2020-04-12
226
Здания хлебозаводов, как правило, проектируют каркасного типа со сборными железобетонными конструкциями.
Пролеты в одноэтажных зданиях (в поперечном направлении) принимаются 6; 9; 12; 18; 24 м. Шаг колонн (в продольном направлении) принимается 6; 12 м. Пролеты и шаг колонн в многоэтажных производственных зданиях принимаются 6´6; 9´6 м. В административно-бытовых помещениях пролеты и шаг колонн принимаются 6´6; 3´6 м.
Высота помещений выбирается с учетом габаритов технологического оборудования. Высота одноэтажных зданий и верхнего этажа измеряется от уровня пола до низа несущей конструкции (балки, фермы). Высота этажа определяется от пола нижерасположенного помещения до пола вышерасположенного. Высота производственных помещений хлебозаводов по СНиП 2.09.02-85 принимается 4,8 и 6 м.
Высота этажей административно-бытовых помещений составляет 3,3 м.
Фундаменты в зданиях кирпичных или с неполным каркасом обычно закладывают ленточные из сборных железобетонных блоков-подушек. В зданиях каркасного типа колонны опираются на столбчатые фундаменты.
Навесные стены (панели) крепятся к колоннам, а нижние панели опираются на железобетонные фундаментные балки, укладываемые на столбчатые фундаменты колонны.
Фундаменты под силосы и бункера для муки делают в виде сплошной железобетонной плиты, на которую через стойки передается нагрузка. Нагрузка может передаваться и на столбчатые фундаменты.
Фундаменты под печи следует располагать на прочном основании, предусматривая равномерное распределение нагрузки на грунт во избежание появления в печи трещин. Фундаменты могут быть ленточными, сплошными, столбчатыми. Материалом служат бетонные блоки, бутобетон.
Обычно нагрузка от печей не превышает 0,1 МПа (1 кгс/см2).
Каркасные печи могут располагаться на междуэтажных перекрытиях, но нельзя размещать одну часть печи на междуэтажном перекрытии, другую – на грунте (из-за неравномерности осадки).
Фундаменты под печи могут делаться в виде железобетонной плиты толщиной 150 мм. Для предотвращения неравномерности осадки фундаменты печей закладывают с учетом глубины фундаментов примыкающих строительных конструкций.
При проектировании фундамента под стены в колонны следует учитывать заглубления для каналов и фундаментов под оборудование, каналы для коммуникаций.
Особо следует учитывать уровень заглубления подъемников и фундаментов под дымовые трубы (до 4-5 м). Трубы выгоднее относить от стен на 5-6 м, иначе приходится излишне заглублять и фундаменты под стены.
Между фундаментами печей, котлов, дымовых труб, оборудования и фундаментами под строительные конструкции должен быть зазор не менее 50 мм.
Перегрев от постоянного действия высоких температур вредно воздействует на железобетонные конструкции: они теряют прочность, поэтому необходимо предусматривать их специальную термоизоляцию, воздушные прослойки.
Между фундаментом и стеной прокладывается гидроизоляционная прослойка выше уровня пола на 0,05 м.
Колонны – основной несущий элемент каркаса здания, делаются квадратного или прямоугольного сечения: выбираются в зависимости от габаритов здания и нагрузок по типовым сериям. Высота колонн промышленных зданий кратна модулю 0,6 м: 3,6; 4,2; 4,8; 5,4; 6; 7,2 м.
Стены различают несущие (воспринимают собственный вес и вес опирающихся на них перекрытий и покрытий); самонесущие (воспринимают только собственный вес, а перекрытия и покрытия опираются на колонны); навесные (опираются на колонны и выполняют функции ограждения).
Несущие стены возводят из глиняного кирпича на цементном растворе: в помещениях с относительной влажностью менее 60 % допускается устройство стен из силикатного кирпича. Применяются стены и из эффективного (с пустотами) кирпича и из блоков.
Кирпичная кладка имеет толщину в 1,5; 2,0; 2,5 кирпича (0,38-0,64 мм). При большой высоте помещений для устойчивости делают пилястры (местные утолщения).
Самонесущие стены делаются из кирпича, естественных камней, легкобетонных блоков.
Навесные стены собираются из панелей. Панели изготовляются однослойные из легких бетонов или многослойные с эффективным утеплителем. Обычно многослойные панели имеют две оболочки (из железобетона, асбестоцемента и других материалов), между которыми заключен легкий теплоизоляционный материал (пенопласты, минеральная вата, фибролит). Толщина панелей – 0,2-0,4 м.
Панели опираются на специальные столики и при помощи анкеров крепятся к закладным деталям колонн.
Светопроемы проектируются согласно СНиП 23-05-95. Естественное освещение может быть: боковое – через оконные проемы в наружных стенах; верхнее – через световые фонари; комбинированное.
Для естественного проветривания помещений предусматриваются открывающиеся створки рам, форточки, фрамуги, которые должны быть оборудованы управляемыми изнутри помещения приспособлениями.
При ориентировочных подсчетах размеры световых проемов можно определять в соответствии с отношением их площади к площади помещения (табл. 7.1).
Таблица 7.1 - Ориентировочные размеры световых проемов*
| Помещения | Отношение световых проемов к площади помещения, % | Отношение фрамуг и форточек к площади световых проемов, % |
| Тарный склад муки; подсилосные и надсилосные помещения бестарных складов | 10 | 10 |
| Силосное отделение | 12 | 15 |
| Тестоприготовительное отделение | 15 | 25 |
| Тесторазделочное отделение | 15 | 25 |
| Пекарный зал | 15 | 30 |
| Топочное отделение | 10 | 30 |
| Хлебохранилище | 12 | 30 |
| Экспедиция | 12 | 20 |
*Примечание. Рабочие места должны освещаться прямым естественным светом
Подсчет световых проемов в процентах к площади помещения не учитывает ряда факторов: расположения и видов световых проемов (окна; фонари), наличия затемнения противостоящими зданиями, влияния отраженного света в зависимости от окраски стен и потолков, светового климата места постройки.
Площадь окон и фонарей по ориентировочному расчету, м2:
(7.1)
где F – площадь помещений, м2; n – отношение площади световых проемов к площади помещения, %; m – коэффициент увеличения светопроемов на затемнение от переплетов, равный 1,10.
Точный расчет освещенности производится по светотехническому методу (степень освещенности нормируется величиной коэффициента естественного освещения – КЕО).
Нормируемая освещенность в зависимости от разряда работы может быть принята по данным, приведенным в табл. 7.2.
Таблица 7.2 - Разряды естественной освещенности
и минимально допустимые коэффициенты
естественной освещенности для хлебозаводов
| Разряд | Помещения | Коэффициент естественной освещенности, % | |
| при верхнем и комбинированном освещении (есред) | при боковом освещении (емин) | ||
| III | Лаборатория | 5 | 1,5 |
| IV | Производственные помещения | 3 | 1,0 |
| IV | Ремонтно-механические и столярные мастерские | 3 | 1,0 |
| IV | Хлебохранилище и экспедиция | 33 | 1,0 |
| V | Склад сырья | 2 | 0,5 |
| V | Топочные и котельные | 2 | 0,5 |
Без естественного освещения могут проектироваться склады, умывальные, душевые, уборные, гардеробные, камеры для брожения и расстойки теста, кладовые сырья и полуфабрикатов, холодильные камеры, кладовые для инвентаря и запасных частей, электрощитовые, вентиляционные камеры и машинные отделения холодильных установок, небольшие архивы и т.п.
Оконные проемы принимаются шириной 0,91; 1,461; 2,693 м; высотой 1,182; 1,759; 2,964; 3,564 м. Окна делают открывающимися внутрь помещения на высоте 0,80-1,0 м от пола. Под окнами предусматривают установку отопительных приборов.
При большой высоте помещения можно принять двухсветное освещение. Створные части должны быть снабжены металлическими сетками.
Дверные проемы принимаются размером в соответствии с нормативной документацией. Двери в производственных помещениях – двустворчатые шириной 1,39 м, высотой – 2,352 м и 1,2´2,1 м; в административно-бытовых – одностворчатые – 0,89´2,1 м; в санузлах, душевых – одностворчатые – 0,6´2,1 м.
В стенах должны предусматриваться монтажные проемы для оборудования: в тестоприготовительном отделении – 3,2´3,2; в силосном – 1,6´1,6; в котельной – 2´2 м.
Междуэтажные перекрытия состоят из сборных железобетонных элементов – ригелей и плит. В отдельных случаях при наличии нестандартного оборудования и большого количества отверстий применяются участки из монолитного железобетона.
В перекрытиях указываются: отверстия, углубления для оборудования, дымоходов, вентиляционных каналов, вводов (водопроводных, канализационных, электросиловых, газовых и других), места крепления оборудования. Места и размеры отверстий, углублений увязываются с балками и плитами междуэтажных перекрытий.
Сосредоточенные нагрузки от технологического оборудования принимаются согласно справочникам (каталогам оборудования) или по данным технической документации заводов-изготовителей (с учетом массы сырья, полуфабрикатов и готовой продукции).
Сборные железобетонные конструкции рассчитаны на нормативную временную нагрузку 500; 1000; 1500; 2000; 2500 кгс/м2 (5; 10; 15; 20; 25 кПа).
Надо учитывать нагрузку от заварочных и дрожжевых чанов при заполнении водой; нагрузку от тестоприготовительных агрегатов – с тестом; нагрузку силосов (бункеров) – по фактическому весу с мукой. Следует учитывать, что при аэрозольном транспорте объемная масса муки повышается.
Конструирование и расчет железобетонных силосов для хранения муки на складе производится в соответствии с требованиями нормативной документации.
Усредненные нагрузки на перекрытия приведены в табл. 7.3.
При расчете конструкций временные нагрузки умножаются на коэффициент возможной перегрузки 1,1-1,4.
Перекрытия проектируются бесчердачными, т.е. балки, фермы, плиты являются несущими элементами и служат одновременно основанием, по которому укладывается теплоизоляция и настилаются кровельные материалы.
Таблица 7.3 - Временные нагрузки на перекрытия, кгс/м2
| Помещения | Норма загрузки на 1 м2 (с учетом проходов, проездов) | Нагрузка на 1 м2 для расчета строительных конструкций |
| Бестарный склад муки | По расчетной нагрузке от силосов с мукой | |
| Тарный склад муки: | ||
| - при 8-рядной укладке мешков | 650 | 1500 |
| - при 12-рядной укладке мешков | 1000 | 2000 |
| Склад соли, сахара | 800 | 1200 |
| Прочее сырье | - | 700 |
| Тестоприготовительное отделение: | ||
| - при установке агрегатов | По каталогу | |
| - при использовании дежей вместимостью 330 л | - | 700 |
| Пекарный зал (свободная площадь, не занятая печами) | - | 500 |
| Хлебохранилище иэкспедиция | - | 500 |
| Служебно-бытовые помещения | - | 200 |
| Вестибюли, коридоры | - | 300 |
| Залы собраний | - | 400 |
Для покрытия поперечных пролетов до 18 м рекомендуется применять балки, при больших пролетах – фермы
Плиты покрытий в направлении шага колонн имеют номинальную длину 6 м и в некоторых случаях – 12 м.
Для защиты здания от температурных колебаний на покрытие укладывается слой теплоизоляции (керамзитобетон, фибролит, пенобетон и другие материалы); для защиты от увлажнения парами из помещения плиты покрытия предварительно 2-3 раза промазываются сверху битумом. Для помещений со значительной влажностью прокладываются толь, рубероид, полимерные пленки.
Термоизоляцию и пароизоляцию рассчитывают по методике, изложенной в СНиП.
Кровля. По основанию из цементного раствора или асфальта, уложенным по термоизоляции, настилается 3-4 слоя рубероида на битумной мастике. По рубероиду насыпается защитный слой из гравия, втопленного в битумную мастику.
Температурный шов делается через каждые 60-72 м здания или принимается по расчету. Он рассекает стены, перекрытия и покрытия по всей высоте; фундаменты не рассекаются.
Осадочный шов делается в месте примыкания двух различных объемов здания с разным количеством этажей и нагрузками. Он рассекает также и фундаменты. Несущие и ограждающие конструкции для каждой части делаются самостоятельными. Обоснование столбчатых фундаментов с разными нагрузками в одном месте имеет свои недостатки (возможность неравномерной осадки). Более конструктивное решение – смещение осей колонн.
При небольшой разнице в количестве этажей и нагрузок возможно обоснование конструкций той и другой части здания на общих колоннах и фундаментах.
Полы. На заводах с бестарными складами муки, оборудованных тестоприготовительными и тесторазделочными агрегатами, конвейерами и в хлебохранилищах и экспедициях, наилучшими являются полы из керамических плиток. В складских помещениях применяются полы из литого асфальтобетона. При наличии передвижного оборудования полы на многих заводах выстилают чугунными плитами. Представляют интерес полы из камнелитных плит, но они пока не получили распространения из-за высокой стоимости.
Полы на грунте требуют уплотненного основания и бетонной подготовки (0,08-0,12 м), полы на перекрытиях – бетонной подготовки толщиной 0,03-0,080 м. Керамические плитки укладывают по подготовке на цементном растворе. Полы ксилолитовые, цементные, из литого асфальтобетона укладывают непосредственно по бетонной подготовке. Толщина подготовки используется для прокладки сточных труб и различных проводок.
Полы в мокрых помещениях (санузлах, душевых и других) следует делать с уклоном к трапам и прокладкой гидроизоляции из двух-четырех слоев гидрозола по битумной мастике. В производственных помещениях полы также желательно устраивать с уклоном к трапам, соединенным с канализационной сетью. Это значительно облегчит труд по мытью полов и улучшит санитарное состояние пищевых предприятий. В административно-бытовых помещениях полы устраивают досчатые, паркетные, ксилолитовые.
Лестницы подразделяются на служебные и пожарные.
Служебные лестницы размещаются в лестничных клетках из несгораемых материалов: кирпича, бетона.
Размещение лестниц должно быть таким, чтобы после контрольного пункта потоки рабочих и посетителей разграничивались так, чтобы на служебную лестницу, ведущую на производство, посторонние лица не могли попасть, минуя администрацию, а рабочие могли попасть, только пройдя душевые.
На многих заводах вход с дворового участка устроен через лестничную клетку.
Лестница может располагаться в пристройке.
Рационально расположение лестниц в виде отдельного блока в комплексе с подъемником между производственными и административно-бытовыми помещениями для объединения в одном здании помещений с разной высотой.
Лестницы применяются с высотой маршей 1,2 (на 8 ступеней), 1,5 (на 10 ступеней), 1,8 м (на 12 ступеней).
Для административно-бытовых помещений при высоте 3,3 м марши – 1,65 мм (11 ступеней).
Размеры ступеней: проступи – 0,3 м, подступенка – 0,15 м; ширина марша принимается 1,15 и 1,35 м. Глубина площадок принимается равной ширине маршей. Ширина двухмаршевой лестничной клетки равна ширине двух маршей плюс промежуток между маршами (0,1 м).
По условиям охраны труда количество ступеней в марше должно быть не более 16 и не менее трех. Высота для прохода под площадкой до выступавших конструкций должна быть не менее 2,2 м.
Пожарные лестницы – металлические, устраиваются снаружи.
Перегородки. При проектировании следует стремиться к минимальному количеству перегородок, так как они ухудшают естественную освещенность и воздухообмен, препятствуют модернизации производства. В ряде случаев можно делать панельные сетчатые перегородки высотой 2,0-2,2 м. Перегородки, как правило, размещаются по линии колонн, ригелей; к светопроемам они могут примыкать только к стационарным импостам, а не к остекленной части.
Перегородки делают армированные – кирпичные толщиной 0,065-0,125 мм; панельные, железобетонные, керамзитобетонные – толщиной 0,08-0,1 м с цементной затиркой и побелкой или облицовкой плитками. Перегородки могут выполняться из стеклоблоков, стеклопрофилита, особенно при освещении вторым светом. Устройство деревянных перегородок не допускается.
Наружная отделка зданий. Наружные стены обычно окрашиваются два раза водостойкими синтетическими красками. Панели могут поставляться с отделанной в заводских условиях поверхностью, облицованной керамической или стеклянной плиткой, или с рельефной отделкой.
Кирпичные участки стен выкладываются из облицовочного кирпича светлого тона или из отборного глиняного кирпича с расшивкой швов или оштукатуриваются и окрашиваются под цвет фасада.
Оконные рамы, импосты и двери окрашиваются масляной краской два раза. Стальные конструкции окрашиваются специальной краской.
Внутренняя отделка помещений. В производственных отделениях стены, перегородки, колонны облицовывают на высоту 1,8 м глазурованными плитками, образуя так называемые панели; плоскости выше панелей штукатурятся и белятся известковой краской. На потолках из сборного железобетона швы затираются и плоскости белятся известковой краской.
В складах и подсобно-производственных помещениях кирпичные плоскости штукатурятся; стены, колонны, потолки белятся известковой краской.
В душевых и моечных стены облицовываются глазурованными плитками на всю высоту.
В коридорах и на лестничных клетках делаются панели на высоту 1,8 м, окрашенные масляной краской, выше – клеевая побелка.
Специальные требования. Многие помещения хлебозаводов находятся в условиях повышенной температуры и влажности.
Теплотехнические требования. Наружные ограждающие конструкции должны обеспечивать теплоустойчивость, отсутствие конденсата на ограждениях; предохранять от инсоляции (в южных районах), от мучных вредителей и грызунов; обеспечивать санитарные условия для пищевых предприятий.
Важным является предотвращение образования конденсата на поверхностях внешних ограждений (в теплых и влажных помещениях с внутренней стороны, в холодильных камерах с наружной). Проверку ограждений следует производить на самую низкую температуру и соответствующую ей влажность наружного воздуха, а также и на низкую температуру с наибольшим влагосодержанием.
Для предупреждения образования конденсата необходимо не только увеличивать термическое сопротивление ограждений (толщину стен, изоляции и так далее), но и снижать влажность в помещениях и критическую температуру (при которой происходит образование конденсата) внутреннего воздуха, например, созданием воздухообмена.
При проектировании необходимо выделять производственные процессы, создающие повышенную температуру и влажность в помещении, устраивать вентиляцию; герметизировать заварочные машины, тепловое оборудование, конвейерные шкафы для расстойной камеры для брожения теста, для охлаждения хлеба. При расчете ограждающих конструкций надо принимать фактическую температуру и влажность в зонах помещения при неблагоприятных условиях и учитывать температуру под потолком.
Для предотвращения проникновения влаги в ограждения (что снижает их теплоустойчивость) рекомендуется в теплых и влажных помещениях делать с внутренней стороны гидрозащиту в виде цементной штукатурки с масляной покраской, облицовку стен плитками на цементном растворе.
Если отдельные помещения объединены, то расчет ограждений должен проводиться по более высоким коэффициентам.
Требования по борьбе с грызунами. Соблюдение этих требований на хлебопекарных предприятиях имеет важное значение.
Производственные помещения и склады для сырья и продуктов необходимо строить непроницаемыми для грызунов (крыс, мышей). Конструкции ограждений не должны иметь зазоров, доступных для грызунов.
Окна складов следует располагать на высоте не менее 1 м от поверхности земли; вместо створных нижних частей окон рекомендуется делать фрамуги.
Места сопряжения деревянных и теплоизоляционных перегородок с полом должны быть защищены металлической сеткой, причем сетка должна заходить под край чистого пола на 50 мм и под штукатурку стены на высоту 500 мм; отверстия в вентиляционных каналах снабжаются защитными сетками.
Фундаменты под стены надо заглублять не менее чем на 0,85 м. Бетонное основание под полы делают толщиной не менее 0,080 м.
Ограждение конструкций от механических повреждений. В помещениях с передвижным оборудованием (дежи, электропогрузчики, вагонетки) предусматриваются ограждения (чаше всего укрепление к полу уголков, брусков, металлических полос).
Контрольные вопросы и задачи
1. Что собой представляет генеральный план, в каком масштабе он выполняется?
2. Какие зоны необходимо учитывать при проектировании хлебозаводов?
3. При проектировании хлебозавода компоновка каких помещений необходима?
4. Перечислите строительные конструкции.
5. Где и каким образом следует размещать оконные проемы?
6. Каковы правила расположения лестниц?
7. Расскажите о специальных требованиях при проектировании хлебозаводов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данном пособии приведена информация, необходимая для теоретического изучения дисциплины «Проектирование предприятий отрасли» и приобретения практических навыков при выполнении расчетных заданий, необходимых в дальнейшем для выполнения курсового и дипломного проектирования студентами, обучающимися по специальности 260202.65 «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» и направлению 260100.62 «Продукты питания из растительного сырья» с учетом профиля подготовки «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий».
Данные методические разработки направлены на повышение профессиональной подготовки будущих специалистов, активизацию познавательной деятельности, разнообразие учебного процесса как при изучении нового материала, так и при закреплении уже изученного. Это связано с утверждением новых образовательных стандартов, в которых приоритет отдан самостоятельной работе студентов при одновременном сокращении аудиторных занятий. Самостоятельная работа студентов способствует приобретению знаний в области использовании современного оборудования при расчете и проектировании хлебопекарных предприятий.
В работе приведены схемы проектирования хлебопекарных линий в условиях хлебозавода и малых производств – пекарен. Подробно описаны технологические процессы, происходящие на всех стадиях приготовления хлебобулочных изделий. Охарактеризованы основные стадии приготовления хлебобулочных изделий.
Приведена информация об особенностях подбора оборудования при проведении того или иного технологического процесса.
Приведены технические характеристики традиционно используемого и новейшего современного хлебопекарного оборудования.
По каждому разделу приведены расчетные формулы, необходимые для подбора хлебопекарного оборудования.
Кроме того, изложен материал, который необходим для компоновки помещений хлебопекарных производств.
По окончании каждого раздела приведены вопросы для самоконтроля и расчетные задания для проверки усвоенного материала.
Авторы пособия выражают уверенность в том, что теоретические сведения и практические расчетные навыки позволят студентам грамотно проектировать предприятия соответствующего профиля.
