Здание для размещения химических производств
Владельцы патента RU 2343259:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)
Изобретение относится к сооружению зданий для промышленных целей, в частности к зданию для размещения химических производств. Технический результат: обеспечение безопасности и экологической чистоты при размещении химических производств. Здание для размещения химических производств включает фундаменты и выполненные с покрытием балочными междуэтажными перекрытиями, стенами, дверными проемами, оконными переплетами, технологическим оборудованием и аппаратурой управления несущий центральный и вертикальные функциональные блоки, образующие по наружному контуру здания многогранную призму, центральный блок, выполненный в виде толстостенного железобетонного цилиндра, в помещениях которого расположена аппаратура управления и контрольно-измерительная аппаратура. Остальные блоки установлены по всему периметру цилиндра соосно с последним с расположением их боковых стен радиально осям, проходящим от центра цилиндра к граням призмы, с образованием формы растров, а их помещения, в которых установлено технологическое оборудование, сообщены с помещениями центрального блока через дверные проемы, выполненные в стенах последнего. При этом фундамент и покрытия выполнены общими для всех блоков в виде чаши для сбора соответственно проливов и смывов химической продукции и атмосферных осадков, а наружные плоскости призмы образованы оконными переплетами, вмонтированными между перекрытиями и торцами боковых стен функциональных блоков, причем в перекрытиях и стенах функциональных блоков выполнены отверстия различных конфигураций для пропуска коммуникаций. Чаша фундаментной части здания разделена вертикальными перегородками на отдельные секции для раздельного сбора смывов и проливов из разных функциональных блоков. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к сооружению зданий для промышленных целей, в частности к зданию для размещения химических производств.
Известно укрупненное универсальное здание для размещения химических производств, включающее фундаменты и выполненные с покрытием балочными междуэтажными перекрытиями, стенами, дверными проемами, оконными переплетами, технологическим оборудованием, коммуникациями, контрольно-измерительной аппаратурой и аппаратурой управления несущий центральный и размещенные по его сторонам вертикальные функциональные блоки, образующие по наружному контуру здания многогранную призму [Ким Н.Н. Промышленная архитектура. М.: СИ, 1988, с.187-189]. Однако каждый блок-коробка такого здания строго функционален, что не позволяет его реконструировать для другого назначения, а число вариантов объемно-планировочной компоновки блоков в единое целое здание невелико, кроме того, конструкция блоков и здания в целом не создает дополнительной возможности для целей пожаро- и взрывобезопасности, энергосбережения и повышенной экологичности.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению (прототипом) является здание для размещения химических производств. [Пат. России 2053338, С1 6 Е04Н 5/00. Здание для размещения химических производств / Бикбулатов И.Х., Кутузов П.И., Садыков Н.Б., Мухутдинов Р.Х., Титов В.М.]. Здание для размещения химических производств представляет собой осесимметричное многоэтажное сооружение для размещения химических производств. Геометрически здание представляет собой правильную многогранную призму, количество граней призмы может быть различным. Внутри призма разделена на блоки: несущие центральные и вертикальные функциональные. Блоки образуются в результате разграничения внутреннего пространства здания междуэтажными перекрытиями с покрытием, внутренним несущим цилиндром и радиально направленными от цилиндра стеновыми перегородками.
Недостатком известного здания является отсутствие специально предусмотренных (конструктивно) помещений для селективного сбора проливов и смывов химической продукции.
Изобретение решает задачу обеспечения безопасности и экологической чистоты при размещении химических производств.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном здании, включающем фундаменты и выполненные с покрытием балочными междуэтажными перекрытиями, стенами, дверными проемами, оконными переплетами, технологическим оборудованием и аппаратурой управления несущий центральный и вертикальные функциональные блоки, образующие по наружному контуру здания многогранную призму, центральный блок выполнен в виде толстостенного железобетонного цилиндра, а в его помещениях расположена аппаратура управления и контрольно-измерительная аппаратура, причем остальные блоки установлены по всему периметру цилиндра соосно с последним с расположением их боковых стен радиально осям, проходящим от центра цилиндра к граням призмы, с образованием формы растров, а их помещения, в которых установлено технологическое оборудование, сообщены с помещениями центрального блока через дверные проемы, выполненные в стенах последнего, при этом фундамент и покрытия выполнены общими для всех блоков в виде чаши для сбора соответственно проливов и смывов химической продукции и атмосферных осадков, а наружные плоскости призмы образованы оконными переплетами, вмонтированными между перекрытиями и торцами боковых стен функциональных блоков, причем в перекрытиях и стенах функциональных блоков выполнены отверстия различных конфигураций для пропуска коммуникаций, согласно изобретению чаша фундаментной части здания разделена вертикальными перегородками на отдельные секции для раздельного сбора смывов и проливов из разных функциональных блоков, а верхнее покрытие выполнено в виде винтовой плоскости, а покрытие центрального цилиндра выполнено в виде пирамиды для обеспечения стока осадков и сбора их в емкость через отверстие в стене функционального блока, смыкающей разновысокие части винтовой поверхности (фиг.1).
На фиг.1 представлен вид здания сбоку и сверху (а - с оконными рамами, б - без оконных рам), на фиг.2 - фронтальный вид здания, на фиг.3 - фундамент и каркас здания, на фиг.4 - вид разреза стен и несущего цилиндра здания двумя вертикальными плоскостями с углом 135° между ними, на фиг.5 - перекрытия здания.
Здание для размещения химических производств содержит крышу несущего цилиндра 1 (фиг.1); наружное окно несущего цилиндра 2 (фиг.1); покрытие здания 3 (фиг.1); оконные перекрытия 4 (фиг.1); фундамент 5 (фиг.1); двери 6 (фиг.1, 3); несущий центральный цилиндр 7 (фиг.3); стены здания 8 (фиг.3); функциональные блоки 9 (фиг.1 и 4); покрытие внутри несущего центрального блока 10 (фиг.4); винтовую лестницу внутри несущего центрального блока 11 (фиг.4); стеклянное ограждение операторных 12 (фиг.4); углубления в фундаменте для сбора проливов 13 (фиг.3); перекрытия покрытия здания 14 (фиг.5); перекрытия функциональных блоков 15 (фиг.5).
Здание для размещения химических производств работает следующим образом.
В функциональных блоках 9 в соответствующей для данной химической технологии аппаратуре происходят процессы химических превращений, разделения и очистки, разливы, фасовка и упаковка химических продуктов. Образовавшиеся в результате химических превращений жидкие среды перемещаются сверху вниз самотеком по трубопроводам, расположенным по траектории винтовой линии, для монтажа которых в радиальных и горизонтальных перегородках блоков 9 при возведении строительных конструкций выполнены специальные монтажные отверстия различных конфигураций для трубопроводов, соединяющих аппараты, размещенные по этажам по вертикали и горизонтали. Персонал в функциональных блоках 9 перемещается от пульта управления внутри цилиндра 7 и назад кратчайшим, не больше радиуса здания, путем, то есть время пребывания в зонах возможных аварий будет минимальным. Проливы и смывы химической продукции в функциональных блоках собираются и секционируются, поступая по трубам в углубления в фундаменте 13.
Таким образом, конструкция предлагаемого здания позволяет по сравнению с прототипом:
1) обеспечить более безопасный способ сбора и хранения химической продукции в специальных резервуарах подвальных помещений;
2) обеспечить возможность раздельного хранения веществ различных видов, которые могут накапливаться в результате проливов и смывов химической продукции;
3) при тех же размерах здания увеличить количество помещений, непосредственно связанных с основным технологическим процессом.
Общее число помещений здания можно определить по формуле К=k1+k2,
где k1=n·m - произведение числа граней (n) многоугольника на число этажей внутреннего цилиндра (m);
k2=(m+1) - число этажей внутреннего цилиндра (m) плюс одно помещение на крыше здания.
При числе граней n=8, этажности m=5 общее число помещений К=46, при m=6 К=55, при m=7 К=64, при m=8 К=73.
Ключевые параметры конструкции здания (фиг.2):
l=D·sin(180/n),
h=h1-Δh1,
где Δh1 - толщина междуэтажного перекрытия и покрытия функционального блока;
D - диаметр описанной вокруг многоугольника окружности;
n - число граней многоугольника;
l - длина грани многоугольника;
h1 - расстояние между поверхностями покрытий функциональных блоков;
h - высота функционального блока.
Площадь функционального блока 9 можно определить по формуле
где d1 - внешний диаметр несущего центрального цилиндра.
Объем функционального блока 9 можно определить по формуле
Таким образом, конструкция предлагаемого здания для размещения химических производств обеспечивает безопасность персонала, экологичность и компактность.
1. Здание для размещения химических производств, включающее фундаменты и выполненные с покрытием балочными междуэтажными перекрытиями, стенами, дверными проемами, оконными переплетами, технологическим оборудованием и аппаратурой управления несущий центральный и вертикальные функциональные блоки, образующие по наружному контуру здания многогранную призму, центральный блок, выполненный в виде толстостенного железобетонного цилиндра, в помещениях которого расположена аппаратура управления и контрольно-измерительная аппаратура, причем остальные блоки установлены по всему периметру цилиндра соосно последнему с расположением их боковых стен радиально осям, проходящим от центра цилиндра к граням призмы, с образованием формы растров, а их помещения, в которых установлено технологическое оборудование, сообщены с помещениями центрального блока через дверные проемы, выполненные в стенах последнего, при этом фундамент и покрытия выполнены общими для всех блоков в виде чаши для сбора соответственно проливов и смывов химической продукции и атмосферных осадков, а наружные плоскости призмы образованы оконными переплетами, вмонтированными между перекрытиями и торцами боковых стен функциональных блоков, причем в перекрытиях и стенах функциональных блоков выполнены отверстия различных конфигураций для пропуска коммуникаций, отличающееся тем, что чаша фундаментной части здания разделена вертикальными перегородками на отдельные секции для раздельного сбора смывов и проливов из разных функциональных блоков.
2. Здание по п.1, отличающееся тем, что верхнее покрытие выполнено в виде винтовой плоскости.
3. Здание по п.1, отличающееся тем, что покрытие центрального цилиндра выполнено в виде пирамиды для обеспечения стока осадков и сбора их в емкость через отверстие в стене функционального блока, смыкающей разновысокие части винтовой поверхности.
