ЗДАНИЕ ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ Российский патент 1996 года по МПК E04H5/00 

Изобретение относится к сооружению зданий для промышленных целей, в частности к зданию для размещения химических производств.

В химической промышленности применяют преимущественно одноэтажные здания ограниченной ширины, что диктуется требованиями техники безопасности, но значительно увеличивает требуемые для размещения всей технологической цепочки земельные площади. А известные многоэтажные здания обладают таким существенным недостатком, как трудность реконструкции при изменении технологического процесса ввиду жесткой привязки оборудования к конструкциям здания.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является 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. Однако каждый блок-коробка такого здания строго функционален, что не позволяет его реконструировать для другого назначения, а число вариантов объемно-планировочной компановки блоков в единое целое здание невелико, кроме того, конструкция блоков и здания в целом не создает дополнительной возможности для пожаровзрывобезопасности, энергосбережения и экологичности.

Предлагаемое изобретение решает задачу упрощения конструкции, энергосбережения, безопасности и экологической чистоты при размещении химических производств.

Сущность изобретения заключается в том, что в здании для размещения химических производств, включающем фундаменты и выполненные с покрытием, балочными междуэтажными перекрытиями, стенами, дверными проемами, оконными переплетами, технологическим оборудованием и аппаратурой управления несущий центральный и размещенные по его сторонам вертикальные функциональные блоки, образующие по наружному контуру здания многогранную призму, согласно изобретению 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 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 технологичес- кое 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 фукциональных блоков, причем в перекрытиях и стенах функциональных блоков выполнены отверстия различных конфигураций для пропуска коммуникаций.

На фиг. 1 представлено здание, разрез по вертикали; на фиг.2 стены здания; на фиг.3 покрытие здания, разрез по вертикали; на фиг.4 функциональный блок здания; на фиг.5 оконные переплеты; на фиг.6 несущий центральный цилиндр; на фиг.7 фундамент, разрез по вертикали; на фиг.8 дверной проем в несущем центральном цилиндре; на фиг.9 балочные междуэтажные перекрытия; на фиг.10 расположение зданий на промплощадке.

Здание для размещения химических производств содержит фундамент 1 и покрытие 2, выполненные в виде чаши, центральный блок 3, выполненный в виде толстостенного железобетонного цилиндра, размещенные по его сторонам вертикальные функциональные блоки 4, образующие многогранную призму, служащие для размещения технологического оборудования, балочные междуэтажные перекрытия 5, стены 6, дверные проемы 7, оконные переплеты 8, отверстия для пропуска коммуникаций, выполненные в перекрытиях и стенах функциональных блоков.

Размеры функциональных блоков для размещения аппаратов с взрывоопасными средами связаны с количеством и свойствами среды следующим соотношением:
V fS M, где V объем блока;
S площадь внешней остекленной стены функционального блока;
α_i коэффициент, учитывающий взрывоопасность вещества;
M_i масса вещества, участвующая в технологическом процессе в объеме функционального блока.

Здание для размещения химических производств работает следующим образом.

В функциональных блоках 4 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 предпочтительно по траектории винтовой линии, для монтажа которых в радиальных и горизонтальных перегородках блоков 4 (т.е. в стенах 6 и в потолках блоков 4) 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 4 перемещается от пульта управления внутри цилиндра 3 и назад кратчайшим, не больше радиуса здания путем, т. е. время пребывания в зонах возможных аварий будет минимальным. Количество аппаратов в функциональном блоке 4 и место расположения каждого аппарата определяется по специальной методике, толщины стен 6 и перекрытия 5 какого-либо блока могут быть увеличены при увеличенной вероятности взрыва в каких-либо аппаратах. Наружная стена окно 8 блока 4, имеющая наибольшую площадь, остеклена, а внутренняя стена-часть поверхности несущего цилиндра 3 имеет наименьшую площадь и наибольшую толщину. Таким образом, возможная взрывная волна в имеющем форму растра блоке 4 будет направлена наружу и быстро погасится за счет растрового расширения, а находящийся внутри несущего цилиндра 3 и в других функциональных блоках 4 персонал не пострадает.

Заключенная внутри цилиндра 3 часть помещения здания на каждом этаже сообщается с технологическим блоком 4 через специальные дверные проемы-люки 7, герметично закрываемые в случае необходимости полной изоляции от блока с неполадками и аварийного. Блоки 4 нетехнологического назначения (бытовые, подсобные помещения, комнаты приема пищи, рекреации и т.д.) сообщаются с внутренней цилиндрической частью здания через дверные проемы 7 и оборудуются отдельной от технологических блоков 4 приточно-вытяжной вентиляцией. Отсос и очистка газовоздушной среды из технологических блоков 4 от отдельных технологических аппаратов проводится установленными на верхнем этаже здания газодувками и аппаратами обезвреживания-очистки. Автономная система водооборота в здании имеет подпитку водой атмосферных осадков, собираемых в чашевидном оголовке крыше здания. При компановке нескольких вышеописанных зданий на одной площадке обеспечивается защищенность каждого здания от прямого (под углом 90^оС) воздействия возможной взрывной волны, исходящей от соседнего здания.

Количество помещений в каждом здании R равно:
R A· n + n. где A число граней внешней призмы;
n число этажей.

Например, если здание восьмигранник с 8 этажами, то всего помещений:
R 8· 8 + 8 72, из них 8 внутри цилиндрической части.

Допустимое количество перерабатываемых в объеме функционального блока взрывоопасных химических веществ можно определять по формуле:
V fS M, где V объем блока;
S площадь внешней остекленной части блока;
α_i коэффициент, учитывающий взрывоопасность веществ;
M_i масса вещества, участвующего в технологическом процессе в объеме блока;
n число взрывоопасных продуктов.

Таким образом, конструкция предлагаемого здания для размещения химических производств обеспечивает безопасность персонала, экологичность и компактность.

Использование: строительство зданий для размещения химических производств. Сущность изобретения: несущий центральный блок и размещенные по его сторонам вертикальные функциональные блоки образуют по наружному контуру здания многогранную призму. Центральный блок выполнен в виде толстостенного железобетонного цилиндра, в помещениях которого расположены аппаратура управления и контрольно-измерительная аппаратура. Остальные блоки размещены соосно центральному блоку, а их боковые стены установлены радиально по осям, проходящим от центра цилиндра к граням призмы. В этих блоках размещено технологическое оборудование. Фундамент и покрытие - общие для всех блоков и выполнены в виде чаши для сбора проливов и смывов химической продукции и атмосферных осадков. Наружные плоскости призмы образованы оконными переплетами. 1 з. п. ф-лы, 10 ил.

1. 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, отличающееся тем, что 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 по 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 покрытие 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. 2. Здание по п.1, отличающееся тем, что в перекрытиях и стенах функциональных блоков выполнены отверстия различных конфигураций для пропуска коммуникаций.