Bài giảng Thiết kế kiến trúc 2: Chương 2

Bài giảng Thiết kế kiến trúc 2: Chương 2 trình bày các nội dung chính sau: Mặt bằng tổng thể và tổ chức không gian xí nghiệp công nghiệp, các dạng nhà, công trình sản xuất - các dạng quy hoạch xí nghiệp công nghiệp, tổ chức không gian quy hoạch kiến trúc trong xí nghiệp công nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG 2: MẶT BẰNG TỔNG THỂ VÀ TỔ CHỨC KHÔNG GIAN XÍ

NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

2.1 Nội dung chính của việc thiết kế mặt bằng tổng thể xí nghiệp công

Khi thiết kế mặt bằng tổng thể của một XNCN cùng một lúc chúng ta cần phải giải quyết các vấn đề sau:

[1] Mối quan hệ giữa XNCN với KCN, CCN mà chúng được bố trí trong đó;

– Với thành phố và các khu dân cư kế cận;

– Các tuyến giao thông, bến cảng, ga đường sắt gần đó;

– Việc đi lại của công nhân từ khu ở đến xí nghiệp, v.v…trong điều kiện hiện tại và trong tương lai

[2] Mối quan hệ trong SX giữa các phân xưởng và công trình của nhà máy:

– Tức là sắp xếp và phân bố hợp lý các phân xưởng sản xuất, các công trình

kỹ thuật;

– Tiến hành phân khu khu đất xí nghiệp theo chức năng, hợp khối các phân xưởng, lựa chọn phương tiện và giải pháp tổ chức giao thông vận chuyển trong nhà máy;

– Tổ chức hợp lý luồng người và luồng hàng ra vào nhà máy;

– Bố trí hợp lý các mạng lưới cung cấp – kỹ thuật của xí nghiệp

[3] Tổ hợp kiến trúc không gian – mặt bằng toàn xí nghiệp xác định giải pháp xây dựng; thống nhất hóa các thông số mặt bằng;

– Xác định vị trí, kích thước, hình khối, đường nét kiến trúc của từng ngôi nhà, công trình trong xí nghiệp;

– Tổ chức mạng lưới phục vụ công cộng cho cán bộ công nhân viên;

– Tổ chức khu trước xí nghiệp, cổng ra vào, các trục đường chính của xí nghiệp;

– Trồng cây xanh và hoàn thiện tiện nghi khu đất;

– Nghiên cứu khả năng cải tạo, mở rộng và phát triển xí nghiệp; phân kỳ xây dựng

[4] Giải quyết vấn đề bảo vệ môi trường sinh thái, vi khí hậu trong khu đất xí nghiệp, trong các nhà sản xuất như:

– Định hướng nhà, chọn hình thức mặt bằng nhà xưởng, lựa chọn giải pháp trồng cây xanh, tổ chức tiểu địa hình, hoàn thiện bề mặt đường sá, sân bãi.v.v…

– Đánh giá tình hình địa chất, thủy văn và các điều kiện tự nhiên khác để lựa chọn giải pháp quy hoạch – xây dựng hợp lý

[5] Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của phương án thiết kế về các phương

diện: Sử dụng đất, mật độ xây dựng, tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển,

mạng lưới cung cấp kỹ thuật và các chỉ tiêu khác so với công suất xí nghiệp

2.1.2 Nội dung chính của công tác thiết kế tổng mặt bằng

a) Nguyên tắc thiết kế mặt bằng tổng thể xí nghiệp công nghiệp

[1] Phù hợp với các quy định về kiểm soát phát triển đã được quy định trong KCN,

CCN về mật độ xây dựng, khoảng lùi xây dựng, hướng tiếp cận với các tuyến đường bên ngoài lô đất, các quy định về độ cao san nền, hướng thoát nước, [2] Đáp ứng cao nhất các đòi hỏi của sản xuất Nó phải phù hợp đến mức cao nhất

sơ đồ chức năng lý tưởng của XNCN, đáp ứng các nhu cầu về diện tích Các tòa nhà, công trình và thiết bị kỹ thuật của sản xuất phải sắp xếp sao cho dòng vật liệu giữa chúng là ngắn nhất, không trùng lặp, hạn chế sự cắt nhau, đặc biệt

là dòng vật liệu có cường độ vận chuyển lớn

[3] Phân khu chức năng hợp lý theo đặc điểm của sản xuất, vệ sinh CN, đặc điểm

cháy nổ, khối lượng và phương tiện vận chuyển, mật độ lao động v.v để thuận tiện cho việc quản lý, khai thác

[4] Mặt bằng và hình khối của công trình hợp lý NSX nên có mặt bằng hình khối

đơn giản

[5] Tiết kiệm và sử dụng hợp lý đất đai trên cơ sở bố trí công trình hợp lý, đặc biệt

qua giải pháp hợp khối các bộ phận chức năng và nâng tầng nhà Tận dụng tối

đa các diện tích đất không xây dựng để trồng cây xanh

[6] Đảm bảo yêu cầu về vệ sinh CN và phòng cháy nổ Đối với NSX, phải đảm bảo

hướng nhà thuận lợi cho tổ chức thông thoáng tự nhiên và giảm bức xạ mặt trời truyền vào trong nhà; khảng cách giữa các công trình hợp lý, đúng yêu cầu [7] Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý, phù hợp với dây chuyền sản

xuất, đặc điểm của hàng hóa, đáp ứng các yêu cầu sử dụng bảo quản Hạn chế

sự cắt nhau giữa luồng hàng và luồng người

[8] Đảm bảo khả năng phát triển và mở rộng XNCN trong tương lai

[9] Phân chia giai đoạn xây dựng hợp lý

[10] Đảm bảo yêu cầu về thẩm mỹ của từng công trình cũng như tổng thể toàn nhà

máy XNCN phải hòa nhập và đóng góp cho cảnh quan kiến trúc xung quanh

b) Phân khu khu đất trên mặt bằng tổng thể xí nghiệp công nghiệp

Việc phân chia khu đất XNCN thành các khu vực chức năng là nội dung cơ bản của việc QH định hướng phát triển không gian hay QH định hướng về sử dụng đất trong các đồ án QHCT

Để tạo điều kiện cho việc xác định các định hướng sử dụng đất một cách tối ưu, đáp ứng tất cả các đòi hỏi đồng thời của hoạt động sản xuất, người ta chia các khu đất của XNCN thành các khu vực theo các đặc điểm về sử dụng, khối lượng và đặc điểm vận chuyển hàng hóa, đặc điểm phân bố nhân lực và về vệ sinh công nghiệp Tuy nhiên trong thực tế việc phân chia các khu đất của XNCN chủ yếu theo đặc điểm sử dụng Theo đặc điểm sử dụng, khu đất XNCN được phân chia thành các khu chức năng sau:

 Khu trước nhà máy

Đây là nơi bố trí cổng ra vào nhà máy, nơi bố trí các công trình hành chính quản

lý, công cộng dịch vụ, ga ra ô tô, xe đạp cho người lao động và khách đến giao dịch

Đối với các XNCN có qui mô nhỏ hoặc có mức độ hợp khối lớn, khu trước nhà máy hầu như được dành cho cổng bảo vệ, bãi để xe và cây xanh cảnh quan

Khu trước nhà máy là khu vực chức năng của XNCN mang tính đối ngoại nên chúng được bố trí tại nơi thuận tiện cho việc tiếp cận với giao thông đường bộ bên ngoài nhà máy Khu vực này còn được tổ hợp về không gian kiến trúc với vai trò là bộ mặt của XNCN, là không gian trọng tâm và đóng góp vào cảnh quan chung của khu vực Khu trước nhà máy được đặt ở đầu hướng gió chủ đạo

Khu vực trước nhà máy thường chiếm 3-5% quĩ đất

 Khu sản xuất và công trình phụ trợ sản xuất

Nơi bố trí các công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của XNCN như các xưởng sản xuất chính, phụ và các xưởng sản xuất phụ trợ Đây là khu vực có diện tích chiếm đất lớn, được ưu tiên về điều kiện địa hình và về hướng gió và hướng tránh nắng

Khu sản xuất và các công trình phụ trợ sản xuất thường chiếm 40-60% quĩ đất

 Khu kho tàng và các công trình đầu mối giao thông

Tại đây bố trí các kho lộ thiên, bán lộ thiên hoặc kín, các công trình phục vụ giao thông vận chuyển như ga, cầu bốc dỡ hàng hóa Tuy nhiên trong nhiều trường hợp do đặc điểm sản xuất mà kho nguyên liệu hoặc kho thành phẩm bố trí gắn liền với bộ phận sản xuất vì vậy chúng nằm ngay trong khu vực sản xuất Khu kho tàng và giao thông được đặt tại khu vực sao cho vừa tiếp cận thuận lợi với giao thông bên ngoài, đặc biệt

là đường sắt hoặc đường thủy vừa tiếp cận với khu sản xuất

Khu kho tàng và các công trình đầu mối giao thường chiếm 15-20% quĩ đất

 Khu các công trình cung cấp và đảm bảo kỹ thuật

Đây là các công trình trong quá trình hoạt động thường sinh ra bụi, tiếng ồn, khí thải, nguy cơ cháy nổ nên cần được bố trí cách xa khu vực sản xuất, khu trước nhà máy

và được đặt ở cuối hướng gió chủ đạo

Khu vực này thường chiếm 12-15% quĩ đất

 Khu vực dự kiến mở rộng

Tùy theo định hướng phát triển của XNCN mà khu vực này có diện tích lớn hay nhỏ Khu vực phát triển mở rộng có thể phân tán theo từng các khu vực chức năng hay tập trung lại thành một khu vực riêng biệt.Trong giai đoạn chưa xây dựng, diện tích này được sử dụng cho mục đích trồng cây xanh

Trong một vài trường hợp người ta còn có thể phân khu đất thành các khu vực theo mức độ tập trung nhân lực để tạo điều kiện cho việc tổ chức luồng người và hệ thống công trình công cộng dịch vụ trong XNCN

Việc phân khu chức năng hay định hướng phát triển không gian XNCN thường theo trình tự sau:

[1] Xác định cổng ra vào XNCN, nơi bố trí khu vực trước nhà máy;

[2] Xác định quỹ đất thuận lợi nhất để bố trí khu vực sản xuất;

b) Phân theo khối lượng vận chuyển: 1- Khu có khối lượng vận chuyển nhiều; 2- Trung

bình; 3)- ít;

c) Theo mức độ sử dụng nhân lực: 1- Khu đông người; 2) Trung bình; 3) Khu ít người; d) Theo mức độ độc hại: 1- Khu sạch sẽ; 2- Khu ít độc hại; 3- Khu độc hại trung bình; 4- Khu độc hại nhiều; 5) Khu dễ cháy, nổ

Hình 19: Sơ đồ thể hiện phân khu chức năng theo chiều đứng trong XNCN

Hình 20: Hình minh họa mặt bằng tổng thể Nhà máy kẹo Hải Hà

Hình 21: Hình minh họa mặt bằng tổng thể Nhà máy Dược phẩm 2

c) Bố trí luồng hàng và luồng người

 Tổ chức luồng hàng trong XNCN

Lựa chọn giải pháp tổ chức vận chuyển hàng hóa căn cứ vào:

Các hình thức vận chuyển hàng hóa trong XNCN:

- Đường chính: đảm nhiệm khối lượng vận chuyển cơ bản của XNCN, nối với giao

thông bên ngoài của XNCN Đường chính thường nằm trùng với trục giao thông, ở ranh giới giữa khu sản xuất và khu các công trình cung cấp đảm bảo kỹ thuật Đường chính thường có chiều rộng bằng:

o Chiều rộng tối thiểu 2 làn xe chạy, mỗi làn xe rộng 3,75m hoặc 3,5m

o Chiều rộng vỉa hè 4,5-5m

o Bán kính cong của lòng đường tối thiểu 24m (có xe vận chuyển container)

- Đường nhánh: liên hệ giữa các bộ phận chức năng trong XNCN Đây là các tuyến

loại hàng hóa cần

vận chuyển

khoảng cách vận

khả năng bốc dỡ chi phí vận chuyển

thời hạn sử dụng của phương tiện vận chuyển

Hệ thống đường ống,

băng chuyền

• Đường sắt trong XNCN thường ở dạng cụt hoặc xuyên qua

• Việc tổ chức các tuyến đường sắt thường

đi cùng với việc tổ chức các điểm bốc dỡ hàng hóa

vận chuyển phụ, phục vụ sửa chữa, cứu hỏa

o Đường có bề rộng lòng đường cho 1- 2 làn xe rộng 3,5m,

o Vỉa hè mỗi bên rộng 3m

 Tổ chức luồng người:

Giao thông cho luồng người trong XNCN được tổ chức thông qua các tuyến đường đi bộ Các tuyến này có thể bố trí cùng tuyến với đường ô tô hoặc tuyến riêng biệt với bề rộng = n x 0,75m

Để hạn chế sự giao cắt giữa luồng hàng và luồng người nhằm đảm bảo thời gian

và an toàn vận chuyển có thể sử dụng các biện pháp:

o Tách luồng hàng và luồng người về hai phía khác nhau;

o Sử dụng cầu vượt hoặc lối đi ngầm dưới đất

bến xe

bus

cổng nhà máy

bãi gửi xe

phòng thay gửi quần áo

nơi làm việc trong XNCN

Hình 22: Sơ đồ tổ chức giao nhau khác mức giữa luồng hàng và lưồng người trong

XNCN

d) Đảm bảo tính chặt chẽ trong xây dựng

e) Thống nhất hóa và mô đun hóa

f) Đảm bảo khả năng phát triển xí nghiệp công nghiệp

Mở rộng sản xuất là yêu cầu thông thường trong tổ chức sản xuất do xuất phát từ nhu cầu:

 Mở rộng để nâng công suất

 Để sản xuất sản phẩm mới

 Do thay thế máy móc thiết bị dẫn đến đòi hỏi thêm về diện tích

Yêu cầu về mở rộng và quy mô mở rộng cần được dự kiến sớm ngay trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư hay trong giai đoạn QH tổng mặt bằng XNCN

Trong xây dựng CN việc mở rộng XNCN thường diễn ra theo một số dạng sau:

 Xây dựng thêm công trình mới Đây là dạng mở rộng đơn giản nhất, thường

được sử dụng trong trường hợp nâng công suất ở mức độ lớn hoặc do yêu cầu phát triển sản xuất thêm loại sản phẩm khác Trong hình thức mở rộng này, khi thiết kế mặt bằng chung XNCN người ta phải dự tính trước vị trí và diện tích cho công trình dự kiến xây dựng mở rộng

 Mở rộng theo dạng module Đây là dạng mở rộng thường thấy trong các XNCN,

nó có thể coi là xây dựng theo kiểu phân đợt như các đơn nguyên của nhà ở Mỗi module tồn tại tương đối độc lập Vì vậy dạng mở rộng này ít gây ảnh hưởng lẫn nhau giữa công trình đã xây dựng và phát triển mới Các module có thể phát triển theo chiều ngang hoặc chiều dọc tùy theo hướng của dòng vật liệu

 Mở rộng theo hình thức xây dựng thêm một hoặc hai nhịp nhà Đây là dạng

mở rộng có quy mô nhỏ, để có thể bố trí thêm dây chuyền sản xuất Tuyến sản xuất mới này sử dụng các công trình hoặc không gian phụ trợ đã có Đây cũng chính là nguyên nhân hạn chế quy mô của việc mở rộng vì nếu tăng thêm quy mô nữa thì khả năng phục

vụ của các bộ phận phụ sẽ quá tải, bán kính phục vụ quá xa, gây ảnh hưởng tới sự hoạt động của các bộ phận sản xuất khác cũng như bộ phận mới mở rộng

2.2 Các dạng nhà, công trình sản xuất - Các dạng quy hoạch xí nghiệp công

nghiệp

2.2.1 Các dạng nhà sản xuất và công trình

a) Nhà sản xuất: bao gồm các công trình xây dựng có mái và tường bao che dạng

kín hoặc lộ thiên, một hoặc nhiều tầng như:

– NSX chính, phụ trợ sản xuất (phục vụ sản xuất), các tòa nhà thuộc hệ thống cung cấp năng lượng, nhà kho, các trạm điều hành, bảo vệ, v.v…

– Các nhà quản lý – hành chính, điều hành sản xuất – kỹ thuật, các tòa nhà phục vụ sinh hoạt – đời sống, phục vụ học tập cho những người làm việc trong xí nghiệp

b) Công trình trong xí nghiệp công nghiệp: bao gồm các công trình xây dựng dạng

kiến trúc kỹ thuật hoặc các thiết bị lộ thiên, v.v… phục vụ cho nhà máy như:

– Công trình kỹ thuật: bunke, xi lô, tháp làm lạnh, ống khói, băng chuyền, v.v…

– Công trình cung cấp năng lượng: trạm phát điện, trạm biến thế ngoài trời, trạm khí nén, lò hơi, v.v…

– Kho, sân bãi chứa nguyên vật liệu, hàng hóa lộ thiên, v.v…

– Các thiết bị sản xuất lộ thiên: lò cao, thiết bị sản xuất trong CN hóa chất, cần trục, các thiết bị sản xuất lộ thiên khác, v.v…

Nhìn chung, số lượng và chủng loại các tòa nhà và công trình trong các XNCN thường khác nhau tùy thuộc vào: loại sản xuất và phương pháp công nghệ; giải pháp xây dựng nhà (phân tán hay hợp khối); giải pháp QH mặt bằng chung, v.v…

Thông thường các chỉ dẫn về nhà và công trình của mỗi XNCN do các kỹ sư công nghệ đưa ra cho thấy: số lượng các hạng mục công trình; quy mô, các thông số xây dựng

cơ bản; các chỉ dẫn về đặc điểm sản xuất, điều kiện lao động, chế độ vi khí hậu v.v Nhờ đó người thiết kế có cơ sở để tiến hành thiết kế, chọn lựa phương án kiến trúc, quy hoạch hợp lý, kinh tế nhất

2.2.2 Các giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng xí nghiệp công nghiệp

Trong thực tế thiết kế, hình thức bố trí tổng mặt bằng XNCN rất đa dạng, ít khi

có sự trùng lặp, ngay cả trong trường hợp trong các lô đất có hình dáng tương tự trong một KCN Tuy nhiên có thể tập hợp các dạng quy hoạch tổng mặt bằng XNCN thành 5 giải pháp như sau:

a) Quy hoạch theo kiểu ô cờ

Phân chia khu đất XNCN thành các dải và ô đất thông qua hệ thống giao thông nội bộ của XNCN Trên mỗi ô đất đó bố trí một hoặc một vài công trình

Mặt bằng chung XNCN có trật tự, dễ tạo được sự thống nhất, vì vậy đây là giải pháp hay được sử dụng, đặc biệt với các XNCN có quy mô lớn với nhiều hạng mục công trình

Trục tổ hợp để bố trí các công trình là các trục giao thông

Mặc dù các công trình có quy mô khác nhau nhưng thông thường được bố trí dọc theo các trục giao thông chính; các công trình thường được xây dựng theo cùng chỉ giới xây dựng tạo thành một tuyến có vách mặt không gian thống nhất

b) Quy hoạch theo kiểu hợp khối liên tục

Là giải pháp thường thấy trong các XNCN sử dụng hệ thống điều hòa khí hậu nhân tạo

Công trình chính có thể dạng chữ nhật, hoặc có mặt bằng hình khối phát triển theo tuyến sản xuất Hầu hết các bộ phận chức năng được hợp khối trong một công trình chính, các công trình bố trí riêng là các công trình có nguy cơ gây cháy nổ, bụi…

Về mặt tổ hợp giải pháp này phong phú hơn giải pháp kiểu ô cờ vì hình khối công trình đa dạng, do được tổ hợp từ các bộ phận chức năng hết sức khác nhau

Trục tổ hợp chính của toàn nhà máy là trục tổ hợp của chính nhà sản xuất, của bộ phận sản xuất Hệ thống trục không gian này là cơ sở để bố trí các tổ hợp không gian phụ khác

c) Giải pháp bố trí công trình theo chu vi khu đất

Nhà và công trình được bố trí theo chu vi khu đất tạo thành các sân trong, đóng vai trò là giao thông nội bộ và khoảng không gian thông thoáng

Mặt chính của các công trình quay ra phía các đường bao quanh khu đất

Giải pháp này thường được sử dụng cho các XNCN bố trí bên trong các khu dân dụng, để tiết kiệm tối đa đất xây dựng và tham gia vào cảnh quan đường phố

Trục tổ hợp của các công trình trong XNCN được xác định bởi yếu tố cảnh quan bên ngoài khu đất xây dựng, đặc biệt là hướng các tuyến đường

Giải pháp QH này có thể dẫn đến các vấn đề: mặt bằng hình khối công trình phức tạp, khó xây dựng và sử dụng, khả năng thông thoáng trong khu đất kém

d) Giải pháp quy hoạch theo kiểu module

Giải pháp QH này được hình thành trên cơ sở các công trình chính hoặc cụm công trình trong khu đất được tổ hợp thành những module

Đây có thể coi như một kiểu mở rộng Các module có quy mô khác nhau

Loại module nhỏ có thể chỉ hình thành bởi một không gian nhà được tạo thành bởi một giải pháp kết cấu nào đó

Loại module lớn có thể cả một đoạn phân xưởng hoàn chỉnh Ví dụ các gian tổ máy của nhà máy điện

Trong giải pháp này, không gian hình khối chung của công trình phụ thuộc vào bản thân tổ chức không gian của các module và hướng phát triển lắp ghép chúng

Đây là giải pháp được sử dụng trước hết xuất phát từ ý tưởng tạo ra sự linh hoạt cho việc mở rộng mà vẫn không phá vỡ cấu trúc không gian chung của toàn nhà máy

Mặt khác chúng gây ấn tượng rằng bản thân CTCN cũng tương tự như sản phẩm

Các hình khối không gian phát triển theo các tuyến sản xuất hoặc theo các yêu cầu khác ví dụ như đáp ứng khả năng mở rộng của các bộ phận chức năng

Giải pháp quy hoạch theo kiểu tự do theo nguyên tắc "trục xương sống"

Ở giải pháp này các công trình hay các bộ phận chức năng phát triển dọc theo một không gian đóng vai trò như một không gian xương sống của tổ hợp công trình Không gian này là nơi bố trí các bộ phận chức năng ít thay đổi của XNCN, ví dụ như bộ phận hành chính, phục vụ, một vài bộ phận phụ trợ Các bộ phận chức năng hay thay đổi, mở rộng của XNCN như các bộ phận sản xuất, kho được bố trí bám thành các nhánh vào không gian trục " xương sống"

Việc lựa chọn giải pháp QH nào trong các dạng kể trên tùy thuộc vào:

Hình 23: Giải pháp quy hoạch theo kiểu ô cờ

cung cấp và đảm bảo kỹ thuật

Mặt đứng khai triển XNCN, bến trái là khối kho, giữa là khối nhà sản xuất, bên phải là khối nhà hành

chính, dịch vụ

Hình 24: Ví dụ minh hoạ về giải pháp quy hoạch

kiểu hợp khối liên tục