Bài giảng Nguyên lý thiết kế kiếntrúc công nghiệp

Nội dung text: Bài giảng Nguyên lý thiết kế kiếntrúc công nghiệp

1. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Trường Đại Học Kiến Trúc Đà Nẵng Khoa Kiến Trúc 0o0 BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾNTRÚC CÔNG NGHIỆP Soạn giảng: KTS. Lê Hữu Trình Lưu hành nội bộ. Đà Nẵng, tháng 06 năm 2010. - 1 -
2. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP MỤC LỤC Chương 1: Những khái niệm chung Trang 5 1.1. Khái niệm cơ bản về công nghiệp . 5 1.1.1. Khái niệm . 5 1.1.2. Phân loại . 6 1.2. Khái niệm về hoạt động xây dựng công nghiệp . 8 1.3. Tình hình xây dựng công nghiệp ở nước ta và trên thế giới . 9 1.3.1. Tình hình xây dựng công nghiệp trên thế giới . 9 1.3.2. Tình hình xây dựng công nghiệp ở nước ta . 9 1.3.3. Những xu hướng mới trong xây dựng công nghiệp hiện nay 10 Chương 2: Cơ sở quy hoạch các khu công nghiệp 12 2.1. Phân loại khu công nghiệp 12 2.2. Khu công nghiệp trong cấu trúc đô thị 13 2.2.1. Khái niệm chung về đô thị 13 2.2.2. Lựa chọn địa điểm bố trí khu công nghiệp trong thành phố 15 2.2.3. Các giải pháp bố trí khu công nghiệp trong đô thị 16 Chương 3: Thiết kế tổng mặt bằng XNCN 18 3.1. Các cơ sở để thiết kế tổng mặt bằng XNCN (1t) 18 3.1.1. Các tài liệu có liên quan đến lô đất xây dựng XNCN 18 3.1.2. Các tài liệu về công nghệ sản xuất của XNCN 18 3.1.3. Các quy định, tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế 18 3.2. Các nguyên tắc quy hoạch tổng mặt bằng XNCN (1t) 18 3.3. Cơ cấu tổ chức không gian tổng mặt bằng XNCN (2t) 19 3.3.1. Các khu chức năng của XNCN (1t) 19 3.3.2. Các giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng (1t) 21 3.4. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng đất .26 3.4.1. Hợp khối công trình .26 3.4.2. Nâng tầng công trình .28 3.5. Mở rộng và cải tạo XNCN .28 3.5.1. Mở rộng XNCN .28 3.5.2. Cải tạo XNCN .28 3.6. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng XNCN .29 3.7. Lựa chọn và bố trí công trình trong XNCN .30 3.7.1. Lựa chọn hình dáng .30 3.7.2. Bố trí công trình .30 3.8. Tổ chức hệ thống giao thông trong XNCN .33 3.8.1. Tổ chức hệ thống đường sắt .33 3.8.2. Tổ chức hệ thống đường ô tô .35 3.8.3. Tổ chức các hệ thống giao thông khác .37 3.9. Tổ chức các hệ thống cung cấp kỹ thuật của XNCN .37 3.9.1. Các loại mạng lưới đường ống cung cấp kỹ thuật .37 - 2 -
3. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP 3.9.1. Các giải pháp bố trí .38 3.10. Quy hoạch san nền và hoàn thiện khu đất xây dựng XNCN .40 3.10.1. Quy hoạch san nền .40 3.10.2. Công tác hoàn thiện khu đất xây dựng XNCN .40 Chương 4: Thiết kế kiến trúc nhà và công trình công nghiệp .42 4.1. Phân loại nhà công nghiệp .42 4.1.1. Phân loại theo chức năng sản xuất .42 4.1.2. Phân loại theo đặc điểm xây dựng thỏa mãn yêu cầu chức năng .42 4.1.3. Phân loại theo độ bền .42 4.1.4. Phân loại theo sử dụng thiết bị vận chuyển nâng trong nhà .43 4.1.5. Phân loại theo sơ đồ kết cấu chịu lực .43 4.1.6. Phân loại theo số tầng .43 4.1.7. Phân loại theo đặc điểm sản xuất bên trong .43 4.2. Cơ sở nghiên cứu thiết kế nhà sản xuất .43 4.2.1. Các yếu tố sản xuất bên trong .43 4.2.2. Các yếu tố bên ngoài .49 4.2.3. Các yếu tố kỹ thuật xây dựng và vật liệu xây dựng .50 4.3. Thiết kế công trình hành chính của XNCN .50 4.3.1. Phân loại .50 4.3.2. Vị trí bố trí trên tổng mặt bằng .50 4.3.3. Quy mô chiếm đất .51 4.3.4. Giải pháp thiết kế .51 4.3.5. Các yêu cầu thiết kế .52 4.3.6. Thiết kế mặt cắt .53 4.4. Thiết kế công trình phúc lợi của XNCN .53 4.5. Thống nhất hóa điển hình hóa .54 4.5.1. Thống nhất hóa .54 4.5.2. Điển hình hóa .54 4.5.3. Kích thước thống nhất trong xây dựng .55 4.5.4. Quy định về TNH các giải pháp MB và hình khối nhà CN .55 Chương 5: Thiết kế kiến trúc nhà công nghiệp một tầng .57 5.1. Bố trí các bộ phận chức năng nhà sản xuất một tầng .57 5.1.1. Các bộ phận chức năng nhà sản xuất một tầng .57 5.1.2. Bố trí các bộ phận chức năng .57 5.2. Tổ chức giao thông trong nhà sản xuất một tầng .60 5.2.1. Đường vận chuyển trên nền, hành lang và lối thoát cho người .60 5.2.2. Phương tiện vận chuyển .61 5.3. Bố trí hệ thống cung cấp, đảm bảo kỹ thuật trong nhà CN một tầng .67 5.4. Giải pháp xây dựng đáp ứng về yêu cầu chiếu sáng tự nhiên .69 - 3 -
4. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chương 6: Thiết kế kiến trúc nhà công nghiệp nhiều tầng .71 6.1. Xác định hình dáng mặt bằng .71 6.2. Lựa chọn lưới cột .71 6.3. Quy hoạch mặt bằng .71 6.4. Tổ chức hệ thống giao thông và thoát người .74 6.5. Giải pháp kết cấu .76 6.6. Giải pháp chiếu sáng tự nhiên cho nhà CN nhiều tầng .76 - 4 -
5. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chương I: NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG 1.1. Khái niệm cơ bản về công nghiệp 1.1.1. Khái niệm Hình 1.1: Nhà máy lọc dầu Dung Quất (Ảnh: ĐĂNG NAM) Việt Nam hiện đang chuyển từ nền kinh tế nông nghiệp sang nền kinh tế công nghiệp. Mục tiêu đặt ra là đến năm 2020, nước ta phải giảm tỷ trọng từ khoảng 70% số lao động nông nghiệp hiện nay xuống còn khoảng 20-30% và tỷ trọng lao động công nghiệp, dịch vụ sẽ tăng dần đến khoảng 70-80%. Vì vậy việc hình thành các khu công nghiệp tập trung, khu chế xuất, khu công nghệ cao, là điều tất yếu. Đây cũng chính là động lực cho quá trình đô thị hoá ở Việt Nam. Khái niệm công nghiệp, kiến trúc công nghiệp: Khái niệm về công nghiệp khá rộng, về cơ bản đó là những hoạt động kinh tế với kỹ thuật sản xuất tiên tiến, công nghiệp hóa cao, quy mô lớn nhằm phục vụ cho việc khai thác, chế biến nguyên vật liệu để tạo ra các phương tiện sản xuất và các loại hàng hóa phục vụ cho mọi nhu cầu của con người với phạm vi thị trường rộng lớn. Thủ công nghiệp cũng là hoạt động sản xuất hàng hoá như công nghiệp, song chúng là các hoạt động sản xuất nhỏ lẻ, mục đích là phục vụ các đối tượng khách hàng nhỏ lẻ, phạm vi nhỏ. Đặc điểm của thủ công nghiệp là lao động thủ công đóng vai trò chủ đạo, vốn đầu tư ít. Kiến trúc công nghiệp là nghệ thuật về xây dựng nhà, công trình kỹ thuật, các quần thể kiến trúc (khu, cụm công nghiệp, các XNCN), các đối tượng liên quan đến phục vụ cho các hoạt động sản xuất công nghiệp. Nhiệm vụ của các kiến trúc sư khi thiết kế kiến trúc công nghiệp là phải tạo nên các công trình công nghiệp vừa thỏa mãn cao nhất các yêu cầu của công nghệ sản xuất, vừa phải đáp ứng yêu cầu về mặt thẩm mỹ, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và công nghệ xây dựng. - 5 -
6. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP 1.1.2. Phân loại 1.1.2.1. Phân loại theo loại địa hình sản xuất a) Công nghiệp khai thác b) Công nghiệp chế biến c) Các công trình cung cấp và đảm bảo kỹ thuật Các nhóm này bao gồm nhiều ngành công nghiệp khác nhau (xem bảng 1.1) Bảng 1.1: Phân loại các ngành công nghiệp theo loại hình sản xuất CÔNG NGHIỆP CÔNG TRÌNH CUNG CÔNG NGHIỆP CÔNG NGHIỆP CẤP VÀ ĐẢM BẢO KỸ KHAI THÁC CHẾ BIẾN THUẬT CN Khai khoáng CN Khai khoáng Cung cấp điện ( CN điện CN khai thác đá quí CN khai thác đá quí năng) CN khai thác nhiên CN khai thác nhiên liệu Cung cấp hơi liệu (CN than và dầu (CN than và dầu khí) Cung cấp nhiệt khí) CN thực phẩm và đồ Cung cấp nước uống Công trình làm sạch nước CN SX thuốc lá thải CN dệt, trang phục, da và Công trình chế biến và giả da tiêu hủy rác CN SX gỗ, lâm sản và sản phẩm từ gỗ CN SX giấy và sản phẩm từ giấy CN xuất bản, in và sao bản in CN hóa chất, phân bón CN SX sản phẩm khoáng phi kim loại : xi măng, vật liệu XD, thủy tinh CN SX kim loại CN SX sản phẩm bằng kim loại CN chế tạo máy, thiết bị, sản xuất ô tô, đóng tàu CN điện, điện tử CN SX sản phẩm tái chế - 6 -
7. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP 1.1.2.2. Phân loại theo mức độ sử dụng vốn và tập trung lao động a) Công nghiệp nhẹ: Là ngành công nghiệp ít tập trung vốn đầu tư hơn công nghiệp nặng, nhân công lao động lớn. Ngành công nghiệp này thường ít tác động đến môi trường, do đó chúng có thể bố trí trong đô thị, gần các khu dân cư. Công nghiệp nhẹ thông thường thiên về sản xuất và cung cấp hàng hóa tiêu dùng hơn là phục vụ đầu vào cho các ngành công nghiệp khác. Ví dụ: Các ngành công nghiệp sản xuất giầy dép, quần áo, đồ nội thất, thiết bị điện tử, v.v thuộc ngành công nghiệp nhẹ. b) Công nghiệp nặng: Đặc điểm dễ nhận thấy là sử dụng nhiều vốn đầu tư và đa phần có nhiều tác động đến môi trường. Do đó chúng không dễ dàng tái phân bố như công nghiệp nhẹ. Công nghiệp nặng thông thường là ngành mà sản phẩm dùng để cung cấp cho các ngành công nghiệp khác hoặc là sản xuất các sản phẩm có khối lượng lớn. Ví dụ: Nhà máy cán thép, Nhà máy xi măng, hóa chất , Nhà máy đóng tàu 1.1.2.3. Phân loại theo hình thức quản lý, sở hữu a) Công nghiệp thuộc sở hữu của Nhà nước: Chúng được phân thành công nghiệp trung ương và công nghiệp địa phương. Thông thường tập trung vào các ngành công nghiệp ảnh hưởng sâu rộng đến quốc kế dân sinh và an ninh quốc phòng. Ví dụ: Công nghiệp quốc phòng, công nghiệp sản xuất điện b) Công nghiệp ngoài quốc doanh: Các ngành công nghiệp này không thuộc sở hữu của Nhà nước, trong đó bao gồm công ty cổ phần, công ty trách nhiệm hữu hạn, công ty hợp danh, hợp tác xã, hộ kinh doanh cá thể c) Công nghiệp có vốn đầu tư trực tiếp nước ngoài (FDI). Do các công ty hoặc các tập đoàn nước ngoài bỏ vốn đầu tư xây dựng tại nước ta. 1.1.2.4. Phân loại theo đối tượng tư vấn thiết kế Đối với người tư vấn thiết kế, công nghiệp được phân thành các đối tượng nghiên cứu chính như sau: a) Khu công nghiệp (KCN), Khu chế xuất và Khu công nghệ cao: + Khu công nghiệp (industrial zone, industrial park, industrial estate) là khu tập trung các doanh nghiệp KCN chuyên sản xuất hàng công nghiệp và thực hiện các dịch vụ cho các sản xuất công nghiệp, có ranh giới địa lý xác định, không có dân cư sinh sống. Trong KCN có thể có doanh nghiệp chế xuất. + Khu chế xuất (the Export processing zone) là KCN tập trung các doanh nghiệp chế xuất chuyên sản xuất hàng xuất khẩu, thực hiện các dịch vụ cho các hoạt - 7 -
8. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP động sản xuất hàng xuất khẩu và hoạt động xuất khẩu, có ranh giới địa lý xác định, không có dân cư sinh sống. Tại đây Nhà nước ban hành các chính sách ưu đãi nhằm khuyến khích đầu tư của các doạnh nghiêp nước ngoài. + Khu công nghệ cao (High - Technology park) là khu tập trung các doanh nghiệp công nghiệp kỹ thuật cao và các đơn vị hoạt động phục vụ cho phát triển công nghệ cao, gồm nghiên cứu - triển khai khoa học - công nghệ, đào tạo và các dịch vụ liên quan, có ranh giới địa lý xác định. Trong khu công nghệ cao có thể có doanh nghiệp khu chế xuất. Trong thực tế hiện nay xuất hiện thêm một số khái niệm hay mô hình mới như KCN địa phương, KCN nông thôn. Đây là các KCN phục vụ chủ yếu cho các doanh nghiệp công nghiệp vừa và nhỏ trong nước với hoạt động không chỉ đơn thuần là sản xuất mà còn gắn liền với các hoạt động khác như thương mại, dịch vụ và ở. b) Xí nghiệp công nghiệp (XNCN): XNCN là nơi diễn ra các hoạt động công nghiệp của các doanh nghiệp CN. Tập hợp các XNCN trong một khu vực quy hoạch nhất định tạo thành KCN. c) Công trình công nghiệp: Công trình công nghiệp không chỉ gồm công trình có liên quan trực tiếp đến hoạt động sản xuất mà còn bao gồm công trình phục vụ cho hoạt động sản xuất như công trình phục vụ sửa chữa, ống khói, công trình hành chính phục vụ sinh hoạt 1.2. Khái niệm về hoạt động xây dựng công nghiệp Xây dựng công nghiệp là hoạt động kỹ thuật xây dựng trong quá trình đầu tư của một dự án công nghiệp. Hoạt động xây dựng công nghiệp có 2 giai đoạn chính: Quy hoạch, thiết kế xây dựng và thi công xây dựng. Thiết kế kiến trúc công nghiệp là một phần quan trọng của giai đoạn quy hoạch, thiết kế xây dựng. Người tư vấn thiết kế kiến trúc công nghiệp thường tham gia trong các hoạt động: Lựa chọn địa điểm, quy hoạch xây dựng KCN và XNCN; thiết kế xây dựng công trình công nghiệp , phù hợp với nội dung chuyên ngành kiến trúc. Thiết kế kiến trúc công nghiệp có nhiệm vụ cụ thể sau: - Lựa chọn địa điểm xây dựng KCN và XNCN đảm bảo cho sự hoạt động có hiệu quả, lâu dài của sản xuất công nghiệp. - Đề xuất giải pháp quy hoạch mặt bằng, không gian, hình khối kiến trúc phù hợp cho quản lý và hoạt động sản xuất, giao thông vận chuyển, lưu trữ bảo quản, nhằm mang lại hiệu quả cao nhất về kinh tế và hạn chế đến mức thấp nhất các trở ngại có thể nảy sinh trong quá trình dự án hoạt động. - Tạo giải pháp xây dựng có khả năng phù hợp với sự thay đổi nhanh chóng của điều kiện công nghệ, thị trường, xã hội - Đảm bảo sự phát triển công nghiệp trong khuôn khổ bảo vệ lợi ích chung của toàn xã hội và duy trì môi trường sinh thái vững bền. - Mặc dù yếu tố kinh tế đặt lên hàng đầu, nhưng các công trình công nghiệp vẫn là đối tượng của sáng tác kiến trúc. Bởi vậy các giải pháp xây dựng công trình công - 8 -
9. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP nghiệp không chỉ đáp ứng các yêu cầu: tuân thủ theo các Tiêu chuẩn, Quy chuẩn; phù hợp với điều kiện địa phương; thích dụng; bền vững và kinh tế như các công trình xây dựng khác mà vẫn còn phải đáp ứng được các yêu cầu về thẩm mỹ. Người thực hiện các nhiệm vụ thiết kế kiến trúc công nghiệp – nhà tư vấn kiến trúc, không chỉ giỏi về chuyên môn mà còn phải có hiểu biết và tôn trọng các lĩnh vực chuyên môn có liên quan, như công nghệ, kinh tế, xây dựng, môi trường, pháp luật Qua đó mới có khả năng liên kết và hợp tác với nhà quản lý, nhà đầu tư và với các chuyên gia trong và ngoài nước khác để thực hiện có hiệu quả các nhiệm vụ đặt ra trong quá trình thực hiện các dự án phát triển công nghiệp. Thực tế cho chúng ta thấy, công nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng để tạo nên cơ sở vật chất và kỹ thuật cho xã hội, thể hiện trình độ phát triển chung của mỗi một nước. Chính vì vậy, bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của xây dựng dân dụng, ngày nay xây dựng công nghiệp đang được quan tâm hàng đầu trong chương trình phát triển kinh tế của mỗi một nước. Do phát triển mạnh mẽ, xây dựng công nghiệp thường kéo theo sự phát triển quy mô các khu công nghiệp và quy mô thành phố. Xây dựng công nghiệp đang dần trở thành một nhân tố quan trọng để hình thành, phát triển và xây dựng đô thị hiện đại. 1.3. Tình hình xây dựng công nghiệp ở nước ta và trên thế giới 1.3.1. Tình hình xây dựng công nghiệp trên thế giới Nhìn chung, tốc độ xây dựng công nghiệp hiện đại được phát triển rất nhanh chóng ở hầu hết khắp các nước trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển. Ở các nước phát triển, đã và đang xây dựng nhiều xí nghiệp công nghiệp hiện đại , hình thành nhiều khu công nghiệp quy mô lớn và rất lớn, không những đóng góp giá trị to lớn cho nền kinh tế, nó còn mang lại các giá trị về mặt văn hóa, kiến trúc Hiện nay ở các nước công nghiệp phát triển, các khu công nghiệp là nhân tố cơ bản kéo theo sự hình thành các khu dân cư, thúc đẩy đô thị hóa. Những khu công nghiệp tiên tiến ở các nước phát triển, trong số đó có nhiều khu công nghiệp đã trở thành biểu tượng về kiến trúc, về văn hóa. Hơn thế nữa, chúng còn là biểu tượng đặc trưng của một nước, là niềm tự hào của thời đại chúng ta. Hiện nay, bên cạnh những sáng tạo tuyệt vời của kiến trúc dân dụng, kiến trúc công nghiệp đã và đang trở thành một nguồn cảm hứng mới trong sáng tạo kiến trúc hiện đại. 1.3.2. Xây dựng công nghiệp ở Việt Nam Ở Việt Nam chúng ta, sau một thời gian dài bị chiến tranh tàn phá. Đất nước vừa bước ra khỏi chiến tranh lại bị cấm vận kinh tế, chính vì vậy hoạt động xây dựng công nghiệp của chúng ta giai đoạn này nhìn chung chưa phát triển, chủ yếu là các xí nghiệp công nghiệp sản xuất quốc phòng, hàng tiêu dùng quy mô nhỏ do Liên Xô cũ và Trung Quốc viện trợ và giúp đỡ xây dựng. Bước sang thời kỳ đất nước đổi mới, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của kinh tế, khoa học công nghệ, xây dựng công nghiệp của nước ta đã có những bước khởi sắc và không ngừng phát triển. Bên cạnh việc cải tạo, nâng cấp các xí nghiệp cũ đã có, - 9 -
10. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP chúng ta đã và đang xây dựng nhiều khu công nghiệp đa dạng trên khắp ba miền của đất nước. Các nhà máy thủy điện Sơn La, Hòa Bình, Trị An, YaLy, Nhà máy xi măng Bỉm Sơn, Hoàng Thạch, Nghi Sơn Nhà máy lọc hóa dầu Dung Quất, các nhà máy thuộc lĩnh vực công nghiệp nhẹ, công nghiệp sạch ở nhiều địa phương trên khắp cả nước đã và đang tạo nên một bộ mặt mới cho nền kinh tế và kiến trúc công nghiệp Việt Nam và trong tương lai không xa là nhà máy điện nguyên tử Ninh Thuận. Hiện nay, trong định hướng phát triển công nghiệp của nước ta đã bắt đầu có sự chuyển đổi từ phát triển về lượng sang sự phát triển về chất. Tức là chúng ta đang dần từ chối cấp phép đầu tư cho các dự án công nghiệp có tác động xấu đến môi trường, mặc dù có số vốn đầu tư rất lớn. Bên cạnh đó, chúng ta tập trung xây dựng các khu công nghiệp có công nghệ tiên tiến, ít ảnh hưởng đến môi trường, đặc biệt là các khu công nghệ cao, khu công nghiệp sinh thái. Qua đó ta thấy rằng, lĩnh vực kiến trúc công nghiệp ở nước ta đang có một tiềm năng rất lớn để phát triển mạnh mẽ và chúng ta tin tưởng rằng, trong tương lai không xa, đất nước chúng ta sẽ có những công trình công nghiệp hiện đại, là biểu tượng mới cho một nước Việt Nam hiện đại. 1.3.3. Những xu hướng mới trong xây dựng công nghiệp hiện nay Trong những thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển Công nghiệp mạnh mẽ, người ta đã nghiên cứu thiết kế và xây dựng các xí nghiệp hiện đại với các tòa nhà có tính linh hoạt và vạn năng cao, nhằm đáp ứng nhu cầu phải thay đổi thường xuyên để đáp ứng được yêu cầu của việc thay đổi nhanh chóng công nghệ sản xuất. Nguyên tắc chung của các xu hướng xây dựng công nghiệp hiện đại là: + Không ảnh hưởng đến môi trường sinh thái; + Phải thỏa mãn cao nhất các yêu cầu của công nghệ sản xuất; + Giảm trọng lượng xây dựng công trình đến mức tối thiểu; + Có sức biểu hiện thẩm mỹ cao; + Giá thành thi công xây dựng thấp. Các xu hướng mới trong xây dựng công nghiệp hiện nay : + Cải tiến công tác nghiên cứu trước khi đầu tư : Chú trọng đến vị trí xây dựng, nguồn nguyên liệu và thị trường, đặc biệt chú trọng vào việc đánh giá tác động môi trường Æ Đảm bảo cho việc phát triển Công nghiệp theo hướng bền vững. + Xây dựng hợp khối, liên hợp và hợp tác : Nhằm tạo ra các nhà vạn năng, tiết kiệm đất đai, chi phí và thời gian xây dựng. + Xây dựng bằng kết cấu kim loại nhẹ và nhịp lớn : Nhằm vượt các nhịp lớn và rút ngắn thời gian xây dựng. Ở Việt Nam chúng ta hiện nay sử dụng phổ biến là các Nhà khung thép tiền chế như Zamil, Đông Anh + Nghiên cứu tìm ra những vật liệu xây dựng mới có tính năng tốt hơn các vật liệu đã có, đồng thời còn góp phần làm tăng sức biểu hiện và thẩm mỹ kiến trúc cho công trình. - 10 -
11. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP + Áp dụng phương pháp tự động hóa trong thiết kế : Các phần mềm phổ biến hiện nay như Revit Architecture, Revit Strucker với nhiều ưu điểm vượt trội, đang dần thay thế cho các phần mềm như Auto CAD Chương 2: CƠ SỞ QUY HOẠCH CÁC KHU CÔNG NGHIỆP 2.1. Phân loại khu công nghiệp Ở Việt Nam, KCN thường được phân loại như sau: - 11 -
12. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Phân loại theo đặc điểm quản lý: Khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ kỹ thuật cao. - Phân loại theo loại hình công nghiệp: KCN khai thác và chế biến dầu khí, KCN thực phẩm Tuy nhiên các KCN hiện nay phần lớn là KCN đa ngành phù hợp theo cơ cấu phát triển kinh tế và công nghiệp của khu vực. - Phân loại theo mức độ độc hại: Đây là hình thức phân loại hay được đề cập tới bởi nó quyết định việc bố trí của KCN so với khu dân cư cũng như các biện pháp để đảm bảo điều kiện về môi trường. Mức độ vệ sinh công nhiệp của KCN phụ thuộc chủ yếu vào loại hình công nghiệp bố trí trong KCN. - Phân loại theo quy mô : + Khu công nghiệp có quy mô nhỏ: thường có diện tích đến 100 ha; + Khu công nghiệp có quy mô trung bình: 100 - 300 ha; + Khu công nghiệp có quy mô lớn hơn 300 ha. Trong tổng số 124 KCN dự kiến phát triển đến năm 2020, số KCN có quy mô đến 100ha chiếm tỷ lệ khoảng 28,2%, KCN có quy mô 100 - 300ha chiếm tỷ lệ 31,5%, KCN có quy mô lớn hơn 300 ha chiếm tỷ lệ lớn nhất đến 40,3%. Trong một đô thị có thể có nhiều KCN với quy mô khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện phát triển công nghiệp cũng như quy mô đất đai, hệ thống hạ tầng kỹ thuật và xã hội kèm theo. Bảng 2.1. Bảng phân loại XNCN theo mức độ độc hại Cấp độ độc hại Cấp I Cấp II Cấp III Cấp IV Cấp V Đặc điểm độc Ảnh hưởng Có tác động Có tác động Có tác động Không có hại rất xấu tới xấu xấu ở mức xấu không tác động xấu lân cận bởi độ trung đáng kể đến khu vực bụi, chất bình lân cận thải, ồn, hoả hoạn Cách khu dân >1000m >500m >300m >100m >50m cư Ví dụ theo các Sản xuất Chế biến Sơn, cao su Giấy, thuốc Giấy, chất ngành công nitơ, phân khí thiên tổng hợp, hữu cơ, bút dẻo, oxy nghiệp: đạm, thuỷ nhiên, sợi chất dẻo chì nén - Công nghiệp ngân, chì nhân tạo, hoá chất - Sản xuất kim Sản xuất Luyện kim, Sản xuất Sản xuất Dụng cụ loại, cơ khí và nhôm, luyện ắc quy, đúc kim loại cáp trần, công nghiệp gia công cơ khí kim gang màu với sản máy và điện khi lượng nhỏ, dụng cụ không có cáp bọc chì. điện đúc - 12 -
13. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Công nghiệp Xi măng Xi măng, Xi măng Tấm lợp, Sản phẩm xây dựng trên thạch cao, dưới 500t/n kính, sành, từ thạch cao, 150.000 cát, sỏi, bê tông sứ, tấm ép tấn/năm - Sản xuất và gia Sản xuất Thùng gỗ Gỗ dán, đồ Đồ gỗ, sản công gỗ than gỗ ngâm tẩm, gỗ, đóng tàu phẩm từ gợi than gỗ thuyền, gỗ - Công nghiệp Xử lý và Tẩm và xử Gia công Dệt kim, dệt dệt tẩm hoá học lý vải, sản sợi bông, thảm cho vải xuất chất ươm tơ bằng tẩy trắng và cacbon nhuộm, sunfua - Sản xuất gia Keo dán, từ Đốt và Thuộc da, Sản xuất Snả xuất sản công sản phẩm phế liệu nghiền sản xuất thức ăn gia phẩm từ da động vật xương da xương mỡ kỹ thuật súc, da ép, thuộc - Sản xuất và sử Trại gia súc Sản xuất Sản xuất Bia, đồ hộp, lý thực phẩm trên 1000 đường, trại rượu, hoa bánh kẹo, con, lò mổ gia súc dưới quả, thuốc rượu 1000 con lá, cà fê 2.2. Khu công nghiệp trong cấu trúc đô thị 2.2.1. Khái niệm chung về đô thị Đô thị là điểm dân cư tập trung, có vai trò thúc đẩy sự phát triển kinh tế, xã hội của một vùng lãnh thổ, có cơ sở hạ tầng đô thị thích hợp và có quy mô dân số thành thị tối thiểu là 4000 người (đối với miền núi tối thiểu là 2800 người) với tỷ lệ lao động phi nông nghiệp tối thiểu là 65%. Đô thị gồm các loại: Thành phố, thị xã và thị trấn, được chia thành cấp đặc biệt và 5 cấp từ cấp I đến cấp V. Một đô thị thường được chia thành các khu chức năng sau: - Các khu vực xây dựng công trình sử dụng hỗn hợp (nhà ở, hành chính, dịch vụ, sản xuất không độc hại ); - Các khu vực xây dựng nhà ở; - Các khu vực xây dựng các công trình hành chính dịch vụ đô thị (các công trình hành chính các cấp của đô thị; các công trình dịch vụ đô thị các cấp như: giáo dục phổ thông, dạy nghề, y tế, văn hoá, TDTT, thương mại, du lịch, tài chính, ngân hàng, bưu chính, viễn thông ); - Các khu vực xây dựng các khu cây xanh công viên, vườn hoa đô thị; - Các khu vực xây dựng các công trình hành chính ngoài cấp quản lý của đô thị; - Các khu chức năng ngoại giao; - 13 -
14. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Các viện nghiên cứu, trường chuyên nghiệp, bệnh viện chuyên ngành cấp ngoài đô thị; - Các khu sản xuất phi nông nghiệp: công nghiệp, kho tàng, bến bãi (chứa hàng hoá), lò mổ gia súc - Các khu vực xây dựng công trình tôn giáo tín ngưỡng; - Các khu vực xây dựng công trình giao thông, bao gồm: giao thông nội thị và giao thông đối ngoại (mạng lưới giao thông, nhà ga, bến tàu, bến xe đối ngoại, cảng đường thủy, hàng không ); - Các khu vực xây dựng các công trình đầu mối hạ tầng kỹ thuật đô thị và các khoảng cách an toàn về môi trường (nghĩa trang, cấp điện, cấp và thoát nước, xử lý nước thải, xử lý rác thải ) - Các khu vực đặc biệt (khu quân sự, an ninh ); - Các khu vực cây xanh chuyên dùng: vườn ươm, cây xanh nghiên cứu,cây xanh cách ly ; - Các khu chức năng đô thị khác. Đất công nghiệp, kho tàng thường chiếm 15-20% diện tích đất đô thị. Hình 2.1: Sơ đồ vị trí KCN trong cơ cấu đô thị và tỷ lệ diện tích đất công nghiệp trong đô thị. a) Đô thị dạng dải. b) Đô thị dạng trung tâm. c) Tỷ lệ diện tích đất công nghiệp trong đô thị. Bảng 2.2. Bảng chỉ tiêu đất công nghiệp, kho tàng trong đô thị Loại đô thị Đất CN (m2/người) Đất kho tàng (m2/người) I và đặc biệt 25-30 3-4 II 20-25 3-4 III 15-20 2-3 IV,V 10-15 1,5-1,0 KCN là nơi tập trung ở mức độ lớn số lượng các doanh nghiệp công nghiệp và có quy mô lớn về diện tích. Tại đây các doanh nghiệp công nghiệp sử dụng chung hệ thống hạ tầng kỹ thuật, các công trình dịch vụ công cộng nhằm tiết kiệm vốn đầu tư và - 14 -
15. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP hạ gíá thành sản phẩm. Mối quan hệ của KCN với các khu vực chức năng khác của đô thị thường được nhìn nhận ở các yếu tố: - Số lao động công nghiệp như một nhân tố tạo thị, là cơ sở cho việc tính toán dân cư và quy hoạch các khu ở; - Khoảng cách giữa nơi làm việc và nơi ở thông qua chi phí thời gian đi lại; - Mối quan hệ với các đầu mối hạ tầng kỹ thuật của đô thị đặc biệt là các tuyến giao thông đối ngoại; - Vấn đề về vệ sinh môi trường và bảo vệ cảnh quan chung của đô thị Giả định đến năm 2020 40% số dân Việt Nam sẽ được sống trong đô thị (tỷ lệ này là 80% trong các nước công nghiệp) thì số dân cư trong đô thị khoảng 40 triệu người. Với chỉ tiêu tối thiểu 10 m2 đất công nghiệp cho mỗi người dân đô thị thì quy mô đất công nghiệp của Việt Nam đến năm 2020 sẽ vào khoảng 40.000 ha, tương đương với khoảng 150 KCN, trong đó KCN cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ trong nước sẽ có một vai trò đáng kể. 2.2.2. Lựa chọn địa điểm bố trí khu công nghiệp trong thành phố Lựa chọn địa điểm bố trí KCN cần tuân theo yêu cầu sau: - KCN phải được quy hoạch phù hợp với tiềm năng phát triển công nghiệp, quy hoạch tổng thế phát triển kinh tế - xã hội và các chiến lược phát triển có liên quan của từng vùng, đô thị về quy mô cũng như loại hình công nghiệp; - Gần nguồn cung cấp nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm, đặc biệt là khả năng xuất nhập khẩu; - Tiếp cận thuận lợi với hệ thống giao thông vận chuyển gắn liền các đầu mối giao thông như cảng, sân bay, ga đường sắt; - Có khả năng tiếp nối thuận lợi với hệ thống hạ tầng kỹ thuật bên ngoài như tuyến điện, thông tin bưu điện, hệ thống cấp nước ; - Có khả năng đáp ứng nhu cầu về lao động về chất lượng và số lượng; - Kết hợp với việc quy hoạch khu chức năng khác để tạo thành một đô thị hoàn chỉnh; - Khu đất có quy mô đủ lớn và có khả năng mở rộng, thuận lợi về điều kiện xây dựng, tránh được các tác động của thiên tai; - Hạn chế đến mức cao nhất việc sử dụng đất nông nghiệp; - Hạn chế các ảnh hưởng bất lợi về mặt môi trường đối với các khu vực lân cận; - Không vi phạm và ảnh hưởng đến các khu di tích lịch sử, các công trình văn hóa, các danh lam thắng cảnh và các khu vực thiên nhiên cần bảo tồn khác. - Phù hợp với các yêu cầu về an ninh, quốc phòng. 2.2.3. Các giải pháp bố trí khu công nghiệp trong đô thị - 15 -
16. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Trong điều kiện mức độ đô thị hóa ở Việt Nam còn thấp, phần đông các đô thị mới đang hình thành và phát triển, các ranh giới của đô thị được đề cập dưới đây được hiểu là ranh giới của đô thị trong các bản vẽ quy hoạch tổng thể được phê duyệt. 2.2.3.1. Khu công nghiệp bố trí ven thành phố Đây là giải pháp dành cho KCN có quy mô chiếm đất lớn cũng như có các XNCN với mức độ gây độc hại thuộc nhóm I, II. Chúng có thể phân tán, hoặc nằm về một phía của đô thị. Ở dạng bố trí phân tán, KCN có thể tiếp cận thuận lợi với tất cả các bộ phận chức năng khác của đô thị, nhưng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển mở rộng của đô thị sau này. Khi đó KCN có thể nằm sâu vào trong đô thị. KCN bố trí về một phía (cuối hướng gíó chủ đạo) thường sử dụng trong các thành phố phát triển theo hình thức dải, thuận lợi cho việc phát triển đô thị sau này. 2.2.3.2. Khu công nghiệp nằm cạnh các khu dân cư Đây là giải pháp thường sử dụng cho KCN có quy mô chiếm đất nhỏ và trung bình và có mức độ độc hại cấp III,IV. Chúng thường nằm dọc theo các trục đường chính của đô thị hoặc đường nối từ đường cao tốc vào đô thị. Giải pháp này làm giảm thời gian đi lại của công nhân, cũng như góp phần hạn chế quy mô chiếm đất của đô thị. 2.2.3.3. Khu hoặc cụm công nghiệp nằm xen kẽ trong các khu dân cư Đây là giải pháp sử dụng cho KCN, cụm công nghiệp có quy mô chiếm đất nhỏ với mức độ độc hại cấp IV,V. Chúng có thể là các XNCN xây dựng mới, nhưng phần lớn tồn tại trong trường hợp trước kia khu đất công nghiệp nằm ven đô thị, hiện đô thị được mở rộng nên các XNCN này nằm xen vào các khu dân cư. Một số XNCN phải di chuyển, số còn lại phải cải tạo lại, chuyển sang sản xuất loại sản phẩm khác để phù hợp với quy định về mức độ độc hại. 2.2.3.4. KCN, cụm công nghiệp nằm tách biệt ngoài đô thị Đây là các KCN, cụm công nghiệp bố trí nằm ngoài đô thị không phải do mức độ độc hại mà do yêu cầu về tổ chức hoạt động hay nhu cầu về vận chuyển. Do nằm cách biệt với đô thị nên các KCN và cụm công nghiệp này đòi hỏi phải tổ chức hệ thống hạ tầng xã hội kèm theo. Chúng có thể phụ thuộc vào đô thị hiện có hoặc phát triển thành một khu vực độc lập và trong nhiều trường hợp là tiền đề để hình thành một đô thị mới. KCN và cụm công nghiệp nằm ngoài đô thị gồm: - KCN hoặc cụm công nghiệp khai thác khoáng sản, nhiên liệu như các cụm công nghiệp khai thác than, dầu khí - KCN hoặc cụm công nghiệp các xí nghiệp bảo quản, chế biến tại khu vực nông thôn, miền núi, duyên hải để khai thác nguồn nguyên liệu nông, lâm nghiệp, thủy sản tại chỗ, hạn chế khối lượng vận chuyển nguyên liệu. - KCN hoặc cụm công nghiệp nằm trên các tuyến đường ra sân bay, cảng để thuận tiện cho việc nhập nguyên liệu và xuất khẩu sản phẩm. - 16 -
17. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - KCN gắn liền với hệ thống giao thông quốc gia và cảnh quan tự nhiên tại các vùng ngoại ô. Đây là các KCN, cụm công nghiệp thuộc loại hình công nghệ kỹ thuật cao, phát triển đồng bộ cùng với các loại hình chức năng khác như nghiên cứu, thương mại, ở, tạo thành các đơn vị phát triển “công viên khoa học”, làng khoa học”. Hình 2.2: Sơ đồ vị trí KCN trong và ngoài đô thị 1- Trung tâm đô thị; 2- Khu dân dụng; 3- Các khu nối liền khu dân dụng; 4- Các XNCN và cụm công nghiệp nằm phân tán trong khu dân dụng; 5- Các XNCN và cụm công nghiệp nằm tập trung trong khu dân dụng; 6- Các khu công nghiệp nằm ven đô thị; 7- Các KCN nằm ngoài đô thị - 17 -
18. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chương 3: QUY HOẠCH TỔNG MẶT BẰNG XNCN Qui hoạch tổng mặt bằng XNCN là một trong những giai đoạn quan trọng trong quá trình đầu tư xây dựng công nghiệp. Đây là giai đoạn chuyển các đề xuất, các phương án lý tưởng về cơ cấu tổ chức các khu chức năng sang các giải pháp kiến trúc - xây dựng thực tế, theo điều kiện địa hình cụ thể của lô đất và đặt cơ sở cho việc triển khai xây dựng các tòa nhà và công trình trong các bước thiết kế tiếp theo. 3.1. Các cơ sở để quy hoạch tổng mặt bằng XNCN 3.1.1. Các tài liệu có liên quan đến lô đất xây dựng XNCN: Đặc điểm của lô đất xây dựng là điều kiện quan trọng nhất để chuyển từ giải pháp qui hoạch tổng mặt bằng lý tưởng sang giải pháp tổng mặt bằng thực tế. a) Đặc điểm tự nhiên của khu đất : Thể hiện chủ yếu qua địa hình của khu đất như hình dáng, hướng khu đất, độ bằng phẳng của khu đất, khả năng chịu lực của nền đất v.v. b) Đặc điểm nhân tạo của khu đất : − Vị trí, đặc điểm của hệ thống giao thông và hệ thống hạ tầng kỹ thuật bên ngoài khu đất xây dựng XNCN; − Những công trình đã tồn tại bên trong khu đất như nhà cửa, đường điện cao thế, kênh, mương v.v. trong trường hợp là XNCN cần cải tạo; − Các quy định về kiểm soát phát triển của KCN, cụm CN và đô thị quy định cho lô đất xây dựng, đặc biệt là các quy định về: hướng tiếp cận với giao thông bên ngoài, mật độ xây dựng, khoảng xây lùi, tổ chức không gian quy hoạch kiến trúc theo yêu cầu của KCN, cụm CN và đô thị; lưu vực thoát nước mưa và cao độ san nền khống chế; điểm đấu nối với hệ thống hạ tầng kỹ thuật bên ngoài hàng rào − Ảnh hưởng mức độ độc hại của các nhà máy ở lân cận; − Khoảng cách với các khu dân cư lân cận 3.1.2. Các tài liệu về công nghệ sản xuất của XNCN: Đây là cơ sở hết sức quan trọng cho việc thiết kế mặt bằng chung XNCN. Các tài liệu chủ yếu về công nghệ sản xuất trong giai đoạn quy hoạch tổng mặt bằng XNCN gồm: − Tài liệu liên quan đến hệ thống sản xuất như: Sản phẩm; nguyên tắc hoàn thành; sơ đồ bố trí dòng vật liệu và sơ đồ bố trí các bộ phận chức năng; − Nhu cầu giao thông vận chuyển và phương tiện giao thông vận chuyển được chọn lưạ; − Các tài liệu về nhu cầu đối với hệ thống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật; − Các tài liệu có liên quan đến điều kiện vệ sinh môi trường và đảm bảo an toàn; 3.1.3. Các quy định, tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế: 3.2. Nguyên tắc quy hoạch tổng mặt bằng XNCN Quy hoạch tổng mặt bằng XNCN, phải đáp ứng tối đa những nguyên tắc sau: − Các giải pháp quy hoạch mặt bằng chung XNCN phải phù hợp với các quy định về kiểm soát phát triển đã được quy định trong KCN, cụm CN, trước hết là các quy định về mật độ xây dựng, khoảng xây lùi, hướng tiếp cận với các tuyến đường bên - 18 -
19. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP ngoài lô đất, các quy định về độ cao san nền, hướng thoát nước mưa và các quy định về sử lý nước thải và rác thải. − Các giải pháp quy hoạch 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 và công trình phải xắp 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. − Bố trí tổng mặt bằng sao cho việc quản ly khai thác thuận lợi và hiệu quả. − Tận dụng tối đa các diện tích đất không xây dựng để trồng cây xanh. − Phải đảm bảo khoảng cách giữa các tòa nhà và công trình theo yêu cầu về vệ sinh công nghiệp và phòng cháy nổ. Đối với nhà sản xuất, phải đảm bảo hướng nhà thuận lợi cho tổ chức thông thoáng tự nhiên và giảm bức xạ mặt trời truyền vào trong nhà. − 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. − Đảm bảo khả năng phát triển và mở rộng XNCN trong tương lai qua dự kiến mở rộng cho từng công trình cũng như dành diện tích đất cho mở rộng. − Phân chia giai đoạn xây dựng để sớm đưa XNCN vào hoạt động. − Đảm bảo các 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. 3.3. Các giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng XNCN 3.3.1. Các khu vực chức năng của XNCN Công việc phải tiến hành trước khi lựa chọn giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng là căn cứ vào các đặc điểm về điều kiện tự nhiên, về tính chất sản xuất và một số yêu cầu khác của XNCN để phân chia tổng mặt bằng thành các khu vực chức năng khác nhau. Theo đặc điểm sử dụng, khu đất XNCN được phân chia thành các khu chức năng sau: - Khu trước xí nghiệp công nghiệp - Khu sản xuất và phụ trợ sản xuất - Khu kho tàng và hệ thống giao thông - Khu kỹ thuật phục vụ sản xuất - Khu dự kiến mở rộng XNCN a) Khu trước XNCN - Khu trước xí nghiệp là bộ mặt của XNCN, khi thiết kế khu này ngoài vấn đề thích dụng, kinh tế và bền vững thì cần chú ý đến yếu tố mỹ quan XNCN. - 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. - Khu trước nhà máy là khu chức năng có tính chất đối ngoại của nhà máy, nên bố trí nó ở vị trí thuận lợi dễ dàng tiếp cận với giao thông bên ngoài XNCN. - Khu trước nhà máy được đặt ở đầu hướng gió chủ đạo. - 19 -
20. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Kiến trúc khu trước nhà máy vừa phải đẹp đồng thời phải phù hợp với kiến trúc xung quanh. - Khu vực trước nhà máy thường chiếm 3-5% quĩ đất. b) Khu sản xuất và phụ trợ sản xuất - Đây là khu chức năng bố trí các phân xưởng sản xuất chính, sản xuất phụ. - Các công trình phụ trợ sản xuất như : Các công trình năng lượng, trạm phát điện, trạm biến thế, nhà điều hành, nhà nồi hơi, trạm làm nguội nước, khí đốt, khí ép, trạm bơm, mạng lưới kỹ thuật - Đây là khu vực có diện tích chiếm đất lớn, được ưu tiên về điều kiện địa hình, về hướng gió và hướng tránh nắng. - Có thể được chia thành hai hoặc một số khu sản xuất nhỏ theo đặc điểm sản xuất riêng. - Khu sản xuất và các công trình phụ trợ sản xuất thường chiếm 40-60% quĩ đất c) Khu kho tàng sân bãi - Đây là khu chức năng bố trí các kho lộ thiên, bán lộ thiên hoặc kho kín, các công trình phục vụ giao thông vận chuyển như ga, cầu bốc dỡ hàng hóa - 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 thông thường chiếm 15-20% quĩ đất d) Khu bố trí 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 Æ cần được bố trí cách xa khu vực sản xuất, khu trước nhà máy và được đặt ở cuối hướng gió chủ đạo. - Các công trình cung cấp đảm bảo kỹ thuật: Các công trình năng lượng, trạm phát điện, trạm biến thế, nhà điều hành, nhà nồi hơi, trạm làm nguội nước, khí đốt, khí ép, trạm bơm, mạng lưới kỹ thuật - Khu vực này thường chiếm 12-15% quĩ- đất. e) Khu vực dự kiến mở rộng - Khu vực này có thể phân tán theo từng 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. - Tùy theo định hướng phát triển của XNCN mà khu vực này có diện tích lớn hay nhỏ. - 20 -
21. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Theo kinh nghiệm thực tế, việc phân khu chức năng hay định hướng phát triển không gian XNCN thường theo trình tự sau: - Xác định cổng ra vào XNCN, nơi bố trí khu vực trước nhà máy; - Xác định quỹ đất thuận lợi nhất để bố trí khu vực sản xuất; - Lựa chọn giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng XNCN (xem phần dưới đây); - Xác lập hệ thống giao thông chung toàn XNCN và bố trí các khu vực chức năng còn lại. Hình 3.1 Sơ đồ phân khu chức năng nhà máy dệt 8 – 3 (Nguồn: Tác giả) 3.3.2. Các giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng XNCN Trong phần trình bày trên nội dung quy hoạch tổng mặt bằng XNCN được đề cập đến theo từng phần riêng biệt. Nhưng trong quá trình thiết kế, các nội dung trên được tổng hợp thành giải pháp quy hoạch mặt bằng. Đây chính là sự cân đối một cách hòa hợp tất cả các kết quả đạt được của từng nội dung, từ việc phân khu chức năng; xác định các định hướng phát triển không gian và cơ cấu sử dụng đất; bố trí các bộ phận chức năng theo dòng vật liệu hay trục chức năng; hợp khối nhà; vấn đề về mở rộng, đến việc lựa chọn hình dáng nhà và bố trí nhà 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 bố cục tổng mặt bằng XNCN thành 5 giải pháp quy hoạch sau: a) Quy hoạch theo kiểu ô cờ: Giải pháp này được đặc trưng bởi việc 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. - 21 -
22. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Cách bố trí công trình như vậy tạo cho 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 các công trình bố trí dọc theo các trục giao thông chính thường được xây dựng theo cùng chỉ giới xây dựng tạo thành một tuyến có vách mặt không gian thống nhất. Hình 3.2: Giải pháp quy hoạch theo kiểu ô cờ b) Quy hoạch theo kiểu hợp khối liên tục: Đây là giải pháp thường thấy trong các XNCN sử dụng hệ thống điều hòa khí hậu nhân tạo. 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 Khu đất không chia thành các ô như giải pháp kiểu ô cờ. Công trình chính có thể dạng chữ nhật, hoặc có mặt bằng hình khối phát triển theo tuyến sản xuất. 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. Khác với giải pháp quy hoạch kiểu ô cờ với trục tổ hợp là các tuyến giao thông, ở giải pháp này trục tổ hợp chính của toàn nhà máy là trục tổ hơp 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. - 22 -
23. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 3.3: Giải pháp quy hoạch theo kiểu hợp khối liên tục Hình 3.4: Ví dụ minh hoạ về giải pháp quy hoạch kiểu hợp khối liên tục: Hình bên trái: Tổng mặt bằng XNCN: 1)Kho nguyên liệu, thành phẩm; 2)Nhà sản xuất; 3)Công trình hành chính, dịch vụ; 4) Diện tích dự kiến để mở rộng; 5) Các công trình cung cấp và đảm bảo kỹ thuật Hình bên trên: Mặt đứng khai triển XNCN, bến trái là khối kho, giữa là khối nhà sản xuất, bên - 23 -
24. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP phải là khối nhà hành chính, dịch vụ. c) Giải pháp bố trí công trình theo chu vi khu đất: Đặc trưng của giải pháp này là các tòa nhà và công trình được bố trí theo chu vi của khu đất xây dựng tạo thành các sân trong. Các sân trong đóng vai trò là diện tích 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, với mục đích tiết kiệm tối đa đất xây dựng và tham gia vào cảnh quan của đường phố. Trục tổ hợp của các công trình trong XNCN trong nhiều trường hợp được xác định bởi yếu tố cảnh quan bên ngoài khu đất xây dựng, đặc biệt là hướng các tuyến đường. Giải pháp quy hoạch này này có thể dẫn đến các vấn đề: Mặt bằng hình khối công trình phức tạp, khó cho xây dựng và sử dụng, khả năng thông thoáng trong khu đất kém. Hình 3.5: Giải pháp quy hoạch theo kiểu chu vi d) Giải pháp quy hoạch theo kiểu mô đun: Giải pháp quy hoạch này được hình thành trên cơ sở các công trinh chính hoặc cụm công trình trong khu đất được tổ hợp thành những mô đun. Đây có thể coi như - 24 -
25. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP một kiểu mở rộng. Các mô đun có quy mô hết sức khác nhau. Loại nhỏ có thể chỉ hình thành bởi một không gian nhà được tạo thành bởi một giải pháp kết cấu nào đó. Loại mô đun 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 mô đun 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 công trình công nghiệp cũng tương tự như sản phẩm công nghiệp, được tổ hợp từ nhiều thành phần thống nhất. Hình 3.6: Ví dụ minh hoạ giải pháp quy hoạch kiểu mô đun trong nhà máy điện. e) Giải pháp bố trí kiểu tự do: Do đặc điểm và yêu cầu của công nghệ sản xuất hoặc do yêu cầu về mặt quy hoạch đô thị mà các công trình trong khu đất XNCN được sắp xếp theo dạng tự do, không thuộc các dạng trên. Các công trình bố trí theo hình thức tự do thường được biểu hiện qua các đặc điểm sau: - Các trục tổ hợp của công trình không vuông góc với nhau như với các giải pháp thông thường mà có thể có nhiều trục tổ hợp với nhiều hướng khác nhau. Hướng của các trục này được quyết định bởi định hướng không gian của các môi trường xung quanh XNCN. Về phương diện này giải pháp giống như kiểu bố trí theo chu vi. - Khác với kiểu bố trí theo chu vi, trong quy hoạch kiểu tự do các công trình hoàn toàn không bố trí dọc theo chu vi khu đất mà vẫn bố trí tập trung theo các yêu cầu của sản xuất, 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 - 25 -
26. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình trang bên trình bày một 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". Chúng có thể dài ngắn hoặc to nhỏ tùy thuộc vào quy mô của chúng và thay đổi theo thời gian. Việc lựa chọn giải pháp quy hoạch nào trong các dạng kể trên tùy thuộc trước hết vào đặc điểm sản xuất, quy mô XNCN, đặc điểm của khu đất, nhu cầu về mở rộng v.v và khả năng vận dụng của người tư vấn thiết kế. 3.4. Các biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng đất: Nâng cao hiệu quả sử dụng đất là một trong những yêu cầu khi quy hoạch mặt bằng chung XNCN. Những biện pháp cơ bản để có thể nâng cao hiệu quả sử dụng đất gồm: - Hợp khối nhà; - Nâng tầng nhà; - Bố trí xếp đặt khoảng cách giữa công trình hợp lý; - Lựa chọn hình dáng nhà phù hợp với hình dáng của khu đất, để hạn chế các phần đất không sử dụng được vì hình dáng quá phức tạp. 3.4.1. Hợp khối nhà: Khái niệm hợp khối trong xây dựng công nghiệp được hiểu như là việc tập trung các bộ phận chức năng trong một hệ thống không gian chung nhằm nâng cao hiệu quả về kinh tế cũng như sử dụng đất. Bên cạnh đó biện pháp này còn mang lại hiệu quả sau: - Giảm thời gian và chi phí vận chuyển qua việc rút ngắn dòng vật liệu; - Giảm chiều dài đường giao thông, hệ thống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật; - Giảm chí phí xây dựng và thời gian xây dựng qua việc giảm số lượng tòa nhà - Tạo điều kiện cho việc sử dụng chung một số các bộ phận chức năng như phục vụ sinh hoạt v.v; - Việc hợp khối các bộ phận chức năng thường đi cùng với việc ứng dụng các không gian lớn, do vậy tạo điều kiện cho việc sử dụng linh hoạt. Trong xây dựng công nghiệp việc hợp khối các bộ phận chức năng thường xảy ra theo các dạng sau: - Hợp khối các bộ phận chức năng mà chúng có liên hệ chặt chẽ với nhau theo dòng vật liệu. Dạng hợp khối này mang lại hiệu quả kinh tế trước hết là rút ngắn các trục chức năng cũng như chiều dài dòng vật liệu, giảm chi phí về vận chuyển cũng như thời gian vận chuyển. Đây là dạng hợp khối hay gặp nhất. Ví dụ như hợp khối giữa bộ phận sản xuất và kho. - Hợp khối giữa các bộ phận chức năng nhằm sử dụng chung một số bộ phận chức năng phụ. Mục đích chính của việc hợp khối này là tiết kiệm không gian và trang thiết bị của ngôi nhà. Dạng hợp khối này thường thấy ở dạng: Hợp khối giữa nhà sản xuất chính và nhà sản xuất phụ nhằm sử dụng chung một số bộ phận chức năng phụ; hợp khối giữa bộ phận hành chính và phục vụ công cộng nhằm sử dụng chung không gian sảnh, cầu thang, wc - 26 -
27. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 3.7 : Các khả năng hợp khối trong nhà sản xuất - 27 -
28. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Hợp khối các bộ phận chức năng mà chúng có đòi hỏi tương tự về tổ chức không gian, điều kiện vệ sinh hoặc có các hoạt động chức năng tương tự. Hiệu quả kinh tế của dạng hợp khối này là tiết kiệm diện tích đất xây dựng, chi phí vật liệu và thời gian xây dựng. Về dạng hợp khối này có thể thấy qua sự hợp khối giữa bộ phận sản xuất vỏ hộp và bộ phận xưởng cơ khí trong nhà máy thực phẩm, hợp khối giữa xưởng cơ khí và trạm phát điện hoặc với các gara ô tô. Trong điều kiện sử dụng thông thoáng tự nhiên, biện pháp hợp lý để áp dụng được giải pháp hợp khối là lựa chọn mức độ hợp khối sao cho tập trung được các bộ phận chức năng đến mức cao nhất trong một không gian mà vẫn tổ chức thông gió tự nhiên tốt. Việc hợp khối có thể dẫn đến làm tăng bề rộng nhà gây khó khăn cho việc thông thoáng, chiếu sáng tự nhiên. Điều này có thể giải quyết được thông qua việc lựa chọn hình dạng nhà, ví dụ như dạng chữ L, U hoặc có sân trong. 3.4.2. Nâng tầng công trình: Biện pháp này hiện nay không còn phù hợp. 3.5. Mở rộng, cải tạo XNCN và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng MB XNCN 3.5.1. Mở rộng XNCN: Mở rộng sản xuất nhằm mục đích: - Nâng công suất của xí nghiệp - Để sản xuất sản phẩm mới - Do thay thế máy móc thiết bị dẫn 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 quy hoạch tổng mặt bằng XNCN. Một số dạng mở rộng trong XNCN: a) 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. b) Mở rộng theo dạng mô đun: Đây là dạng mở rộng thường thấy trong các XNCN, nó có thể coi là xây dựng theo kiển phân đợt như các đơn nguyên của nhà ở. Mỗi một mô đun tồn tại tương đối độc lập. Vì vậy dạng mở rộng theo kiểu mô đun ít gây ảnh hưởng lẫn nhau giữa công trình đã xây dựng và phát triển mới. Các mô đun có thể phát triển theo chiều ngang hoặc chiều dọc tùy theo hướng của dòng vật liệu. c) Mở rộng theo hình thức xây dựng thêm một hoặc hai nhịp nhà: Đây là dạng mở rộng có quy mô nhỏ, nhà được mở rộng thêm một hoặc hai nhịp nhà để có thể bố trí thêm một 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. 3.5.2. Cải tạo XNCN - 28 -
29. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Một số XNCN cũ không đáp ứng được yêu cầu sản xuất hiện tại hoặc sản xuất không hiệu quả, khi đó cần cải tạo lại xí nghiệp. Yêu cầu khi cải tạo XNCN: - Công trình sau cải tạo phải đáp ứng các yêu cầu về sản xuất, thông gió chiếu sáng, vệ sinh công nghiệp - Hạn chế tối đa việc đập phá các công trình cũ, nên tận dụng các công trình cũ còn có thể sử dụng được để tiết kiệm chi phí đầu tư. - Cần chú ý đến việc cải tạo hệ thống giao thông, hạ tầng kỹ thuật. - Cải tạo vi khí hậu toàn nhà máy. - Chú ý và tính toán đến điều kiện thi công (không bị vướng các công trình cũ được giữ lại) 3.6. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của tổng mặt bằng XNCN a. Hệ số xây dựng và hệ số sử dụng đất - Diện tích nhà máy, (F), (ha ) - Diện tích chiếm đất của nhà và công trình, (A) - Diện tích kho bãi lộ thiên, (B) - Diện tích chiếm đất của công trình giao thông, (C) - Diện tích chiếm đất của hạ tầng Kỹ thuật (đường ống vận chuyển, hệ thóng thoát nước ), (D). - Chiều dài tường bao (hàng rào), (m) - Diện tích cây xanh, mặt nước, (ha) * Hệ số xây dựng (Kxd): Kxd = (A+B)/F x 100% * Hệ số sử dụng, (Ksd): Ksd = (A+B+C+D)/F x 100% Bảng 3.1: Một số các chỉ tiêu cơ bản của một số loại hình công nghiệp Loại nhà máy Kxd Ksd Luyện kim 26 – 31% 45 – 65% Cơ khí 25 – 45% 45 – 80% CN nhẹ 30 – 45% 50 – 75% Thực phẩm 20 – 35% 50 – 75% Hoá chất 25 – 30% 65 – 75% - 29 -
30. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Vật liệu XD 25 – 40% 70 – 75% b. Lượng và giá thành công trình - Giá toàn bộ : Là toàn bộ chi phí để xây dựng nên XNCN, bao gồm cả máy móc thiết bị. - Giá bố trí mặt đứng : Là chi phí cho việc trang trí bố trí mặt đứng công trình. - Giá các công trình phụ : Là chi để xây dựng hoàn chỉnh các công trình phụ như nhà vệ sinh, nhà ăn - Giá các công trình hạ tầng kỹ thuật : Là chi phí cho việc xây dựng hoàn chỉnh hệ thống điện, nước, mạng thông tin - Giá đường đi : Là chi phí cho việc xây dựng hoàn chỉnh hệ thống đường giao thông của XNCN. - Giá trồng cây : Là chi phí cho việc trồng cây xanh, tạo cảnh quan trong XNCN. - Giá tường bao : Là chi phí cho việc xây dựng hoàn chỉnh hệ thống hàng rào bảo vệ XNCN. - Giá đền bù : Là chi phí cho việc đền bù giải phóng MB xây dựng XNCN, bao gồm cả chi phí hỗ trợ tái định cư c. Chỉ tiêu kinh doanh - Chi phí vận chuyển cho một tấn hàng. - Phí tổn hoàn thiện hàng năm 3.7. Lựa chọn và bố trí công trình trong XNCN 3.7.1. Lựa chọn hình dáng: Trong quá trình thiết kế, việc lựa chọn giải pháp mặt bằng hình khối của công trình thường xuất phát đồng thời từ các yêu cầu chức năng của bản thân công trình, vừa xuất phát từ điều kiện về hình dáng, địa hình của khu đất, tổ hợp kiến trúc Thông thường mặt bằng hình khối của các công trình công nghiệp được hình thành chủ yếu do các yêu cầu chức năng của bản thân chúng. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp yếu tố về quy hoạch lại là nhân tố chính quyết định mặt bằng hình khối của công trình. Nguyên tắc cơ bản để lựa chọn hình dạng nhà là: - Công trình phải phù hợp với đặc điểm của khu đất; - Có hình khối đơn giản, phù hợp về diện tích, quy mô cũng như đặc điểm của công trình; - Có hình dáng tạo được các mối liên hệ về không gian với các công trình khác, tuân theo các định hướng phát triển không gian của toàn khu vực; - Có khả năng đáp ứng các đòi hỏi về điều kiện thông thoáng trong trường hợp công trình sử dụng thông thoáng tự nhiên. 3.7.2. Bố trí công trình: Cơ sở quan trọng hàng đầu để bố trí các công trình trong XNCN là dòng vật liệu. Bố trí công trình sao cho dòng là ngắn nhất và thuận tiện cho việc phát triển mở rộng của từng công trình. - 30 -
31. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Ngoài ra, việc bố trí các công trình trong khu đất còn phụ thuộc vào giải pháp tổ hợp chung của toàn XNCN. Các giải pháp tổ hợp để tạo ra sự trật tự, sự lưu chuyển, đóng mở của các không gian thụ cảm về thẩm mỹ. Khi bố trí các công trình trong XNCN cần phải chú ý đảm bảo khoảng cách giữa các công trình. Khoảng cách giữa hai công trình được xác định theo các yếu tố sau: - Khoảng cách tối thiểu để đảm bảo các yêu cầu về phòng cháy nổ: Khoảng cách công trình đáp ứng các yêu cầu về phòng cháy nổ theo bảng sau: Bảng 3.2: Khoảng cách phòng cháy nổ giữa các công trình công nghiệp Bậc chịu lửa của công trình và Khoảng cách giữa các công trình (m) ứng với bậc hạng sản xuất chịu lửa của công trình bên cạnh I và II III IV và V Bậc I và II 9 12 Hạng sản xuất A, B, C - Không có chữa cháy tự động 9 - Có chữa cháy tự động 6 Hạng sản xuất D, E Không quy định Bậc III 9 12 15 Bậc IV và V 12 15 18 - Khoảng cách để đảm bảo thông thoáng tự nhiên: Để đảm bảo cho việc thông thoáng của hai công trình công nghiệp thì khoảng cách giữa hai cạnh dài của hai công trình cạnh nhau phải tuân theo các yêu cầu tại hình vẽ dưới đây. - Khoảng cách đạt được để đảm bảo điều kiện tổ chức giao thông: Trong trường hợp này khoảng cách giữa hai nhà được xác định như sau: L khoảng cách giữa hai công trình = 2 x khoảng xây lùi + bề rộng đường. Khoảng xây lùi trong XNCN có thể lấy bằng 3 - 6m. Ví dụ hai công trình ở hai phía của đường rộng 15m cách nhau là : 2 x 3m +15m = 21m. - Khoảng cách nhà đáp ứng yêu cầu về yêu cầu cảnh quan: Khoảng cách giữa hai công trình công nghiệp về mặt cảnh quan đó là một không gian trống. Trong một số trường hợp nhất định người ta còn xác định khoảng cách giữa hai nhà dựa trên các nguyên tắc về cảnh quan mà người ta đã kiểm nghiệm trên các tuyến phố của đô thị (do nhà công nghiệp thường kéo dài, nên có thể coi chúng như một đoạn không gian phố), khoảng cách giữa hai công trình có thể lấy bằng 1-1,5 lần chiều cao trung bình của hai nhà cạnh nhau. - 31 -
32. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 3.8: Khoảng cách nhà để đảm bảo thông thoáng tự nhiên - 32 -
33. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 3.9: Mặt bằng tổng thể của một XNCN 3.8. Tổ chức hệ thống giao thông trong XNCN Trong XNCN, thường có các loại giao thông vận chuyển sau : - Vận chuyển bằng đường sắt - Vận chuyển bằng đường ôtô - Vận chuyển bằng cần trục hay cầu trục - Vận chuyển bằng băng chuyền các loại - Vận chuyển bằng đường ống Việc lựa chọn loại phương tiện vận chuyển cần thiết, thường dựa vào dây chuyền công nghệ, quy mô sản xuất của xí nghiệp, khối lượng và kích thước hàng hoá, vấn đề hợp lý kinh tế 3.8.1. Tổ chức hệ thống đường sắt trong xí nghiệp *Phạm vi áp dụng : - Thường áp dụng cho các XNCN có khối lượng vận chuyển lớn hơn 45.000 tấn/năm - Các XNCN có hàng hoá cồng kềnh - Những XNCN được bố trí trong khu CN có đường sắt Æ có thể bố trí đường sắt để vận chuyển. - 33 -
34. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP * Kích thước: Khổ đường rộng 1435, 1000, 750, 600mm (xe goòng). Hiện nay ở nước ta, phổ biến nhất là loại khổ đường rộng 1000mm. * Bố trí : - Hệ thống đường sắt bên trong XN được nối trực tiếp với hệ thống đường sắt quốc gia hoặc đường sắt của khu công nghiệp. - Tổ chức đường nhánh vào XNCN có thể theo ba kiểu sau, tuỳ thuộc vào đặc điểm khu đất và hệ thống đường sắt bên ngoài : + Kiểu cụt + Kiểu vòng + Kiểu xuyên qua - Ga điều hành được bố trí trong khu đất xí nghiệp (cho XN lớn), hoặc bố trí bên ngoài (cho XN nhỏ). Hình 3.10- Sơ đồ tổ chức hệ thống đường sắt dẫn vào xí nghiệp a- Kiểu cụt; b- Kiểu vòng; c- Kiểu xuyên qua; 1- ga đường sắt bên ngoài xí nghiệp; 2- đường dẫn; 3- ga của xí nghiệp; 4- xí nghiệp công nghiệp * Giải pháp quy hoạch : Phụ thuộc vào quy mô, yêu cầu của dây chuyền công nghệ, đặc điểm hình dáng khu đất, các thông số kỹ thuật của tàu ( oại toa tàu, đầu tàu ), khối lượng vận chuyển .vv. Hiện nay, có bốn giải pháp quy hoạch hệ thống đường sắt trong các XNCN: - Hệ đường sắt cụt - Hệ đường sắt kiểu vòng - Hệ đường sắt kiểu xuyên qua - Hệ đường sắt kiểu kết hợp Đường nhánh bên trong XN có thể có một hoặc nhiều đường, có thể đi bên ngoài xưởng hoặc đi xuyên qua phân xưởng theo yêu cầu của vận chuyển hàng hoá hoặc công nghệ của XNCN. - 34 -
35. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 3.11- Các giải pháp bố trí đường sắt trong xí nghiệp a/ Đường sắt kiểu cụt; b/ Đường sắt kiểu vòng; c/ Kiểu xuyên qua; d/ Kiểu hỗn hợp 1- ga của xí nghiệp; 2- đường nhánh trong xí nghiệp; 3- Kho hoặc nhà sản xuất * Nguyên tắc thiết kế : - Phải phù hợp cao nhất dây chuyền sản xuất chung toàn xí nghiệp, không cản trở mọi hoạt động sản xuất. - Đảm bảo việc vận chuyển hợp lý nguyên vật liệu, bán thành phẩm, thành phẩm đến trực tiếp các kho, bãi chứa hàng, các phân xưởng gia công, chế biến, hạn chế số lần trung chuyển. - Bảo đảm sự hợp tác mật thiết, nhịp nhàng và hạn chế nhiều nhất sự chồng chéo, cắt nhau giữa các loại phương tiện vận chuyển khác trong xí nghiệp. - Hạn chế tối đa diện tích đất dùng cho xây dựng hệ thống đường sắt, vì diện đất sử dụng để bố trí đường sắt, có thể làm tăng diện tích chung lên 25-30% so với đường bộ. - Phải tuân theo các quy chuẩn, tiêu chuẩn thiết kế đường sắt ở nước ta, đồng thời phải có dự báo khả năng hoà nhập với hệ thống đường sắt quốc tế. 3.8.2. Tổ chức hệ thống đường ô tô trong XNCN Giao thông bằng đường ô tô, hoặc bằng các loại xe bánh hơi là những phương tiện được sử dụng rộng rãi nhất trong các XNCN - kể cả các xí nghiệp CN có tổ chức hệ thống giao thông đường sắt - nhờ tính cơ động, linh hoạt của loại hình giao thông này. * Phương tiện vận chuyển: - Ô tô vận chuyển có hoặc không có rơ-moóc với trọng tải 2,5- 60 tấn - Các loại xe chạy điện có trọng tải 1-2 tấn - Các loại xe nâng hàng, các loại cần trục bánh hơi, xe đẩy tay Các loại xe nói trên được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liêu, hàng hoá vào ra trong nội bộ xí nghiệp hoặc giữa các XNCN với nhau - 35 -
36. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP * Phân loại : Đường ô tô trong XNCN thường chia làm ba loại : - Đường chính ( là trục tổ hợp chính của xí nghiệp ), thường có chiều rộng chung lớn, có lưu lượng người và các phương tiện vận chuyển qua lại lớn, có thể có từ 2 làn xe trở lên, được xây dựng kiểu đường một hoặc đường đôi. - Đường giữa các phân xưởng với chức năng chỉ phục vụ đi lại và vận chuyển nội bộ giữa các xưởng, chiều rộng chung phụ thuộc vào lưu lượng của các phương tiện sử dụng, thông thường là đường một. - Đường phục vụ cứu hoả được sử dụng cho các XNCN hay có các nguy cơ cháy nổ, chúng thường được xây dựng kết hợp với hệ thống đường chung của xi nghiệp. * Giải pháp quy hoạch : Hệ thống đường ôtô trong XNCN thường được chia làm 3 loại : - Kiểu cụt : có chung một cổng vào ra, thưòng áp dụng cho các XN nhỏ - Kiểu đường vòng : Có một cổng vào ra, thường áp dụng cho các XN vừa và nhỏ. - Kiểu xuyên qua : có cổng vào ra riêng biệt, thường được sử dụng cho các XN lớn và vừa. * Nguyên tắc thiết kế : - Phục vụ tốt nhất và hợp lý nhất cho dây chuyền công nghệ toàn nhà máy, tức là phải bố trí, sắp xếp đúng với yêu cầu công nghệ của xí nghiệp. - Ngắn gọn, không cắt nhau, không trùng lặp lộn xộn với hệ thống đường sắt. Tốt nhất nên bố trí song song với trục ngang, trục dọc của các phân xưởng, song song với đường sắt - Dễ dàng tiếp cận với các phân xưởng, kho tàng trong xí nghiệp. - Phù hợp với các quy chuẩn, tiêu chuẩn về thiết kế tổng mặt bằng trong XNCN. Hình 3.12- Sơ đồ tổ chức đường không ray trong các xí nghiệp công nghiệp a- Kiểu đường cụt; b- Kiểu đường vòng; c- Kiểu xuyên qua * Chiều rộng đường : - 36 -
37. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chiều rộng đường là khoảng cách giữa 2 chỉ giới xây dựng - tuỳ thộc chiều rộng lòng đường, cách tổ chức đường đi bộ, trồng cây xanh, giải pháp bố trí đường ống kỹ thuật mà có thể xê dịch trong phạm vi từ 10-40m hoặc lớn hơn, nhưng không được nhỏ hơn khoảng cách an toàn phòng hoả, thông gió và chiếu sáng tự nhiên được quy định Chiều rộng lòng đường được xác định theo khối lượng vận chuyển, cấp đường và số làn xe ( Bảng 6.1 ) Bảng 3.3. Những thông số cơ bản để thiết kế đường ôtô trong xí nghiệp Cấp đường ôtô Thông số Đơn vị (khối lượng vận chuyển T/h) I II III Chiều rộng một làn xe m 3,5 3 2,5 Số lượng làn xe (tuyến) tuyến 3 ÷ 4 2 1÷ 2 Khi xí nghiệp quá rộng, để giảm thời gian đi lại của công nhân, tuỳ theo điều kiện cụ thể, dọc theo hai bên tuyến đường chính hoặc phụ trong xí nghiệp cần tổ chức đường cho người đi bộ: - Nếu một tuyến thì chiều rộng không được nhỏ hơn 1,5m - Nếu hai tuyến cùng chiều, chiều rộng đó là 2,5m - Khi có hai tuyến ngược chiều : 3,75m. Khoảng cách từ mép đường đến công trình, đường sắt, hàng rào phải lấy theo TCVN - 4514 -1988 và TCVN 4604-1988. 3.8.3. Tổ chức các phương tiện vận chuyển khác trong XNCN Ngoài các loại vận chuyển kể trên, trong thực tế còn dùng cầu trục, băng chuyền, các loại đường ống khí nén, thuỷ lực để vận chuyển các vật nặng, cồng kềnh, khối-cục nhỏ, hạt nhỏ, hạt dạng bột hoặc chất lỏng Vì vậy khi thiết kế mặt bằng chung XNCN, người thiết kế cần phải nghiên cứu sắp xếp bố trí chúng sao cho có thể phù hợp cao nhất các yêu cầu và quy định của giải pháp công nghệ và thiết bị. 3.9. Tổ chức mạng lưới cung cấp kỹ thuật Mạng lưới cung cấp kỹ thuật trong XNCN thường rất phức tạp Dẫn nhập: Để phục vụ cho sản xuất, điều hành, phục vụ kỹ thuật, sinh hoạt trong XNCN thường có một mạng lưới kỹ thuật rất phức tạp, trong nhiều trường hợp chúng ảnh hưởng rõ rệt đến các giải pháp quy hoạch không gian- mặt bằng XNCN. 3.9.1. Các loại mạng lưới đường ống cung cấp kỹ thuật Để phục vụ sản xuất, trong các xí nghiệp công nghiệp thường sử dụng rất nhiều loại đường ống, mạng lưới kỹ thuật. Có thể tạm chia thành các nhóm sau: - 37 -
38. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Mạng lưới kỹ thuật phục vụ sản xuất : đường ống nhiên liệu, hoá chất, khí nén, hơi đốt, hơi nước, chất lỏng, v.v. - Mạng lưới điện các loại: hệ thống cấp điện sản xuất, phục vụ sinh hoạt, bảo vệ, thông tin liên lạc,v.v. - Mạng lưới cấp thoát nước: các đường ống cấp thoát nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, hệ thống thoát nước mưa, v.v. Việc xác định thành phần, chủng loại, giải pháp bố trí mạng lưới cung cấp kỹ thuật của XNCN chủ yếu phụ thuộc vào chức năng sản xuất. Tổ chức mạng lưới cung cấp kỹ thuật của XNCN là một việc làm tương đối phức tạp. Do đó, khi tiến hành quy hoạch mặt bằng chung XNCN, người thiết kế cần phải biết kết hợp chặt chẽ với các chuyên gia thuộc các lĩnh vực kỹ thuật đó. * Các yêu cầu chung khi tổ chức mạng lưới cung cấp kỹ thuật của XNCN là : - Phải phù hợp cao nhất yêu cầu của công nghệ sản xuất, có đường đi ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn - An toàn, dễ thi công, bảo quản, sửa chữa - Kinh tế và bảo đảm mỹ quan chung của nhà máy 3.9.2. Các giải pháp bố trí Hình 3.13: Các dạng bố trí hệ thống đường ống cung cấp và đảm bảo kỹ thuật trong XNCN. a) Bố trí trên cao ( trên các trụ, giá đỡ và treo trên tường); b) Bố trí trực tiếp trên mặt đất; c) Bố trí dưới mặt đất (thành các dải kỹ thuật dưới đường và vỉa hè); d) Bố trí dưới mặt đất (trong các hào hay các tuynen kỹ thuật). Trong thực tế, có ba giải pháp chính : đặt trên cao, đặt trên mặt đất, đặt ngầm. Việc lựa chọn phương án đặt các mạng lưới kỹ thuật trong xí nghiệp được tiến hành trên cơ sở tính toán sự hợp lý về kinh tế, kỹ thuật và thẩm mỹ. a) Mạng lưới kỹ thuật đặt trên cao - 38 -
39. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Đây là giải pháp thông dụng nhất do đơn giản, dễ lắp đặt, bảo quản, sửa chữa, tuy nhiên giải pháp này nhiều khi làm cho không gian trong XN dễ bị có cảm giác lộn xộn, thiếu mỹ quan. Khi chọn giải pháp này không có nghĩa là tất cả các đường ống đều được đặt trên cao, mà còn có một số đường ống được đặt trên mặt đất hoặc ngầm do chức năng của chúng. Theo quy phạm các loại đường ống chính cấp nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đường ống thải nước bẩn, nước mưa, các đường ống dẫn nhiên liệu lỏng, khí đốt,v.v. không được đặt trên cao. Các loại còn lại có thể đặt trên các cột, giá đỡ, gối đỡ, hoặc trên các giá đỡ neo vào cột điện, ống khói, tường nhà,v.v. Khi đặt như vậy, cần tính đến khả năng thông xe, người đi lại, bảo quản và sửa chữa chúng,v.v. Hình 3.14: Ví dụ về hệ thống đường ống kỹ thuật bố trí trên mặt đất, trên các giá đỡ b) Mạng lưới kỹ thuật đặt trên mặt đất Khi đặt trên mặt đất các loại đường ống, tuỳ theo tính năng, có thể bố trí sát mặt đất, trong các mương rãnh hở hoặc có nắp đậy. Giải pháp bố trí này thuận lợi, gọn gàng, dễ bảo quản, sửa chữa đồng thời kinh tế và mỹ quan. c) Mạng lưới đặt ngầm dưới mặt đất Phương án này có nhiều ưu điểm, song chi phí tốn kém. Lúc này chúng có thể được bố trí ngầm kiểu phân tán hoặc tập trung trong các đường hầm ( tuynen) - Loại bố trí phân tán chi phí đầu tư không cao, song việc lắp đặt, sửa chữa, bảo quản khó khăn, khi hư hỏng phải đào bới để sửa chữa, do đó sẽ làm hư hại phần đã được hoàn thiện trên mặt bằng xí nghiệp. - Loại bố trí tập trung trong các hệ thống tuynen, tuy rằng chi phí đầu tư cao hơn, song dễ dàng lắp đặt, bảo quản, sửa chữa, cảnh quan trên mặt đất đẹp hơn. - 39 -
40. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP 3.10. Quy hoạch san nền và hoàn thiện khu đất 3.10.1. Quy hoạch san nền Địa hình khu đất được lựa chọn để xây dựng XNCN không phải khi nào cũng đạt được các yêu cầu mong muốn, đặc biệt về địa hình, vì vậy khi tiến hành quy hoạch xây dựng xí nghiệp, người thiết kế cần phải quan tâm đến vấn đề chuẩn bị mặt bằng khu đất, trước hết phải tiến hành thiết kế san nền cho khu đất đó. San nền thông thường có ảnh hưởng lớn đến giá thành đầu tư ban đầu để xây dựng XNCN. Tuỳ theo đặc điểm địa hình của khu đất thuộc loại bằng phẳng hay phức tạp mà chọn phương án san nền cho hợp lý kinh tế. Thực tế cho thấy có hai phương án quy hoạch san nền, đó là : San nền toàn bộ hay cục bộ. + Quy hoạch san nền toàn bộ được áp dụng khi địa hình khu đất tương đối bằng phẳng, khi mật độ xây dựng trên khu đất lớn hơn 25%, hoặc khi trên khu đất xí nghiệp bố trí quá dày đặc các tuyến đường, mạng lưới cung cấp kỹ thuật. Khi đó toàn bộ mặt bằng khu đất sẽ được san phẳng theo kiểu một dốc hoặc hai dốc, dốc vào trong hay ra ngoài. + Quy hoạch san nền kiểu cục bộ được áp dụng cho các trường hợp còn lại. Lúc này chỉ cần san nền cho những vùng cần bố trí nhà xưởng, đường giao thông, những khu vực không cần thiết giữ nguyên, nhờ đó có thể tiết kiệm được vốn đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng. Quy hoạch san nền cục bộ hay được áp dụng cho những vùng có đất sụt lở, diện tích đất của xí nghiệp quá rộng, hoặc cần bảo vệ cảnh quan chung,v.v. Do khu đất quá rộng lại có địa hình phức tạp, cho nên có thể san nền theo kiểu bậc thang một hoặc hai dốc, dốc vào trong hay dốc ra ngoài. Độ dốc san nền lấy như sau: i= 0,003 ÷ 0,005 đối với đất sét. i= 0,03 với đất cát i= 0,01 với đất dễ bị xói lở. Cốt san nền chú ý lấy cao hơn mức ngập lụt cao nhất đã được xác định. 3.10.2. Hoàn thiện khu đất xí nghiệp công nghiệp Khi nói đến hoàn thiện khu đất xí nghiệp nên hiểu một cách đầy đủ hơn là hoàn thiện tiện nghi cho toàn khu đất. Như vậy, hoàn thiện khu đất xí nghiệp công nghiệp thường bao gồm những công việc sau : - Hoàn thiện bề mặt đường sá, vỉa hè, quảng trường, sân chơi, bãi đổ xe,v.v.( lựa chọn vật liệu, chất liệu, hình thức, màu sắc trang trí- cải tạo điều kiện vi khí hậu trong XNCN) - Hoàn thiện tiểu địa hình (xây dựng bậc thang, chọn giải pháp bảo vệ dốc thoải, taluy khi khu đất có địa hình phức tạp) - Tổ chức các kiến trúc nhỏ phục vụ cho sinh hoạt, trang trí như : các kiốt bán báo chí- tạp phẩm, tượng đài, bích hoạ, xây dựng nơi nghỉ ngơi ngoài trời cho người - 40 -
41. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP lao động theo đặc điểm công việc lao động và điều kiện khí hậu địa phương, tổ chức vườn hoa cây cảnh, hồ nước, đài phun nước để trang trí và cải tạo vi khí hậu xung quanh,v.v. - Trồng cây xanh để cải tạo vi khí hậu khu đất, trang trí, tổ hợp kiến trúc, định hướng quy hoạch, bảo đảm an toàn- phòng hoả, lọc bụi bảo vệ môi trường- sinh thái cho chính xí nghiệp và cả xung quanh,v.v. - Hoàn thiện hệ thống tín hiệu phục vụ sản xuất, tín hiệu an toàn, tín hiệu định hướng, trang trí, bảng màu sắc, ánh sáng, bảng chỉ dẫn,v.v. Đây là một công việc khá phức tạp và tỉ mẩn, nhưng rất cần thiết và khá quan trọng khi thiết kế và xây dựng các XNCN hiện đại, vì chúng không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng thẩm mỹ-kiến trúc- văn hoá của bản thân xí nghiệp, mà còn ảnh hưởng rất lớn đến tâm lý và sức khoẻ, năng suất và hiệu quả làm việc của người lao động. - 41 -
42. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chương IV : THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP 4.1. Phân loại nhà công nghiệp 4.1.1. Theo chức năng sản xuất - Nhà sản xuất : là những toà nhà dùng để hoàn thành các chức năng sản xuất nhất định, nhằm tạo ra các bán thành phẩm hoặc thành phẩm của xí nghiệp. - Nhà cung cấp năng lượng : bao gồm các trạm phát điện, trạm biến thế, nhà nồi hơi, trạm cung cấp khí nén, khí đốt, ôxy - Kho tàng và trạm phục vụ giao thông : Bao gồm các kho chứa nguyên vật liệu, thành phẩm - Công trình kỹ thuật, vệ sinh : - Công trình công cộng phục vụ cho XNCN : Nhà hành chính điều hành, trạm y tế, nhà ăn 4.1.2. Theo đặc điểm xây dựng thoả mãn yêu cầu chức năng - Nhà một mục đích : là loại nhà công nghiệp thường xuyên gắn bó với một loại dây chuyền sản xuất nhất định. Khi dây chuyền sản xuất thay đổi, chúng sẽ không đáp ứng được, do đó phải phá đi làm mới. Ví dụ : các phân xưởng chính của nhà máy nhiệt điện. - Nhà kiểu linh hoạt : là loại nhà công nghiệp thường xuyên gắn bó với một ngành sản xuất nhất định, dễ dàng thoả mãn yêu cầu hiện đại hoá dây chuyền công nghệ. - Nhà vạn năng : là loại nhà có thể đáp ứng được nhiều loại công nghệ sản xuất khác nhau của một hay nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Sự thay đổi công nghệ và thiết bị không ảnh hưởng đến cấu trúc nhà. - Nhà công nghiệp kiểu bán lộ thiên : là loại nhà chỉ có mái che, hoặc chỉ có mái và một phần tường. Loại này thường được sử dụng để làm kho hoặc các phân xưởng sản xuất cần yêu cầu thông thoáng. - Nhà công nghiệp tháo dỡ được : là loại nhà có tính năng cấu trúc linh hoạt, dễ biến đổi, đáp được cho các xưởng sản xuất có thông số vi khí hậu và công nghệ sản xuất luôn luôn biến đổi. Hoặc các nhà máy có yêu cầu sản xuất tạm thời Æ Sản xuất xong lại tháo dỡ mang đi nơi khác. 4.1.3. Theo độ bền : Dựa trên cơ sở chất lượng sử dụng, độ bền và niên hạn sử dụng, nhà công nghiệp được chia làm 3 cấp ( theo quy định mới ): - Nhà cấp I : có chất lượng sử dụng cao, chịu lửa bậc I, niên hạn sử dụng trên 100 năm. - Nhà cấp II : có chất lượng sử dụng khá, chịu lửa bậc II, niên hạn sử dụng trên 50 năm. - 42 -
43. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Nhà cấp III: có chất lượng sử dụng trung bình, chịu lửa bậc III, tuổi thọ trên 20 năm. Trong thực tế còn có loại nhà cấp IV : có chất lượng sử dụng thấp, chịu lửa kém, niên hạn sử dụng dưới 20 năm. 4.1.4. Theo sử dụng thiết bị vận chuyển nâng trong nhà : - Nhà không có cần trục. - Nhà có cần trục. 4.1.5. Theo sơ đồ kết cấu chịu lực : - Nhà có kết cấu tường chịu lực. - Nhà có kết cấu khung chịu lực. - Nhà có kết cấu không gian chịu lực như vỏ mỏng, dây treo 4.1.6. Theo số tầng : - Nhà một tầng: Dùng cho ngành SX có tải trọng lớn, thiết bị cồng kềnh, nặng - Nhà nhiều tầng: Sử dụng cho ngành SX có dây chuyền Sx theo chiều thẳng đứng. 4.1.7. Theo đặc điểm sản xuất bên trong : - Nhà SX toả nhiệt thừa không đáng kể trong quá trình SX (phân xưởng nguội). - Nhà SX toả nhiều nhiệt thừa trong quá trình SX (phân xưởng nóng). - Nhà SX có chế độ vi khí hậu đặc biệt (nhà kín). 4.2. Cơ sở nghiên cứu thiết kế nhà sản xuất 4.2.1. Các yếu tố sản xuất bên trong : a. Công nghệ sản xuất : Công nghệ sản xuất thường được đặc trưng bằng : - Phương pháp công nghệ - Nguyên tắc hoàn thành sản phẩm - Quá trình sản xuất ( dây chuyền công nghệ ). *) Phương pháp công nghệ : Phương pháp công nghệ là phương pháp tạo ra thành phẩm hoặc bán thành phẩm. Trong htực tế, có 4 loại phương pháp công nghệ cơ bản: Phương pháp khô, phương pháp ướt, phương pháp nóng và phương pháp hỗn hợp. + Phương pháp khô: dựa trên cơ sở của các quá trình gia công nguội, nhiệt độ không tăng. Chúng được chia ra làm 2 loại theo đặc điểm vệ sinh: bẩn, bụi (gia công cơ khí, chế biến đá, xay xát,v.v.) và sạch (dược phẩm, điện tử, dụng cụ chính xác, v.v.); - 43 -
44. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP + Phương pháp ướt: Đặc trưng bởi quá trình SX liên quan tới nước hoặc hơi nước. Phương pháp ướt được chia làm 2 loại: quá trình lạnh với đặc điểm là gây độ ẩm cao trong phòng (công nghiệp tuyển khoáng, chế biến đông lạnh, v.v.) và quá trình nóng được đặc trưng bởi hiện tượng gây hơi nước và sương mù mạnh trong xưởng (công nghiệp chế biến đồ hộp, mía đường, thuộc da, v.v.); + Phương pháp nóng: Quá trình SX cần nhiệt hoặc sinh nhiệt, nhiệt độ trong phòng tăng cao (công nghiệp luyện kim, cán thép, xi măng, v.v.); + Phương pháp hỗn hợp: được đặc trưng bởi quá trình SX mang đặc điểm của tất cả hoặc vài ba phương pháp trên (công nghiệp hoá chất, gia công chế biến gỗ, v.v.). *) Nguyên tắc hoàn thành sản phẩm: Một đặc trưng quan trọng khác của các quá trình SX công nghiệp là kiểu hoàn thành sản phẩm: kiểu hoàn thành đơn lẻ, kiểu hoàn thành hàng loạt, kiểu hoàn thành liên tục. Tất cả các kiểu hoàn thành trên đều dựa trên 2 nguyên tắc chính sau đây: + Nguyên tắc hoàn thành theo xưởng: Nguyên tắc này dựa trên cơ sở tổ chức hoàn thành sản phẩm trong các xưởng cố định cho mỗi quá trình công tác nhất định (công nghiệp dệt, cơ khí chế tạo máy, bê tông đúc sẵn, v.v.). + Nguyên tắc hoàn thành theo sản phẩm: Nguyên tắc này dựa trên cơ sở của một quá trình làm việc liên tục qua việc sắp đặt, bố trí máy móc theo quá trình hoàn thành sản phẩm, không có sự chồng chéo, trùng lặp. Đó là sự hoàn thành theo dòng chảy liên tục được cơ khí hoá hay tự động hoá (công nghiệp chế tạo các sản phẩm điện tử, hoá chất, công nghiệp chế tạo ôtô, v.v.) Trong thực tế còn gặp nguyên tắc hoàn thành kết hợp: một phần sản phẩm được hoàn thành theo nguyên tắc thứ nhất, phần còn lại theo nguyên tắc thứ hai (cơ khí chế tạo máy). Hai nguyên tắc hoàn thành trên ảnh hưởng đến quy mô, mặt bằng – hình khối và kiến trúc nhà công nghiệp. Nguyên tắc hoàn thành theo xưởng cho phép xây dựng các xưởng Sx bình thường, nhịp nhỏ, tính linh hoạt không cao. Trong khi đó, nguyên tắc hoàn thành theo sản phẩm đòi hoải phải xây dựng các phân xưởng sản xuất có quy mô lớn hơn, tính linh hoạt và vạn năng cao hơn. *) Quá trình sản xuất : Quá trình sản xuất của một phân xưởng thường được biểu hiện bằng : + Sơ đồ dây chuyền SX: cho thấy quan hệ giữa các công đoạn sản xuất từ khi nguyên vật liệu vào cho đến khi hoàn thành sản phẩm, với nhiều dạng khác nhau. + Sơ đồ lưu trình công nghệ: cho thấy dây chuyền quan hệ giữa các hệ thống máy móc, thiết bị sản xuất theo các phương trong dây chuyền SX chung; + Sơ đồ bố trí thiết bị sản xuất: chỉ rõ vị trí, khoảng cách, diện tích và không gian thao tác cần thiết trên mặt bằng, mặt cắt. b. Thiết bị vận chuyển nâng trong nhà công nghiệp - 44 -
45. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Để vận chuyển nguyên vật liệu , bán thành phẩm, thành phẩm và các thiết bị SX trong nhà công nghiệp, người ta có thể sử dụng các phương tiện vận chuyển chạy trên nền, tường nhà xưởng như xe ôtô, xe goòng, tời, cần trục, cầu trục hoặc các loại băng tải, đường ống khí nén,v.v. Các loại vận chuyển trên đều ít nhiều ảnh hưởng đến giải pháp kiến trúc- kết cấu nhà công nghiệp. Dưới đây chúng ta sẽ nghiên cứu về các loại thiết bị vận chuyển nâng, là loại có ảnh hưởng nhiều nhất đến cấu trúc nhà công nghiệp. *) Cần trục treo : Bao gồm hai nhóm chính: loại di động và loại không di động. - Loại không di động (palăng nâng) được kéo bằng tay hay điều khiển bằng điện, có sức nâng và phạm vy hoạt động hẹp. Chúng thường được treo cố định vào kết cấu chịu lực mái. - Loại di động: Bao gồm cần trục treo một ray và cần trục treo 2 ray: + Cần trục treo một ray (monorail) : Được cấu tạo từ một tời điện và hệ bánh xe treo vào cánh dưới của ray thép hình chữ I và chạy dọc theo ray, ray chữ I này lại được neo vào cánh dưới của kết cấu chịu lực mái. Sức nâng của loại vào khoảng 0,5 ÷ 10T, có thể nâng lên đến độ cao 18m. Người điều khiển chúng có thể đứng trên mặt đất hoặc ngồi trong cabin treo dưới cần trục. Loại này chỉ bảo đảm vận chuyển trong một phạm vy hẹp dọc đường ray thẳng đặt song song hoặc xiên một góc bất kỳ theo công nghệ , hoặc được uốn cong theo yêu cầu của công nghệ . Trong một xưởng có thể bố trí một hoặc nhiều cần trục treo một ray. + Cần trục treo hai ray: Được sử dụng cho nhà công nghiệp có nhịp ≤30m, yêu cầu vận chuyển khắp xưởng với vật cẩu nặng đến 10T. Cấu tạo của loại cần trục này bao gồm một tời điện treo và chạy dọc một dầm- ray tiết diện chữ I . Hệ dầm - ray này lại được treo và chạy theo hai ray thép chữ I neo cố định vào kết cấu chịu lực của mái hoặc sàn. Cần trục treo loại này có thể vận chuyển hàng hoá theo hai phương dọc hoặc ngang nhà. Khi nhịp nhà dưới 18m nên bố trí một cần trục, còn khi nhịp nhà lớn từ 18m trở lên thì có thể bố trí 2, 3 cần trục chạy song song. - 45 -
46. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 4.1- Các loại cần trục treo a- Pa lăng; b- Cần trục treo một ray; c- Vùng hoạt động của cần trục treo một ray; d- Cần trục treo hai ray và sơ đồ bố trí trên mặt cắt, mặt bằng xưởng *) Cầu trục Cầu trục hay còn được gọi là cần trục kiểu cầu được sử dụng để vận chuyển hàng hoá theo hai phương ngang, dọc nhà. Cầu trục có nhiều loại: + Loại nhỏ có sức nâng: 5 ÷ 50T + Loại trung bình có sức nâng: 50 ÷ 250T + Loại nặng có sức nâng: 250 ÷ 630T. Để kinh tế, cầu trục thường có 2 móc cẩu có sức nâng khác nhau: một móc cẩu có sức nâng lớn và một móc cẩu có sức nâng nhỏ. Ví dụ: Cầu trục có sức nâng 30T, có thêm một móc cẩu nhỏ có sức nâng 5T, có ký hiệu Q= 30/5T; hoặc hai móc cẩu có cùng sức nâng để nâng các vật có kích thước lớn. - 46 -
47. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 4.2- Các loại cầu trục a- Cầu trục; b- Thông số cấu tạo cầu trục trong nhà công nghiệp; c- Các loại cầu trục khác: 1- cầu trục tháo khuôn; 2- cầu trục có gầu xúc; 3- cầu trục đổ khuôn; 4- cầu trục rải vật liệu *) Các loại cần trục khác - Cần trục kiểu công xôn: có 3 loại chính sau : + Loại đứng độc lập: có công xôn quay quanh trụ với bán kính hoạt động 4m, sức nâng 1T lên cao đến 3,2m. + Loại tựa cố định lên tường hay cột với tay quay dài hơn 6m, sức nâng lên đến 5T lên cao đến 5m. + Loại chạy dọc tường theo hệ thống ray trên, dưới, có tay với đến 8m, sức nâng đến 10T với chiều cao nâng đến 10m. - Cần trục kiểu cổng Cần trục này do có bốn chân trụ nên được gọi là cần cổng, chúng được sử dụng để vận chuyển nâng trong hoặc ngoài nhà. - 47 -
48. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Do chạy trên hệ ray đặt trực tiếp trên nền đất hoặc giá đỡ đặc biệt đứng độc lập nên chúng ảnh hưởng rất ít đến cấu trúc nhà. Nhịp của cần trục cổng có thể lên đến hơn 100m và có sức nâng đến 500T. Hình 4.3- Các loại cần trục khác a- Cần trục công xôn đứng độc lập; b- Cần trục công xôn cố định trên tường; c- Cần trục công xôn chạy dọc tường; d- Cần trục cổng *) Bố trí cầu trục Theo yêu cầu của công nghệ SX, trong một nhịp nhà có thể bố trí một hoặc vài ba lớp cầu trục cùng loại hoặc khác loại, có cốt cao khác nhau. Hoặc khi nhà nhịp lớn nhưng cần cầu trục có sức nâng bé Æ một dầm cầu sẽ chạy tựa lên vai cột, còn dầm cầu còn lại sẽ được treo lên kết cấu chịu lực của mái. Trong một toà nhà công nghiệp, có thể bố trí nhiều loại cần trục, cầu trục khác nhau theo yêu cầu của SX. Khi nhà dài hoặc theo yêu cầu của công nghệ, trong một nhịp có thể bố trí 2 cầu trục cùng cốt cao. Do cấu tạo của cầu trục, các móc cẩu không bao giờ được đến sát tường biên hay tường hồi. Với cầu trục cổng, khoảng cách từ tường đến ray phải lớn hơn 3m để đảm bảo an toàn. - 48 -
49. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Hình 4.4 - Các giải pháp bố trí cầu trục trong nhà công nghiệp a- Bố trí hai lớp; b- Bố trí nhiều loại cần trục trong một nhà sản xuất; c- Bố trí hai cầu trục song song trong nhà nhịp lớn. c. Sơ đồ mạng lưới cung cấp kỹ thuật Hệ thống cung cấp kỹ thuật thường được sử dụng để đảm bảo các yêu cầu của công nghệ SX, đảm bảo các điều kiện vi khí hậu tiện nghi bên trong nhà. Hệ thống cung cấp kỹ thuật bao gồm: + Hệ thống điều hoà không khí; + Hệ thống thông gió và sưởi ấm; + Hệ thống làm sạch bụi bẩn trong không khí; + Hệ thống tăng cường thoát nhiệt thừa; + Hệ thống cấp thoát nước; + Hệ thống chiếu sáng; + Hệ thống chống ồn và phòng hoả Thực tế cho thấy sơ đồ mạng lưới cung cấp kỹ thuật ảnh hưởng nhiều đến sự hình thành các kiểu nhà công nghiệp. Những tác động đó có thể nhìn thấy ở trong các nhà công nghiệp như cơ khí chính xác, điện tử hoặc trong các nhà công nghiệp có sinh nhiều nhiệt thừa (phân xưởng nóng) của các ngành SX như luyện kim, đúc thì mái nhà thường có độ dốc lớn và cửa mái có hình dạng đặc biệt để tăng cường khả năng thông gió. 4.2.2. Các yếu tố bên ngoài a. Khí hậu Các yếu tố khí hậu bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, mưa, bức xạ mặt trời Khí hậu Æ giải pháp giảm thiểu tối đa tác động xấu của khí hậu Æ ảnh hưởng đến kiến trúc nhà xưởng. Ví dụ như màu sắc vật liệu để giảm bức xạ mặt trời, hình thức cửa mái để thoát nhiệt, v.v. b. Địa hình, địa chất thuỷ văn Địa hình có ảnh hưởng đến công tác san nền, do đó ảnh hưởng đến phương án tổ chức, bố trí mặt bằng của nhà CN. - 49 -
50. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Địa chất thuỷ văn Æ giải pháp móng và bố trí cầu trục, v.v. c. Các tác động bên ngoài khác Các tác động khác bao gồm: tiếng ồn, chấn động, khói bụi Ngoài ra còn phải kể đến các yếu tố tác động khác như yếu tố địa phương, văn hoá, trình độ,v.v. 4.2.3. Các yếu tố kỹ thuật xây dựng và vật liệu xây dựng Kỹ thuật xây dựng và vật liệu xây dựng là yếu tố đóng vai trò khá quan trọng đối với việc thiết kế nhà SX. a. Phương pháp xây dựng : - Thủ công - Cơ giới - Kết hợp cả hai phương pháp trên. b. Vật liệu xây dựng - Nên ưu tiên sử dụng những vật liệu mà địa phương có thế mạnh Æ giảm chi phí đầu tư. - Hiện nay có nhiều loại vật liệu mới ưu việt, phù hợp hơn với điều kiện khí hậu, giá thành giảm Æ người thiết kế cần tìm hiểu và nghiên cứu (catalogue, hướng dẫn sử dụng, các tạp chí xây dựng chuyên ngành ) để ứng dụng cho việc thiết kế đạt hiệu quả cao nhất. 4.3. Thiết kế công trình hành chính của XNCN 4.3.1. Phân loại: Hành chính, quản lý trong XNCN được phân thành: - Bộ phận hành chính quản lý bố trí phân tán tại nơi sản xuất: Văn phòng phân xưởng, phòng quản đốc, phòng kỹ thuật v.v; - Bộ phận hành chính quản lý bố trí tập trung: Thường trực, quản lý, nghiên cứu phát triển, kiểm tra, đoàn thể v.v. > Quan hệ gián tiếp với sản xuất. Chúng thường được bố trí tập trung tại khu vực phía trước của XNCN, hoặc có thể hợp khối với nhà sản xuất tùy thuộc vào việc lựa chọn giải pháp qui hoạch mặt bằng chung. Công trình hành chính, quản lý trong XNCN thuộc loại trụ sở cơ quan sản xuất kinh doanh. 4.3.2. Vị trí bố trí trên tổng mặt bằng: - Bộ phận hành chính quản lý bố trí tách biệt hoàn toàn khỏi nhà sản xuất tạo thành một công trình biệt lập, thường bố trí tại phía trước của XNCN. Trường hợp này thường xảy ra với XNCN có quy mô lớn; XNCN có hoạt động sản xuất sinh ra các tác động bất lợi cho hoạt động văn phòng như tiếng ồn, bụi, nhiệt - Bộ phận hành chính quản lý bố trí kề liền với nhà sản xuất, có thể nối với nhà sản xuất bằng hành lang cầu hoặc đặt sát nhà sản xuất. - 50 -
51. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Trường hợp này thường sử dụng cho XNCN có quy mô không lớn; có yêu cầu quản lý điều hành trực tiếp với sản xuất và hoạt động sản xuất không hoặc ít tác động đến môi trường. - Bộ phận hành chính trực tiếp: Các phòng quản đốc phân xưởng, phòng kỹ sư bố trí trực tiếp trong khu vực sản xuất nhưng hạn chế tối đa ảnh hưởng của hoạt động sản xuất (các giải pháp cách âm ). Yêu cầu đặt ra là không ảnh hưởng tới hoạt động SX và giao thông của phân xưởng. Chúng được bố trí ở vị trí có thể quan sát tốt các hoạt động sản xuất và liên hệ thuận lợi với các tổ công nhân khi cần thiết. 4.3.3. Quy mô chiếm đất: Tiêu chuẩn tính toán: 25 - 30m2/người Æ Tổng diện tích cần thiết. Trong XNCN thì số lao động văn phòng thông thường chiếm 10% tổng số lao động của toàn XNCN. Căn cứ vào diện tích cần thiết bố trí và lựa chọn số tầng cao thì chúng ta sẽ có diện tích chiếm đất và bố trí quy hoạch tổng mặt bằng. 4.3.4. Giải pháp thiết kế: a. Các bộ phận chức năng trong nhà hành chính Trong công trình hành chính, bao gồm các bộ phận chức năng cơ bản sau đây: - Bộ phận làm việc - Bộ phận công cộng và kỹ thuật; - Bộ phận phụ trợ và phục vụ. *) Bộ phận làm việc bao gồm các phòng: Stt Phòng Tiêu chuẩn tính toán Làm việc của nhân viên nghiệp 4 – 7m2/chỗ làm việc (tính cho phòng 1 vụ và kỹ thuật (Tài vụ, văn có 2 người trở lên) thư ) Làm việc cho cán bộ chuyên 4-7m2/ chỗ môn (Phòng kiểm tra, giám sát; Riêng phòng máy tính 9-12m2/chỗ 2 nghiên cứu phát triển, máy tính ) Làm việc của lãnh đạo Trưởng phòng : khoảng 12-15m2/chỗ Phó giám đốc : khoảng 24-28m2 3 Giám đốc : khoảng 35- 40m2 (bao gồm cả tiếp khách) Bảng 4.1. Một số tiêu chuẩn tính toán về diện tích - 51 -
52. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP *) Bộ phận công cộng và kỹ thuật bao gồm các phòng: - Phòng khách: Tiêu chuẩn diện tích tuỳ theo quy mô của XNCN có thể lấy 18- 48m2. - Phòng họp: Tiêu chuẩn có thể lấy 0,8-1,5m2/chỗ; bên cạnh phòng họp có thể thiết kế 1 đến 2 phòng phụ. - Hội trường: tuỳ theo quy mô của XNCN, tiêu chuẩn tính toán theo chỗ, có thể lấy 0,8m2/chỗ không kể sân khấu. Chiều sâu của sân khấu không nhỏ hơn 5m; Cạnh sân khấu có các phòng phụ cho chủ tịch đoàn, phòng chuẩn bị Hội trường trong XNCN thường là hội trường đa năng- chiếu phim, biểu diễn văn nghệ. Hội trường có khu vực vệ sinh riêng với tiêu chuẩn 150 nam/1xí, 2 tiểu; 120 nữ/2 xí, tiểu - Phòng in ấn; phô tô; - Phòng thư viện; lưu trữ; - Phòng thông tin, quảng bá sản phẩm; - Phòng và xưởng thí nghiệm *) Bộ phận phụ trợ và phục vụ bao gồm các phòng: - Sảnh ra vào chính; tiêu chuẩn diện tích khoảng 18m2; - Sảnh phụ cho các nhà văn phòng có chiều dài hơn 100m hoặc hình dáng phức tạp, diện tích khoảng 12-18m2; - Phòng thường trực bảo vệ với tiêu chuẩn 6-8m2, phòng ngủ đáp ứng yêu cầu trực đêm 9-12m2. - Nơi gửi mũ áo và đợi của khách tại sảnh ra vào, diện tích 9-12m2. - Khu vệ sinh được bố trí đảm bảo bán kính phục vụ không quá 45m với tiêu chuẩn 40 nam/1xí, 1 tiểu; 30 nữ/2 xí, tiểu. - Phòng y tế gồm chỗ làm việc cho cán bộ y tế và chỗ khám với tiêu chuẩn: 6m2/1bác sỹ; 4m2/1 hộ lý; 4-6m2/chỗ khám bệnh; 4-6m2/chỗ tiêm và phát thuốc. - Phòng câu lạc bộ: Thiết kế đa chức năng; Số lượng lao động nhỏ hơn 200 người có thể lấy 0,2m2/người; số lượng trên 200 người lấy 0,1m2 cho mỗi người tiếp theo. Diện tích tối thiểu phải đạt 24m2. - Căng tin, quầy giải khát: số chỗ được tính cho khoảng 10-15% số lao động tại ca đông nhất với tiểu chuẩn 0,8m2/chỗ. Diện tích tối thiểu 24m2 bao gồm cả quầy, chỗ phục vụ, kho. - Kho - Phòng xử lý giấy loại 4.3.5. Các yêu cầu thiết kế: - Các phòng chức năng phải được bố trí tạo điều kiện cho việc liên hệ thuận tiện, đáp ứng chức năng sử dụng, theo từng nhóm chức năng, theo tổng thể công trình. - 52 -
53. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP - Các không gian làm việc phải phù hợp với đối tượng sử dụng: lãnh đạo, nhân viên, thư ký, khách là cơ sở cho việc bố trí diện tích và tổ chức nội thất. - Bố trí không gian làm việc trong từng phòng chức năng phải đảm bảo phù hợp với hệ thống trang thiết bị nội thất: Bàn làm việc, thiết bị văn phòng, tủ - Công trình phải có lưới cột hợp lý phù hợp với tổ chức các phòng làm việc và đảm bảo sử dụng linh hoạt - Giảm tối đa các diện tích phụ, tỷ lệ diện tích sử dụng trên diện tích sàn tối thiểu phải đạt 60%. - Đảm bảo không gian, hệ thống trần, sàn để bố trí thuận tiện hệ thống các tuyến cáp thông tin; các trang thiết bị cung cấp năng lượng; điều hoà khí hậu; thiết bị âm thanh, chiếu sáng; thiết bị vận chuyển; vệ sinh - Tổ hợp không gian kiến trúc trúc bên ngoài (bản thân công trình và sân vườn) cũng như nội thất phải đáp ứng yêu cầu là một công trình mang diện mạo của XNCN và thương hiệu của doanh nghiệp. - Tổ chức giao thông và không gian chức năng hợp lý. Đảm bảo yêu cầu PCCC và thoát người an toàn khi có sự cố (tham khảo thêm Kiến trúc dân dụng). 4.3.6. Thiết kế mặt cắt: a) Giải pháp kết cấu: Nhà hành chính trong XNCN thường có chiều cao đến 5 tầng, sử dụng khung chịu lực dạng BTCT toàn khối, BTCT lắp ghép hoặc khung thép. b) Chiều cao tầng: Chiều cao của phòng làm việc phụ thuộc chủ yếu vào trang thiết bị kỹ thuật của ngôi nhà, đặc biệt là hệ thống điều hoà khí hậu và hệ thống mạng thông tin. - Với nhà không có trần chiều cao tầng vào khoảng 3,3m, tương đương với chiều cao thông thuỷ khoảng 2,7-2,8m. - Với nhà có trần để bố trí các thiết bị chiếu sáng đặt trong trần, hệ thống thông tin, để đảm bảo chiều cao thông thuỷ 3m, chiều cao tầng phải đạt 3,6m. - Với nhà có trần đủ chiều cao để bố trí hệ thống điều không tập trung, chiều cao tầng phải đạt 3,9m. - Với nhà có cả trần để bố trí hệ thống điều không và sàn kép để bố trí hệ thống đường cáp thông tin, chiều cao tầng phải đạt tối thiểu 4,2m. Chiều cao của phòng làm việc phụ thuộc chủ yếu vào trang thiết bị kỹ thuật của ngôi nhà, đặc biệt là hệ thống điều hoà khí hậu và hệ thống mạng thông tin. 4.4. Thiết kế công trình phúc lợi XNCN Công trình công cộng dịch vụ (hay còn gọi là các công trình phục vụ sinh hoạt) thường là một tổ hợp công trình hay không gian có nhiều chức năng khác nhau thuộc nhóm I và II của các công trình dịch vụ ăn uống giải khát; dịch vụ chăm sóc y tế, sức khoẻ; dịch vụ nghỉ ngơi giải trí với bán kính phục vụ từ 70-300m. - 53 -
54. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Việc thiết kế kiến trúc các công trình phục vụ sinh hoạt có thể tham khảo trong các tài liệu thiết kế kiến trúc dân dụng. 4.5. Thống nhất hóa (TNH) – điển hình hóa (ĐHH) Trong xây dựng công nghiệp, việc sớm đưa các công trình, xí nghiệp công nghiệp vào khai thác sử dụng là một trong những yêu cầu quan trọng để sớm thu hồi vốn đầu tư, tránh được sự lạc hậu sớm của dây chuyền công nghệ. Để đáp ứng được các yêu cầu nói trên, cần phải công nghiệp hoá xây dựng. Muốn công nghiệp hoá xây dựng cần điển hình hoá và thống nhất hoá các kích thước của các bộ phận kết cấu, mặt bằng, hình khối, v.v. 4.5.1. Thống nhất hoá Thống nhất hoá trong xây dựng CN là việc làm có liên quan đến sự thống nhất các thông số kích thước hình khối, mặt bằng nhà và các bộ phận của nhà được chế tạo sẵn trong nhà máy. Mục đích thống nhất hoá là hạn chế các thông số hình khối , thông số mặt bằng nhà và kích thước của các bộ phận cấu tạo. Chúng được thực hiện dựa trên cơ sở về kinh tế, kỹ thuật và hơn thế nữa là sự đúc kết các kinh nghiệm về xây dựng công nghiệp. 4.5.2. Điển hình hoá Điển hình hoá trong xây dựng là một bộ phận trong tiêu chuẩn hoá và nội dung của nó là xác định loại, hình thức, độ lớn của các đối tượng lao động, cung cụ lao động, sản phẩm và phương pháp sản xuất. Điển hình hoá là phương pháp kinh tế trong thiết kế xây dựng nhằm lựa chọn hoặc nghiên cứu ra những giải pháp, những hình dạng kích thước hợp lý nhất, kinh tế nhất dùng để áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng. Cơ sở của việc điển hình hoá là việc nghiên cứu vận dụng hệ thống môđun thống nhất áp dụng cho các thông số không gian mặt bằng, hình khối. Công tác điển hình hoá có ý nghĩa quan trọng đối với việc công nghiệp hoá xây dựng, tạo ra sản phẩm nhanh, có chất lượng, giá thành rẻ nhờ tiết kiệm thời gian đầu tư nghiên cứu, thi công chế tạo . Quá trình phát triển của thiết kế điển hình như sau: b1. Thiết kế các cấu kiện chi tiết điển hình của nhà và công trình, trên cơ sở cấu kiện chi tiết này có thể tổ hợp thành những ngôi nhà theo đúng yêu cầu và quy mô sản xuất, có mức độ biểu hiện thẩm mỹ khác nhau. Các đối tượng điển hình này có thể áp dụng được nhiều lần cho nhiều đối tượng công trình khác nhau. b2. Thiết kế điển hình đơn nguyên Đơn nguyên là một bộ phận hoàn chỉnh về các mặt bao gồm: giải pháp mặt bằng, kỹ thuật, cấu tạo. Đó là một đơn vị để ghép thành những ngôi nhà ngắn, dài, rộng, hẹp tuỳ theo yêu cầu. - 54 -
55. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP b3. Thiết kế điển hình ngôi nhà hay nói cách khác là điển hình theo công năng của những loại đối tượng khác nhau (Cơ khí, hoá chất, điện, v.v.) b4. Thiết kế điển hình toàn nhà máy để đáp ứng nhu cầu xây dựng hàng loạt, nhanh. 4.5.3. Kích thước thống nhất trong xây dựng Hệ thống môđun thống nhất áp dụng trong lĩnh vực xây dựng công nghiệp bao gồm những nguyên tắc để điều hợp kích thước theo chiều ngang, chiều dọc và chiều cao ngôi nhà, công trình, các bộ phận cấu tao,v.v. trên cơ sở của môđun gốc và các môđun mở rộng. Môđun gốc M =100mm. Môđun mở rộng gồm 2 loại: + Môđun bội số: 2M, 3M, 6M, 12M, 15M, 30M và 60M được sử dụng chủ yếu để điều phối kích thước có giới hạn các chiều của mặt bằng, chiều cao ngôi nhà. + Môđun ước số: 1/2M, 1/5M, 1/10M, 1/20M, 1/50M, và 1/100M được sử dụng chủ yếu để điều phối kích thước có giới hạn các bộ phận kết cấu có kích thước nhỏ như cột, dầm, các tấm vật liệu mỏng, v.v. Hệ thống trục môđun không gian bao gồm những trục theo chiều dọc, ngang và chiều cao cắt nhau và chia thành những khoảng cách , đó là bước (B), khẩu độ (L) và chiều cao tầng nhà (H). 4.5.4. Quy định về thống nhất hoá các giải pháp MB - hình khối nhà công nghiệp a) Mặt bằng hình khối nên thiết kế dạng chữ nhật, sử dụng kiểu tổ hợp các nhịp- có cùng các thông số xây dựng- song song theo một phương. b) Khi trong một khối nhà có sự chênh lệch độ cao mái Æ chênh lệch chiều cao các khối trong một nhịp nhà không được nhỏ nhơn 1,2m. c) Chiều cao nhà: Tính từ mặt sàn hoàn thiện đến mép dưới kết cấu mang lực mái: + Trong nhà không có cầu trục, L dưới 12m: 3,6 ÷ 6m – theo bội số của 0,6m. + Trong nhà có cầu trục, L=18m trở lên: 4,8m (cho L=18m); 5,4 ÷ 6m - theo bội số của 1,2m. d) Bước cột nên lấy bằng 6 hoặc 12m. Nếu có những yêu cầu đặc biệt của công nghệ hoặc dạng kết cấu, bước cột có thể lấy khác. e) Khẩu độ (nhịp): - Khẩu độ của nhà công nghiệp một tầng không có cầu trục thường lấy bằng 9; 12; 15; 18; 21 và 24m theo bội số của 3m; còn khi có cầu trục lấy bằng 18; 24; 30; 36 hoặc lớn hơn theo bội số của 6m. - Nhà công nghiệp một tầng có khung bằng bêtông cốt thép (hoặc trong nhà công nghiệp nhiều tầng) có trang bị cầu trục, chiều cao nhà và vai cột được lấy theo bảng sau : - 55 -
56. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Tải trọng cầu Cao độ mặt trên của vai cột Khẩu độ Chiều cao nhà trục (m) khi bước cột bằng (m) (m) (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 Bảng 4.2 – Bảng thống nhất hóa về khẩu độ, chiều cao nhà - Trong nhà công nghiệp nhiều tầng, lưới cột khung nhà phụ thuộc vào tải trọng tác động lên sàn: nhịp nhà theo bội số 3m, còn bước cột theo bội số của 6m: + Khi tải trọng trên sàn đến 1000 Kg/m2 (10.000N/m2) thường sử dụng lưới cột 6m x 9m; + Khi tải trọng trên sàn 2000 ÷ 2500 Kg/m2 thường sử dụng lưới cột 6m x 6m; Tuy nhiên lưới cột này có thể thay đổi theo yêu cầu của công nghệ và dạng kết cấu chịu lực; hoặc khi xây dựng nhà CN ở những nơi không có điều kiện sử dụng cấu kiện điển hình. f) Chiều cao tầng nhà lấy theo môđun 0,6m, song không được nhỏ hơn 3m. h) Chiều dài nhà và số lượng nhịp phụ thuộc vào yêu cầu công nghệ - 56 -
57. KTS. Lê Hữu Trình NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CÔNG NGHIỆP Chương V. THIẾT KẾ KIẾN TRÚC NHÀ SX MỘT TẦNG 5.1. Bố trí các bộ phận chức năng nhà sản xuất một tầng 5.1.1. Các bộ phận chức năng nhà sản xuất một tầng 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, bộ 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, bộ phận quản lý và phục vụ sinh hoạt, bộ phận cung cấp và đảm bảo kỹ thuật 5.1.2. Bố trí các bộ phận chức năng nhà sản xuất một tầng Các bộ phận chức năng chính có quan hệ trực tiếp với nhau. Hình thức bố trí 3 bộ phận này thường 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 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 của công nghệ hoặc do điều kiện địa hình mà không thể kéo dài tuyến sản xuất. Dạng này có khả năng mang lại tính linh hoạt cao trong sử dụng. Song có thể dẫn đến khó khăn trong việc giải quyết việc thông thoáng tự nhiên cho nhà. Nhà dạng này có thể mở rộng về các phía. Bố cục của các bộ phận chức năng chính là cơ sở để bố trí các bộ 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: - 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. 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 một phía dự kiến để mở rộng. Trong trường hợp sử dụng thông thoáng tự nhiên, các bộ phận phụ nên bố trí về phía cuối hướng gió mát chính của nhà. Mặt đối diện để tổ chức các cửa gió vào và để mở rộng. - Trong một số nhà công nghiệp được điều hòa không khí, các bộ phận phụ trợ sản xuất, phục vụ sinh hoạt có thể bố trí theo chu vi và đóng vai trò như các lớp không gian đệm cho không gian sản xuất. Đối với nhà công nghiệp một tầng có không gian lớn, các bộ phận chức năng phụ không chỉ bố trí trên mặt bằng mà có thể bố trí theo chiều đứng tại các cao độ khác nhau nhằm tận dụng không gian của nhà và hình thành nên dạng nhà công nghiệp một tầng có các ngăn tầng- Không gian một tầng cho các bộ phận chính và không gian nhiều tầng cho các bộ phận chức năng phụ. - 57 -