Thiết kế kiến trúc nhà sản xuất

Chia sẻ: Nguyen Phuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

214
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhà sản xuất là không gian chức năng quan trọng nhất trong XNCN, nơi diễn ra các hoạt động sản xuất, nơi tập trung trang bị kỹ thuật và nhân lực của XNCN. Thông thường công trình quan trọng nhất và quy mô lớn nhất trong XNCN là công trình nhà sản xuất.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế kiến trúc nhà sản xuất

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT 1 THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT 1.1 KHÁI NIỆM CHUNG 1) Nhà sản xuất: Nhà sản xuất là không gian chức năng quan tr ọng nhất trong XNCN, n ơi di ễn ra các hoạt động sản xuất, nơi tập trung trang b ị kỹ thuật và nhân l ực c ủa XNCN. Thông thường công trình quan trọng nhất và quy mô l ớn nhất trong XNCN là công trình nhà sản xuất. Nhà sản xuất cũng thường đóng vai trò là b ộ mặt ki ến trúc c ủa XNCN. 2) Phân loại nhà sản xuất: Thông thường nhà sản xuất được phân theo đặc điểm về công nghệ s ản xu ất và theo đặc điểm xây dựng. a) Phân loại theo đặc điểm công nghệ sản xuất: Đặc điểm công nghệ sản xuất được xác định bởi hai yếu tố: Cấu trúc sản xuất và trang b ị k ỹ thuật c ủa ngôi nhà. Phân loại theo cấu trúc sản xuất: theo cách phân loại này nhà sản xuất được phân ra thành : - Nhà sản xuất với cấu trúc sản xuất nhẹ: . Loại sản xuất này có cấu trúc tổ chức và sản phẩm đơn gi ản, trang b ị k ỹ thuật ít, không có nhiều kho trung gian; Phương ti ện v ận chuyển đ ơn gi ản, v ận chuyển bốc dỡ hàng hóa với mức độ cơ giới thấp như xe đẩy, xe nâng; Hệ th ống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật đơn giản; Ít máy móc hiện đại. . Phù hợp với dạng và loại hoàn thành đơn lẻ, hoàn thiện theo sery c ỡ trung bình và nhỏ; hoàn thành tại bàn gia công và theo xưởng... . Không đòi hỏi cao đối với ngôi nhà; nhà 1 t ầng ho ặc nhi ều t ầng v ới h ệ th ống chịu lực đơn giản. Vì mẫu mã sản xuất, quy mô thay đổi nhanh chóng, nên không gian của công trình đòi hỏi có yêu cầu cao về tính linh hoạt và khả năng m ở r ộng. . Loại sản xuất này thường có trong các ngành công nghiệp: chế t ạo máy nh ẹ, công nghiệp vật liệu đóng gói, may mặc, sửa chữa ô tô, ch ế t ạo máy và đ ộng c ơ nhẹ, sản xuất đồ gỗ, vật dụng văn phòng, sản xuất đồ nhựa. - Nhà sản xuất với cấu trúc sản xuất trung bình: . Loại nhà sản xuất này phổ biến rộng rãi nhất hi ện nay, có quá trình s ản xu ất liên tục; Sản phẩm hoặc bán sản phẩm phức t ạp, đ ược tiêu chuẩn hóa ở m ức đ ộ cao; Mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao; Ph ương ti ện v ận chuyển t ự đ ộng hóa hoặc cơ giới hóa như cầu trục, băng chuyền tự động; Có h ệ th ống cung c ấp và đ ảm bảo kỹ thuật đồng bộ. . Thường phù hợp với dạng và loại hoàn thành theo sery trung bình và l ớn; hoàn thành hàng loạt; hoàn thành theo nhóm và theo dòng ch ảy; hệ th ống hoàn thành tự động hoá. . Loại sản xuất này đòi hỏi chất lượng xây d ựng công trình cao h ơn và đ ồng b ộ hơn so với nhà sản xuất có cơ cấu sản xuất nhẹ. Ví dụ: Trong sản xu ất các thi ết b ị điện tử, điều kiện của quá trình sản xuất luôn gắn với yêu cầu đ ặc bi ệt v ề ch ế đ ộ nhiệt, độ ẩm và độ sạch của không khí; hạn chế sự rung động và s ự th ải c ủa nhi ệt thừa; Sự xuất hiện của các rôbot trong xưởng cũng như các không gian đ ặc bi ệt trong xưởng và cùng với chúng là các trang thiết b ị đ ồng b ộ và đa d ạng c ủa h ệ thống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật. Ngoài ra, do yêu cầu phải nhanh chóng thay đổi các thiết bị điều khiển; thay đổi các thiết bị sản xuất các s ản phẩm mới, nên lo ại sản xuất này cũng yêu cầu các không gian sản xuất ph ải là không gian l ớn, đ ảm bảo được tính linh hoạt trong sử dụng. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
. Loại sản xuất này thường có trong các ngành công nghiệp sản xuất theo ki ểu hàng loạt như công nghiệp luyện kim, chế tạo máy, sản xuất linh ki ện đi ện t ử, d ệt, in, sản xuất ô tô, thiết bị máy gia đình, sản phẩm chính xác... - Nhà sản xuất với cấu trúc sản xuất nặng: . Loại sản xuất này có đặc điểm là sản xuất các sản phẩm l ớn, tr ọng l ượng và khối tích lớn, cồng kềnh. Để sản xuất chúng phải có máy móc thi ết b ị và ph ương tiện vận chuyển phù hợp. Chúng đòi hỏi khối lượng lớn về năng l ượng, nước, c ần diện tích nơi gia công và kho chứa lớn. . Phù hợp với dạng hoàn thiện đơn lẻ; theo sery nhỏ và trung bình; hoàn thi ện tại bàn gia công, theo xưởng và tại công trường. . Loại sản xuất này thường yêu cầu nhà sản xuất có kết cấu và không gian phù hợp với trọng lượng, độ lớn, độ cao của sản phẩm và phương ti ện v ận chuy ển. Công trình thường có diện tích và khối tích lớn, ngoài ra chúng còn phù h ợp v ới yêu cầu đảm bảo lao động trong điều kiện có nhiệt độ cao, bụi, khói và rung đ ộng. . Loại nhà này thường có trong các ngành công nghiệp đóng tàu, v ỏ thi ết b ị điện, máy bay, đầu máy xe lửa, cầu trục xây d ựng, lò cán thép, thi ết b ị khoan thăm dò khai thác dầu... - Nhà có cấu trúc sản xuất tổ chức theo kỹ thuật hòan thi ện: . Kỹ thuật hoàn thiện trong loại sản xuất này được chia thành hai giai đo ạn: Giai đoạn sơ chế và giai đoạn tinh chế. Ở giai đoạn sơ ch ế các nguyên li ệu t ập trung lại trong một thiết bị công nghệ lớn làm việc liên t ục, hòan toàn t ự đ ộng. Vi ệc sơ chế gồm pha trộn nguyên vật liệu thành dạng bột hoặc dạng lỏng sau đó l ọc hoặc lắng gạn...Vận chuyển theo nguyên tắc tự chảy, bơm, lắc. Giai đoạn tinh chế mang đặc điểm công nghệ kỹ thuật cao của sản xuất hàng lo ạt v ới quy mô l ớn nh ư lọc, làm đầy, đóng gói...Việc vận chuyển hoàn toàn t ự đ ộng b ằng băng chuy ền. S ản phẩm cũng có thể tạo thành do cắt, đổ khuôn. Mức độ trang bị máy móc h ết sức đa dạng phụ thuộc vào loại, độ lớn của sản phẩm. . Dạng sản xuất này phù hợp với dạng hoàn thiện hàng lo ạt, hoàn thi ện theo tuyến kỹ thuật sản xuất; hoàn thiện theo băng chuyền t ự động hoá v ới nguyên t ắc hoàn thành theo dòng chảy. . Tại giai đoạn sơ chế đòi hỏi các công trình một mục đích (công trình đ ặc biệt), chúng có thể lộ thiên hoặc bán lộ thiên. Tiếp cận công trình đ ể sửa chữa, b ảo hành qua các sàn gắn trực tiếp vào công trình hay qua h ệ th ống khung đ ỡ thi ết b ị hoặc các khung riêng đỡ cầu thang và sàn công tác. Đ ối v ới giai đo ạn tinh ch ế, đòi hỏi các công trình tương tự như với nhà sản xuất có cấu trúc sản xuất trung bình. . Loại nhà này thường áp dụng trong các ngành công nghiệp s ản xu ất thu ốc, sản xuất xi măng, công nghiệp hóa dầu, bia, rươụ, thực phẩm, s ản xu ất v ật li ệu nhân tạo... bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
KHO NGUYÊN LIỆU PHÂN LOẠI HOÀN THIỆN TỪNG HOÀN THIỆN TỪNG PHẦN VÀ LẮP RÁP PHẦN VÀ LẮP RÁP KIỂM TRA TỪNG NGUYÊN LIỆU PHẦN ĐÓNG GÓI NGUYÊN LIỆU KHO THÀNH PHẨM Hình 1: Sơ đồ các bộ phận chức năng trong XNCN có c ấu trúc s ản xu ất nh ẹ bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
KHO NGUYÊN LIỆU KHO THÀNH PHẨM VÀO RA SẢN XUẤT KIỂM TRA ĐÓNG GÓI KHO TRUNG GIAN LẮP RÁP TỔNG THỂ SẢN XUẤT KHO BÁN THÀNH PHẨM KHO TRUNG GIAN LẮP RÁP BỘ PHẬN Hình 2: Sơ đồ các bộ phận chức năng trong XNCN có c ấu trúc s ản xu ất trung bình với nguyên tắc hoàn thành theo ki ểu sery. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
KHO NGUYÊN LIỆU VÀ KHO CÁC PHỤ TÚNG (BÁN SẢN PHẨM) KHO BÁN SẢN PHẨM CHUẨN BỊ ĐẶC BIỆT SẢN XUẤT GIA CÔNG SẢN XUẤT TIẾP TỤC GIA CÔNG TIẾP TỤC KHO TRUNG KHO TRUNG GIAN GIAN GIA CÔNG TIẾP TỤC GIA CÔNG SẢN XUẤT TIẾP TỤC SẢN XUẤT KHO KIỂM TRA KHO BAO BÌ ĐÓNG GÓI BÁN SẢN PHẨM ĐẶC BIỆT KHO THÀNH PHẨM Hình 3: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà s ản xu ất có c ấu trúc s ản xu ất trung bình với nguyên tắc hoàn thành hàng lo ạt. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
KHO NGUYÊN LIỆU VÀ PHỤ TÙNG CHUẨN BỊ, LẮP CHUẨN BỊ, LẮP ĐẶT KIỂM TRA ĐẶT KIỂM TRA SẢN XUẤT LẮP RÁP TỔNG THỂ SẢN XUẤT KIỂM TRA THÁO RỠ VÀ ĐÓNG GÓI Hình 4: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà s ản xu ất có c ấu trúc s ản xu ất nặng. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
KHO NGUYÊN LIỆU (DẠNG RỜI HOẶC LỎNG) SƠ CHẾ (LỌC, TRỘN, …) KHO VẬN CHUYỂN GIỚI HẠN SƠ CHẾ GIỮA 2 GIAI ĐOẠN TRUNG GIAN TINH CHẾ VẬT LIỆU SẢN XUẤT PHỤ VẬT LIỆU LÀM ĐẦY-ĐÓNG GÓI ĐÓNG GÓI KHO THÀNH PHẨM Hình 5: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà s ản xu ất có c ấu trúc s ản xu ất theo kỹ thuật hoàn thiện. Phân loại theo trang thiết bị của ngôi nhà: Trang thiết bị kỹ thuật của ngôi nhà gồm: Hệ thống đường ống và thi ết b ị cung cấp đảm bảo kỹ thuật; Trang thiết bị của hệ thống sản xuất, vận chuy ển, tháo l ắp; Trang bị thiết bị phục vụ cho lao động của công nhân. Chỉ tiêu cơ bản để đánh gía trang bị kỹ thuật ngôi nhà thông qua: M ật đ ộ thi ết bị sản xuất (diện tích của máy móc thiết bị trên diện tích sàn); Mức đ ộ thay thế thi ết bị sản xuất và cường độ sử dụng của trang thiết bị vận chuyển và tháo l ắp. Theo trang thiết bị kỹ thuật của ngôi nhà, nhà sản xuất đ ược phân thành hai loại: - Nhà sản xuất có trang bị kỹ thuật ngôi nhà th ấp: Thường phù hợp với nhà sản xuất có công nghệ sản xuất đơn giản, phương tiện sản xuất chỉ được cơ khí hóa một phần, phương tiện vận chuyển đơn giản với cường độ vận chuyển thấp. Mật độ thiết bị sản xuất nhỏ hơn 30%. Mức độ thay thế thiết bị 5 năm. Ví d ụ như chế biến gỗ, may mặc. Các thiết bị cho trang bị kỹ thuật ngôi nhà g ồm: thi ết b ị ph ục vụ thông thoáng tự nhiên, chiếu sáng chung, hệ thống cấp điện, cấp nhi ệt, h ơi đ ơn giản, công trình phục vụ sinh hoạt tập trung. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
- Nhà sản xuất có trang bị kỹ thuật ngôi nhà cao: Phù hợp với nhà sản xuất có phương tiện sản xuất hiện đại, ví dụ các máy điều khiển hoàn toàn t ự đ ộng, ng ười máy. Qúa trình sản xuất đồng bộ với yêu cầu cao về hệ thống cung cấp đảm bảo kỹ thuật như: hệ thống điều hòa khí hậu; thiết bị hút khí thải, làm sạch b ụi, thi ết b ị t ự động làm sạch nước thải, mạng lưới các đường ống cấp điện, nước, khí nén dày đặc, thiết bị phục vụ sinh hoạt bố trí phân tán, thiết bị cứu hỏa t ự đ ộng. M ật đ ộ thi ết bị sản xuất 30-60% thậm chí đến 80%. Mức độ thay thế thiết bị 3 năm. Cường đ ộ vận chuyển cao qua sử dụng các thiết bị vận chuyển liên tục. b) Phân loại theo đặc điểm xây dựng: Phân loại nhà sản xuất theo dạng mặt bằng hình khối: Theo mặt bằng hình khối nhà sản xuất có thể phân thành hai loại: - Nhà sản xuất có mặt bằng hình khối tập trung đóng kín: Trong dạng này các bộ phận chức năng được bố trí trong một không gian chung, d ưới m ột mái. Các b ộ phận chức năng của nhà được ngăn chia bằng hệ thống các vách ngăn. Cơ sở thông thường dẫn đến lựa chọn loại nhà này: Yêu cầu của công nghệ sản xuất cần phải tập trung tất cả bộ phận sản xuất và các bộ phận phụ trợ; Các bộ phận chức năng có yêu cầu tương tự về không gian và v ề xây d ựng; Yêu c ầu cao về hệ thống trang thiết bị kỹ thuật ngôi nhà; Nhu cầu tiết kiệm đất... Loại nhà này có thể mang lại các hiệu quả về chi phí xây d ựng, ti ết ki ệm năng lượng qua việc giảm các tổn thất nhiệt (sưởi hoặc làm mát), gi ảm đ ược chi ều dài và chi phí bảo dưởng hệ thống đường ống kỹ thuật; không gian nhà l ớn làm tăng kh ả năng sử dụng linh hoạt. Tuy nhiên việc sử dụng loại nhà này có thể d ẫn đ ến hình thức kiến trúc đơn điệu. - Nhà sản xuất có mặt bằng hình khối phân tán, m ở: Trong loại nhà sản xuất này toàn bộ khối tích của nhà được chia thành nhiều khối nhà gi ống hoặc khác nhau, tuỳ theo các nhu cầu về không gian của các bộ phận chức năng. Các kh ối nhà được liên kết với nhau theo kiểu kề liền hay thông qua các khối trung gian. Loại nhà này được sử dụng trong trường hợp các bộ phận chức năng ít có liên hệ trực tiếp với nhau theo dòng vật liệu, dạng hoàn thành theo nhóm hay theo xưởng; đáp ứng cho các bộ phận chức năng có yêu cầu hết sức khác nhau v ề không gian, về điều kiện lao động. Loại nhà này có thể tạo được nhiều ánh sáng tự nhiên, tăng t ầm nhìn với bên ngoài. Các không gian nhỏ có kích thước t ỷ lệ xích với con người (ví d ụ nh ư phòng nghỉ của công nhân..), có khả năng đánh thức cảm giác về sự g ần gũi, kh ả năng định hướng qua sự phân chia hình khối, qua đó t ạo sự hòa nhập v ới môi tr ường xung quanh. Tương tự như loại nhà có mặt bằng hợp khối, đóng kín, loại nhà này có thể nảy sinh các vấn đề về ảnh hưởng lẫn nhau của các chất độc hại sinh ra trong quá trình sản xuất cũng như nguy cơ cháy nổ dẫn đến cần có sự ngăn cách hoặc cần khoảng cách cách ly an toàn giữa các bộ phận chức năng. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 6: Sơ đồ phân loại nhà sản xuất theo mặt b ằng hình kh ối Phân loại nhà sản xuất theo hình thức mặt cắt: Theo hình thức mặt cắt nhà sản xuất được phân làm 3 loại: - Nhà sản xuất một tầng: Các bộ phận chức năng, máy móc thiết bị được bố trí trên cùng mặt phẳng nên nhà một tầng cho phép sử d ụng linh ho ạt, thích h ợp v ới nhà sản xuất có cấu trúc sản xuất trung bình và nặng với dây chuyền s ản xu ất theo phương ngang thẳng. Nhà công nghiệp một tầng có các ưu thế: Xây dựng đ ơn gi ản và ti ết ki ệm h ơn nhà công nghiệp nhiều tầng có quy mô tương tự t ừ 10-15%. có l ưới c ột l ớn, chi ều cao 6-12m, bề rộng nhịp 15-24m; Bố trí được máy móc thiết b ị n ặng v ới các móng máy phức tạp; Bố trí hệ thống đường ống kỹ thuật thuận ti ện ở d ưới n ền; T ổ chức thông thoáng và chiếu sáng tốt thông qua cửa mái. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Nhà công nghiệp một tầng có nhược điểm: Tốn đất xây dựng hơn so với nhà công nghiệp nhiều tầng; Tổn thất năng lượng (sưởi hoặc làm mát qua diện tích mái); Tăng lượng bức xạ nhiệt vào nhà qua diện tích mái l ớn trong đi ều ki ện Vi ệt Nam; Tốn các chi phí sửa chữa mái do diện tích mái lớn hay bị hư hỏng. Nhà một tầng thường được sử dụng cho công nghiệp dệt, may m ặc, th ực phẩm, in, công nghiệp điện tử, công nghiệp chế tạo máy... - Nhà sản xuất nhiều tầng: Nhà sản xuất nhiều tầng có đặc điểm chính là việc phân chia các b ộ ph ận chức năng theo các mặt bằng ở các cao độ khác nhau. Chúng liên h ệ v ới nhau qua các phương tiện giao thông vận chuyển như cầu thang, thang máy, băng t ải, c ầu trục. Các không gian sản xuất theo các tầng có chiều cao 4,5-6m, nhịp 9-12m, b ước cột 6-9m. Loại nhà này thường được sử dụng trong trường hợp: T ải tr ọng và ph ương ti ện vận chuyển không quá lớn, kết cấu chịu lực của sàn thông thường có thể đáp ứng được; Mối quan hệ về giao thông giữa các tầng không quá l ớn ho ặc do yêu c ầu c ủa công nghệ mà độ cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất; Di ện tích khu đ ất hạn chế. Loại nhà này có ưu điểm: Tiết kiệm diện tích đất xây d ựng; Kết c ấu mái đ ơn giản hơn, chi phí bảo quản ít hơn. Loại nhà này có nhược điểm: Hạn chế tải trọng máy móc và phương ti ện v ận chuyển; Tính linh hoạt trong sử dụng bị hạn chế; Giảm bao quát chung quá trình s ản xuất so với nhà 1 tầng; Giới hạn khả năng mở rộng. Nhà công nghiệp nhiều tầng thường được sử dụng cho ngành công nghiệp: Cơ khí chính xác, thủy tinh, hóa chất, dệt, may, sản xuất đ ồ ch ơi, đ ồ văn phòng, ch ế biến gỗ... - Nhà sản xuất có không gian lớn (Nhà công nghi ệp 1 t ầng v ới các ngăn t ầng): Nhà sản xuất có không gian lớn, bề ngoài t ương t ự như nhà công nghiệp m ột tầng, được sử dụng cho XNCN với cấu trúc sản xuất n ặng, phương ti ện s ản xu ất lớn và nặng cũng như có các sản phẩm có kích thước lớn như máy bay, tàu th ủy... Chiều cao của nhà 9-15m, chiều r ộng nhà 18-30m th ậm chí đ ến 60m. Nhà có th ể một nhịp hoặc nhiều nhịp. Nhà có cầu trục với sức trục đến 50T. Các b ộ phận chức năng có yêu cầu về không gian nhỏ được bố trí theo các ngăn tầng. Do tải trọng máy móc, thiết bị và nhịp nhà lớn công trình thường có đòi h ỏi cao về độ bền vững của nền và của kết cấu chịu lực. Tổ chức chiếu sáng tương tự như nhà công nghiệp 1 tầng qua mái. Các ưu nhược điểm của loai nhà này tương tự như nhà công nghiệp một t ầng. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 7 : Sơ đồ phân loại nhà sản xuất theo hình th ức m ặt c ắt: nhà công nghiệp 1 tầng, nhiều tầng và một tầng có các ngăn tầng. c) Phân loại theo đặc điểm sử dụng: - Nhà một mục đích: Là loại nhà công nghiệp thường gắn bó với một lo ại dây chuyền sản xuất nhất định. Khi công nghệ sản xuất thay đổi chúng sẽ không đáp ứng được nữa, phải phá bỏ. Ví dụ như phân xưởng chính của nhà máy điện. - Nhà kiểu linh hoạt: là loại nhà công nghiệp thường gắn bó với một loại ngành sản xuất nhất định. Khi công nghệ sản xuất thay đổi về cơ b ản nhà v ẫn đáp ứng được, không có thay đổi lớn về cấu trúc của nhà. - Nhà vạn năng: Nhà có khả năng đáp ứng được nhiều loại công nghệ sản xuất khác nhau. Sự thay đổi về công nghệ không ảnh hưởng đến cấu trúc xây d ựng của nhà. - Nhà công nghiệp kiểu bán lộ thiên: là loại nhà chỉ có mái che và một phần tường. Nhà được sử dụng cho xưởng sản xuất cần thông thoáng lớn hoặc nhà kho. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 8 :Ví dụ về dạng nhà một mục đích- phân x ưởng chính nhà máy nhi ệt đi ện 1.2 CÁC BỘ PHẬN CHỨC NĂNG CỦA NHÀ SẢN XUẤT Tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc sản xuất, quy mô s ản xu ất, gi ải pháp h ợp khối, nhà sản xuất theo không gian có thể phân thành các bộ phận chức năng sau: 1) Bộ phận sản xuất: bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Đây là bộ phận quan trọng nhất của nhà sản xuất, có di ện tích và không gian lớn, có mật độ tập trung cao máy móc, thiết bị, hệ thống cung cấp và đ ảm b ảo k ỹ thuật, nơi tập trung nhân lực. Vị trí của bộ phận sản xuất là c ơ s ở đ ể b ố trí các b ộ phận chức năng khác. Bộ phận sản xuất là bộ phận có yêu cầu đ ặc bi ệt v ề kh ả năng mở rộng, tính vạn năng trong sử dụng, yêu cầu về đi ều ki ện khí hậu và t ổ chức chiếu sáng. 2) Bộ phận phụ trợ sản xuất: Đây là bộ phận thường gắn liền với bộ phận sản xu ất theo công ngh ệ s ản xuất. Quy mô của chúng hết sức khác nhau phụ thuộc vào loại hình sản xuất. 3) Bộ phận kho: Gồm có các kho nguyên liệu, kho thành phẩm, kho trung gian. Trong m ột vài trường hợp kho nguyên liệu và kho thành phẩm bố trí tách rời với nhà s ản xuất. Kho trung gian là bộ phận luôn luôn gắn liền với bộ phận sản xuất. 4) Bộ phận quản lý và phục vụ sinh hoạt: Bộ phận này có yêu cầu và diện tích và khối tích nh ỏ, đ ể tiết ki ệm không gian người ta có thể bố trí chúng theo tầng. Bộ phận phục vụ sinh hoạt đ ược b ố trí theo nguyên tắc đảm bảo bán kính phục vụ. Ngoài ra trong nhà sản xuất còn có một số b ộ phận phụ khác nh ư không gian để bố trí hệ thống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật như các trung tâm đi ều không, trạm biến thế... và diện tích giành cho giao thông như cầu thang.. Theo yêu cầu về tính sử dụng linh hoạt và khả năng thay đ ổi m ở r ộng ng ười ta còn phân bộ phận chức năng của nhà sản xuất thành hai nhóm: - Nhóm các bộ phận chức năng hay thay đổi, phát triển có yêu c ầu cao v ề tính linh hoạt gồm bộ phận sản xuấ, kho nguyên liệu, kho thành phẩm. Người ta còn g ọi là nhóm “mềm “. - Nhóm các bộ phận chức năng ít thay đổi, ít có yêu cầu về mở r ộng phát tri ển như bộ phận quản lý, phục vụ sinh hoạt, một vài b ộ phận phụ tr ợ s ản xuất. Ng ười ta còn gọi nhóm này là nhóm “cứng”. Trong các nghiên cứu về m ở r ộng s ản xu ất người ta thấy rằng để nâng cao công suất lên gấp đôi, có thể phải tăng g ấp đôi di ện tích nhóm các bộ phận hay thay đổi trong khi đó nhóm bộ phận ít thay đ ổi ch ỉ có nhu cầu diện tích tăng thêm 30%. 1.3 CÁC YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT Cũng như các công trình kiến trúc khác, thiết kế nhà sản xuất phải th ỏa mãn được 4 yếu tố: Thích dụng, bền vững, kinh tế và đẹp. - Thích dụng trong công trình công nghiệp thể hi ện tr ước h ết ở ch ỗ đáp ứng cao nhất các đòi hỏi của tổ chức sản xuất, trước h ết là đòi h ỏi c ủa b ố trí dòng v ật liệu; các bộ phận chức năng được bố trí hợp lý theo dây chuy ền s ản xu ất, đ ạt đ ược tính linh hoạt, mềm dẻo trong quá trình sử dụng; có khả năng mở r ộng d ể dàng t ừng bộ phận chức năng cho đến toàn ngôi nhà; có khả năng b ảo qu ản, s ửa ch ữa d ễ dàng, đặc biệt là là với hệ thống đảm bảo kỹ thuật; th ỏa mãn các đi ều ki ện v ề môi trường lao động; hạn chế đến mức cao nhất ảnh hưởng của đ ộc h ại sinh ra trong quá trính sản xuất tác động vào môi trường bên trong và bên ngoài XNCN. - Bền vững của công trình công nghiệp thể hiện ở chỗ giải pháp xây d ựng ph ải ổn định theo thời gian tính toán phù hợp với đặc đi ểm của nhà nhịp l ớn, t ải tr ọng máy móc lớn cũng như chịu các tác động xâm thực của hơi nước, nhi ệt đ ộ, ch ất ăn mòn... - Kinh tế của công trình công nghiệp biểu hiện ở tiết ki ệm chi phí trong xây dựng và trong quá trình sử dụng. Giảm chi phí qua các gi ải pháp xây d ựng là m ột trong các yêu cầu rất cơ bản khi thiết kế công trình công nghiệp. - Thẩm mỹ: Dù rằng tính kinh tế trong quá trình xây dựng đ ược coi tr ọng thì việc chi phí cho thiết kế và xây dựng để mang lại hiệu qủa thẩm mỹ của nhà s ản bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
xuất là hết sức cần thiết. Các công trình công nghiệp phải đóng góp vào c ảnh quan chung của đô thị đồng thời chúng cũng là một dạng quảng cáo cho s ự t ồn t ại và chất lượng của các doanh nghiệp công nghiệp. 1.4 CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT Quá trình thiết kế kiến trúc nhà sản xuất thường căn cứ theo các tài li ệu và c ơ sở sau (xem thêm phần các khái niệm chung về XNCN và thi ết k ế t ổng m ặt b ằng XNCN): 1) Các tài liệu về công nghệ sản xuất: - Tài liệu về đặc điểm sản xuất như: loại sản phẩm, dạng và lo ại hoàn thiện, mức độ trang bị kỹ thuật của tòa nhà; - Sơ đồ chức năng lý tưởng bố trí các bộ phận chức năng c ủa nhà s ản xu ất theo cấu trúc sản xuất (dạng hoàn thành, dòng vật li ệu, s ơ đ ồ lý t ưởng b ố trí máy móc và thiết bị..), mức độ hợp khối, quy mô mở rộng phát triển; - Sơ đồ bố trí mạng lưới giao thông bên trong x ưởng cũng nh ư các h ệ th ống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật. 2) Các tài liệu về tổ chức môi trường lao động: - Các tài liệu về mức độ độc hại, bụi, chất thải, tiếng ồn, rung đ ộng n ảy sinh trong quá trình sản xuất; - Các tài liệu về yêu cầu đối với điều kiện chiếu sáng, vi khí h ậu c ủa t ừng b ộ phận chức năng; - Các tài liệu về số lượng, đặc điểm nhân công và các yêu c ầu đ ặc bi ệt đ ối v ới tổ chức môi trường lao động trong phân xưởng. 3) Cơ sở về kiến trúc, xây dựng: - Thống nhất hóa trong xây dựng công nghiệp - Các tài liệu về tiêu chuẩn, quy chuẩn đối với từng loại hạng mục công trình. - Các tài liệu về khả năng đáp ứng các nhu cầu về vật liệu xây d ựng và k ỹ thuật thi công. 4) Cơ sở về kinh tế: - Chí phí xây dựng ngôi nhà, bao gồm phần thiết k ế, xây d ựng và trang b ị k ỹ thuật của ngôi nhà; - Thời gian thiết kế, trình duyệt và khởi công xây dựng... 1.5 THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT MỘT TẦNG 1) Bố trí các bộ phận chức năng: Các bộ phận chức năng của nhà sản xuất có thể chia thành hai nhóm: - Nhóm các bộ phận chức năng chính: Kho nguyên liệu, kho thành phẩm, b ộ phận sản xuất và hệ thống kho trung gian giữa các công đoạn sản xuất - Nhóm các bộ chức năng phụ: Bộ phận phụ trợ sản xuất, b ộ phận qu ản lý và phục vụ sinh hoạt, bộ phận cung cấp và đảm bảo kỹ thuật Các bộ phận chức năng chính thường có quan hệ trực tiếp với nhau. Hình thức bố trí 3 bộ phận này có thể theo dạng: đường thẳng, dạng chữ L hoặc chữ U. - Dạng đường thẳng là dạng thông dụng nhất do có chi ều dài dòng v ật li ệu là ngắn nhất. Dạng này tạo cho nhà có mặt bằng hình chữ nhật. - Dạng chữ L và dạng chữ U đây là dạng tập trung, do yêu cầu c ủa công ngh ệ hoặc do điều kiện địa hình mà không thể kéo dài tuyến s ản xu ất. D ạng này có kh ả năng mang lại tính linh hoạt cao trong sử dụng. Song có thể d ẫn đ ến khó khăn trong việc giải quyết việc thông thoáng tự nhiên cho nhà. Nhà dạng này có thể mở r ộng về các phía. Bố cục của các bộ phận chức năng chính là cơ sở để bố trí các b ộ phận chức năng phụ. Bố trí các bộ phận chức năng phụ ngoài yêu cầu đảm bảo sự hợp lý trong dây chuyền sản xuất còn phải tuân theo các yêu cầu sau: bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
- Đảm bảo được khả năng sử dụng linh hoạt của các bộ phận sản xu ất chính, tránh việc bố trí các bộ phận phụ chia cắt không gian của b ộ ph ận s ản xuất. Thông thường chúng được bố trí dọc theo bộ phận sản xuất chính. - Để đảm bảo khả năng mở rộng dễ dàng, hạn chế sự ngừng trệ sản xuất, các bộ phận chức năng phụ nên bố trí vào một phía của nhà, còn m ột phía d ự ki ến đ ể mở rộng. Trong trường hợp sử dụng thông thoáng t ự nhiên, các b ộ ph ận ph ụ nên b ố trí về phía cuối hướng gió mát chính của nhà. Mặt đ ối di ện đ ể t ổ ch ức các c ửa gió vào và để mở rộng. - Trong một số nhà công nghiệp được điều hòa khí hậu, các b ộ phận ph ụ tr ợ sản xuất, phục vụ sinh hoạt có thể bố trí theo chu vi và đóng vai trò nh ư các l ớp không gian đệm cho không gian sản xuất. Đồi với nhà công nghiệp một tầng có không gian lớn, các b ộ ph ận ch ức năng phụ không chỉ bố trí trên mặt bằng mà có thể bố trí theo chi ều đ ứng t ại các cao đ ộ khác nhau nhằm tận dụng không gian của nhà và hình thành nên d ạng nhà công nghiệp một tầng có các ngăn tầng- Không gian một t ầng cho các b ộ ph ận chính và không gian nhiều tầng cho các bộ phận chức năng phụ. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 9 : Sơ đồ bố trí các bộ phận chức năng chính bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 10 : Sơ đồ các dạng bố trí bộ phận chức năng ph ụ trong nhà s ản xu ất. 2) Xác định các thông số xây d ựng cơ b ản c ủa nhà s ản xu ất m ột t ầng Các tham số cơ bản về xây dựng nhà sản xuất gồm: Bước cột (B), nh ịp nhà (L) và chiều cao nhà (H). bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Hình 11 : Các thông số xây dựng cơ bản của nhà công nghi ệp 1 t ầng a) Xác định bước cột: Bước cột được nói tới khi kết cấu chịu lực chính của nhà thuộc dạng kết cấu phẳng. Bước cột là khoảng cách giữa hai k ết c ấu mang l ực mái. Lựa chọn bước cột căn cứ vào: - Các quy định về thống nhất hóa, với nhà công nghi ệp m ột t ầng b ước c ột thường là 6,12,m - Dạng kết cấu và vật liệu xây dựng của hệ thống khung chịu lực - Dạng và độ lớn của thiết bị vận chuyển - Đòi hỏi về tính linh hoạt vạn năng của không gian. Hi ện nay đang có khuynh hướng nhà với lưới cột hình vuông, bước cột bằng nhịp nhà. Thông thường kích thước của bước cột được lấy theo bội số 3m. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
b) Xác định nhịp nhà: Nhịp nhà là khoảng cách lớn nhất mà kết cấu mang lực mái phải v ượt. V ới k ết cấu không gian, khung nhà chỉ bao gồm các nhịp. Nhịp nhà v ới b ước c ột (trong k ết cấu phẳng) và hai nhịp nhà vuông góc với nhau đỡ kết cấu mái (trong k ết c ấu không gian) tạo thành lưới cột. Nhà công nghiệp một tầng thông thường có nhịp nhà: 15,18,24m. Kích thước của nhịp nhà thông thường được lấy theo b ội số 3m với nhịp nhỏ hơn và bằng18m; bội số 6m với nhịp lớn hơn 18m Trong các nước công nghiệp, có khuynh hướng sử dụng nhà có l ưới c ột hình vuông để có thể đáp ứng tổ chức sản xuất linh hoạt, đảm bảo các tuyến s ản xu ất không chỉ phát triển theo một phương (theo phương của nhịp nhà) mà còn có th ể phát triển theo phương khác. Diện tích lưới cột có xu h ướng đ ạt t ới 200m2. Ví d ụ hãng BOSCH của CHLB Đức thường sử dụng lưới cột hình vuông 14,4m x 14,4m tương đương với diện tích 207,36m2 cho các nhà sản xuất động cơ đi ện của hãng. c) Xác định chiều cao nhà: Chiều cao nhà công nghiệp một tầng là khoảng cách t ừ mặt sàn đ ến m ặt d ưới kết cấu mang lực mái. Cơ sở để xác định chiều cao nhà gồm: - Chiều cao của máy móc thiết bị; - Không gian cần thiết để bố trí trang thiết bị kỹ thuật ngôi nhà, thi ết b ị v ận chuyển, đặc biệt là cầu trục; - Yêu cầu về thông thoáng và chiếu sáng; - Các yêu cầu theo quy định về thống nhất hóa. Các quy đ ịnh này nh ư sau: Kích thước chiều cao lấy theo bội số 0,3m hoặc 0,6m khi nhà cao đ ến 6m; Kích thước chiều cao lấy theo bội số 1,2m khi nhà cao đến 10,8 m; Kích thước chi ều cao lấy theo bội số 1,8m khi nhà cao trên 10,8m; Mối tương quan giữa chiều cao nhà và hệ thống vận chuyển cầu trục ( t ựa trên vai cột) được xác định trong bảng sau. Bảng : Mối tương quan giữa chiều cao nhà, vai c ột và s ức tr ục c ủa c ầu tr ục Cao độ(m) mặt trên vai cột Chièu cao nhà Tải trọng cầu Nhịp nhà (m) tương ứng với bước cột (m) (m) trục ( T) 6 12 18,24 8,4 10 5,2 4,6 18,24 9,6 10,20 5,8 5,4 18,24 10,8 10,20 7 6,6 18,24,30 12,6 10,20,30 8,5 8,1 18,24,30 14,4 10,20,30 10,3 9,9 24,30 16,2 30,50 11,5 11,1 24,30 18 30,50 13,3 12,9 d) Bố trí khe biến dạng: Nhà công nghiệp thường có kích thước lớn, nhiều loại kết cấu chịu lực, t ải trọng lớn do vậy trong giải pháp xây dựng nhà cần bố trí khe bi ến d ạng (khe lún). Chiều dài của khối nhà cần bố trí khe biến dạng: - Kết cấu khung BTCT toàn khối : 40-48m - Kết cấu khung BTCT lắp ghép và khung hỗn hợp BTCT và thép: 60m - Kết cấu thép : 120-150m. 3) Hệ thống trục phân chia trong nhà công nghiệp m ột t ầng: Hệ thống trục phân chia (trục định vị) là hệ thống các tr ục đ ể t ạo đi ều ki ện định vị các cấu kiện xây dựng nhà phù hợp với các quy định về thống nhất hóa trong xây dựng công nghiệp. bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42
Các quy định về định vị các cấu kiện xây dựng nhà (chủ yếu là h ệ thống k ết cấu chịu lực) so với hệ trục phân chia được trình bày theo các hình vẽ dưới đây. Hình12 : Hệ trục phân chia trong nhà công nghi ệp 1 t ầng. 4) Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực của nhà sản xuất 1 t ầng: Khái niệm kết cấu chịu lực của nhà công nghiệp chủ yếu đề cập đến hệ thống chịu lực - cột và kết cấu mang lực mái. Chúng có nhiệm vụ đảm bảo sự ổn định cho kết cấu bao che của ngôi nhà, trong một số tr ường hợp chúng còn ti ếp nh ận các t ải trọng của cầu trục, hệ thống cung cấp đảm bảo kỹ thuật. Người ta thường chia kết cấu chịu lực của nhà theo hai d ạng: Kết c ấu khung phẳng và kết cấu khung không gian. a) Kết cấu khung phẳng: bmktcn.com – Thiết kế nhà sản xuất- 42