ЗДАНИЕ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
BUILDING FOR ARRANGING CHEMICAL PRODUCTIONS

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 пожаровзрывобезопасности, 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 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 большая уязвимость верхних и нижних покрытий и перекрытий функционального блока, чем у боковых стен, в случае возникновения взрыва внутри помещения.
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 перелетами, 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, согласно изобретению покрытия потолка и пола функциональных блоков имеют наклоны не более 5° к перекрытиям по направлениям спуска соответственно от наружного окна к несущему цилиндру и от несущего цилиндра к наружному окну.
Ha фиг.1 представлен общий вид здания; на фиг.2 - вид здания сбоку; на фиг.3 - покрытия полов и потолков здания; на фиг.4 - ключевые конструктивные параметры здания.
Здание для размещения химических производств содержит верхнее покрытие здания 1 (фиг.1); несущий центральный цилиндр 2 (фиг.1); функциональные блоки 3 (фиг.1); фундамент 4 (фиг.1); покрытие пола 5 (фиг.3); покрытие потолка 6 (фиг.3); перекрытие 7 (фиг.3).
Здание для размещения химических производств функционирует следующим образом.
В функциональных блоках 3 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 3 при возведении строительных конструкций выполнены специальные монтажные отверстия различных конфигураций для трубопроводов, соединяющих аппараты, размещенные по этажам по вертикали и горизонтали. Жидкие и газовые среды могут транспортироваться в нишах, образованных между перекрытиями 7 и покрытиями пола 5 и потолка 6 под углом не более 5°, по специально расположенным для этого трубопроводам. Кроме того, в данных нишах располагаются элементы автоматической системы пожаротушения, состав которых определяется в зависимости от технологического процесса (водораспылители, емкости с инертным газом и т.д.). Персонал в функциональных блоках 3 перемещается от пульта управления внутри цилиндра 2 и назад кратчайшим, не больше радиуса здания, путем, то есть время пребывания в зонах возможных аварий будет минимальным. При возникновении взрыва в функциональном блоке 3 наклонные покрытия пола 5 и потолка 6 создадут отражающую волну, направленную наружу.
Таким образом, конструкция предлагаемого здания позволяет по сравнению с прототипом:
1) уменьшить возможное разрушительное воздействие на здание, направив взрывную волну на стены и потолок по касательной;
2) создать герметизированную полость для коммуникаций и оборудования в образовавшихся нишах между перекрытием и покрытием пола или потолка;
3) увеличить освещенность внутри функционального блока за счет увеличения отражательной способности стен и покрытий пола и потолка;
4) создать уклон для стока смывов и проливов в функциональных блоках в сторону от центрального цилиндра.
Любая жидкость, попавшая на покрытие функционального блока 3 в результате возможного пролива, будет стекать по направлению спуска с нижнего покрытия, где в углу у стены она (жидкость) собирается для дальнейшей переработки или утилизации.
Общее число помещений здания можно определить по формуле
K=k1+k2,
где k1=nm - 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.
Ключевые параметры конструкции здания представлены на фиг.4.
Угол наклона покрытий 5 в функциональных блоках не более 5° практически не вызывает затруднений при перемещении персонала. Установка оборудования горизонтально обеспечивается разностью высот стоек-опор или специальной технологией крепления оборудования к стенам здания.
Объем функционального блока 3 можно определить по формуле
где D - диаметр вписанной в многоугольник окружности;
n - число граней многоугольника;
1
d - внешний диаметр несущего цилиндра;
Н - наибольшая высота функционального блока;
α - угол наклона покрытий пола и потолка.
Таким образом, конструкция предлагаемого здания для размещения химических производств обеспечивает безопасность персонала, экологичность и компактность.