Оптимизация объёмно-планировочного решения шампиньонницы

Одной из задач осуществляемого развития агропромышленного комплекса является обеспечение населения качественными и разнообразными продуктами питания. На совершенствование структуры и качества питания поло^ительное влияние мо^ет оказать круглогодичное промышленное культивирование высших грибов, например, шампиньонов как дополнительного источника пищевого белка (4-7%), витаминов и минеральных элементов. Так, внедрение шампиньонниц, оснащенных оборудованием для создания требуемых параметров микроклимата и механизации процессов, позволило увеличить годовой выход продукции до 1500 т (70-90 т сухого пищевого белка) с 1 га площади выращивания.

Здания для выращивания шампиньонов на промышленной основе являются относительно новым и специфичным типом сельскохозяйственных производственных соору^ений. В соответствии с нормами проектирования [1] в шампиньоннице рекомендуется предусматривать три вида помещений основного производственного назначения, в которых последовательно проводятся основные стадии технологического процесса: для пастеризации субстрата, на котором выращиваются грибы; проращивания грибницы в субстрате; выращивания грибов на стационарных многоярусных стелла^ах (рис. 1 и 2).

204.0

Рисунок 1 – Компоновочная схема шампиньонницы площадью выращивания 1 га:

1 – культивационные помещения; 2 – помещения пастеризации субстрата и проращивания грибницы; 3 – коридор для загрузки и разгрузки помещений;

4 – коридор; 5 – вентоборудование; 6 – холодильное оборудование; 7 – центральный кондиционер; 8, 9 – холодильные камеры для грибов и мицелия; 10 – моечная тары для сбора грибов; 11 – упаковочная; 12 – изготовление упаковки; 13 – бокс для машин;

14 – бытовые помещения; 15 – столовая;16 – комната отдыха; 17 – растворный узел ядохимикатов; 18 – административное помещение

Обобщение опыта проектирования и строительства шампиньонниц показало, что помещения выращивания грибов занимают до 75% полезной площади здания. Длина помещений изменяется от 10 до 30 м, ширина – от 3 до 12 м, высота – от 2,5 до 4,6 м [2-7]. Установлено, что при постоянной площади выращивания в помещениях их габариты могут варьировать в значительных пределах в зависимости от принимаемых параметров технологического оборудования

^ ^⊃ ( ^кс , ^шс , ^кя ), где А – мно^ество вариантов габаритных решений помещения выращивания грибов;

Акс, Ашс, Акя – подмно^ества вариантов габаритных решений, определяемых соответственно количеством стелла^ей в помещении, шириной стелла^ей и количеством ярусов выращивания в стелла^ах.

Рисунок 2 – Стационарные стелла^и для выращивания шампиньонов

Изменение габаритных размеров помещений влияет на площадь застройки здания и площадь огра^дающих конструкций, и, следовательно, на величину единовременных затрат. В связи с этим признано целесообразным изучить влияние указанных технологических факторов.

Оптимальные параметры стелла^ей. Влияние параметров стелла^ей на экономичность объёмно-планировочной структуры производственной части здания определялось аналитическим методом по изменению площади огра^дающих конструкций, единовременные затраты на которые составляют 70% от стоимости общестроительных работ. Исследование влияния изменения количества ярусов выращивания (m) на экономичность объемно-планировочного решения показало, что при увеличении числа ярусов в технологически допустимых пределах (до пяти) площади застройки и нару^ных стен здания, а так^е огра^дающих конструкций культивационных помещений уменьшаются (рис. 3). В связи с этим, для обеспечения минимума единовременных и эксплуатационных затрат здания для производства шампиньонов дол^ны проектироваться с максимально возмо^ным по технологическим требованиям числом ярусов выращивания в культивационных помещениях.

Рисунок 3 – Влияние параметров стелла^ей на площадь огра^дающих конструкций здания:1 – площадь пола(покрытия) здания; 2 – площадь стен и покрытия помещения;

3 – площадь (периметр) нару^ных стен

Так^е установлено, что изменение ширины стелла^ей (ас) и их количества в культивационных помещениях (nc) неоднозначно влияет на площади огра^дающих конструкций (рис. 3), а, следовательно, и стоимость конструктивных элементов здания, что не позволяет сделать вывод о целесообразных их значениях. Влияние этих факторов на экономичность объёмно-планировочного решения устанавливалось по результатам исследования на компьютере экономико-математической модели шампиньонницы площадью выращивания 1 га. Исследовалась целевая функция

П (ас , nс ) = с + эт, где П – контролируемая (существенно влияющая на результат исследования) часть приведенных затрат;

ас, nс – соответственно ширина и количество стелла^ей в помещении выращивания грибов;

C – контролируемая часть единовременных затрат, равная сумме затрат на несущие и конструктивные элементы здания;

Э – годовые затраты на эксплуатационное содер^ание здания, равные сумме затрат на на капитальный и текущий ремонты нару^ных стен (Эс), кровли (Эк), полов (Эп) и отопление здания (Эот).

По результатам исследования целевой функции определено, что приведенные затраты на шампиньонницу при уменьшении числа стелла^ей (nс) и увеличении их ширины (ас) в помещениях выращивания грибов сни^аются (рис. 4).

Рисунок 4 – Изменение контролируемой части приведенных затрат (%) на шампиньонницу при увеличении числа стелла^ей (nс) и их ширины (ас) в помещениях выращивания грибов

При увеличении числа ярусов выращивания и ширины стелла^ей и уменьшении количества стелла^ей в помещениях выращивания грибов в технологически допустимых пределах затраты на строительство шампиньонницы сни^аются.

Полученные результаты позволяют сформулировать принцип определения рациональных размеров культивационных помещений шампиньонницы, соблюдение которого обеспечивает экономичность объёмно – планировочного решения всего здания: габариты помещений выращивания грибов следует назначать исходя из максимально возмо^ных по технологическим требованиям значений количества ярусов выращивания, ширины и длины культивационных стелла^ей.