THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT

Ví dụ: Trong sản xuất các thiết bịđiện tử, điều kiện của quá trình sản xuất luôn gắn với yêu cầu đặc biệt về chế độnhiệt, độ ẩm và độ sạch của không khí; hạn chế sự rung động và sự thải

THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT

1 THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SẢN XUẤT

1) Nhà sản xuất:

Nhà sản xuất là không gian chức năng quan trọng nhất trong XNCN, nơi diễn racác hoạt động sản xuất, nơi tập trung trang bị kỹ thuật và nhân lực của XNCN Thôngthường công trình quan trọng nhất và quy mô lớn nhất trong XNCN là công trình nhàsản xuất Nhà sản xuất cũng thường đóng vai trò là bộ mặt kiến trúc của XNCN

2) Phân loại nhà sản xuất:

Thông thường nhà sản xuất được phân theo đặc điểm về công nghệ sản xuất

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 bị kỹ thuật của ngôinhà

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 giản, trang bị kỹ thuật

ít, không có nhiều kho trung gian; Phương tiện vận chuyển đơn giản, vận chuyển bốc

dỡ hàng hóa với mức độ cơ giới thấp như xe đẩy, xe nâng; Hệ thống cung cấp vàđảm bảo kỹ thuật đơn giản; Ít máy móc hiện đại

Phù hợp với dạng và loại hoàn thành đơn lẻ, hoàn thiện theo sery cỡ trungbình và nhỏ; hoàn thành tại bàn gia công và theo xưởng

Không đòi hỏi cao đối với ngôi nhà; nhà 1 tầng hoặc nhiều tầng với hệ thốngchịu lực đơn giản Vì mẫu mã sản xuất, quy mô thay đổi nhanh chóng, nên khônggian của công trình đòi hỏi có yêu cầu cao về tính linh hoạt và khả năng mở rộng Loại sản xuất này thường có trong các ngành công nghiệp: chế tạo máy nhẹ,công nghiệp vật liệu đóng gói, may mặc, sửa chữa ô tô, chế tạo máy và động cơnhẹ, 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 hiện nay, có quá trình sản xuấtliên tục; Sản phẩm hoặc bán sản phẩm phức tạp, được tiêu chuẩn hóa ở mức độcao; Mức độ cơ giới hóa và tự động hóa cao; Phương tiện vận chuyển tự động hóahoặc cơ giới hóa như cầu trục, băng chuyền tự động; Có hệ thống cung cấp và đảmbảo kỹ thuật đồng bộ

Thường phù hợp với dạng và loại hoàn thành theo sery trung bình và lớn;hoàn thành hàng loạt; hoàn thành theo nhóm và theo dòng chảy; hệ thống hoànthành tự động hoá

Loại sản xuất này đòi hỏi chất lượng xây dựng công trình cao hơn và đồng bộhơn so với nhà sản xuất có cơ cấu sản xuất nhẹ Ví dụ: Trong sản xuất các thiết bịđiện tử, điều kiện của quá trình sản xuất luôn gắn với yêu cầu đặc biệt về chế độnhiệt, độ ẩm và độ sạch của không khí; hạn chế sự rung động và sự thải của nhiệtthừa; Sự xuất hiện của các rôbot trong xưởng cũng như các không gian đặc biệttrong xưởng và cùng với chúng là các trang thiết bị đồng bộ và đa dạng của hệ thốngcung cấp và đảm bảo kỹ thuật Ngoài ra, do yêu cầu phải nhanh chóng thay đổi cácthiết bị điều khiển; thay đổi các thiết bị sản xuất các sản phẩm mới, nên loại sản xuấtnày cũng yêu cầu các không gian sản xuất phải là không gian lớn, đảm bảo đượctính linh hoạt trong sử dụng

Loại sản xuất này thường có trong các ngành công nghiệp sản xuất theo kiểuhàng loạt như công nghiệp luyện kim, chế tạo máy, sản xuất linh kiện điện tử, dệt, 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 lớn, trọng lượng vàkhối tích lớn, cồng kềnh Để sản xuất chúng phải có máy móc thiết bị và phương tiệnvận chuyển phù hợp Chúng đòi hỏi khối lượng lớn về năng lượng, nước, cần diệntích nơi gia công và kho chứa lớn

Phù hợp với dạng hoàn thiện đơn lẻ; theo sery nhỏ và trung bình; hoàn thiệntại 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 phùhợp với trọng lượng, độ lớn, độ cao của sản phẩm và phương tiện vận chuyển Côngtrình thường có diện tích và khối tích lớn, ngoài ra chúng còn phù hợp với yêu cầuđảm bảo lao động trong điều kiện có nhiệt độ cao, bụi, khói và rung động

Loại nhà này thường có trong các ngành công nghiệp đóng tàu, vỏ thiết bịđiện, máy bay, đầu máy xe lửa, cầu trục xây dựng, lò cán thép, thiết bị khoan thăm

dò khai thác dầu

- Nhà có cấu trúc sản xuất tổ chức theo kỹ thuật hòan thiện:

Kỹ thuật hoàn thiện trong loại sản xuất này được chia thành hai giai đoạn: Giaiđoạn sơ chế và giai đoạn tinh chế Ở giai đoạn sơ chế các nguyên liệu tập trung lạitrong một thiết bị công nghệ lớn làm việc liên tục, hòan toàn tự động Việc sơ chếgồm pha trộn nguyên vật liệu thành dạng bột hoặc dạng lỏng sau đó lọc hoặc lắnggạn Vận chuyển theo nguyên tắc tự chảy, bơm, lắc Giai đoạn tinh chế mang đặcđiểm công nghệ kỹ thuật cao của sản xuất hàng loạt với quy mô lớn như lọc, làmđầy, đóng gói Việc vận chuyển hoàn toàn tự động bằng băng chuyền Sản phẩmcũng có thể tạo thành do cắt, đổ khuôn Mức độ trang bị máy móc hết sức đa dạngphụ thuộc vào loại, độ lớn của sản phẩm

Dạng sản xuất này phù hợp với dạng hoàn thiện hàng loạt, hoàn thiện theotuyến kỹ thuật sản xuất; hoàn thiện theo băng chuyền tự động hoá với nguyên tắchoàn thành theo dòng chảy

Tại giai đoạn sơ chế đòi hỏi các công trình một mục đích (công trình đặc biệt),chúng có thể lộ thiên hoặc bán lộ thiên Tiếp cận công trình để sửa chữa, bảo hànhqua các sàn gắn trực tiếp vào công trình hay qua hệ thống khung đỡ thiết bị hoặccác khung riêng đỡ cầu thang và sàn công tác Đối với giai đoạn tinh chế, đòi hỏi cáccông 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 sản xuất thuốc,sản xuất xi măng, công nghiệp hóa dầu, bia, rươụ, thực phẩm, sản xuất vật liệu nhântạo

Hình 1: Sơ đồ các bộ phận chức năng trong XNCN có cấu trúc sản xuất nhẹ

KHO THÀNH PHẨM

Hình 2: Sơ đồ các bộ phận chức năng trong XNCN có cấu trúc sản xuất trung bình với nguyên tắc hoàn thành theo kiểu sery.

KHO NGUYÊN LIỆU

LẮP RÁP TỔNG THỂ

KHO BÁN THÀNH

PHẨM

Hình 3: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà sản xuất có cấu trúc sản xuất trung bình với nguyên tắc hoàn thành hàng loạt.

KHO NGUYÊN LIỆU VÀ KHO CÁC PHỤ TÚNG

GIA CÔNG TIẾP TỤC

GIA CÔNG TIẾP TỤC

GIA CÔNG TIẾP TỤC

GIA CÔNG TIẾP TỤC

SẢN XUẤT

KHO TRUNG GIAN

SẢN XUẤT

KIỂM TRAĐÓNG GÓI

KHO THÀNH PHẨM

KHOBÁN SẢN PHẨMĐẶC BIỆT

Hình 4: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà sản xuất có cấu trúc sản xuất nặng.

KHO NGUYÊN LIỆU

VÀ PHỤ TÙNG

CHUẨN BỊ, LẮP ĐẶT KIỂM TRA

CHUẨN BỊ, LẮP ĐẶT KIỂM TRA

LẮP RÁP TỔNG THỂ

KIỂM TRA

THÁO RỠ VÀ ĐÓNG GÓI

Hình 5: Sơ đồ các bộ phận chức năng của nhà sản xuất có cấu trúc sản xuất 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 thiết bị cungcấp đảm bảo kỹ thuật; Trang thiết bị của hệ thống sản xuất, vận chuyển, tháo lắp;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: Mật độ thiết

bị sản xuất (diện tích của máy móc thiết bị trên diện tích sàn); Mức độ thay thế thiết

bị sản xuất và cường độ sử dụng của trang thiết bị vận chuyển và tháo lắp

Theo trang thiết bị kỹ thuật của ngôi nhà, nhà sản xuất được phân thành hailoại:

- Nhà sản xuất có trang bị kỹ thuật ngôi nhà thấp: Thường phù hợp với nhà sản

xuất có công nghệ sản xuất đơn giản, phương tiện sản xuất chỉ được cơ khí hóa mộtphần, 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 dụ như chế biến gỗ,may mặc Các thiết bị cho trang bị kỹ thuật ngôi nhà gồm: thiết bị phục vụ thôngthoáng tự nhiên, chiếu sáng chung, hệ thống cấp điện, cấp nhiệt, hơi đơn giản, côngtrình phục vụ sinh hoạt tập trung

KHO NGUYÊN LIỆU(DẠNG RỜI HOẶC LỎNG)

SƠ CHẾ (LỌC, TRỘN, …)

KHO TRUNG GIAN

SẢN XUẤT

LÀM ĐẦY-ĐÓNG GÓI

KHO THÀNH PHẨM

VẬT LIỆUPHỤ

VẬT LIỆUĐÓNG GÓI

GIỚI HẠN SƠ CHẾ TINH CHẾ VẬN CHUYỂN

GIỮA 2 GIAI ĐOẠN

- 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 tự động, ngườimáy Qúa trình sản xuất đồng bộ với yêu cầu cao về hệ thống cung cấp đảm bảo kỹthuật như: hệ thống điều hòa khí hậu; thiết bị hút khí thải, làm sạch bụi, thiết bị tựđộng làm sạch nước thải, mạng lưới các đường ống cấp điện, nước, khí nén dàyđặc, thiết bị phục vụ sinh hoạt bố trí phân tán, thiết bị cứu hỏa tự động Mật độ thiết

bị sản xuất 30-60% thậm chí đến 80% Mức độ thay thế thiết bị 3 năm Cường độvận 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, dưới một mái Các bộphận 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 nghệsản xuất cần phải tập trung tất cả bộ phận sản xuất và các bộ phận phụ trợ; Các bộphận chức năng có yêu cầu tương tự về không gian và về xây dựng; Yêu cầu 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 dựng, tiết kiệm nănglượng qua việc giảm các tổn thất nhiệt (sưởi hoặc làm mát), giảm được chiều dài vàchi phí bảo dưởng hệ thống đường ống kỹ thuật; không gian nhà lớn làm tăng khảnăng sử dụng linh hoạt Tuy nhiên việc sử dụng loại nhà này có thể dẫn đến hìnhthức kiến trúc đơn điệu

- Nhà sản xuất có mặt bằng hình khối phân tán, mở: Trong loại nhà sản xuất

này toàn bộ khối tích của nhà được chia thành nhiều khối nhà giống hoặc khác nhau,tuỳ theo các nhu cầu về không gian của các bộ phận chức năng Các khối nhà đượcliên 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 theoxưởng; đáp ứng cho các bộ phận chức năng có yêu cầu hết sức khác nhau về khônggian, về điều kiện lao động

Loại nhà này có thể tạo được nhiều ánh sáng tự nhiên, tăng tầm nhìn với bênngoài Các không gian nhỏ có kích thước tỷ lệ xích với con người (ví dụ như phòngnghỉ của công nhân ), có khả năng đánh thức cảm giác về sự gần gũi, khả năng địnhhướng qua sự phân chia hình khối, qua đó tạo sự hòa nhập với môi trường xungquanh

Tương tự như loại nhà có mặt bằng hợp khối, đóng kín, loại nhà này có thể nảysinh các vấn đề về ảnh hưởng lẫn nhau của các chất độc hại sinh ra trong quá trìnhsản xuất cũng như nguy cơ cháy nổ dẫn đến cần có sự ngăn cách hoặc cần khoảngcách cách ly an toàn giữa các bộ phận chức năng

Hình 6: Sơ đồ phân loại nhà sản xuất theo mặt bằng hình khối

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 dụng linh hoạt, thích hợp vớinhà sản xuất có cấu trúc sản xuất trung bình và nặng với dây chuyền sản xuất theophương ngang thẳng

Nhà công nghiệp một tầng có các ưu thế: Xây dựng đơn giản và tiết kiệm hơnnhà công nghiệp nhiều tầng có quy mô tương tự từ 10-15% có lưới cột lớn, chiềucao 6-12m, bề rộng nhịp 15-24m; Bố trí được máy móc thiết bị nặng với các móngmáy phức tạp; Bố trí hệ thống đường ống kỹ thuật thuận tiện ở dưới nền; Tổ chứcthông thoáng và chiếu sáng tốt thông qua cửa mái

Nhà công nghiệp một tầng có nhược điểm: Tốn đất xây dựng hơn so với nhàcông 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 lớn trong điều kiện Việt 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 mặc, thựcphẩm, 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 bộ phận chứcnăng theo các mặt bằng ở các cao độ khác nhau Chúng liên hệ với nhau qua cácphương tiện giao thông vận chuyển như cầu thang, thang máy, băng tải, cầu trục.Các không gian sản xuất theo các tầng có chiều cao 4,5-6m, nhịp 9-12m, bước cột 6-9m

Loại nhà này thường được sử dụng trong trường hợp: Tải trọng và phương tiệnvận chuyển không quá lớn, kết cấu chịu lực của sàn thông thường có thể đáp ứngđược; Mối quan hệ về giao thông giữa các tầng không quá lớn hoặc do yêu cầu củacông nghệ mà độ cao tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất; Diện tích khu đất hạnchế

Loại nhà này có ưu điểm: Tiết kiệm diện tích đất xây dựng; Kết cấu mái đơngiản hơn, chi phí bảo quản ít hơn

Loại nhà này có nhược điểm: Hạn chế tải trọng máy móc và phương tiện vậnchuyển; Tính linh hoạt trong sử dụng bị hạn chế; Giảm bao quát chung quá trình sảnxuất so với nhà 1 tầng; Giới hạn khả năng mở rộng

Nhà công nghiệp nhiều tầng thường được sử dụng cho ngành công nghiệp: Cơkhí chính xác, thủy tinh, hóa chất, dệt, may, sản xuất đồ chơi, đồ văn phòng, chếbiến gỗ

- Nhà sản xuất có không gian lớn (Nhà công nghiệp 1 tầng với các ngăn tầng):

Nhà sản xuất có không gian lớn, bề ngoài tương tự như nhà công nghiệp mộttầng, được sử dụng cho XNCN với cấu trúc sản xuất nặng, phương tiện sản xuất lớn

và nặng cũng như có các sản phẩm có kích thước lớn như máy bay, tàu thủy Chiềucao của nhà 9-15m, chiều rộng nhà 18-30m thậm chí đến 60m Nhà có thể một nhịphoặc nhiều nhịp Nhà có cầu trục với sức trục đến 50T Các bộ phận chức năng cóyêu 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 hỏi 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 ưunhược điểm của loai nhà này tương tự như nhà công nghiệp một tầng

Hình 7 : Sơ đồ phân loại nhà sản xuất theo hình thức mặt cắt: 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 loại dây

chuyền sản xuất nhất định Khi công nghệ sản xuất thay đổi chúng sẽ không đáp ứngđược 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 bản nhà vẫn đáp ứngđược, 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 dựng củanhà

- 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

Hình 8 :Ví dụ về dạng nhà một mục đích- phân xưởng chính nhà máy nhiệt điện

Tùy thuộc vào đặc điểm cấu trúc sản xuất, quy mô sản xuất, giải pháp hợp khối,

nhà sản xuất theo không gian có thể phân thành các bộ phận chức năng sau:

1) Bộ phận sản xuất:

Đây là bộ phận quan trọng nhất của nhà sản xuất, có diện tích và không gianlớn, có mật độ tập trung cao máy móc, thiết bị, hệ thống cung cấp và đảm bảo kỹthuật, nơi tập trung nhân lực Vị trí của bộ phận sản xuất là cơ sở để bố trí các bộphận chức năng khác Bộ phận sản xuất là bộ phận có yêu cầu đặc biệt về khả năng

mở rộng, tính vạn năng trong sử dụng, yêu cầu về điều kiện khí hậu và tổ chức chiếusáng

4) Bộ phận quản lý và phục vụ sinh hoạt:

Bộ phận này có yêu cầu và diện tích và khối tích nhỏ, để tiết kiệm không gianngười ta có thể bố trí chúng theo tầng Bộ phận phục vụ sinh hoạt được bố trí theonguyên tắc đảm bảo bán kính phục vụ

Ngoài ra trong nhà sản xuất còn có một số bộ phận phụ khác như không gian

để bố trí hệ thống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật như các trung tâm điều không, trạmbiến thế và diện tích giành cho giao thông như cầu thang

Theo yêu cầu về tính sử dụng linh hoạt và khả năng thay đổi mở rộng người tacòn 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 cầu cao về tínhlinh hoạt gồm bộ phận sản xuấ, kho nguyên liệu, kho thành phẩm Người ta còn gọi

là nhóm “mềm “

- Nhóm các bộ phận chức năng ít thay đổi, ít có yêu cầu về mở rộng phát triểnnhư bộ phận quản lý, phục vụ sinh hoạt, một vài bộ phận phụ trợ sản xuất Người tacòn gọi nhóm này là nhóm “cứng” Trong các nghiên cứu về mở rộng sản xuất người

ta thấy rằng để nâng cao công suất lên gấp đôi, có thể phải tăng gấp đôi diện tíchnhóm các bộ phận hay thay đổi trong khi đó nhóm bộ phận ít thay đổi chỉ có nhu cầudiện tích tăng thêm 30%

- Bền vững của công trình công nghiệp thể hiện ở chỗ giải pháp xây dựng phải

ổn định theo thời gian tính toán phù hợp với đặc điểm của nhà nhịp lớn, tải trọng máymóc lớn cũng như chịu các tác động xâm thực của hơi nước, nhiệt độ, chất ăn mòn

- Kinh tế của công trình công nghiệp biểu hiện ở tiết kiệm chi phí trong xâydựng và trong quá trình sử dụng Giảm chi phí qua các giải pháp xây dựng là mộttrong 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 được coi trọng thì việcchi phí cho thiết kế và xây dựng để mang lại hiệu qủa thẩm mỹ của nhà sản xuất làhết sức cần thiết Các công trình công nghiệp phải đóng góp vào cảnh quan chung

của đô thị đồng thời chúng cũng là một dạng quảng cáo cho sự tồn tại và chất lượngcủa các doanh nghiệp công nghiệp.

Quá trình thiết kế kiến trúc nhà sản xuất thường căn cứ theo các tài liệu và cơ

sở sau (xem thêm phần các khái niệm chung về XNCN và thiết kế tổng mặt bằngXNCN):

1) Các tài liệu về công nghệ sản xuất:

- Tài liệu về đặc điểm sản xuất như: loại sản phẩm, dạng và loại hoàn thiện,mức độ trang bị kỹ thuật của tòa nhà;

- Sơ đồ chức năng lý tưởng bố trí các bộ phận chức năng của nhà sản xuấttheo cấu trúc sản xuất (dạng hoàn thành, dòng vật liệu, sơ đồ lý tưởng bố trí máymóc và thiết bị ), mức độ hợp khối, quy mô mở rộng phát triển;

- Sơ đồ bố trí mạng lưới giao thông bên trong xưởng cũng như các hệ thốngcung 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 động nảy sinhtrong quá trình sản xuất;

- Các tài liệu về yêu cầu đối với điều kiện chiếu sáng, vi khí hậu của từng bộphận chức năng;

- Các tài liệu về số lượng, đặc điểm nhân công và các yêu cầu đặc biệt đối với

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 dựng và kỹ thuậtthi công

4) Cơ sở về kinh tế:

- Chí phí xây dựng ngôi nhà, bao gồm phần thiết kế, xây dựng và trang bị kỹthuật của ngôi nhà;

- Thời gian thiết kế, trình duyệt và khởi công xây dựng

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, bộphận 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, bộ phận quản lý vàphục 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 chiều dài dòng vật liệu làngắn 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 của công nghệhoặc do điều kiện địa hình mà không thể kéo dài tuyến sản xuất Dạng này có khảnăng mang lại tính linh hoạt cao trong sử dụng Song có thể dẫn đến khó khăn trongviệc giải quyết việc thông thoáng tự nhiên cho nhà Nhà dạng này có thể mở rộng vềcác phía

Bố cục của các bộ phận chức năng chính là cơ sở để bố trí các bộ phận chứcnăng phụ Bố trí các bộ phận chức năng phụ ngoài yêu cầu đảm bảo sự hợp lý trongdây chuyền sản xuất còn phải tuân theo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo được khả năng sử dụng linh hoạt của các bộ phận sản xuất chính,tránh việc bố trí các bộ phận phụ chia cắt không gian của bộ phận sản xuất Thôngthường 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 một phía dự kiến để

mở rộng Trong trường hợp sử dụng thông thoáng tự nhiên, các bộ phận phụ nên bốtrí về phía cuối hướng gió mát chính của nhà Mặt đối diện để tổ chức các cửa gióvào và để mở rộng

- Trong một số nhà công nghiệp được điều hòa khí hậu, các bộ phận phụ trợsản xuất, phục vụ sinh hoạt có thể bố trí theo chu vi và đóng vai trò như các lớpkhông gian đệm cho không gian sản xuất

Đồi với nhà công nghiệp một tầng có không gian lớn, các bộ phận chức năngphụ không chỉ bố trí trên mặt bằng mà có thể bố trí theo chiều đứng tại các cao độkhác nhau nhằm tận dụng không gian của nhà và hình thành nên dạng nhà côngnghiệp một tầng có các ngăn tầng- Không gian một tầng cho các bộ phận chính vàkhông gian nhiều tầng cho các bộ phận chức năng phụ

Hình 9 : Sơ đồ bố trí các bộ phận chức năng chính

Hình 10 : Sơ đồ các dạng bố trí bộ phận chức năng phụ trong nhà sản xuất.

2) Xác định các thông số xây dựng cơ bản của nhà sản xuất một tầng

Các tham số cơ bản về xây dựng nhà sản xuất gồm: Bước cột (B), nhịp nhà (L)

và chiều cao nhà (H)

Hình 11 : Các thông số xây dựng cơ bản của nhà công nghiệp 1 tầng

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 kết cấu mang lựcmái

Lựa chọn bước cột căn cứ vào:

- Các quy định về thống nhất hóa, với nhà công nghiệp một tầng bước cộtthường 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 Hiện nay đang có khuynhhướng nhà với lưới cột hình vuông, bước cột bằng nhịp nhà

Thông thường kích thước của bước cột được lấy theo bội số 3m

b) Xác định nhịp nhà:

Nhịp nhà là khoảng cách lớn nhất mà kết cấu mang lực mái phải vượt Với kếtcấu không gian, khung nhà chỉ bao gồm các nhịp Nhịp nhà với bước cột (trong kếtcấu phẳng) và hai nhịp nhà vuông góc với nhau đỡ kết cấu mái (trong kết cấu khônggian) 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 bội số 3m với nhịp nhỏhơn và bằng18m; bội số 6m với nhịp lớn hơn 18m

Trong các nước công nghiệp, có khuynh hướng sử dụng nhà có lưới cột hìnhvuông để có thể đáp ứng tổ chức sản xuất linh hoạt, đảm bảo các tuyến sản xuấtkhông chỉ phát triển theo một phương (theo phương của nhịp nhà) mà còn có thểphát triển theo phương khác Diện tích lưới cột có xu hướng đạt tới 200m2 Ví dụhãng BOSCH của CHLB Đức thường sử dụng lưới cột hình vuông 14,4m x 14,4mtương đương với diện tích 207,36m2 cho các nhà sản xuất động cơ điện của hãng

c) Xác định chiều cao nhà:

Chiều cao nhà công nghiệp một tầng là khoảng cách từ mặt sàn đến mặt dướikết 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, thiết bị vậnchuyển, 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 định này như sau:Kích thước chiều cao lấy theo bội số 0,3m hoặc 0,6m khi nhà cao đến 6m; Kíchthước chiều cao lấy theo bội số 1,2m khi nhà cao đến 10,8 m; Kích thước chiều caolấy 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 ( tựa trênvai cột) được xác định trong bảng sau

Bảng : Mối tương quan giữa chiều cao nhà, vai cột và sức trục của cầu trục

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 một tầng:

Hệ thống trục phân chia (trục định vị) là hệ thống các trục để tạo điều kiện định

vị các cấu kiện xây dựng nhà phù hợp với các quy định về thống nhất hóa trong xâydựng công nghiệp

Các quy định về định vị các cấu kiện xây dựng nhà (chủ yếu là hệ thống kết cấuchịu lực) so với hệ trục phân chia được trình bày theo các hình vẽ dưới đây.

Hình12 : Hệ trục phân chia trong nhà công nghiệp 1 tầng.

4) Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực của nhà sản xuất 1 tầng:

Khái niệm kết cấu chịu lực của nhà công nghiệp chủ yếu đề cập đến hệ thốngchịu lực - cột và kết cấu mang lực mái Chúng có nhiệm vụ đảm bảo sự ổn định chokết cấu bao che của ngôi nhà, trong một số trường hợp chúng còn tiếp nhận các tảitrọng của cầu trục, hệ thống cung cấp đảm bảo kỹ thuật

Người ta thường chia kết cấu chịu lực của nhà theo hai dạng: Kết cấu khungphẳng và kết cấu khung không gian

a) Kết cấu khung phẳng:

Kết cấu khung phẳng là kết cấu mà khi tính toán nội lực người ta chỉ tính toánchúng trong mặt phẳng Có nhiều loại khung phẳng, sau đây giới thiệu một số dạngkhung phẳng được sử dụng rộng rãi trong xây dựng công nghiệp:

- Khung phẳng một nhịp: Khung gồm hệ thống cột và kết cấu mang lực mái.

Cột liên kết ngàm với móng và là gối tựa cho kết cấu mang lực mái Kết cấu manglực mái có thể dạng dầm hay dạng dàn tùy thuộc vào khẩu độ của nhà Ví dụ với kếtcấu BTCT kết cấu mang lực mái dạng dầm được sử dụng khi nhà có nhịp nhỏ hơn18m và dạng dàn khi nhịp nhà lớn hơn 18m Kết cấu mang lực mái dạng dàn cótrọng lượng nhỏ hơn so với dầm và là không gian rất thích hợp để bố trí hệ thốngcung cấp và đảm bảo kỹ thuật, đặc biệt là hệ thống điều không

- Khung phẳng nhiều nhịp: được sử dụng cho nhà công nghiệp có chiều rộng

nhà lớn mà hệ thống khung phẳng một nhịp không thể đáp ứng được Về mặt chịulực khung phẳng nhiều nhịp có độ ổn định tốt hơn khung phẳng một nhịp Kết cấumang lực mái trong khung phẳng nhiều nhịp cũng tương tự như trường hợp khungphẳng một nhịp có thể dạng dầm hoặc dạng dàn, bằng BTCT hoặc bằng thép

- Khung khớp: có thể là khung hai khớp hoặc 3 khớp Trong khung khớp kết cấu

theo phương đứng và ngang làm việc như một hệ kết cấu thống nhất, bởi vậy chúngthường có hình thức tương tự nhau: Cột liên kết khớp với móng và liên kết ngàm vớikết cấu mang lực mái

- Khung ngàm: là hệ thống khung mà cột liên kết ngàm với móng và kết cấu

mang lực mái

- Vòm: là hệ thống kết cấu chịu lực không có cột Kết cấu mang lực mái được

uốn cong và liên kết trực tiếp với kết cấu mang lực mái Độ cong của vòm thườnghay được lấy theo biểu đồ mô men do tải trọng mái sinh ra Vòm có thể là vòm haikhớp hoặc vòm 3 khớp

- Kết cấu dây căng: thường được sử dụng trong trường hợp nhà có nhịp lớn,

mái nhẹ Hệ thống dây treo ở mái có thể nằm bên dưới hoặc bên trên của kết cấumang lực mái

b) Kết cấu khung không gian:

Đối lập với hệ thống khung phẳng, trong khung không gian các nội lực tính toánđược xác định theo 3 phương, không có khái niệm bước cột Trong xây dựng côngnghiệp, các kết cấu khung không gian sau thường được sử dụng:

- Kết cấu vỏ: là hệ thống kết cấu có kết cấu mang lực mái dạng mặt phẳng

không gian, chịu nén và chịu kéo thay vì chịu uốn như các kết cấu mái thông thườngkhác

- Kết cấu mái dầm hoặc thanh không gian: Trong kết cấu dầm không gian, dầm

được chia thành hệ thống dầm chính và phụ Kết cấu mái thanh không gian được tổhợp từ các thanh thép ống hoặc thép góc

- Mái gấp nếp

- Mái treo

Việc lựa chọn các hình thức mái kể trên là nhiệm vụ của kỹ sư xây dựng và kiếntrúc sư Cơ sở để lựa chọn là :

- Nhu cầu về không gian sử dụng;

- Nhu cầu bố trí các hệ thống kỹ thuật;

- Khả năng tính toán và thi công;

- Yêu cầu về hình thức kiến trúc của công trình

Lựa chọn hình dạng kết cấu khung là một trong nhân tố quan trọng trong việc tổhợp hình khối kiến trúc của công trình công nghiệp Xu hướng các kết cấu khônggian được sử dụng tăng lên phản ánh nhu cầu thực tế về nâng cao hiệu quả thẩm

mỹ nhà công nghiệp Các kết cấu chịu lực không chỉ đơn thuần là bộ khung cho kếtcấu bao che, bị bao phủ bởi kết cấu bao che mà có thể nằm ngoài kết cấu bao che,tham gia tích cực vào hình thức kiến trúc của công trình

Có thể lựa chọn và sử dụng kết cấu chịu lực của công trình theo hai dạng sau: