Промышленное проектирование и проектирование в промышленности.
Раздел промышленное проектирование и проектирование производства — это комплекс работ, предусматривающий не только строительство зданий и сооружений, но и подбор необходимого технологического оборудования. Данный комплекс работ направлен на создание готового функционального промышленного объекта. Ниже рассмотрим в отдельности, что относится к промышленному проектированию, а что относится к проектированию производства.
Промышленное проектирование: Прежде всего промышленное проектирование предусматривает проектирование производственных зданий и сооружений. На данном этапе определяются основные назначения зданий и сооружений их функционал и конфигурация. Промышленное здания должно быть построено с учетом классификации и отрасли промышленности. Классификация состоит из трех больших групп отраслей: Добывающей; Обрабатывающей и Электроэнергетики. Отрасль промышленности – это комплекс организаций, учреждений, предприятий, выпускающих однотипные товары и услуги, применяя схожие технологии, удовлетворяющие близкие по природе потребности. В целом всего 15 основных отраслей: Машиностроение; Оборонно-промышленный; Судостроение; Автомобильная; промышленность; Авиационная промышленность; Космическая промышленность; Сельскохозяйственное машиностроение; Железнодорожное машиностроение; Двигателестроение; Электронная промышленность и микроэлектроника; Нефтеперерабатывающая промышленность; Пищевая промышленность; Легкая промышленность; Металлургия; Добыча природных ресурсов; Энергетика. Естественно, что в зависимости от классификации и отрасли промышленности, будем зависеть и конфигурация здания и сооружения. Кроме этого все промышленные строения делятся на четыре группы: Производственные, Энергетические, Транспортно-складские, хозяйственные и Вспомогательные.
Проектирование добывающей промышленности: К добывающей промышленности относятся предприятия по добыче сырья. Это руда, металлы, уголь, нефть, дерево, торф, сланец и другие материалы необходимые для производства. Первый этап проектирования добывающих предприятий это комплексные геологоразведочные, гидрогеологические и технологические исследования, являющиеся исходными данными для создания проекта. Данные исследования определяются общие запасы полезных ископаемых, подлежащие отработке на данном месторождении, выявляются основные геологические и технологические особенности месторождения (глубина залегания, мощность пластов или рудных тел, характеристики вмещающих пород, наличие геологических нарушений и др.). Наряду с этим оценивается наличие других полезных ископаемых, возможность и целесообразность их совместной добычи с основными полезными ископаемыми. Проектирование добывающей промышленности разрабатываются на основе решений, принятых в утверждённых технико-экономических обоснованиях или технико-экономических расчётах. Это является предплановым и предпроектным документом в части обоснования намечаемого строительства предприятия. Строительство промышленных предприятий предусматривается, как правило, очередями с определением основных технико-экономических показателей на полное развитие и по очередям. При этом принимаются решения, обеспечивающие рациональное и экономное использование земель, материальных, топливно-энергетических, финансовых и трудовых ресурсов. Решаются вопросы об охране окружающей среды. Однако прежде всего следует отметить, что проектирование добывающей промышленности имеет обобщённое понятие. Каждая отрасль требуют узкой специализации. К примеру, для добычи руды, угля, металлов необходимо разработать проекты шахт и рудников или карьеров. А любая шахта должна иметь целый ряд горнотехнических и хозяйственных сооружений, выполняющих определенные функции. Проектом предусматривается не только сама шахта, но и поверхность шахты. Порой надшахтные строения занимает большую часть проекта - это копры, эстакады, бункера, склады полезного ископаемого, сооружения для отвалов пустой породы, здания подъемных машин, мастерские, котельная, комбинат, электроподстанция, компрессорная, здание вентиляторов и т.п. Соответственно карьерный тип добычи ресурсов будет отличаться от шахтового способа. При добыче нефти и газа следует разработать проекты по технологии бурения нефтегазовых скважин. Разработка проекта нефтегазовой скважины учитывает основные параметры: конструкцию и характеристики скважины - глубина, диаметр, геометрия, способ бурения, свойства грунта, породы места пролегания скважины, разработка схем обвязки скважин и т.д. Также, как и с шахтами, одна из основных задач состоит в проектировании надземной части нефтегазовой скважины. Это всевозможные трубопроводы, резервуары, лаборатории. В данном случаи есть даже отдельный ГОСТ Р 58367-2019 «Обустройство месторождений нефти на суше. Технологическое проектирование.» Также это касается и добычи торфа, сланца или древесины. То есть проектирование на добычу любого ресурса требует высокой специализации в определенной сфере. Следует отметить, что по проектированию каждого направления существует ряд СНиПов и ГОСТов.
Проектирование обрабатывающей промышленности: Так же, как и при проектирование добывающей промышленности данный раздел имеет обобщенное понятие. И делится на основные отросли перечисленные выше. Основное направление обрабатывающей промышленности — это переработка добытых ресурсов. Рассмотрим несколько видов проектирования обрабатывающей промышленности, их цели и различия. В данном случаи нельзя выделить важность той или иной обрабатывающей промышленности, так как зачастую они взаимосвязаны.
При проектировании нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) инженеры-проектировщики руководствуются ВНТП 3-85 "Нормы технологического проектирования объектов сбора, транспорта, подготовки нефти, газа и воды нефтяных месторождений" и СП 157.1328500.2014 "Правила технологического проектирования нефтеперерабатывающих и нефтехимических комплексов", в которых предоставлены требования к составу технологического оборудования, месту и порядку его размещения, специфика технологического процесса, и другие параметры. Нефтеперерабатывающий завод — промышленное предприятие, основной функцией которого является переработка нефти в бензин, авиационный керосин, мазут, дизельное топливо, смазочные масла, смазки, битумы, нефтяной кокс сырьё для нефтехимии. При проектировании НПЗ их как правило, размещают в составе группы предприятий с общими объектами промышленного узла. Местом размещения завода выбираются земли не сельскохозяйственного назначения или непригодные для сельского хозяйства. Поскольку НПЗ являются источниками загрязнения атмосферного воздуха, их размещают, по отношению к жилой застройке с учетом ветров преобладающего направления. При этом между промышленной зоной и жилым поселком предусматривается санитарно-защитная зона. Далее размещение и проектирование зданий и сооружений необходимых для работы завода.
Проектирование судостроительных предприятий производится с учетом того, что судостроительные заводы являют собой комплекс оснащенных оборудованием и техникой предприятий, состоящих из различных цехов и участков, системы подъемного и погрузочно-разгрузочного оборудования. Специфика судостроительных заводов заключается в том, что они производят полное обслуживание судов. Судостроительные предприятия имеют свои верфи и собственные акватории, предназначенные для спуска судов на воду. То есть кроме обычных наземных цехов, проектом должны быть предусмотрены гидротехнические сооружения. Проектирование гидротехнических сооружений, кардинально отличается от проектирования наземных зданий и сооружений. Следует учитывать воздействие водной среды на возводимые конструкции.
Проектирования металлургических заводов. Металлургический завод — это сложное многофункциональное предприятие из-за чего строительство данных комплексов затягивается порой на 10-15 лет. В связи с этим и само строительство завода происходит очередями длительностью в несколько лет. Проектирование — это комплекс технической и технико-экономической документации (чертежи, схемы, расчеты, пояснительные записки и т.д.), содержащий проектные решения по всем техническим, организационным, социальным и экономическим вопросам, необходимым для сооружения и последующей эксплуатации промышленного объекта. В связи с протяженностью строительства и изменением экономических показателей проектная документация подлежит изменениям на протяжении всего строительства. Из-за особенности проектирования в металлургической промышленности, кроме СНиПов и ГОСТов, существует специальная литература, авторов Авдеев В.А., Друян В.М., Кудрин Б.И. «Основы проектирования металлургических заводов».
Проектирование предприятий пищевой промышленности. Проектирование пищевых производств представляет собой сложный, многообразный и трудоемкий процесс, который необходимо рассматривать как совокупность целого ряда социально-организационных и инженерно-технических стадий. В настоящее время предприятия самостоятельно решают многие вопросы своего развития, и от специалистов, отвечающих за вопросы экономического и технического проектирования, требуется хорошее знание теории организации проектирования технологических линий и пищевых производств, методик решения конкретных задач на различных этапах проектирования. Необходимо выбрать площадку для размещения пищевого предприятия, к примеру, если это предприятия по переработке фруктов и овощей, то строительство данного объекта целесообразно проводить близ места их произрастания. Соответственно крупяные заводы целесообразно строить в местах производства крупяного сырья. Следует также отметить строгое соблюдение норм СанПиНа, то есть (санитарно-эпидемиологические правила). К ним относится не только чистота производственных помещений. Это правила указывают также на размеры помещений, высоту потолков, освещенность и вентиляцию. К примеру, согласно "СанПиН 2.3.4.050-96. 2.3.4. Предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности...» Территория рыбообрабатывающего предприятия должна иметь транспортные, пешеходные пути и производственные площадки с твердым водонепроницаемым покрытием, ливневую канализацию, исключающую застой атмосферных осадков, ограждение и отвечать санитарным требованиям в отношении озеленения, естественного освещения и проветривания, уровня стояния грунтовых вод. Размещение рыбообрабатывающего предприятия должно исключать возможность неблагоприятного воздействия на него других предприятий. Комплекс производственных цехов не должен располагаться ближе 15 м от красной линии (улица, шоссе). Хозяйственная зона (ремонтные мастерские, гараж, склады и т.п.) должна располагаться не ближе 50 м от ближайших открываемых проемов производственных помещений. Хранение во дворе стройматериалов, оборудования, инвентаря, тары, топлива разрешается в специально отведенных местах в надлежащем порядке. В самостоятельные зоны выделяется зона строгого режима вокруг артскважин, а также защитная зона вокруг очистных сооружений. На территории рыбообрабатывающего предприятия запрещается располагать различные помещения, не относящиеся к производству и т.д.
Проектирование объектов электроэнергетики: К объектам электроэнергетики прежде всего относятся сооружения, производящие электроэнергию, или электростанции. Электростанция представляет собой целый энергетический комплекс, включающий в себя различные установки, аппаратуру и оборудование, необходимые для получения, преобразования и транспортировки электроэнергии. Все эти компоненты размещаются в специальных зданиях и сооружениях. Независимо от типа, они входят в состав единой энергосистемы, созданной с целью эффективно использовать мощность электростанции, обеспечивая бесперебойное энергоснабжение потребителей. Основные виды электростанций тепловые (ТЭС). Работают на природном топливе, уголь, газ, мазут и т.д. Гидравлические – ГЭС и гидроаккумулирующие – ГАЭС, функционирующие за счет энергии воды. Атомные – АЭС, работающие на ядерном топливе. Солнечные, ветровые, приливные и геотермальные электростанции известны как альтернативные источники электроэнергии, работающим с естественными силами природы. Соответственно не смотря на общие цели по получению электрической энергии, здания и сооружения кардинально отличаются друг от друга. Следуют в особенности выделить два типа электростанций, а именно гидравлические и атомные.
Гидроэлектростанция – это сложный комплекс, состоящий из разных сооружений и специального оборудования. Возводятся гидроэлектростанции на реках, где есть постоянный приток воды для наполнения плотины и водохранилища. Самый сложный, большой и вообще основной элемент любой ГЭС это плотина. Плотина это сооружение, преграждающее путь потоку и поднимающее его уровень. В основном плотины возводятся из железобетона. В любые случаи, плотины выступают средством поднятия уровня воды, поступающей из перекрытого русла существующих водоемов или поступающих с осадками и таянием снега. Вместе с поднятием уровня воды на месте возведения плотины, подпор обеспечивается и выше по течению, где без определенных расчетов и анализа могут происходить подтопления ответственных объектов и территорий. Поэтому, производством работ по созданию плотины должны заниматься только профессионалы гидротехники. Это специализированный раздел проектирования.
Атомные электростанции один из самых сложных проектов в промышленном проектировании, так как объединяет в себя множество необходимых специализированных разделов. Прежде всего следует выделить опасность такого объекта. В случаи неправильного строения или других ошибках в проектировании, это грозит экологической катастрофой. Применение материалов при строительстве отличается от материалов, используемых при обычном строительстве. К примеру при бетонировании площадки под реактор используют особо тяжелый бетон, в составе которого, кроме обычных компонентов добавляются свинцовые шарики. Изобретение относится к композиции для изготовления особо прочного и тяжелого бетона для защиты от радиационного излучения. А здание реактора проектируется в соответствии с «Нормами строительного проектирования АС с реакторами различного типа» (ПиН АЭ-5.6) относится к конструкциям зданий и сооружений I категории, которые проектируются с учетом особых воздействий техногенного и природного характера. Таких как ветровых, снеговых нагрузок и смерчей повторяемостью один раз в 10 тыс. лет; экстремальной температуры наружного воздуха; воздушной ударной волны с давлением во фронте 30 кПа и продолжительностью фазы сжатия до 1 с; максимального расчетного землетрясения (МРЗ) интенсивностью 7 баллов; для конструкций контайнмента учитывается максимальная проектная авария внутри герметичного объема здания реактора, характеризуемая повышением избыточного давления до 0,4 МПа и температуры внутри герметичного объема до 150оС. И даже удара самолета весом 5,7 т со скоростью падения 100 м/с. Кроме того следует учитывать, что охлаждает реактор – вода. То есть АЭС также строят вблизи рек и водоемов и возводят гидротехнические сооружения, в том числе и плотины.
Проектирование производства: Производственное проектирование отличается от других работ по проектированию, поскольку необходимо, исходя из имеющихся данных, оценить те технологические задачи, которые будут выполняться в ходе производственного процесса, а также определиться с наиболее оптимальными условиями эксплуатации здания. Прежде всего это разработка технологической части проекта для производства изделий, подбор необходимого технологического оборудования и инструмента; формирование планов расстановки оборудования; расчёт расхода материалов, комплектующих, эл. энергии, тепловой энергии; расчёт количества производственного персонала; разработка технико-экономического обоснования; поставка оборудования; монтажные работы, запуск оборудования и обучение персонала; различные схемы организации производства и вывод на расчётную производственную мощность. По факту это совместные работы с проектировщиками других разделов. При строительстве любого промышленного сооружения, определяются его цели тип назначения.
При строительстве цеха по производству мебели: Произведя все экономические и технические расчеты, возникает необходимость в определении оборудования. Определив количество необходимого оборудования, его перечень и габариты, данная информация передается проектировщику промышленных зданий и сооружений. На основании этих данных формируется тип необходимого сооружения и его инженерные коммуникации (отопление, электроснабжение, водоснабжение и водоотведение, вентиляция). То есть фактическое оборудование и его назначение определяет полные технические характеристики возводимого сооружения. Кроме этого определяются хозяйственные и вспомогательные здания. Это административные здания (офисы), бытовые для рабочего персонала, складские помещения, электрические развязки, котельные, трансформаторные будки и т.д.
