревьев
5
1,5
2
3
4
1,2
1
1
1,5
2
2
2
5
0,7
–
1
–
0,7
3,5
0,5
Наиболее доступным и эффективным видом партерного озеленения являются газоны. Они применимы для любого участка территории предприятия и являются хорошим фоном
для зданий, сооружений, инженерных устройств, отдельных групп высокорослых деревьев.
Температура поверхности газона, как правило, на 2-3° ниже, чем температура тротуара или
дороги с твердым покрытием.
Газоны по композиционным и санитарно-гигиеническим соображениям следует считать
наиболее рекомендуемым видом озеленения для большинства промышленных предприятий.
97
Они обеспечивают хорошее проветривание, не создают условий для концентрации вредностей,
препятствуют пылеобразованию, за ними легко следить и они обеспечивают хороший визуальный обзор архитектурных сооружений. Лучшим газоном считается газон из одного вида растений, например мятлика лугового, овсяницы красной, полевицы обыкновенной. Но применяют
и смеси из многолетних трав, которые не имеют крупных стеблей, скоро и одинаково всходят
и стоят зелеными с ранней весны до поздней осени при регулярной стрижке и поливе. Газоны
желательно предусматривать крупными по площади, что дает возможность применять для их
стрижки и полива механизацию.
Цветники являются вторым по значению элементом партерного озеленения. Их устраивают на участках территории, которые необходимо выделить по композиционным соображениям. Это входные группы, магистрали, места отдыха. Планировка цветочных насаждений
может быть рег улярн ой и свободной. Композиционные и декоративные приемы применения
цветников весьма разнообразны. Это отдельные цветочные группы, цветочные рабатки (ленты
цветочных растений вдоль тротуаров), цветочные партеры (большие по площади поверхности цветов, одно- или многоцветных) и пр.
Цветочное оформление и газоны на химических заводах и заводах цветной металлургии более устойчивы к действию вредностей, поэтому они для данных производств имеют
некоторые преимущества перед посадкой древесных и кустарниковых пород.
Водные устройства способствуют улучшению микроклимата на территории предприятий: охлаждают воздух, увлажняют и ионизируют его. В воде хорошо растворяются многие
газы. Водные поверхности задерживают пылевые частицы.
Водные устройства, применяемые на промышленных предприятиях, по своему назначению подразделяют на следующие группы: водные устройства утилитарного назначения – производственные водоемы, пруды-охладители, открытые резервуары для противопожарных целей,
питьевые фонтаны; декоративные бассейны-водоемы различной формы с незначительным числом фонтанирующих устройств и без них, водные партеры; водоемы санитарно-гигиенического
назначения.
Водные устройства утилитарного назначения применяют в соответствии с требованиями
технологии, влияющими на размещение, размеры и форму устройств. Желательно водные устройства подобного типа использовать в интересах композиции застройки. Декоративные
бассейны и фонтаны применяют как элементы художественного совершенствования застройки.
Однако на предприятиях с производствами, выделяющими газы и жидкие аэрозоли, декоративные водные устройства предусматривать не следует, поскольку они способствуют концентрации вредных веществ. Водоемы санитарно-гигиенического назначения применяют на предприятиях, расположенных в условиях жаркого и засушливого климата или требующих особой
чистоты воздуха по техническим условиям , а также у цехов с высокими температурами и
вблизи источников пыли.
Покрытия – это группа элементов благоустройства, включающая конструкции и материалы, применяемые для мощения площадей и площадок различного назначения, дорог, тротуаров, пешеходных дорожек, мест отдыха. На большинстве предприятий площадь мощения
составляет 5-15% площади территории.
Устройство высококачественных покрытий территории – фактор безопасности и удобства
движения транспорта и пешеходов, удобства эксплуатации и эстетической организации территории. Тип покрытия влияет также на микроклимат и санитарно-гигиенические условия.
На промышленных предприятиях применяют в большинстве случаев асфальтовые и бетонные покрытия. Но в условиях индустриализации широкое применение для внутризаводских
дорог, тротуаров и площадок находят покрытия из бетонных, железобетонных, шлакоситалловых, керамических, полимерных плит, плит из литого камня. Эти покрытия обеспечивают индустриальность изготовления, сборность, удобство эксплуатации и ремонта, возможность
разнообразить рисунок, цвет и фактуру. Они более экономичны. Местные материалы для покрытий, а также гравий, щебень, камень, кирпич применяют в основном на площадках отдыха, спортивных площадках, пешеходных дорожках, около входов в здания.
Горизонтальные, вертикальные и наклонные формы микрорельефа получают при вертикальной планировке территории предприятий. Наклонные поверхности микрорельефа – откосы – укрепляют для защиты их от разрушения, как правило, с помощью посева трав, одернов98
ки, одерновки в сочетании с посевом, посева в сочетании с химическим способом укрепления, мощения откосов.
Перепады между террасами или разными уровнями площадок в некоторых случаях оформляют подпорными стенками. Для подпорных стенок используют монолитный и сборный бетон и железобетон, а также бут, гранит, известняк и другие долговечные естественные материалы. Малые архитектурные формы – условное название. В эту группу входят такие элементы
благоустройства, как ограждения, различные экраны для защиты от непогоды, светильники,
киоски, скамьи, урны, вазы и цветочницы.
Ограждают предприятия, как правило, по периметру территории и иногда отдельные участки внутри нее. Ограды могут быть сплошными (глухими), решетчатыми или сетчатыми.
Они являются активными элементами благоустройства территории, и к их внешнему виду следует предъявлять высокие требования.
Для благоустройства большинства предприятий, особенно крупных, приходится использовать разнообразные малые архитектурные формы. Перед проектировщиками в связи с этим
встает задача строгого отбора числа разновидностей форм и обеспечения стилевого единства,
что в свою очередь даст возможность обеспечить индустриальность изготовления элементов
благоустройства. Совсем не обязательно для каждого предприятия разрабатывать свои малые
формы. Целесообразно по каталогам подбирать образцы, разработанные специализированными организациями.
Благоустройство территории должно быть обеспечено необходимой материальной базой,
имеющей оранжереи и питомники, машины для уборки территории и ухода за озеленением,
инструменты. Следует иметь в виду, что озеленение требует значительных первоначальных и
эксплуатационных затрат. Поэтому оно должно быть запроектировано максимально экономично.
14.2. Произведения монументально-декоративного искусства в промышленной застройке
Задача идейно-политического и нравственного воспитания человека предопределяет необходимость привлечения к формированию пространственной композиции элементов синтеза искусств. При этом имеется в виду прежде всего привлечение произведений монументальнодекоративного искусства, включающего скульптуру, пластику и стенопись во множестве разновидностей каждого из названных видов этого искусства, находящихся в зависимости от используемых изобразительных средств, материала, техники исполнения.
На многих предприятиях устанавливают скульптурные памятники, посвященные видным
деятелям государства, скульптурные изображения лучших людей предприятий, обелиски и стелы, характеризующие памятные этапы истории и развития предприятий.
Большое распространение получают и чисто декоративные скульптурные композиции,
задуманные как определенные знаки, символы, ориентиры в пространстве. Эта разновидность
скульптуры наиболее распространена и у нас и в зарубежном промышленном строительстве –
скульптуру используют для фиксации входов на предприятия, в композиции фонтанов, технологических бассейнов и т.п. Использование элементов синтеза искусств в архитектуре промышленных предприятий способно усилить художественную выразительность застройки, придать ей
индивидуальные черты и своеобразие. Для этого требуется обеспечить гармоничное включение произведений монументально-декоративного искусства в архитектурную структуру комплекса с учетом всего многообразия оценочных критериев, предъявляемых к подобным объектам: темы, сюжета, места размещения, размеров, масштаба, композиции, формы, цвета, материала.
Для крупных, многокорпусных заводов рекомендуется создавать специальные проекты монументального оформления застройки, что позволит произвести строжайший отбор числа объектов монументально-декоративного искусства, тщательно продумать места их размещения с
учетом системы размещения и устройства средств визуальной информации, о которой будет
сказано ниже.
14.3 Элементы визуальной информации на промышленных предприятиях
В последние годы средства визуальной информации – лозунги, доски почета, стенды трудовой и боевой славы, производственных показателей, эмблемы и фирменные знаки, наименование предприятий, дорожные и технологические указатели заняли прочное место в застройке и
99
оформлении промышленных предприятий. Рост их числа и качества вызван расширением
круга задач, поставленных перед современным производством. Как показывает практика, количество и качество получаемой информации об особенностях технологического процесса, расположении и устройстве отдельных объектов застройки, производственной и общественной жизни
коллектива оказывают заметное влияние на состояние и работоспособность человека.
Отсутствие отдельных элементов визуальной информации или их неудовлетворительное решение может привести к несчастным случаям, увеличению времени на выполнение производственных операций, поиск нужных объектов, а также затрудняет
управление производством.
Многочисленность и разнообразие
элементов визуальной информации, вызванных к жизни потребностями функционирования современных промышленных
предприятий, сделали необходимым приведение их в целостную систему визуальной
информации (СВИ), предоставляющую возможность проектировщикам целенаправленно и обоснованно применять средства
визуальной информации, тем более, что она
включает в себя как элементы, предназначенные для размещения на территории
предприятий, так и элементы, предназначенные для размещения в интерьерах зданий. Многие же элементы применяют одновременно и на территории и в цехах
(рисунок 14.1).
По назначению составляющих системы
она расчленена на четыре подсистемы, а
подсистемы расчленены на группы, каждая
из которых имеет определенные специфические признаки (размещение элементов, размеры, принципы использования цветов,
шифра, условия взаимодействия с производственной средой и архитектурой), отличающие их одну от другой (таблица 14.2).
Характер выполнения отдельных элементов СВИ на промышленном предприРисунок 14.1 – Примеры решения отдельных
ятии в соответствии со смысловым содерэлементов
визуальной
информации:
1жанием информации должен обеспечивать
запрещающий
–
«Запрещается
переходть
максимальную заметность изображения,
железнодорожные пути»; 2 – предупреждающий
четкость и ясность воспринимаемых сигна– «Осторожно! Подвесной конвейер»; 3лов, исключающих двойное толкование.
предписывающий «Складировать здесь»; 4 –
Правила применения отдельных элементов
указательный – «Место для курения»; элементы
визуальной информации в настоящее
фирменного стиля; 5 – эмблема предприятия; 6 –
время определены утвержденными норупаковка готовой продукции; 7 – автоцистерна;
мами и указаниями. В частности, одним
8,9 – элементы группы условного обозначения,
из них (ГОСТ 12.4.026-76) установлен стровиды технологического оборудования; рабочая
гий порядок применения цвета и цветовых
одежда; 10-12 – для работы в неотапливаемых
сочетаний. Установлены следующие сигпомещениях и на открытом воздухе; 13, 14 – для
нальные цвета: красный, желтый, зеленый и
работы в отапливаемых помещениях
синий.
100
Красный цвет применяют со значением «Стоп», «Запрещение», «Явная опасность» (т.е. является обозначением предметов, представляющих собой очевидную опасность для здоровья
и жизни человека); желтый - «Внимание», «Предупреждение» (является обозначением предметов, представляющих собой возможную опасность); зеленый – «Безопасность», «Разрешение», «Путь свободен»; синий – «Информация».
Элементы СВИ должны быть заметными и яркими, для них применяют наиболее активные сигнальные цвета, резкие контрасты, запоминающиеся формы. Световое табло над проходной, эмблема на фасаде здания, красная опознавательная полоса на автоцистерне с пропаном,
мостовой кран в цехе – в первую очередь бросаются в глаза и влияют на восприятие всего пространства. В данном случае значение эстетических качеств элементов СВИ совпадает с их функциональным назначением. Им нередко придают крупные размеры, оригинальные формы,
размещают на видных местах, в силу этого они становятся активными участниками композиционного формирования промышленных предприятий, способными оказывать заметное влияние
на художественную выразительность застройки и придавать промышленным объектам своеоб разие и новизну облика.
Таблица 14.2 – Структура системы визуальной информации
№
пп
1
2
3
4
Подсистемы СВИ
Группы СВИ
Подсистема предупреждения о Группа знаковых элементов
возможной опасности
Группа элементов сигнально-предупреждающей окраски
Группа элементов индексации органов управления
Подсистема идентификации от- Группа элементов опознавательного выделения
дельных объектов и устройств
Группа элементов условного обозначения
Группа элементов фирменного стиля и рекламы
Подсистема обеспечения тек- Группа элементов информации
стовой и графической инфор- Группа элементов наглядной агитации
мации
Подсистема обеспечения ориен- Группа элементов ориентирования отдельных объектов и
тирования
направлений
Применение элементов СВИ, выполняющих указанные выше функции, обязательно. Бывают
случаи, когда проектировщики не предусматривают применение этих элементов, тем не менее,
в процессе эксплуатации предприятий в них возникает необходимость. В то же время нередко
заводская территория и цехи перенасыщены наглядной информацией, что снижает эффект ее
применения. В связи с этим следует устанавливать только действительно необходимые в данном конкретном случае элементы в соответствии с их целевым адресом, т.е. для определенных
условий и категорий работающих. Поэтому целесообразно в процессе разработки предприятия
создавать проект системы визуальной информации. Конструкция стендов наглядной информации, размещаемых на территории, должна быть решена с учетом обеспечения их устойчивости к
ветровым воздействиям, удобства эксплуатации, удобства замены информационных материалов.
Проектные решения СВИ на предприятии должны находи т ь ся в тесном взаимодействии с искусством дизайна.
Осн. лит.: 4 [с. 80–90].
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы:
Какие основные элементы благоустройства известны ?
На каких участках территории устраивают озеленение ?
Для каких целей применяют покрытия, микрорельеф, малые архитектурные формы ?
Какую роль выполняют произведения монументально-декоративного искусства в промышленной застройке ?
Элементы визуальной информации на промышленных предприятиях.
101
Лекция 15. Генеральный план обогатительной фабрики
15.1. Выбор площадки для строительства фабрики. Могут быть три варианта расположения обогатительной фабрики по отношению к месторождению полезного ископаемого и к заводу –
потребителю концентратов: 1) при месторождении; 2) между месторождением и заводом; 3) при
заводе.
По расходам на транспорт наиболее экономичен вариант расположения обогатительной фабрики при месторождении, особенно в тех случаях, когда выход концентрата относительно невелик.
При обогащении богатых полезных ископаемых, дающих большие выходы концентратов,
может оказаться более выгодным расположение обогатительной фабрики при заводе по следующим причинам: тарифы на перевозку концентратов выше, чем на перевозку руды; при перевозке
мелких концентратов потери ценного компонента в пути увеличиваются по сравнению с потерями
при перевозке руды; возможно уменьшение емкости бункеров и складов для готовых концентратов; в ряде случаев возможно отказаться от сушки концентратов или только подсушивать их.
При административном и территориальном объединении обогатительной фабрики с рудником или заводом сокращаются управленческие расходы и затраты на организацию водоснабжения, электроснабжения, ремонта оборудования, материального снабжения, а также на культурнобытовое и коммунальное обслуживание трудящихся.
Поэтому если по условиям топографии, водоснабжения или по каким-либо другим причинам
невозможно расположить обогатительную фабрику на самом руднике или на площадке завода, то
все же выгоднее ее построить на небольшом от них расстоянии.
Наивыгоднейшее расположение центральной обогатительной фабрики, получающей сырье
из нескольких рудников, определяется из условий минимальных расходов на транспорт исходного
сырья и концентратов.
Если рудник расположен высоко над источником водоснабжения, то часто обогатительную
фабрику выгоднее располагать не на руднике, а у источников водоснабжения, с тем чтобы избежать подъема на значительную высоту большого количества воды. Удаление и размещение мокрых мелких хвостов наиболее дешево обходится в тех случаях, когда по условиям рельефа имеется возможность самотечного их транспорта, а предназначенная под хвостохранилище площадка
имеет форму впадины, позволяющей создать хвостовой бассейн большой емкости при минимальном объеме искусственных ограждений.
При расположении обогатительной фабрики на наклонной площадке возможно в большей
мере использовать самотечный транспорт и тем самым уменьшить капитальные затраты и эксплуатационные расходы, однако стоимость фабричных зданий при этом несколько возрастает.
Чем больше потери в высоте при прохождении продуктов обогащения через отдельные аппараты и чем круче требуемые уклоны транспортирующих желобов, тем больший уклон местности
необходим для обеспечения самотечного транспорта продуктов. Например, для осуществления
самотечного транспорта на дробильно-сортировочных, промывочных и гравитационных цехах,
где в отдельных операциях в дробилки, грохоты, отсадочные машины, перегрузочные желоба и
воронки поступают крупные или зернистые продукты, требуется значительно больший уклон местности, чем в цехах тонкого измельчения и флотации, где потери высоты при прохождении
пульпы через мельницы, классификаторы, флотационные машины, а также при ее транспорте по
желобам незначительны.
Обогатительные фабрики, позволяющие применить самотечный транспорт продуктов обогащения, наиболее экономично располагать на площадке, допускающей дешевую доставку руды в
верхнюю первичную операцию и дальнейшее самотечное движение продуктов через все последующие операции обработки. Оптимальный уклон фабричной площадки при замкнутых схемах
обработки должен обеспечить самотечное движение продуктов через операции обработки для
главных потоков, несущих основную массу материала. Крутой уклон площадки выгоден также
для дренажа фабрики и естественного освещения ее зданий.
При большом количестве оборотных продуктов выбирать площадки с крутым уклоном нежелательно. Наблюдение за работой механизмов и их обслуживание при расположении оборудования обогатительной фабрики на разных этажах затруднены. С этой точки зрения площадки с крутыми уклонами для строительства фабрики нежелательны.
102
Для строительства флотационных фабрик желательно иметь площадку с переменным уклоном – крутым для цеха сухого дробления и умеренным уклоном (10–15°) для цехов измельчения и
флотации.
Для строительства гравитационных фабрик, применяющих открытые схемы обработки или
схемы с небольшим количеством оборотных продуктов, желательно иметь площадки со значительным уклоном в целях создания самотечного транспорта продуктов. При горизонтальной местности это достигается в многоэтажном здании при подъеме исходного сырья на верхний этаж
обогатительной фабрики.
При сухой магнитной сепарации желательно для фабрики иметь площадку с крутым уклоном
или многоэтажное здание, а при мокрой сепарации наиболее выгодной будет площадка с переменным уклоном, переходящая от крутого к более пологому.
В целях снижения стоимости строительства размеры территории обогатительной фабрики
принимаются минимально необходимыми с учетом рациональной плотности застройки и блокировки (объединения) зданий. Не допускаются излишние резервные площади и преувеличенные
разрывы между зданиями.
Размеры площадки и ее конфигурация должны допускать размещение зданий и сооружений в
соответствии с ходом технологического процесса обогатительной фабрики, а также с возможностью расширения фабрики, если оно предусмотрено заданием на проектирование.
Площадка должна удобно присоединяться к ближайшей железнодорожной станции или
близрасположенному подъездному пути либо автомобильной дороге, иметь по возможности ровную поверхность, чтобы планировка ее не требовала больших объемов земляных работ.
При строительстве обогатительной фабрики на наклонных площадках необходимо выбирать
под фабрику участок по возможности с прямолинейными горизонталями. Уступы фабрики в этом
случае должны идти параллельно горизонталям местности.
Площадка должна иметь хотя бы минимальный уклон 0,004, иначе она будет заболочиваться
поверхностными водами. Грунты ее должны допускать строительство зданий и сооружений без
устройства дорогостоящих оснований (уровень грунтовых вод должен быть по возможности ниже глубины устройства подземных помещений, галерей и т. п.). Площадка не должна затопляться
паводковыми водами, находиться над местами залегания полезных ископаемых или в зонах обрушения от подземных выработок, а также на закарстованных или оползневых участках. Не следует
выбирать площадку, расположенную в непроветриваемой котловине.
По возможности площадка обогатительной фабрики должна располагаться вблизи населенного пункта и существующих сетей энерго- и водоснабжения или вблизи других намеченных к
строительству предприятий, с которыми фабрику целесообразно кооперировать для устройства
дорог, электростанций, водопровода, канализации и других инженерных сетей, жилищного и
культурно-бытового строительства.
Обогатительные фабрики, как предприятия, выделяющие производственные вредности (дым,
пыль, шум), надлежит располагать по отношению к ближайшему жилому району с подветренной
стороны для господствующих ветров и отделять от границ жилых районов санитарно-защитными
зонами (разрывами).
Хвостохранилище при высыхании также может быть источником запыления поселка и территории обогатительной фабрики. Поэтому лучше его располагать по отношению к фабрике и поселку с подветренной стороны.
На основании действующих санитарных норм проектирования обогатительные фабрики, не
имеющие цехов сушки, относятся к III классу предприятий, требующих защитную зону шириной
300 м, а фабрики с цехами сушки – ко II классу с защитной зоной шириной 500 м.
В санитарной защитной зоне допустимо размещать пожарные депо, бани, прачечные, гаражи,
склады, административные служебные здания, торговые здания, столовые, амбулатории и т. п., а
также жилые здания для аварийного персонала и охраны. Территория санитарно-защитной зоны
должна быть благоустроена и озеленена.
Выбор площадки и проведение изысканий и обследований на месте входят в комплекс работ
по составлению проектного задания.
Исходными данными для обследования площадки обогатительной фабрики и изысканий являются следующие показатели:
103
-
состав цехов фабрики, категория вредности, площадь и конфигурация основных цехов, необходимая территория;
- число трудящихся, расчетное количество населения поселка при фабрике;
- грузооборот, виды и количество сырья (руды), материалов, топлива, физическая и химическая
характеристика (крупность, состав и др.) и количество получаемых хвостов;
- потребность в воде и требования к ее качеству, количество и характер сточных вод (стоки с
хвостохранилища);
- энергопотребление (кВт·ч в год), максимальные нагрузки;
- потребность в паре и горячей воде.
Некоторые укрупненные показатели по обогатительным фабрикам приведены в таблице 76
(Разумов К.А. Проектирование обогатительных фабрик.–М.:Недра,1965. – С.305.).
После всестороннего изучения района строительства обогатительной фабрики на топографической карте намечается несколько возможных площадок для ее размещения, которые обследуются на месте комиссией, включающей специалистов – технологов-обогатителей, строителей, геологов, транспортников, энергетиков, экономистов, а также представителей строительной организации, которая будет строить фабрику, и представителей местных организаций. В результате выбирается один вариант для проработки его в объеме проектного задания.
Топографическая съемка плана территории площадки обогатительной фабрики выполняется в
масштабе 1:2000 или 1:1000 с горизонталями сечением через 2 м для масштаба 1:2000 и через 1 м
для масштаба 1:1000, а при слабо выраженном рельефе – через 0,5 м. Площадка для жилпоселка
снимается в масштабе 1:5000.
Инженерно-геологическая съемка дополняется разведочными работами и исследованиями
свойств грунтов и грунтовых вод.
В части хвостового хозяйства, при гидравлической укладке хвостов, на первой стадии проектирования обычно намечается общее техническое решение и уточняется объем необходимых изысканий для последующей стадии проектирования.
Для принятия окончательного решения о пригодности намечаемой для строительства обогатительной фабрики площадки следует разработать схематический генеральный план, который составляется применительно к габаритам цехов и корпусов аналогичных действующих обогатительных фабрик.
15.2. Основные схемы размещения оборудования. При проектировании обогатительных фабрик применяют две основные схемы размещения оборудования – многоэтажную и уступчатоодноэтажную. При многоэтажной схеме последующие по технологическому процессу аппараты
размещаются на нижнем этаже по сравнению с предыдущими аппаратами. Многоэтажная схема
применима для любого уклона площадки обогатительной фабрики. При крутом уклоне площадки
исходное сырье доставляется в приемные устройства, располагаемые на верхних этажах. В случае
горизонтальной или слабонаклонной площадки приемные устройства, как правило, заглубляются
в землю и сырье на верхний этаж фабрики поднимается наклонными ленточными конвейерами
или элеваторами. Если фабрика располагается при шахте, то иногда увеличивают высоту копра и
поднимают руду на 50–60 м над уровнем поверхности земли, а дробильное отделение размещают в
многоэтажном здании при копре шахты.
При уступчато-одноэтажной схеме аппараты размещаются на отдельных уступах, идущих
параллельно горизонталям местности. Аппараты смещаются в вертикальном и горизонтальном
направлениях по линии падения местности. Вся аппаратура устанавливается на низких фундаментах или перекрытиях. Здания получаются одноэтажными, но с разными отметками полов.
Кроме этих двух основных схем размещения оборудования может применяться третья схема
– комбинированная, когда одна часть оборудования устанавливается по первой, а другая часть –
по второй схемам.
При любой схеме размещения оборудования цепь аппаратов подразделяется на отдельные
компоновочные узлы, т. е. группы аппаратов, располагаемых близко один к другому и связанных
самотечным транспортом или короткими конвейерами. Каждый компоновочный узел характеризуется определенной разностью отметок начальной и конечной точек узла и его можно перемещать в плане и по высоте как единое целое.
104
Отдельные компоновочные узлы связываются ленточными конвейерами, элеваторами, насосами или желобами.
При размещении двух компоновочных узлов величина их горизонтального смещения позволяет решить вопрос о числе зданий для размещения данных узлов обогатительной фабрики. Если
горизонтальное смещение между узлами невелико, то их следует размещать в одном здании; при
большом горизонтальном смещении узлы размещаются в отдельных зданиях или же компонуются
в одном здании, но для подъема продуктов обогащения применяют два марша ленточных конвейеров, вынесенных за пределы здания.
Для экономного использования площади зданий необходимо уменьшать величину горизонтального смещения между узлами. В целях более полного использования уклона местности последующие по технологическому процессу узлы следует смещать вниз по линии ее падения, а оси
связывающих их конвейеров располагать в вертикальной плоскости, проходящей через линию падения.
При небольших уклонах площадки обогатительной фабрики с целью уплотнения генерального плана и сближения или объединения корпусов фабрики часто оказывается выгодным применять двухмаршевую или трехмаршевую систему конвейеров, вынесенных в направлении, перпендикулярном падению местности.
При выборе схемы размещения оборудования необходимо руководствоваться следующими
положениями:
1) тяжелое оборудование – крупные дробилки, мельницы – следует устанавливать на низких
фундаментах, как правило, не связанных со стенами здания;
2) цехи с большими пролетами, обслуживаемые мостовыми кранами, – строить в 1 этаж;
3) однотипные аппараты, устанавливаемые в большом количестве на значительной площади пола, – размещать в одноэтажном здании, так как установка таких аппаратов на разных этажах
менее удобна для обслуживания и требует при замкнутых схемах обработки подъема промпродуктов на некоторую высоту.
При обработке по замкнутым схемам мелких, разбавленных водой продуктов многоэтажная
схема становится невыгодной из-за высоких затрат на внутрицеховой транспорт. Это объясняется
тем, что потеря высоты при передаче продуктов из вышестоящего аппарата в нижестоящий при
многоэтажной компоновке больше, чем при передаче продуктов пологими желобами в аппараты,
расположенные по уступам.
Главные корпуса флотационных фабрик большой и средней производительности обычно
компонуют по уступчато-одноэтажной схеме, так как для этих фабрик характерны большие площади цехов измельчения, флотации и сгущения, малые уклоны транспортирующих желобов и
большие количества оборотных продуктов. В отдельных пролетах корпусов возможна двухэтажная компоновка. Для флотационных фабрик малой производительности применяются уступчатоэтажная и многоэтажная схемы размещения оборудования.
Гравитационные фабрики, предназначенные для обогащения каменных углей и марганцевых
руд отсадкой, а также промывочно-гравитационные фабрики для марганцевых руд характеризуются применением легкого дробильного оборудования (зубчатых валков, молотковых дробилок),
сравнительно небольшими площадями цехов дробления, грохочения и отсадки, крутыми уклонами транспортирующих желобов и небольшими выходами оборотных продуктов. При этих условиях обычно рациональна многоэтажная схема размещения оборудования.
Магнитообогатительные фабрики с мокрой сепарацией тонко-вкрапленных руд компонуются как флотационные фабрики. Обогатительные фабрики, перерабатывающие крупновкрапленные
магнезитовые руды сухой магнитной сепарацией, сравнимы с гравитационными фабриками, т. е.
обычно компонуются по многоэтажной схеме.
Для промывочных фабрик применимы обе схемы компоновки. При горизонтальной или слабонаклонной площадке фабрики чаще применяется многоэтажная схема, а при крутопадающей
площадке – уступчато-одноэтажная.
Гравитационные обогатительные фабрики для мелковкрапленных руд редких металлов
обычно компонуются по уступчато-одноэтажной схеме. При крупном материале может оказаться
более выгодной комбинированная схема компоновки.
105
Многоэтажную схему применяют в условиях стесненной площадки для уплотнения генплана,
а также когда под фабричными зданиями оставляют целики полезного ископаемого (углеобогатительные фабрики при шахтах).
15.3 Общие принципы размещения оборудования. При размещении оборудования в отдельных цехах ОФ необходимо соблюдать следующие основные положения:
1. Оборудование располагать так, чтобы количество транспортируемых продуктов и расстояния, на которые они передаются, были наименьшими.
2. Основной грузопоток продуктов обогащения должен проходить через фабрику самотеком,
но следует избегать длинных желобов для транспортирования сухих продуктов из-за больших потерь высоты. Если по условиям рельефа местности нельзя осуществить полный самотек продуктов, то следует поднимать основной поток их в минимальном числе мест и на достаточную высоту
с тем, чтобы разветвленное движение потока через фабрику шло самотеком.
3. Для удобства обслуживания и ремонта аппараты, выполняющие одинаковые технологические операции, следует группировать в одном или в соседних пролетах здания и по возможности
на одинаковых отметках.
4. Следует стремиться к применению взаимозаменяемых однородных аппаратов. При выходе
из строя одного или нескольких из них желательно иметь возможность равномерного распределения нагрузки на все остальные аппараты,
5. Секции, параллельно работающие на одинаковом сырье, следует создавать однотипными
во всех аппаратах, выполняющих одни и те же технологические функции.
6. Следует применять наиболее производительные аппараты, чтобы сократить их число,
уменьшить число точек контроля и регулирования технологического процесса путем укрупнения
секций и, если возможно, переходить на моносекцию. Конструктивные решения узлов должны
обеспечить бесперебойную работу их без постоянного вмешательства рабочего. Необходимо исключать возможности просыпки и перелива материалов из транспортных желобов в местах перегрузок и т. д.
У агрегатов должны быть предусмотрены места для аппаратуры автоматического контроля
их. работы и регулирования.
7. Цехи и аппараты, выделяющие в атмосферу вредности, в частности пыль, пар или дым,
должны изолироваться от цехов с менее вредными условиями работы.
8. Должна быть обеспечена нормальная освещенность рабочего помещения дневным и искусственным светом. Эти требования могут определять конфигурацию и габариты отдельных цехов
обогатительной фабрики. В некоторых случаях экономичнее строить фабрику без окон, с искусственным освещением.
9. Следует обеспечивать удобство эксплуатационного обслуживания, монтажных и ремонтных работ. Все аппараты должны обслуживаться механическими грузоподъемными средствами.
10. Должны быть выполнены правила безопасности, установленные для цехов и отдельных
аппаратов.
11. Не допускаются излишества в отношении площадей и объемов зданий.
12. Должны быть учтены нормативы проектирования строительной сетки зданий.
Величина пролетов зданий в осях должна назначаться кратной 3 м в одноэтажных зданиях и 1
м в многоэтажных.
Расстояния между разбивочными осями в поперечном направлении в одноэтажных зданиях с
пролетами до 18 м рекомендуется принимать кратными 3 ж, а в зданиях с пролетами более 18 м –
кратными 6 м. Шаг колонн (расстояние между разбивочными осями в продольном направлении)
принимается кратным 6 м.
Расстояния между разбивочными осями стен и колонн в проектах многоэтажных зданий рекомендуется принимать равными 6 м.
Высота производственных помещений от пола до потолка должна быть не менее 3,2 м, а помещений энергетического и транспортно-складского хозяйства – не менее 3 м, при этом высота
помещений от пола до низа выступающих конструктивных элементов покрытия или перекрытия
(в чистоте) должна быть не менее 2,6 м.
Высота этажа в многоэтажных зданиях должна приниматься кратной 600 мм. Рекомендуется
принимать высоту надземных этажей 4,2; 4,8 и 6 м, высоту подвалов – 3,6 м. В зданиях с мосто106
выми кранами с отметкой подкранового рельса до 8 м номинальная высота от уровня пола до головки рельса должна быть кратной 1 м, а при отметке рельса более 8 м – кратной 2 м.
15.4. Состав обогатительных фабрик и принципы проектирования генеральных планов.
К производственным цехам и отделениям обогатительной фабрики, непосредственно связанным с
обработкой исходного сырья, относятся: отделение приема сырья, цех крупного дробления, дозировочно-аккумулирующие бункера, склады сырья, цех среднего и мелкого дробления, цех (отделение) измельчения, цех (отделение) обогащения, цех обезвоживания, цех сушки, склады готовой
продукции, отделение погрузки готовой продукции (для ценных концентратов также отделение
упаковки), цех удаления и складирования хвостов, шламовые отстойники.
Вспомогательные цехи, отделы и службы фабрики – водоснабжение, электроснабжение, реагентное отделение, ремонтный цех, склады запасных частей, материалов и топлива, котельная,
отдел технического контроля, научно-исследовательская и химическая лаборатории, управление
фабрикой и административно-хозяйственная служба.
Генеральным планом обогатительной фабрики называется план взаимного расположения зданий, цехов, сооружений, складов, железнодорожных путей, безрельсовых дорог и других
коммуникаций.
Проект генерального плана, как и проект всей обогатительной фабрики, составляется в две
стадии: проектного задания и рабочих чертежей.
В стадии проектного задания записка и чертежи по площадке строительства фабрики, генеральному плану и транспортному хозяйству должны содержать следующие материалы: характеристику и ситуационный план района, характеристику площадки строительства и совмещенный
генеральный план обогатительной фабрики с расположением проектируемых, существующих, реконструируемых и подлежащих сносу зданий, сооружений и транспортных путей с указанием
возможного расширения фабрики. Генеральный план выполняется с нанесением горизонталей и
привязкой зданий к топографической основе. Даются также вертикальная привязка основных зданий и сооружений, ориентировочные объемы земляных работ, грузооборот и организация транспортного хозяйства, основные показатели по генеральному плану (площадь предприятия, коэффициент застройки и др).
В рабочих чертежах генерального плана дается уточненная привязка зданий и сооружений с
вертикальной планировкой и указанием сетей подземного хозяйства, транспортных путей и других коммуникаций, озеленения и благоустройства территории.
При проектировании генерального плана учитываются следующие положения:
1. Расположение цехов должно соответствовать требованиям технологического процесса.
Материальные потоки должны направляться по кратчайшим путям при наиболее рациональном
использовании рельефа местности.
2. По возможности следует соблюдать принцип зонирования, т. е. объединения на отдельных
участках территории фабрики цехов и сооружений, связанных однородностью технологического
процесса или общностью условий энергопотребления, грузопотоков, пожарной безопасности, санитарно-гигиенических и др. Обычно выделяются в особые зоны энергетические устройства –
ТЭЦ, общая котельная, а также здания административно-хозяйственного назначения и бытового
обслуживания. В некоторых случаях удается выделить в зону материальные и другие склады.
3. Приемные устройства для руды, погрузочные бункера для готовых продуктов, склады топлива и материалов должны располагаться таким образом, чтобы протяженность железнодорожных путей и необходимый для проведения путей объем земляных работ были минимальными.
4. Трансформаторные подстанции и распределительные пункты должны располагаться по
возможности ближе к главным потребителям энергии.
5. Вспомогательные цехи и склады следует располагать возможно ближе к обслуживаемым
ими основным цехам, например: ремонтные мастерские и материальный склад, реагентная и склад
реагентов.
6. При размещении сооружений необходимо учитывать санитарно-технические требования в
отношении освещенности, вентиляции и т. д. Пыле- и газообразующие цехи должны размещаться
на границе фабричной площадки и с подветренной ее стороны.
7. Генеральный план должен иметь четкое планировочное решение в отношении прямолинейности дорог и проездов, правильности очертаний застройки. Корпуса рекомендуется разме107
щать рядами параллельно большой или малой оси фабричной площадки. Обычно длинная ось
площадки ориентируется параллельно горизонталям естественного ее рельефа, так как при этом
достигаются лучшие условия связи между отдельными зданиями, уменьшается объем земляных
работ и т. д.
8. Проезды и разрывы между зданиями, сооружениями и транспортом должны удовлетворять
требованиям габаритов приближения строений к путям транспорта, пожарным и санитарным условиям и размещению инженерных сетей. Коммуникационные сети должны быть по возможности
прямолинейными. Недопустимо трубопроводы располагать под дорогами, железнодорожными
путями и вплотную к ним.
9. Следует стремиться к наиболее компактному размещению зданий и сооружений, избегать
строительства большого количества мелких зданий, объединяя их в одно здание (блок). Корпуса
должны иметь в плане простую форму.
10. Следует стремиться к максимальному использованию фабричной площадки под застройку. Проектирование должно обеспечить минимальные затраты на освоение площадки и благоприятные условия производства строительных работ. В случае необходимости учитывается очередность строительства обогатительной фабрики и ее расширение.
11. При расположении корпусов следует учитывать гидрогеологические условия фабричной
площадки.
12. Территория обогатительной фабрики должна ограждаться забором. Проходная размещается с учетом возможного сокращения пути рабочих из поселка на фабрику. Контору фабрики желательно располагать по линии ограждения с тем, чтобы она имела один свободный вход с внешней стороны и другой – с территории фабрики.
Осн. лит.: 5 [с. 301–335].
1.
2.
3.
4.
5.
Контрольные вопросы:
Какие вопросы связаны с выбором площадки для строительства фабрики ?
Каковы основные схемы размещения оборудования ?
Каковы общие принципы размещения оборудования ?
Каковы принципы проектирования генеральных планов?
Как составляется генеральный план обогатительных фабрик ?
2.3 Планы практических занятий
Практическое занятие 1. Разработка задания на проектирование металлургического объекта
Задание: Ознакомление с заданием на проектирование металлургического объекта
Методические рекомендации:
– выбрать производство (или объект);
– определить исходные данные для проектирования выбранного производства, а также нормативные документы и материалы;
– выбрать район строительства и определить требования к площадке строительства производства;
– определить требования по охране труда работников производства и окружающей среде;
– определить перечень инженерных сетей и коммуникаций;
– определить виды внешнего и внутреннего транспорта;
– определить перечень предполагаемых рабочих чертежей.
Осн. лит. : 2 [с.3–14, 17, 18], 3 [с. 36–41]
Контрольные вопросы:
1. Какие данные являются исходными для проектирования выбранного производства ?
2. Какими климатическими параметрами должен характеризоваться район строительства ?
3. Какие требования необходимо предъявить к площадке строительства выбранного производства ?
4. Какими параметрами характеризуется внутренняя и внешняя среда выбранного производства ?
5. Какие виды внешнего и внутреннего транспорта необходимо использовать в выбранном производстве ?
6. Какими рабочими чертежами необходимо представить выбранное производство ?
108
Практическое занятие 2. Выбор и обоснование технологической схемы производства
Задание: Определить материальные потоки выбранного производства на 100 кг исходного
сырья и и составить задание на выполнение технологической части проекта.
Методические рекомендации:
– определить технологические операции, состав и объемы производства;
– рассчитать материальный баланс производства на 100 кг исходного сырья;
– произвести принципиальный выбор основного и вспомогательного оборудования.
Осн. лит. : 3 [с. 54–114, 129–134], 5 [с. 22–25, 48–145]. Доп. лит. : 7 [с. 57–581].
Контрольные вопросы:
1. Каков рациональный состав 100 кг исходного сырья ?
2. Какие продукты участвуют в материальном балансе производства ?
3. Какие виды основного и вспомогательного оборудования должны использоваться в производстве ?
Практическое занятие 3. Выбор и расчет основного оборудования производства
Задание: Определить перечень и габариты выбранного основного оборудования по проектируемой производительности объекта и составить задание на выполнение технологической части
проекта.
Методические рекомендации:
– рассчитать производительность производства;
– произвести конструктивный расчет основного оборудования;
– определить количество используемого основного оборудования.
Осн. лит. : 5 [с. 194–301], 3 [с. 185–197]. Доп. лит. : 8 [с. 11–447].
Контрольные вопросы:
1. Какова удельная нагрузка основного оборудования ?
2. Каковы габариты основного оборудования ?
3. Какое количество основного оборудования необходимо использовать для обеспечения проектируемой производительности производства ?
Практическое занятие 4. Выбор и расчет вспомогательного оборудования производства
Задание: Определить перечень и габариты вспомогательного оборудования по проектируемой производительности объекта и составить задание на выполнение технологической части проекта.
Методические рекомендации:
– определить перечень вспомогательных операций (водоснабжение, энергоснабжение, пароснабжение и др.)
– изучить характеристики вспомогательного оборудования;
– произвести конструктивный расчет вспомогательного оборудования;
– определить производительность вспомогательного оборудования;
– определить количество используемого вспомогательного оборудования.
Осн. лит. : 5 [с. 194–301], 3 [с. 185–197]. Доп. лит. : 8 [с. 11–447].
Контрольные вопросы:
1. Какова удельная нагрузка вспомогательного оборудования ?
2. Каковы габариты вспомогательного оборудования ?
3. Какое количество вспомогательного оборудования необходимо использовать для обеспечения проектируемой производительности производства ?
Практическое занятие 5. Выбор и расчет оборудования для утилизации и очистки вредных
выбросов производства
Задание: Определить перечень опасных производственных факторов, выбрать наиболее
вредные выбросы, произвести по нему расчет необходимого очистного оборудования по проекти109
руемой производительности объекта и составить задание на выполнение технологической части
проекта.
Методические рекомендации:
– изучить опасные производственные факторы и определить наиболее опасный производственный
фактор;
– произвести конструктивный расчет очистного оборудования;
– определить производительность очистного оборудования;
– определить количество используемого очистного оборудования.
Осн. лит.: 3 [с. 185–197, 426–439], 5 [с. 194–301]. Доп. лит. : 8 [с. 11–447].
Контрольные вопросы:
1. Какова удельная нагрузка очистного оборудования ?
2. Каковы габариты очистного оборудования ?
3. Какое количество очистного оборудования необходимо использовать для обеспечения проектируемой производительности производства ?
Практическое занятие 6. Принятие компоновочных решений по размещению оборудования
Задание: Произвести размещение основного, вспомогательного и очистного оборудования и
составить задание на выполнение технологической части проекта
Методические рекомендации:
– разработать аппаратурно-технологическую схему производства;
– произвести группировку технологических операций и оборудования по технологическому потоку;
– произвести группировку технологических операций и оборудования по характеру транспортных
связей;
– произвести группировку технологических операций и оборудования по требованиям охраны
труда и окружающей среды;
– выбрать и принять рациональное компоновочное решение по размещению технологических
операций и соответствующего оборудования.
Осн. лит.: 3 [с. 322–338].
Контрольные вопросы:
1. Каким образом последовательность технологического потока влияет на размещение оборудования ?
2. Каким образом характер транспортных связей влияет на размещение оборудования ?
3. Каким образом требования охраны труда и окружающей среды влияют на размещение оборудования ?
Практическое занятие 7. Принятие объемно-планировочных решений по выбору типа производственного здания
Задание: Определить специфические требования к планировке производственного здания для
проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части
проекта.
Методические рекомендации:
– определить параметры внутренней и внешней среды производственного здания для проектируемого объекта;
– определить следующие функциональные зоны внутри производственного здания: зоны основного производства; зоны обслуживания производства (склады сырья, полуфабрикатов и готовой
продукции, ремонтные мастерские инструментально-раздаточные кладовые, эмульсионные
станции, зарядные станции электрокар и т. д.); зоны обслуживания работающих (помещения
санитарно-гигиенические, медицинские, общественного питания, культурного обслуживания);
зоны инженерного оборудования (вентиляционные камеры, кондиционеры, трансформаторные,
щитовые, компрессорные станции и т.д.); зоны технологических и инженерно-технических
коммуникаций (конвейеры, воздухо-, водо- и паропроводы, электрокабели и т.д.);
110
– определить мероприятия по регулированию: 1) процессов передачи тепла через наружные ограждения здания; 2) процессов воздухообмена; 3) качественных и количественных характеристик
освещения; 4) акустического режима; и по 5) обеспечению долговечности здания.
Осн. лит.: 4 [с. 109–132].
Контрольные вопросы:
1. Каким образом параметры внутренней и внешней среды влияют на проектирование производственного здания ?
2. Какие технологические процессы и оборудование необходимо размещать в соответствующих
функциональных зонах ?
3. Какие мероприятия необходимо осуществить для регулирования: 1) процессов передачи тепла
через наружные ограждения здания; 2) процессов воздухообмена; 3) качественных и количественных характеристик освещения; 4) акустического режима; и 5) обеспечения долговечности
здания ?
Практическое занятие 8. Основные элементы строительных конструкций. Каркас производственного здания
Задание: Определить и выбрать конструктивные элементы каркаса производственного здания
для проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части проекта.
Методические рекомендации:
– определить состав каркаса производственного здания для проектируемого объекта;
– выбрать материалы для элементов каркаса производственного здания с учетом специфических
особенностей проектируемого объекта
Осн. лит.: 6 [с. 105–163].
Контрольные вопросы:
1. Каково назначение фундаментов, фундаментных балок, колонн, несущих элементов покрытия,
подкрановых балок и связей ?
2. Что относится к несущим элементам покрытия ?
Практическое занятие 9. Конструктивные элементы производственного здания. Стены и
покрытия
Задание: Определить назначение, обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции,
выбрать материалы стен и покрытий производственного здания для проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части проекта.
Методические рекомендации:
– изучить назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции стен и покрытий
производственного здания;
– выбрать материалы для стен и покрытий производственного здания с учетом специфических особенностей проектируемого объекта
Осн. лит.: 6 [с. 163–179].
Контрольные вопросы:
1. Каково назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции стен и покрытий
производственного здания ?
2. Какие материалы необходимо выбрать для стен и покрытий производственного здания с учетом
специфических особенностей проектируемого объекта?
Практическое занятие 10. Конструктивные элементы производственного здания. Полы, перегородки, окна
Задание: Определить назначение, обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции,
выбрать материалы полов, перегородок и окон производственного здания для проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части проекта.
Методические рекомендации:
111
– изучить назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции полов, перегородок и окон производственного здания;
– выбрать материалы для полов, перегородок и окон производственного здания с учетом специфических особенностей проектируемого объекта
Осн. лит.: 6 [с. 179–198].
Контрольные вопросы:
1. Каково назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции полов, перегородок и окон производственного здания ?
2. Какие материалы необходимо выбрать для полов, перегородок и окон производственного здания с учетом специфических особенностей проектируемого объекта?
Практическое занятие 11. Конструктивные элементы производственного здания. Двери и
ворота, фонари и лестницы
Задание: Определить назначение, обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции,
выбрать материалы дверей и ворот, фонарей и лестниц производственного здания для проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части проекта.
Методические рекомендации:
– изучить назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции дверей и ворот,
фонарей и лестниц производственного здания;
– выбрать материалы для дверей и ворот, фонарей и лестниц производственного здания с учетом
специфических особенностей проектируемого объекта
Осн. лит.: 6 [с. 198–209].
Контрольные вопросы:
1. Каково назначение и обозначение в горизонтальной и вертикальной проекции полов, перегородок и окон производственного здания ?
2. Какие материалы необходимо выбрать для полов, перегородок и окон производственного здания с учетом специфических особенностей проектируемого объекта?
Практическое занятие 12. Принятие строительных решений для застройки производственного здания
Задание: Определить этажность и параметры строительных элементов конструкции производственного здания и составить задание на выполнение архитектурно-строительной части проекта.
Методические рекомендации:
– определить этажность производственного здания для проектируемого объекта;
– рассчитать параметры строительных элементов конструкции производственного здания
Осн. лит.: 4 [с. 109–132].
1.
2.
Контрольные вопросы:
Какие факторы влияют на выбор этажности производственного здания ?
Каковы рассчитанные величины пролеты, шаг колонн для проектируемой производительности объекта ?
Практическое занятие 13. Выбор транспорта
Задание: Определить виды внешнего и внутрицехового транспорта и трассы их передвижения
в генеральном плане проектируемого объекта и составить задание на выполнение архитектурностроительной части проекта.
Методические рекомендации:
– изучить виды и назначение внешнего транспорта;
– изучить виды и назначение внутрицехового транспорта;
– выбрать виды внешнего и внутрицехового транспорта и начертить трассы их передвижения в
генеральном плане проектируемого объекта
112
Осн. лит.: 4 [с. 90–97].
Контрольные вопросы:
Каким образом специфические особенности производства влияют на выбор видов внешнего транспорта ?
2. Каким образом специфические особенности производства влияют на выбор видов внешнего транспорта ?
3. Какие виды внешнего и внутрицехового транспорта вы выбрали и как выглядит трасса их передвижения в генеральном плане проектируемого объекта
1.
Практическое занятие 14. Генеральный план проектируемого объекта
Задание: Определить архитектурно-строительные решения по застройке территории (или составлению генерального плана) проектируемого объекта и составить задание на выполнение генерального плана проекта.
Методические рекомендации:
1) определить:
– функциональные зоны территории объекта;
– типы строительных объектов;
– входы и въезды на территорию объекта;
– предзаводскую территорию;
– магистрали и проезды;
– разрывы между зданиями и сооружениями;
2) указать рабочие чертежи по частям проекта и генеральному плану объекта.
Осн. лит.: 4 [с. 6–132].
Контрольные вопросы:
Какие принципы учитываются при зонировании территории проектируемого объекта ?
Какие типы строительных объектов будут отражены в генеральном плане объекта ?
Сколько входов и въездов необходимо предусмотреть для проектируемого объекта ?
Каковы размеры предзаводской территории ?
Сколько магистралей и проездов предусматривается в генеральном плане объекта ?
Каковы разрывы между зданиями и сооружениями ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2.4 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП)
№
пп
1
1
2
3
Задание
2
Основные термины и нормативные документы в области
проектирования промышленных объектов
Предпроектные мероприятия и исследования
Исходные данные для проектирования
Форма
проведения
3
Экспрессопросс,
тренинг
Методические рекомендации
4
Изучить основные термины и
нормативные документы
Экспрессопросс,
тренинг
Выявить этапы предпроектных
исследований, определить мероприятия для разработки предпроектной документации
Экспрессопросс,
тренинг
Определить группы исходных
данных для проектирования объекта
113
Рекомендуемая литература
5
Осн.: 1
[ст. 1, 3–5],
2 [с.3–7,
18]
Осн.: 1 [ст.
1], 2[с.3–
14, 17], 3
[с. 36–41],
4 [с. 15–
17].
Осн.: 3 [с.
30–35, 41–
44, 50–52],
5 [с. 15–25]
Продолжение таблицы
1
2
4 Выбор эффективного способа схемы обогащения сырья
3
Экспрессопросс,
тренинг
5
Выбор эффективного способа производства товарных
металлов в металлургических заводах
Экспрессопросс,
тренинг
6
Выбор и расчет параметров
и показателей оборудования
обогатительных фабрик
Экспрессопросс,
тренинг
7
Выбор и расчет параметров
оборудования металлургических заводов
Экспрессопросс,
тренинг
8
Размещение предприятий в
структуре города, их классификация
Экспрессопросс,
тренинг
9
Объемно-планировочное
формирование застройки заводской территории. Способы застройки. Типы строительных объектов
Экспрессопросс,
тренинг
10
Проектирование производственных зданий
Экспрессопросс,
тренинг
11
Основные элементы конструкции производственных
зданий
Экспрессопросс,
тренинг
4
Определить факторы, определяющие выбор рациональных
схем дробления, измельчения и
гравитации
Определить факторы, определяющие выбор эффективного
способа производства товарных
металлов в металлургических заводах
Рассчитать оборудование для
дробления, грохочения, измельчения, классификации, обогащения, промывки и флотации
Рассчитать оборудование для
дробления, грохочения, измельчения
Изучить приемы для планировки
структуры территории промышленного района, факторы размещения предприятий
Изучить архитектурностроительные принципы планировки и застройки промышленных предприятий, зонирование,
разделение, изоляцию грузовых и
людских потоков, компактность
застройки, унификацию и модульную координацию элементов
планировки и застройки территории, способы застройки территории
Основные разделы проектирования производственных зданий.
Параметры микроклимата. Внешние факторы воздействия на производственное здание. Мероприятия для устранения воздействия
факторов внутренней и внешней
среды на производственное здание. Требования к объемнопланировочному решению зданий. Принципы проектирования
производственных зданий
Выучить элементы каркаса производственных зданий, разновидности фундаментов и их размеры,
покрытия, фундаментные и подкрановые балки, виды колонны и
их унифицированные размеры,
горизонтальные и вертикальные
связи, деформационные швы
114
5
Осн.: 5 [с.
22–25, 48–
145]
Осн.: 3 [с.
54–114,
129–134]
Осн.: 5 [с.
194–301].
Осн.: 3 [с.
185–197].
Доп.: 8 [11–
447].
Осн.: 4 [с.
6–52].
Осн.: 4 [с.
6–52].
Осн.: 4 [с.
109–132].
Осн.: 6 [с.
105–211].
Продолжение таблицы
1
2
12 Транспорт металлургических
объектов
13
Инженерные сети металлургических объектов
Экспрессопросс,
тренинг
14
Благоустройство территории,
элементы монументальнодекоративного искусства и
визуальной информации на
предприятиях
Генеральный план обогатительной фабрики
Экспрессопросс,
тренинг
4
Выучить систему транспортного
обслуживания металлургических
объектов. Определить назначение внешнего и внутризаводского транспорта. Характеристика
железнодорожного транспорта
Изучить энергоснабжение металлургических объектов, водоснабжение металлургических объектов, канализационную сеть промышленной площадки
Выучить основные элементы и
мероприятия по благоустройству
территории предприятия
Экспрессопросс,
тренинг
Выбор площадки для строительства фабрики. Основные схемы
размещения оборудования.
15
3
Экспрессопросс,
тренинг
5
Осн.: 3 [с.
122–124,
338–348], 4
[с. 90–97], 5
[с. 335–338,
400–404].
Осн.: 3 [с.
394–402], 4
[с. 97–108],
5 [с. 404–
406].
Осн.: 4 [с.
80–90].
Осн.: 5 [с.
301–335].
2.5 Планы занятий в рамках самостоятельной работы студентов (СРС)
№
пп
1
1
Задание
Методические рекомендации
Рекомендуемая литература
4
Осн.: 1 [ст. 1,
3–5], 2 [с.3–7,
18]
Осн.: 1 [ст. 1],
2[с.3–14, 17], 3
[с. 36–41], 4 [с.
15–17].
Осн.: 3 [с. 30–
35, 41–44, 50–
52], 5 [с. 15–25]
2
Стадии проектирования
3
Изучить стадии проектирования объекта
2
Состав проектно-сметной
документации объекта
Определить состав проектно-сметной документации объекта
3
Технологическое проектирование металлургических
объектов
4
Выбор эффективного способа схемы обогащения сырья
5
Выбор эффективного способа производства соединений
металлов в металлургических заводах
Выбор и расчет параметров
и показателей оборудования
обогатительных фабрик
Выбор и расчет параметров
оборудования металлургических заводов
Изучить вопросы, рассматриваемые в
разделе технологического проектирования объекта. Определить рабочую документацию на этапе технологического проектирования
Осн.: 5 [с. 22–
Определить факторы, определяющие вы25, 48–145]
бор рациональных схем промывки, классификации и флотации
Осн.: 3 [с. 54–
Определить факторы, определяющие вы114, 129–134]
бор эффективного способа производства
соединений металлов в металлургических
заводах
Осн.: 5 [с. 194–
Рассчитать оборудование для классифи301].
кации, гравитационного обогащения,
промывки и флотации
Осн.: 3 [с. 185–
Рассчитать оборудование для дробления,
грохочения, измельчения, классификации, 197]. Доп.: 8
[11–447].
обогащения, промывки и флотации
6
7
115
Продолжение таблицы
1
2
8 Группировка и формирование промышленных районов
и узлов
9
10
11
12
13
14
15
3
Изучить вопросы, связанные с организацией территории промышленного района,
с решениями генерального плана предприятия или группы предприятий
Изучить планировочные элементы завоВходы и въезды в промышдской территории, условия, влияющие на
ленные объекты. Застройка
число входов и их размещение, число
предзаводской территории.
Магистрали и проезды. Раз- въездов для транспорта, назначение предрывы между зданиями и со- заводской территории, проездов и магистралей, условия, определяющие ширину
оружениями
улиц и разрывы между зданиями
Проектирование производВыбор этажности производственных здаственных зданий
ний. Факторы, влияющие на выбор основных строительных параметров. Терминология, определяющая строительные
параметры производственных зданий.
Вынос технологического оборудования за
пределы здания. Мероприятия для экономии топливных и энергетических ресурсов при проектировании здания.
Выучить разновидности стен по конструкОсновные элементы констции и материалу, виды конструкции полов,
рукции производственных
виды перегородок, конструкции окон, двезданий
рей и ворот, фонарей и лестниц
Транспорт металлургических Характеристика автомобильного трансобъектов
порта, магистральных и специальных дорог,
тротуары, напольного рельсового,
напольного безрельсового, непрерывного
конвейерного, трубопроводного гидравлического и пневматического транспорта,
грузовых подвесных канатных дорог,
контейнерного и общественного транспорта
Инженерные сети металИзучить тепло- и газоснабжение металлургических объектов
лургических объектов, газоснабжение
промышленных предприятий, размещение
инженерных сетей и вертикальную планировку промышленных территорий
Выучить элементы монументальноБлагоустройство территодекоративного искусства и визуальной
рии, элементы монуменинформации на промышленных предпритально-декоративного исятиях
кусства и визуальной информации на промышленных предприятиях
Генеральный план обогатиВыучить принципы проектирования генетельной фабрики
ральных планов и общие принципы размещения оборудования. Составить генеральный план и рабочие чертежи обогатительной фабрики
116
4
Осн.: 4 [с. 6–
52].
Осн.: 4 [с. 6–
52].
Осн.: 4 [с. 109–
132].
Осн.: 6 [с. 105–
211].
Осн.: 3 [с. 122–
124, 338–348],
4 [с. 90–97], 5
[с. 335–338,
400–404].
Осн.: 3 [с. 394–
402], 4 [с. 97–
108], 5 [с. 404–
406].
Осн.: 4 [с. 80–
90].
Осн.: 5 [с. 301–
335].
2.6 Тематика письменных работ по курсу
№
вари
анта
1
Тема
Рекомендуемая
литература
2
Контрольные работы
3
по модулю 1: Технологическое проектирование металлургических объектов
1
Нормативная база проектирования объектов. Стадии проектирования
2
Состав проектно-сметной документации
3
Предпроектная документация
4
Исходные данные для проектирования
5
Выбор и обоснование рациональной схемы дробления руд
6
Выбор и обоснование рациональной схемы измельчения руд
7
Выбор и обоснование рациональной схемы гравитационного обогащения руд
Выбор и обоснование рациональной схемы флотационного обогащения руд
Выбор и обоснование гидрометаллургического способа вскрытия руд
и концентратов
Выбор и обоснование пирометаллургического способа вскрытия руд и
концентратов
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения чернового металла в металлургии тяжелых металлов (свинца)
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения химических соединений металлов в металлургии легких металлов (алюминия)
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения чернового металла в металлургии черных металлов (железа)
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения чистого
металла в металлургии тяжелых металлов (кадмия)
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения чистого
металла в металлургии легких металлов (магния)
Выбор и обоснование способа и оборудования для получения чистого
металла в металлургии черных металлов (железа)
Решение вопросов охраны труда при технологическом проектировании объекта
Решение вопросов охраны окружающей среды при технологическом
проектировании объекта
Решение вопросов, связанных с инженерными коммуникациями при
технологическом проектировании объекта
Общие принципы выбора и расчета оборудования обогатительных фабрик
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
117
Осн.: 1 [ст. 1, 3–
5], 2 [с.3–7, 18]
Осн.: 2[с.3–14,
17], 3 [с. 36–41]
Осн.: 2[с.3–14,
17], 3 [с. 36–41]
Осн.: 3 [с. 30–
35, 41–44, 50–
52], 5 [с. 15–25]
Осн.: 5 [с. 48–
80]
Осн.: 5 [с. 80–
106]
Осн.: 5 [с. 25–
38]
Осн.: 5 [с. 106–
145]
Осн.: 3 [с. 56–
68]
Осн.: 3 [с. 56–
68]
Доп.: 9 [42–69]
Доп.: 10 [с. 39–
173]
Доп.: 11
Доп.: 12 [с. 480–
484]
Доп.: 10 [с. 461–
472]
Доп.: 11
Осн.: 3 [с. 430–
432]
Осн.: 3 [с. 433–
436]
Осн.: 3 [с. 396–
402]
Осн.: 5 [с. 194–
301]
Продолжение таблицы
1
21
22
2
3
Общие принципы выбора и расчета оборудования металлургических Осн.: 3 [с. 185–
заводов
197]
Основные разделы расчетов оборудования металлургических заводов
Осн.: 3 [с. 185–
197]
по модулю 2: Архитектурно-строительное проектирование металлургических объектов
1
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Размещение предприятий в структуре города, их классификация,
группировка и формирование промышленных районов и узлов
Объемно-планировочное формирование застройки заводской территории
Типы строительных объектов
Входы и въезды в промышленные объекты
Магистрали и проезды. Разрывы между зданиями и сооружениями
Мероприятия для регулирования внутренних факторов при проектировании производственных зданий
Мероприятия для регулирования внешних факторов при проектировании производственных зданий
Выбор основных строительных параметров
Фундаментов и фундаментные балки производственного здания
Колонны производственного здания
Покрытия и подкрановые балок производственного здания
Связи несущих элементов конструкции производственного здания
Стены производственного здания
Полы производственного здания
Перегородки производственного здания
Окна производственного здания
Двери и ворота производственного здания
Фонари производственного здания
Лестницы производственного здания
Транспорт металлургических объектов
21
Инженерные сети и коммуникации металлургических объектов
22
Благоустройство территории, элементы монументальнодекоративного искусства и визуальной информации на промышленных предприятиях
2
3
4
5
6
7
4 [с. 6–52]
4 [с. 52–62]
4 [с. 63–66]
4 [с. 66–68]
4 [с. 68–71]
4 [с. 109–132]
4 [с. 109–132]
4 [с. 109–132]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
6 [с. 105–211]
3 [с. 122–124,
338–348], 4 [с.
90–97], 5 [с.
335–338, 400–
404]
3 [с. 394–402], 4
[с. 97–108], 5 [с.
404–406]
4 [с. 80–90]
2.7 Тестовые задания для самоконтроля с указанием ключей правильных ответов
Вопросы для проведения контроля по модулю 1:
1. Субъектами архитектурной, градостроительной и строительной деятельности являются:
А) территория Республики Казахстан;
Б) юридические и физические лица;
В) функциональные зоны;
Г) специальные экономические зоны;
Д) территория населенных пунктов.
2. Проектирование металлургического объекта осуществляется в:
118
А) одну стадию;
Б) две стадий;
В) три стадий;
Г) четыре стадий;
Д) пять стадий.
3. Типовые проекты разрабатываются в:
А) три стадий;
Б) одну стадию;
В) четыре стадий;
Г) две стадий;
Д) пять стадий.
4. Санитарно-защитная зона – это:
А) территория населенного пункта;
Б) зона ослабления воздействия неблагоприятных факторов;
В) зона специального назначения;
Г) специальная экономическая зона;
Д) промышленная зона.
5. К основным производственным цехам относятся цехи:
А) энергетические;
Б) технологические;
В) складов готовой продукции;
Г) ремонтные;
Д) механические.
6. Производительность оборудования определяют за:
А) рабочее время работы оборудования;
Б) календарное время работы оборудования;
В) время простоев оборудования;
Г) время ремонта оборудования;
Д) время осмотра и ухода за оборудованием.
7. Капитальные затраты уменьшаются при:
А) увеличении протяженности коммуникаций;
Б) укрупнении аппаратов;
В) уменьшении габаритов аппаратов;
Г) росте трудозатрат;
Д) уменьшении производительности аппаратов.
Вопросы для проведения контроля по модулю 2:
1. Зонирование является:
А) способом застройки территории предприятия;
Б) основным принципом проектирования генерального плана предприятия (или здания);
В) методом блокирования зданий на территории предприятия;
Г) решением транспортных трасс;
Д) унификацией зданий.
2. Унификация зданий осуществляется посредством:
А) увеличения ширины кварталов;
Б) модульной организации территории здания;
В) уменьшения длины кварталов;
Г) увеличения длины панелей;
Д) уменьшения ширины панелей.
3. Цехи с наибольшим числом работников располагают:
А) в отдалении от входов на территорию предприятия;
119
Б) вблизи входов на территорию предприятия;
В) на периферии с тыльной стороны предприятия;
Г) на предзаводской территории;
Д) в середине территории предприятия.
4. Грузоемкие цехи располагают:
А) в отдалении от входов на территорию предприятия;
Б) на периферии с тыльной стороны предприятия;
В) вблизи входов на территорию предприятия;
Г) на предзаводской территории;
Д) в середине территории предприятия.
5. Пожаро- и взрывоопасные цехи располагают:
А) на высоких отметках;
Б) с подветреной стороны по отношению к другим цехам;
В) вблизи энергетических сооружений;
Г) вблизи объектов культурно-бытового обслуживания;
Д) вблизи складов готовой продукции.
6. Компактность застройки территории предприятия обеспечивается:
А) увеличением протяженности коммуникаций;
Б) блокированием ряда объектов в одном многоэтажном здании;
В) уменьшением разрывов между одноэтажными зданиями;
Г) увеличением путей движения пешеходов;
Д) уменьшением площади и объема одноэтажных зданий.
7. Максимальное расстояние от входов до бытовых помещений должно быть:
А) 800 м;
Б) не более 800 м;
В) 900 м;
Г) 1000 м;
Д) 1200 м.
8. Расстояние между въездами должно быть:
А) 2 км;
Б) не более 1,5 км;
В) 3 км;
Г) 4 км;
Д) 5 км.
9. Ширина магистралей и проездов должна быть кратной:
А) 8 м;
Б) 6 м;
В) 4 м;
Г) 2 м;
Д) 1,5 м.
10. Шаг колонн – это расстояние:
А) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия);
Б) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям);
В) от уровня чистого пола данного этажа до пола лежащего выше этажа;
Г) от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса;
Д) от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре.
11. Пролет – это:
120
А) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям);
Б) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия);
В) от уровня чистого пола данного этажа до пола лежащего выше этажа;
Г) от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса;
Д) от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре.
12. Высота этажа многоэтажного здания – это:
А) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям);
Б) от уровня чистого пола данного этажа до пола лежащего выше этажа;
В) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия);
Г) от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса;
Д) от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре.
13. Высота помещения до подкрановых путей – это:
А) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям);
Б) от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса;
В) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия);
Г) от уровня чистого пола данного этажа до пола лежащего выше этажа;
Д) от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре.
14. Высота помещения одноэтажного здания – это:
А) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям);
Б) от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре;
В) между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия);
Г) от уровня чистого пола данного этажа до пола лежащего выше этажа;
Д) от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса.
Ключ правильного ответа на все вопросы – вариант Б.
2.8 Перечень экзаменационных вопросов по пройденному курсу
1. Что относится к промышленным объектам ?
2. Что относится к металлургическим объектам ?
3. Составные части объектов и субъектов архитектурной, градостроительной и строительной
деятельности.
4. С какой целью проводится проектирование металлургических объектов ?
5. Стадии проектирования.
6. Состав предпроектной документации и предпроектные решения по объекту.
7. Факторы, определяющие выбор района строительства.
8. Состав проектно-сметной документации.
9. Из каких групп состоят исходные данные для проектирования объекта и какие данные входят
в состав общеэкономических ?
10. Какими данными характеризуется площадка строительства проектируемого объекта ?
11. Какие вопросы решает технологическое проектирование объекта ?
12. Какие чертежи являются рабочей документацией на этапе технологического проектирования ?
13. Какие вопросы решаются при выборе рациональной схемы дробления ?
14. Какие требования предъявляются к сырью и продукту при выборе рациональной схемы измельчения ?
121
15. Задачи, решаемые при разработке аппаратурно-технологической схемы производства товарных
металлов или его соединений в металлургических заводах.
16. Какие способы вскрытия сырья и выделения первичного химического концентрата извлекаемого металла известны ?
17. Какими методами осуществляется получение металлов в элементарном состоянии из их химических соединений ?
18. Что применяется при первичной обработке металла?
19. Составление сводной схемы производства.
20. Вопросы охраны труда, контроля и управления производством при проектировании объекта
21. Общие принципы выбора и расчета оборудования ОФ.
22. Определение производительности по теоретическим формулам.
23. Определение производительности по эмпирическим формулам.
24. Определение производительности по нормам удельной нагрузки.
25. Определение производительности по нормам удельного расхода энергии.
26. Определение производительности по времени пребывания обрабатываемого материала в аппарате.
27. Определение производительности по данным каталогов и справочников.
28. С какой целью производится расчет емкости или пропускной способности аппарата
29. С какой целью производится расчет энергетического баланса аппарата
30. Выбор габаритов. Конструктивный расчет
31. Какие архитектурно-строительные принципы планировки и застройки промышленных предприятий известны ?
32. Что такое зонирование по производственному (технологическому) признаку ?
33. Что обеспечивает зонирование территории предприятий по степени грузоемкости цехов ?
34. Что обеспечивает зонирование по степени многолюдности или трудоемкости цехов ?
35. Что обеспечивает зонирование по степени вредности производств ?
36. Что обеспечивает зонирование по степени пожаро- и взрывоопасности ?
37. Какие мероприятия обеспечивают разделение, изоляцию грузовых и людских потоков ?
38. Какие мероприятия обеспечивают компактность застройки ?
39. В каких целях применяется унификация и модульная координация элементов планировки и
застройки территории ?
40. Какие способы застройки территории известны ?
41. Планировочные элементы заводской территории.
42. Какие вопросы решаются при проектировании производственных зданий ?
43. Какие параметры микроклимата известны ?
44. Какие мероприятия проводятся для устранения воздействия факторов внутренней и внешней
среды на производственное здание ?
45. Какие требования предъявляются к объемно-планировочному решению зданий ?
46. Принципы проектирования производственных зданий
47. Терминология, определяющая строительные параметры производственных зданий.
48. Из каких элементов состоит каркас производственных зданий ?
49. Какие разновидности фундаментов и их размеры известны ?
50. Что такое покрытия ?
51. Какую функцию выполняют фундаментные и подкрановые балки ?
52. Какие виды колонны и их унифицированные размеры известны ?
53. Какова роль горизонтальных и вертикальных связей ?
54. Что такое деформационные швы ?
55. Какие разновидности стен производственных зданий по конструкции и материалу известны ?
56. Какие виды конструкции полов выбирают в производственных зданиях ?
57. Какие виды перегородок устраивают в производственных зданиях ?
58. Как условия обеспечения необходимого светового режима влияют на конструкции окон ?
59. Какие конструкции дверей и ворот, фонарей и лестниц известны ?
60. Что составляет систему транспортного обслуживания металлургических объектов ?
61. Каково назначение внешнего и внутризаводского транспорта ?
62. Энергоснабжение металлургических объектов
122
63. Основная задача электрических сетей
64. Водоснабжение металлургических объектов. Основные факторы, предопределяющие выбор
системы водоснабжения
65. Канализационная сеть промышленной площадки, сооружения для очистки сточных вод, ливневая канализация
66. Тепло- и газоснабжение металлургических объектов
67. Газоснабжение промышленных предприятий
68. Размещение инженерных сетей и вертикальная планировка промышленных территорий, система вертикальной планировки
69. Подземные, наземные и надземные инженерные сети
70. Какие основные элементы благоустройства известны ?
71. Для каких целей применяют покрытия, микрорельеф, малые архитектурные формы ?
72. Элементы визуальной информации на промышленных предприятиях.
73. Какие вопросы связаны с выбором площадки для строительства фабрики ?
74. Каковы основные схемы размещения оборудования ?
75. Каковы общие принципы размещения оборудования ?
76. Каковы принципы проектирования генеральных планов?
77. Что такое электрические схемы, электрические сети, подстанции, узел, распределительные
устройства ?
78. Что такое внешнее и внутреннее электроснабжение предприятий ?
79. Каждая подстанция имеет три основных узла
80. Источники получения тепла, схема тепловой сети, прокладка сетей, трасса теплопровода
Глоссарий
Целью проектирования промышленных объектов является разработка и/или составление
проектно-сметной документации на строительство субъектами новых и(или) изменении существующих промышленных объектов при их расширении, модернизации, техническом перевооружении, реконструкции, реставрации, капитальном ремонте, консервации и постутилизации, осуществляемые с учетом положений действующего законодательства и государственных нормативов в
области архитектурной, градостроительной и строительной деятельности.
Объемно-планировочный элемент – часть здания с определенными размерами длины, ширины, высоты, пролета и шага колонн.
Планировочный элемент – горизонтальная проекция объемно-планировочного элемента.
Пролет – расстояние между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в направлении перекрытия (покрытия).
Шаг колонн – расстояние между разбивочными осями отдельных опор, расположенных в
направлении, перпендикулярном перекрытиям (покрытиям).
Сетка колонн – расположение разбивочных осей колонн в плане. Она обозначается как произведение пролета на шаг колонн, например, 12х6; 24х12 м.
Высота помещения одноэтажного производственного здания – расстояние от уровня чистого пола до низа перекрывающих конструкций на опоре.
Высота этажа многоэтажного здания – расстояние от пола данного этажа до пола лежащего
выше этажа.
Высота помещения до подкрановых путей – расстояние от уровня чистого пола до верха головки подкранового рельса.
123
Выходные сведения
УМК ДС обсужден на заседании
кафедры «Металлургия цветных металлов»
Протокол № ___ от «___»____________ 200__г.
УМК ДС одобрен на заседании учебно-методического
Совета Института металлургии и полигравии
Протокол № ___ от «___»____________ 200__г.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
по «Проектирование металлургических объектов»
для специальности 050709 – Металлургия
Жунусова Г.Ж.
Байысбеков Ш.
Еденбаев С.С.
Бердыбекова М.А.
Плахин Г.А.
_________________________________________________________
Подписано в печать «___» ___________200___г. Формат 60х84 1/16.
Бумага книжно-журнальная. Объем ___.___уч.-изд.л. Тираж___экз. Заказ №___.
______________________________________________________________
Отпечатано в типографии издательства КазНТУ имени К.И. Сатпаева
г. Алматы, ул. Ладыгина, 32
124