Fabbricati per stabilimenti

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1 Impostazioni progettuali dello stabilimento Fabbricati per stabilimenti industriali Classificazione dei fabbricati e sistemi costruttivi Elementi principali dei fabbricati industriali Strutture varie Piano Regolatore Generale Politecnico di Torino 1

2 Obiettivi Individuazione dei criteri per la scelta di un fabbricato industriale Conoscenza degli elementi base costituenti un fabbricato industriale Individuazione dei vincoli fissati dal plant layout nei confronti dei fabbricati industriali Individuazione degli elementi ausiliari di un fabbricato industriale 3 Classificazione dei fabbricati e sistemi costruttivi 2005 Politecnico di Torino 2

3 Criteri di scelta del fabbricato Criteri di scelta del tipo di fabbricato più conveniente per un nuovo impianto industriale: plant Layout costi di costruzione del fabbricato costi di acquisto del terreno occorrente costi di gestione (riscaldamento, illuminazione, ventilazione, ecc.) esigenze dei macchinari e delle lavorazioni 5 Criteri di scelta del fabbricato Fabbricato industriale a più piani: flusso produttivo verticale. Usato in passato nei settori automobilistico, tessile, Fabbricato industriale a un piano: flusso produttivo orizzontale. Prevalente negli stabilimenti moderni Politecnico di Torino 3

4 Caratteristiche fabbricato Caratteristiche principali di un fabbricato in funzione del PLANT LAYOUT: maglia altezza netta sotto filo catena posizione vie di corsa di un carro-ponte posizione banchine di carico/scarico posizione portoni e vie di accesso carichi ai nodi carichi a pavimento ampliamenti futuri fattori ambientali 7 Caratteristiche fabbricato MAGLIA: posizione dei pilastri che costituiscono l ossatura portante; la dimensione della maglia corrisponde all interasse tra i pilastri lungo l asse longitudinale e lungo l asse trasversale ALTEZZA NETTA SOTTO FILO CATENA (h.s.f.c.): altezza libera compresa tra il piano pavimento e il filo inferiore della struttura portante della copertura) Occorre preventivamente tenere conto del posizionamento delle macchine e delle loro dimensioni (plant layout) Politecnico di Torino 4

5 Classificazione dei fabbricati e sistemi Maglia del fabbricato costruttivi Schema di maglia 9 Altezza netta sotto filo catena Schema di h.s.f.c Politecnico di Torino 5

6 Suddivisione verticale Suddivisione verticale presente in uno stabilimento industriale: Livello -1: posto al di sotto del piano campagna; ospita alcuni servomezzi, fondazioni e alcuni locali macchina Livello 0: posto a livello del piano campagna; è il piano di disposizione dei macchinari, di transito dei mezzi di trasporto interno e del personale Livello 1: copre una fascia intermedia al di sopra del piano dei macchinari; ospita i sistemi di trasporto aereo Livello 2: posto tra il livello 1 e il h.s.f.c.; ospita le linee di distribuzione dei servomezzi 11 Elementi principali dei fabbricati industriali 2005 Politecnico di Torino 6

7 Elementi principali Un fabbricato industriale si compone di: fondazioni strutture portanti coperture e pareti pavimentazione strutture varie 13 Schema d insieme Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina Politecnico di Torino 7

8 Schema d insieme Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina 15 Fondazioni Fondazioni dei macchinari: devono resistere a sollecitazioni dinamiche occorre evitare risonanza e trasmissione vibrazioni al terreno e alle strutture devono avere grande massa e si impiegano supporti elastici e antivibranti per macchine e fondazioni Politecnico di Torino 8

9 Fondazioni Fondazioni del fabbricato: possono essere: continue, a plinti, su pali, a platea la scelta dipende dai carichi da sopportare e dalle caratteristiche del terreno (sondaggi meccanici e geofisici) terreni compatti (rocce) terreni sciolti (sabbie, argille) terreni inconsistenti: opere speciali di fondazione 17 Strutture portanti Bisogna tenere conto delle seguenti sollecitazioni carico permanente o fisso (peso proprio delle strutture) sovraccarichi sismici sovraccarico del vento e della neve sovraccarico dovuto a carichi sospesi (mezzi di trasporto, tubazioni, canalizzazioni) Politecnico di Torino 9

10 Tipi di strutture portanti La struttura portante può essere: in cemento armato normale in cemento armato precompresso in acciaio in laterizio armato (attualmente sostituita sistemi di prefabbricazione più economici) 19 Strutture portanti in c.a. Principali caratteristiche delle strutture in cemento armato in generale: particolarmente adatte per luci variabili dagli 8 ai 20 metri (fabbricati ad un piano) particolarmente adatte per luci variabili dai 6 ai 10 metri (fabbricati a più piani) elevata resistenza al fuoco non viene attaccata da agenti corrosivi buona capacità termica ridotta trasmissione di rumori e vibrazioni Politecnico di Torino 10

11 Strutture portanti in c.a. Strutture precompresse Vengono fabbricati fuori opera e montate direttamente con cantieri altamente specializzati Richiedono il minimo numero di pilastri (ogni pilastro occupa da 0,8 a 1,5 m² utile) Rapidità di messa in opera (riduzione manodopera) Rispondono alla esigenza di realizzare fabbricati a maglie sempre più ampie 21 Strutture portanti in c.a. Caratteristiche a favore delle strutture in cemento armato precompresso: rispondono alla esigenza di realizzare fabbricati a maglie sempre più ampie rapidità di esecuzione minore incidenza della manodopera necessaria per la costruzione Politecnico di Torino 11

12 Maglie strutture portanti Le maglie di più frequente adozione per i fabbricati in cemento hanno i seguenti interassi (valori in metri): 20 x x x 14 con valori massimi fino a: 7,5 x x Strutture portanti in acciaio Caratteristiche a favore delle strutture in acciaio rispetto a quelle in cemento armato in generale: maggior rapidità di costruzione minor impiego di manodopera elevate doti di leggerezza e resistenza degli elementi in acciaio possibilità di realizzare grandi luci capacità di sopportare forti sovraccarichi Politecnico di Torino 12

13 Strutture portanti in acciaio Svantaggi: bassa resistenza al fuoco attacco agenti corrosivi (necessità di manutenzione) bassa capacità termica 25 Maglie strutture in acciaio Le maglie di più frequente adozione per i fabbricati in acciaio hanno i seguenti interassi (valori in metri): 12 x x x x x Politecnico di Torino 13

14 Maglie strutture in acciaio Di recente sono state realizzate strutture con maglie più ampie: 12 x x x 28 È possibile inoltre realizzare strutture con maglie particolari qualora sussistano specifiche necessità impiantistiche 27 Strutture portanti in laterizio Caratteristiche delle strutture in laterizio armato: largamente impiegati nel passato per la realizzazione di capannoni a volta costi di esecuzione relativamente contenuti possibilità di realizzare luci fino a 20 metri Limiti delle strutture in laterizio armato: volume al di sopra dei tiranti scarsamente utilizzato elevati costi di riscaldamento impossibilità di sospensione dei mezzi di trasporto e dell impiantistica relativa ai servomezzi Politecnico di Torino 14

15 Coperture Principali prestazioni e caratteristiche richieste alle coperture: impermeabilizzazione e protezione dalle intemperie isolamento termico ed acustico resistenza meccanica e pedonabilità durata leggerezza illuminazione ventilazione evacuazione dei fumi 29 Schemi coperture a b Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina a) con tetto a falde e serramenti a nastro sulle pareti perimetrali b) con tetto a falde e fasce finestrate sul tetto Politecnico di Torino 15

16 Schemi coperture c d Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina c) con tetto piano e lucernari a sezione triangolare trasversali oppure semi-circolari d) con tetto a shed o a denti di sega 31 Illuminazione naturale Illuminazione naturale irraggiamento diretto attraverso vetrate, finestre, etc. riflessione della luce su parete Svantaggi necessità di integrazione con illuminazione artificiale, con rapporti variabili durante la giornata possibilità di contrasti o di elevata luminanze (fenomeni di abbagliamento) variazione dell illuminazione in funzione di aggiunta di nuovi servizi posti in alto difficoltà di accordare il colore di sorgenti luminose ad alta efficienza con la luce diurna Politecnico di Torino 16

17 Illuminazione naturale Per edifici grandi non bastano le superfici vetrate sulle pareti ma occorrono anche sulla copertura Tali superfici perdono la loro efficacia per lo sporco e per la posa in opera di nuovi servizi Le superfici vetrate risultano controproducenti dal punto di vista dell acclimazione ambientale Negli USA la maggior parte degli stabilimenti è priva di finestre In Europa la normativa impone una adeguata illuminazione naturale 33 Pareti esterne Principali prestazioni e caratteristiche richieste per le pareti esterne: fungono da elemento di chiusura proteggono dagli agenti atmosferici garantiscono la coibentazione consentono l inserimento di aperture di illuminazione e ventilazione garantiscono una buona resistenza meccanica possiedono buone caratteristiche termo-acustiche raggiungono altezze superiori di quelle richieste alle pareti interne Politecnico di Torino 17

18 Pareti esterne Principali tipologie costruttive per le pareti esterne: pareti in muratura di laterizi o in blocchi di c.l.s. lastre prefabbricate in cemento armato pareti semplici in lamiera pareti strutturali in vetro (courtain wall) 35 Schemi d insieme Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina Politecnico di Torino 18

19 Principali prestazioni e caratteristiche richieste alle pavimentazioni: resistenza superiore a quella degli uffici e delle abitazioni civili in genere in termini di urti e vibrazioni bassi costi dei materiali bassi costi di posa in opera capacità di assorbimento dei rumori isolamento contro il caldo e il freddo buona elasticità per evitare il danneggiamento di oggetti a seguito di caduta antipolvere e facile da mantenere rendere agevole l installazione di macchinari 37 Pavimentazioni Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina Politecnico di Torino 19

20 Pavimentazioni Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina 39 Strutture varie 2005 Politecnico di Torino 20

21 Strutture varie Le principali sono: fabbricati ausiliari cancelli, portoni e porte serramenti scarichi delle acque piovane fognature 41 Fabbricati ausiliari I principali fabbricati ausiliari di uno stabilimento industriale sono: locale mensa spogliatoi isola tecnica (compressori, cabina elettrica, servomezzi in genere) Politecnico di Torino 21

22 Cancelli e portoni Tratto da A. Monte Elementi di Impianti Industriali Ed. Cortina 43 Uscite di emergenza Passaggi che consentono alle persone presenti in un locale di raggiungere un luogo sicuro. Devono essere adeguatamente distribuite e dimensionate in rapporto ai rischi presenti, alle dimensioni dei luoghi di lavoro ed al numero di persone Politecnico di Torino 22

23 Posizioni uscite Dove è prevista più di una via di uscita, la lunghezza del percorso per raggiungere la più vicina uscita non dovrebbe essere superiore ai seguenti valori: metri (tempo max. di evacuazione 1 min) per aree a rischio di incendio elevato metri (tempo max. di evacuazione 3 min) per aree a rischio di incendio medio metri (tempo max. di evacuazione 5 minuti) per aree a rischio di incendio basso 45 Caratteristiche uscite Principali caratteristiche: altezza minima netta 2 metri larghezza modulare in relazione alla quantità di persone presenti apertura a spinta resistenza al fuoco Politecnico di Torino 23

24 Scarichi e fognature Le acque che devono essere evacuate dagli stabilimenti sono: acque bianche o piovane (tubi in cls o pvc) acque nere o cloacali (tubi in gres o materie plastiche) acque tecnologiche (tubi in pvc ad alta densità) 47 Scarichi e fognature Pendenza dei condotti > 0,5 1% Pozzetti di ispezione in corrispondenza di: ogni cambiamento di direzione convergenza di tubazioni cambiamento considerevole di pendenza condotti rettilinei con lunghezze superiori ai m Politecnico di Torino 24

25 Piano Regolatore Generale Piano Regolatore Generale Il fabbricato si posiziona in un sito industriale composto dai seguenti elementi: corpo fabbrica principale o edificio principale edifici o costruzioni secondari : zona uffici, mensa, isola tecnica, locali sorveglianza parcheggi interni ed esterni strade di circolazione interne aree verdi piazzali asfaltati vie di accesso dall esterno recinzioni Politecnico di Torino 25

26 Piano Regolatore Generale Lo schema d insieme di un sito industriale viene denominato Piano Regolatore Generale (P.R.G.) 51 Schema P.R.G. Isola tecnica Parcheggi Trattamento acque Aree verdi Ampliamento fabbricato principale Fabbricato uffici Nord Fabbricato principale Ingresso principale Via di circolazione interna Politecnico di Torino 26

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