II.1. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cơ bản khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy.
Để đánh giá lựa chọn phương án thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ta dựa vào một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, trong đó có 2 chỉ tiêu quan trọng nhất là hệ số xây dựng và hệ số sử dụng tính toán trên cơ sở sau:
Diện tích toàn nhà máy F.
Diện tích chiếm đất của nhà và công trình A. Diện tích kho, bãi lộ thiên (nền bê tông) B.
Diện tích chiếm đất của đường sắt, bộ, mặt bằng ống kỹ thuật, hè hãnh thoát nước.
Hệ số xây dựng: Kxd = 100(A+B)/F Hệ số sử dụng: Ksd = 10(A+B+C)/F
Với nhà máy thực phẩm: Kxd = 20-30% Ksd = 50-70%
II.2. Nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy.
Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là một giai đoạn quan trọng, nhiệm vụ của nó là nghiên cứu, là phân tích tổng hợp mọi dữ liệu của dự án sang các giải pháp bố trí thực tế trên địa hình khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sở cho việc tổ chức và xây dựng nhà máy.
II.2.1. Các nhiệm vụ khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy.
a. Đánh giá các điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí sắp xếp các hạng mục công trình, các công trình kỹ thuật,các biện pháp giải quyết các vấn đề về khí hậu của nhà máy và các phân xưởng sản xuất…sao cho phù hợp tối đa với yêu cầu dây chuyền công nghệ của nhà máy cũng như của các nhà máy lân cận trong vùng công nghiệp.
b. Xác định cơ cấu mặt bằng , hình khối kiến trúc của mục công trình, định hướng nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục vụ công cộng, trồng cây xanh, hoàn thiện khu đất xây dựng, định hướng phân chia thời kỳ xây dựng, nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy.
c. Giải quyết các vấn đề có liên quan đô thị với môi trường qua các giải pháp để đảm bảo các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm mặt nước và khí quyển cũng như các vấn đê liên quan an toàn sản xuất.
II.2.2 Các yêu cầu khi thiết kế mặt bằng nhà máy.
Để có phương án tối ưu khi thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy công nghiệp thỏa mãn các yêu cầu cụ thể sau:
a. 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, lôn xộn, hạn chế sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông và các mạng lưới kỹ thuật khác trong và ngoài nhà máy
b. 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 nhất cho quản lý, vận hành các khu vực chức năng.
c. 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 tấng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chưac môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai.
d. 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. Đồng thời phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như các cụm nhà máy lân cận.
e. 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 theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách 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 vào nhà.
f. Khai thác triệt để các địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý đất nền…
g. Phải đảm bảo tốt các 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…
h. Phân chia thời kì xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà máy vào hoạt động, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng.
i. Bảo đảm yêu cầu mỹ quan của từng công trình, tổng thể nhà máy. Hòa nhập đóng góp cảnh quan xung quanh thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị.
II.3. Những biện pháp có tính nguyên tắc khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy
II.3.1. Phân chia khu đất về phương diện chức năng.
Nguyên tắc phân vùng.
Tùy theo đặc thù sản xuất của các nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Thực tế thì có phân chia khu đất thành các
vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp này phân chia khu đất nà máy thành 4 vùng chính.
Vùng trước nhà máy:
Đây là khu vực bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara ôtô, nhà để xe…Đối với nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trước nhà máy dành diện tích cho bãi đõ ôtô, xe đạp, xe máy, bảo vệ, cây xanh.Diện tích vùng này tùy thuộc vào đặc điểm sản xuất, quy mô của nhà máy, có diện tích từ 4-20% diện tích nhà máy.
Vùng sản xuất.
Là nơi bố trí các nhà và công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ…tùy theo đặc tính sản xuất và quy mô của nhà máy chiếm từ 22-52% diện tích nhà máy. Đây là khu vực quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý:
- Khu đất được ưu tiên về địa hình, địa chất cũng như về hướng.
- Các nhà sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ có nhiều công nhân nên bố trí gần trục giao thông chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng. - Các phân xưởng trong quá trình sản xuất gây ra những tác động xấu như
tiếng ồn lớn, bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố nên đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ an toàn vệ sinh công nghiệp.
Vùng các công trình phụ.
Đặt các nha 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 công nghệ mà diện tích từ 14-28%.
Một số đặc điểm cần lưu ý khi bố trí:
- Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa nơi cung cấp và nơi tiêu thụ năng lượng.
- 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, hoặc chất khí bất lợi đều phải đặt cuối hướng gió chủ đạo.
Tại đây bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi các cầu bốc dỡ hàng hóa, san ga nhà máy…tùy theo đặc điểm sản xuất và quy mô nhà máy chiếm từ 23- 37%.Khi thiết kế cần lưu ý một số đặc điểm sau:
- Cho 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.
- 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.
Ưu nhược điểm của nguyên tắc phân vùng:
Ưu điểm:
- Dễ quản lý theo ngành, theo các phân xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất.
- 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 được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp,dễ dàng xử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như bụi, khí độc…
- Dễ 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 của 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 dựngvà hệ số sử dụng thấp.
II.4. Tổ chức giao thông và mạng lưới kỹ thuật.
Phân luồng giao thông bên trong nhà máy.
Là biện pháp có tính nguyên tắc cần được tôn trọng khi thiết kế mặt bằng chung nhằm đạt được sự hợp lý tối đa trong sản xuất, quản lý sử dụng và an toàn lao động.
Do đặc điểm của giao thông trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp thường được phân chia thành 2 luồng chính:
+ Luồng hàng: Được định hình do sự vận chuyển của nguyên liệu bán thành phẩm, thành phẩm. Chúng được chia thành 2 luồng: luồng ra và luồng vào.
+ Luồng người: Được hình thành do sự chuyển động của cán bộ công nhân viên trên khu đất nhà máy.
Luồng người, luồng hàng nên tổ chức rõ ràng, ngắn gọn, không trùng lặp, chồng chéo ảnh hưởng đến nhau.
Các loại đường sử dụng trong nhà máy.
Hiệu quả kinh tế của hoạt động kinh doanh sản xuất của nhà máy phụ thuộc vào hệ thống giao thông – cơ sở hạ tầng kỹ thuật. Việc tiết kiệm chi phí vận chuyển đồng nghĩa với hiệu quả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm nâng cao hiệu quả kinh tế. Vậy chọn phuơng án tổ chức giao thông là 1 trong những nhiệm vụ quan trọng khi thiết kế quy hoạch mặt bằng chung của nhà máy.
Căn cứ vào điều kiện giao thông bên ngoài nhà máy và đặc điểm công nghệ sản xuất và khối lượng vận chuyển của nhà máy mà quyết định phương án tổ chức giao thông.
Giao thông vận chuyển ôtô là một phương tiện được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lớn,nhỏ. Với chức năng vận chuyển chính hoặc trung chuyển giữa các nhà sản xuất, kho tàng phía trong và ngoài nhà máy.
Việc lựa chọn giải pháp quy hoạch hệ thống đường giao thông trong nhà máy căn cứ vào dây chuyền sản xuất, khối lượng vận chuyển, đặc điểm khu đất, mạng lưới giao thông phía ngoài để lựa chọn giải pháp quy hoạch cho hợp lý.