Để có được phương án tối ưu khi thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cụ thể sau:
Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy.
Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân… tạo điều kiện tốt cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng.
Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thỏa mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng, sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai.
Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây chuyền công nghệ, đặc tính hàng hóa, đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý, luồng người, luồng hàng phải ngắn nhất không trùng lặp hoặc cắt nhau. Ngoài ra, còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như của các cụm nhà máy lân cận.
Phải thỏa mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà.
Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu của địa phương nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thủy, xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình.
Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử lý chất thải, chống ô nhiễm môi trường cũng như các công trình hành chính phục vụ công cộng… nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện tích đất xây dựng.
Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng.
Đảm bảo các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hòa nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị.
2.1.Nguyên tắc thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
2.1.1. Nguyên tắc phân vùng
Tùy theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tiễn thiết kế, biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp này chia diện tích nhà máy thành 4 vùng chính.
- Vùng trước nhà máy
Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ôtô, xe đạp… Đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trước nhà máy hầu như được dành diện tích cho bãi đỗ xe ôtô, xe gắn máy, xe đạp, cổng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan. Diện tích vùng này tùy theo đặc điểm sản xuất, quy mô của nhà máy, có diện tích từ 4 ÷ 20% diện tích toàn nhà máy.
- Vùng sản xuất
Nơi bố trí các nhà và công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy như các xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ… tùy theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy, diện tích vùng này chiếm từ 22 ÷ 52% diện tích của nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý một số điểm sau:
Các nhà sản xuất chính, phụ, phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần phía cổng hoặc gần trục giao thông chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng.
Các nhà xưởng trong quá trình sản xuất gây ra các tác động xấu như tiếng ồn lớn, lượng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố (dễ cháy nổ hoặc rò rỉ các hóa chất bất lợi) nên đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy phạm an toàn vệ sinh công nghiệp.
- Vùng các công trình phụ
Nơi đặt các nhà và công trình cung cấp năng lượng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi, nước, xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tùy theo mức độ của công nghệ yêu cầu, vùng này có diện tích từ 14÷28% diện tích nhà máy.
Khi bố trí các công trình trên vùng này, người thiết kế cần lưu ý một số điểm sau:
Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa nơi cung cấp và tiêu thụ năng lượng (khai thác tối đa hệ thống cung cấp ở trên không và ngầm dưới mặt đất).
Tận dụng các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ.
Các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất thải bất lợi đều phải bố trí cuối hướng gió chủ đạo.
Vùng kho tàng và phục vụ giao thông
Trên đó bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hóa, sân ga nhà máy… Tùy theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy, vùng này có thể chiếm từ 23 ÷ 37% diện tích nhà máy. Khi bố trí vùng này, người thiết kế cần lưu ý một số điểm sau:
Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ưu tiên về hướng nhưng phải phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy để dễ dàng thuận tiện cho việc nhập, xuất hàng của nhà máy.
Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ, hệ thống kho tàng có thể bố trí gắn liền trực tiếp với bộ phận sản xuất. Vì vậy, người thiết kế có thể bố trí một phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất.
• Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng - Ưu điểm
Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thích hợp với các nhà máy có những phân xưởng, những công đoạn có các đặc điểm và điều kiện sản xuất khác nhau.
Đảm bảo các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng sử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất khí độc, bụi, cháy nổ...
Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy. Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng của nhà máy. Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng ở nước ta.
-Nhược điểm
Dây chuyền sản xuất phải kéo dài.
Hệ thống đường ống kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng. Hệ số xây dựng, hệ số sử dụng thấp.
2.1.2. Nguyên tắc hợp khối
Thiết kế tập trung những nhà sản xuất có dây chuyền sản xuất, tính chất và đặc điểm của sản xuất gần giống nhau, liên quan đến nhau vào trong mái nhà gọi là hợp khối.
• Ưu nhược điểm của nguyên tắc hợp khối - Ưu điểm
Số lượng công trình giảm, thuận lợi cho quy hoạch mặt bằng chung. Tiết kiệm đất xây dựng từ 10 ÷ 30%.
Rút ngắn mạng lưới giao thông vận chuyển 20 ÷ 25%. Giảm giá thành xây dựng 10 ÷ 18%.
Rút ngắn thời gian xây dựng 20 ÷ 25%. Năng suất lao động tăng 20 ÷ 25%. - Nhược điểm
Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng trong điều kiện xây dựng ở Việt Nam, nếu áp dụng không hợp lý sẽ gặp các nhược điểm sau:
Không phù hợp với các phân xưởng, các công đoạn sản xuất có các đặc điểm, tính chất sản xuất khác nhau.
Điều kiện thông thoáng, chiếu sáng tự nhiên kém. Gặp nhiếu khó khăn trong tổ chức thoát nước mái.
Trong các địa hình địa chất không thuận lợi sẽ rất tốn kém cho chi phí san nền và gia cố nền móng.
Bởi vậy, khi thiết kế cần xem xét kỹ các điều kiện của giải pháp hợp khối các công trình để lựa chọn biện pháp thích hợp.
2.2. Bố trí mặt bằng nhà máy
Trên khu đất đã được chọn xây dựng ta bố trí các công trình chính, công trình phụ và các công trình phục vụ, ngoài ra còn bố trí hệ thống đường ống, chiếu sáng… Tất cả các hạng mục công trình cần được bố trí một cách hợp lý, đảm bảo các điều kiện kỹ thuật và mỹ quan công trình.
2.3.Đặc điểm của dây chuyền sản xuất
Dây chuyền sản xuất của nhà máy có các đặc điểm nổi bật sau: Dây chuyền hoặc động liên tục.
Trong quá trình vận hành nhà máy, có thể thải ra các chất độc hại (cả trong nước thải lẫn khí thải) vì benzen và toluen đều là những chất có độc tính cao đối với con người và môi trường.
Toàn bộ dây chuyền đều lộ thiên.
2.4.Mặt bằng nhà máy
Các hạng mục công trình được trình bày ở bảng sau:
STT Tên công trình Số lượng Kích thước Diện tích (m2) Chiều dài (m) Chiều rộng (m) 1 Nhà bảo vệ 4 4 4 64 2 Nhà xe tải nặng 1 25 15 375 3 Nhà để xe 1 25 10 250 4 Khu hành chính 1 30 12 360 5 Hội trường 1 24 12 288 6 Trạm y tế 1 12 12 144 7 Căn tin 1 10 10 100 8 Xưởng cơ khí 1 12 12 144 9 Phòng điều khiển 1 12 9 108 10 Phòng hóa nghiệm 1 12 9 108 11 Trạm biến thế 1 12 12 144 12 Trạm cứu hỏa 1 10 10 100 13 Khu sản xuất 1 50 30 1500
14 Khu sản xuất hơi nước 1 12 9 108
15 Bể chứa sản phẩm chính 1 24 24 576
16 Bể chứa sản phẩm phụ 1 24 12 288
17 Bể chứa nguyên liệu 1 24 12 288 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
19 Khu xử lý khí thải 1 14 10 140
20 Kho vật tư 1 14 10 140
21 Bể nước 1 14 10 140
22 Trạm bơm 1 14 10 140
Tổng 5250
Bảng 9: Các hạng mục công trình phân xưởng dehydro hóa Diện tích khu đất trên thực tế là 18000 m2.
2.5. Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
Hệ số xây dựng:
Trong đó: A - diện tích của nhà và công trình, m2
B - diện tích kho bãi lộ thiên, m2
Hệ số sử dụng:
Với C là diện tích chiếm đất của đường bộ, hệ thống thoát nước, cây xanh…Thông thường C = 0.3F = 0.3 × 18000 = 5400 m2