Corso di Impianti Industriali A.A. 2004/2005

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1 Corso di Impianti Industriali A.A. 2004/2005 I Fabbricati Industriali FABBRICATO INDUSTRIALE Contributi alla scelta della soluzione costruttiva Valutazioni sulla localizzazione dell impianto Determinazione della potenzialità dell impianto Individuazione del processo produttivo (flow shop o job shop) Studio del plant lay-out Decisioni sul posizionamento delle macchine Determinazione dei carichi statici e dinamici delle singole macchine all interno dell impianto Determinazione del numero di lavoratori e relative mansioni Dimensionamento degli impianti di servizio Determinazione delle tipologie di trasporti interni Definizione delle aree di immagazzinamento Individuazione della migliore soluzione costruttiva 1

2 FABBRICATI INDUSTRIALI Strutture in acciaio Vantaggi: Basso costo della materia prima Ottima resistenza a momento flettente Buona flessibilità costruttiva Svantaggi: Bassa resistenza a sforzo normale Bassa resistenza REI Alta conducibilità termica Possibili erosioni TIPOLOGIE COSTRUTTIVE DEI FABBRICATI INDUSTRIALI Riepilogo dei giudizi Acciaio Calcestruzzo Armato Calcestruzzo Armato Precompresso Alto Medio Basso Alto Medio Basso Alto Medio Basso Costo di costruzione di mantenimento Momento flettente Resistenza statica Taglio Sforzo normale Vibrazioni Resistenza REI Flessib. Costrutt. Isolamento termico 2

3 FINESTRATURE E COPERTURE - Illuminazione La illuminazione naturale, è valutata con la formula: i = A / P i = fattore di illuminamento A= superficie vetrata P= superficie coperta dello stabilimento Tipologie di industrie Acciaierie Catene di montaggio Finitura e controllo Meccaniche Fonderie Valori minimi di i ;50 10;15 Filature: locali di lavoro 10;15 FINESTRATURE E COPERTURE - Acclimazione La acclimazione dipende da: Coibenza termica: E l inverso della trasmittanza termica che rappresenta, nel caso di strutture costituite da più materiali componenti eterogenei, la somma delle conducibilità dei materiali e delle eventuali intercapedini costituenti la struttura e delle conducibilità liminari interna ed esterna. Permeabilità specifica all aria: Indica la quantità di aria che passa nell unità di tempo attraverso l unità di superficie di una struttura. Capacità termica: Somma dei prodotti del calore specifico di ciascuno dei materiali costituenti una struttura per il peso di 1 m 2 di ciascuno di tali elementi costitutivi. Al variare di queste tre caratteristiche variano i disperdimenti di calore che si verificano tra ambiente interno ed ambiente esterno e quindi i consumi di energia termica 3

4 TIPOLOGIE DI COPERTURE Esistono diverse tipologie di coperture a seconda delle diverse esigenze di lu e di ventilazione interna (per l acclimazione) di cui si ha necessità. tra i più usati abbiamo: Fig.1 Cavaliera (fig. 1) Shed (fig.2) A falde A tetto piano A tetto piano con lucernai Ect. Fig.2 FABBRICATO INDUSTRIALE Le fondazioni Le fondazioni per i fabbricati industriali possono essere effettuate una volta che si siano stabiliti i carichi; in conseguenza di ciò si potrà decidere se fare fondazioni in plinti o fondazioni con pali. In figura si riportano alcuni schemi di plinti ed alcuni tipi di pali. La scelta del tipo di plinto o di palo è collegata a considerazioni di resistenza statica e dinamica alle sollecitazioni (momento flettente, sforzo normale, taglio, vibrazioni, etc.). 4

5 FABBRICATO INDUSTRIALE Caratteristiche dei pavimenti Resistenza agli urti ed alle vibrazioni Basso costo Non sdrucciolevole Coibentazione termica Buon assorbimento dei rumori Elasticità Antipolvere Facilità di manutenzione Facilità di installazione dei macchinari FABBRICATO INDUSTRIALE Tipologie di pavimenti Calcestruzzo in lastroni:dimensioni ma 66 Vantaggi: Basso costo di installazione Svantaggi: Genera polvere Poco resistente all abrasione Fessurazioni e crepature di facile formazione Assorbe oli e grassi Blocchetti di legno: Vantaggi: Fessure riempite con catrame a caldo Facili ripristini Evita rottura di oggetti delicati Svantaggi: Alto costo di installazione Assorbe la luce in misura sensibile 5

6 FABBRICATO INDUSTRIALE Tipologie di pavimenti Pavimenti KORODUR: Vantaggi: Antisdrucciolevole Antipolvere Antiurto Svantaggi: Medio costo di installazione Piastrelle di acciaio: Vantaggi: Usura minima Resiste ad alte temperature Resiste agli urti Bassa manutenzione Svantaggi: Alto costo di installazione Dà sensazione di instabilità ai mezzi di trasporto FABBRICATO INDUSTRIALE Tipologie di pavimenti Gres: Vantaggi: Soddisfa requisiti di carattere igienico Facile manutenzione Svantaggi: Fragile Poroso Medio costo di installazione 6

7 FABBRICATO INDUSTRIALE Le scale Larghezza delle scale (criterio antincendio): N L = T L= larghezza utile scale N= numero di persone al piano T= secondi necessari al deflusso Altezza dello scalino 2 A + P = 60 64cm A= Alzata del gradino P= Pedata Altri fattori da tener presenti sono: Compartimentazione locale scale Eventuali futuri ampliamenti Illuminazione, etc. In genere si predilige per una serie di motivi, anche di antincendio, posizionare le scale nell avancorpo, insieme ai montacarichi, ai servizi igienici, etc. FABBRICATO INDUSTRIALE Le fognature Le acque che devono essere evacuate da un impianto industriale sono in genere: Acque piovane o bianche Acque nere o cloacabili Acque tecnologiche od industriali Nella pratica si preferisce unire le correnti cloacabili con quelle industriali, inviarle ai depuratori o agli impianti biologici, e quindi poi riunificarle alle acque bianche che vanno in fogna 7

8 FABBRICATO INDUSTRIALE L impiego del colore Colore Rosso Arancione Giallo Verde Azzurro Viola Effetto psichico Caldo Pesantezza Caldo Caldo Fresco Leggerezza Lontananza Leggerezza Lontananza Solennità Effetto fisiologico Eccitante Stimolante Tranquillità Serenità Stimolante Eccitante meno del rosso Stimolante Vivacità Sollievo Calma Raccoglimento Bianco Freddo Aumento di volume Pulizia Abbagliante Nero Caldo Diminuzione di volume Deprimente FABBRICATO INDUSTRIALE Gli uffici e i laboratori Gli uffici potranno essere: Uffici di direzione: Corpo separato dalla produzione oppure in un fabbricato adiacente ai reparti produttivi Uffici d officina All interno dei reparti produttivi Uffici generali: Corpo separato dalla produzione oppure in un fabbricato adiacente ai reparti produttivi I laboratori potranno essere: Distribuiti nei vari reparti produttivi Centralizzati in un unico locale (soluzione preferibile) Per il posizionamento dei laboratori valgono considerazioni similari a quelle fatte nel caso degli uffici; La tendenza attuale è quella di posizionare i laboratori in prossimità sia degli uffici che dei reparti produttivi; E preferibile allontanare i laboratori da sorgenti particolarmente rumorose. 8

9 SERVIZI IGIENICO SANITARI - Tipologie I servizi igienico-sanitari includono: Docce Lavabi Gabinetti Spogliatoi Fontanelle L obbligatorietà dei servizi igienico-sanitari è sancita dal D.Lgs. 303/56, inoltre è da notare che è obbligatoria la distinzione tra servizi-igienici maschili e femminili. SERVIZI IGIENICO SANITARI - Dimensionamento Fontanelle: Ogni m a gruppi di Gabinetti e lavabi: Ogni m Gabinetti per uomini: vasi alla turca od orinatoi Gabinetti per donne: bidè, W.C. o vasi alla turca La dimensione minima dei gabinetti è di 1,20m0,90m e sono dotati di porte chiudibili dall interno, l area occupata dal gabinetto varia tra i 2,50m 2 e i 3,50m 2 e le pareti divisorie hanno un altezza minima di 2 m. Spogliatoi con armadietti: 0,70-0,75 m 2 /dipendente Lavabi: 0,05-0,10 m 2 /dipendente Docce: 0,05-0,15 m 2 /dipendente In totale per ogni dipendente dovrà essere preventivato un ingombro per locali adibiti a servizi igienici pari a 0,80-1,00 m 2 /dipendente 9

10 FABBRICATO INDUSTRIALE Le vie interne Principi di dimensionamento: Minimizzazione dello spazio occupato da strade Velocità interna: in genere Km/h Nella pratica in genere si realizzano le strade con una larghezza di carreggiata pari alla larghezza di due autocarri. Con tali ipotesi generalmente si ha che la larghezza delle strade è: Velocità=15-20 Km/h 5,50 m Velocità>15-20 km/h 6-7 m FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianti elettrici Gli impianti elettrici industriali risultano di fondamentale importanza ai fini della buona progettazione e costruzione di un impianto industriale, basti pensare all importanza del carico di potenza necessario e quindi alle fonti energetiche di cui si necessita. Gli impianti elettrici industriali generalmente sono costituiti da: Cabina di trasformazione Quadri elettrici generali Sezionatori Impianto di generazione autonomo Impianti elettrici di sicurezza: Impianti di messa a terra Interruttori differenziali Impianti di captazione delle scariche atmosferiche Impianti contro l accumulo di cariche elettrostatiche 10

11 FABBRICATO INDUSTRIALE - Cabina di trasformazione Tale locale è obbligatoriamente isolato, compartimentato e chiaramente riconoscibile rispetto agli altri locali. E segregato e vi può avere accesso soltanto personale autorizzato, dotato degli appositi dispositivi di protezione. All interno di tali locali vi sono i trasformatori che passano la corrente da MT a BT, e poi vi sono i quadri generali. FABBRICATO INDUSTRIALE - Quadri elettrici generali Permettono di controllare tutte le parti dell impianto elettrico del sito con tutti i suoi sezionatori ed utenze. Tale quadro deve essere ermeticamente chiuso e vi può avere accesso il solo personale autorizzato, ciò soprattutto per difendere l impianto da dolose o meno interruzioni delle macchine. 11

12 FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianti di generazione autonoma Tale impianto risulta fondamentale per due motivi: Sicurezza antincendio: in conseguenza di un incendio si ha tra i primi effetti la disattivazione dell alimentazione elettrica, per cui, per far funzionare gli impianti di spegnimento ed evacuazione, risulta fondamentale avere un impianto autonomo di generazione elettrica. Sicurezza degli impianti: in conseguenza di una mancanza temporanea di alimentazione elettrica, risulta fondamentale avere un impianto di generazione autonoma, per preservare il buon funzionamento di macchine ed elaboratori. IMPIANTO ANTINCENDIO - Definizioni Carico d incendio Potenziale termico della totalità dei materiali combustibili contenuti in uno spazio, ivi compresi i rivestimenti dei muri, delle pareti provvisorie, dei pavimenti e dei soffitti. Convenzionalmente è espresso in chilogrammi di legno equivalente. Resistenza al fuoco Attitudine di un elemento da costruzione (componente o struttura) a conservare - secondo un programma termico prestabilito e per un tempo determinato - in tutto o in parte: la stabilità " R ", la tenuta " E ", isolamento termico " I ", così definiti: Stabilità: attitudine di un elemento da costruzione a conservare la resistenza meccanica sotto l'azione del fuoco; Tenuta: attitudine di un elemento da costruzione a non lasciar passare né produrrese sottoposto all'azione del fuoco su un lato - fiamme, vapori o gas caldi sul lato non esposto; Isolamento termico: attitudine di un elemento da costruzione a ridurre, entro un dato limite, la trasmissione del calore. 12

13 FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianto antincendio Gli impianti antincendio e quindi le strutture vanno dimensionati in funzione del calcolo di carico di incendio: Alto valore del carico di incendio: Compartimentazione dei locali, porte tagliafuoco e alta classe REI dei fabbricati Impianto di spegnimento sprinkler o con manichette Formazione antincendio del personale di 16h Medio valore del carico di incendio: Compartimentazione dei locali che potrebbero essere sorgente di incendio, porte tagliafuoco di media resistenza e media classe REI o addirittura valutare RE Impianto di spegnimento sprinkler o con estintori portatili Formazione antincendio del personale di 8h Basso Valore del carico di incendio: media o bassa classe REI oppure RE o addirittura R Impianto di spegnimento con estintori portatili Formazione antincendio del personale di 4h IMPIANTO ANTINCENDIO Distanza delle vie di uscita Le vie di uscita devono sempre portare a luoghi sicuri; Dove è prevista più di una via di uscita, la lunghezza del percorso per raggiungere la più vicina uscita di piano non dovrebbe essere superiore ai valori sottoriportati: metri (tempo ma. di evacuazione 1 minuto) per aree a rischio di incendio elevato; metri (tempo ma. di evacuazione 3 minuti) per aree a rischio di incendio medio; metri (tempo ma di evacuazione 5 minuti) per aree a rischio di incendio basso; 13

14 IMPIANTO ANTINCENDIO - Larghezza delle vie di uscita Per i luoghi a rischio di incendio medio o basso, la larghezza complessiva delle uscite di piano deve essere non inferiore a: L = A 60 0,60 in cui: -" A " rappresenta il numero delle persone presenti al piano (affollamento); -il valore 0,60 costituisce la larghezza ( espressa in metri) sufficiente al transito di una persona (modulo unitario di passaggio); -60 indica il numero massimo delle persone che possono defluire attraverso un modulo unitario di passaggio, tenendo conto del tempo di evacuazione. FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianti antincendio Esempi di rilevatori di fumo e fiamme Rilevatore a camera di ionizzazione Rilevatore di fumo ottico Rilevatore ad infrarossi di fumo 14

15 FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianti antincendio Esempi di mezzi estinguenti Sprinkler Anidride Carbonica FABBRICATO INDUSTRIALE - Impianti antincendio Esempi di mezzi di compartimentazione Porte tagliafuoco 15