Основы архитектурно-строительного проектирования грибоводческих сооружений

Актуальность проблемы. Принятый национальный проект развития агропромышленного комплекса предусматривает решение первоочередных задач по повышению эффективности сельского хозяйства и улучшению обеспечения населения качественными и разнообразными продуктами. На совершенствование структуры и качества питания положительное влияние может оказать круглогодичное культивирование высших грибов: шампиньонов, вешенки и др. — как дополнительного источника пищевого белка (47%), витаминов и минеральных элементов. Высокие пищевые и вкусовые качества грибов обусловили увеличение их мирового производства, которое за последние 20 лет возросло вдвое и в настоящее время превышает 3 млн. т. в год. Наиболее крупным производителем является Китай—около 1 млн. т, 400 тыс. т выращивается в США. В развитых европейских странах промышленное грибоводство стало одной из основных отраслей сельскохозяйственного производства. Преимущественно выращиваются шампиньоны (1 млн. т) и вешенка (35 тыс. т). Так в Нидерландах ежегодный объём производства шампиньонов составляет 255, Франции—175, Польше—120, Испании и Италии—по 110 тыс. т. Из стран с развитым грибоводством наиболее высокий показатель производства на душу населения в Нидерландах—16 кг в год. Росту производства грибов способствовали разработка технологий, предусматривающих использование сельскохозяйственных отходов, строительство специальных культивационных сооружений и предприятий по приготовле нию субстрата для выращивания грибов. Например, внедрение шампиньонниц, оснащенных оборудованием для создания требуемых параметров микроклимата, позволило увеличить годовой выход продукции до 1500 т (70−90 т сухого пищевого белка) с 1 га площади выращивания.

В России в шампиньонницах и приспособленных помещениях и сооружениях общей площадью 10 га выращивается примерно 9 тыс. т грибов (7,3 тыс. т шампиньонов и 1,8 тыс. т вешенки), т. е. в среднем 60 г на человека в год. Дефицит продукции частично восполняется импортными поставками в объеме 25−26 тыс. т, на которые ежегодно затрачиваются десятки миллионов долларов. В 1998 г. утверждена отраслевая целевая программа по развитию грибоводства, в которой предусматривалось увеличение производства к 2006 г. до 15 тыс. т. Ряд ведущих ученых (акад. РАСХН С. С. Литвинов, д.с.-х.н. Р. Д. Нурметов, д. с.-х.н. Н. Л. Девочкина) считают целесообразным доведение объема культивирования грибов до 300 тыс. т в год (в среднем 2 кг на одного человека), которое может быть обеспечено введением в эксплуатацию специальных и приспособленных сооружений общей площадью примерно 300 га. Создание грибоводческой отрасли позволит увеличить производство качественных белковых продуктов питания, положительно повлияет на продовольственную безопасность страны и занятость населения.

Как показал зарубежный и отечественный опыт, использование приспособленных помещений значительно уменьшает выход продукции и увер личивает её трудоёмкость, так как технология изменяется применительно к строительному решению. Для ускорения развития грибоводческой отрасли в первую очередь необходимо строительство новых для сельского хозяйства производственных зданий и сооружений: шампиньонниц промышленного типа (в составе грибоводческих комплексов) при крупных и средних городахсооружений для культивирования шампиньонов и вешенки в фермерских и индивидуальных хозяйствахцехов по приготовлению субстрата для выращивания шампиньонов, входящих в состав грибоводческого комплекса или автономных. Автономные цехи должны предназначаться для обеспечения субстратом фермерских и индивидуальных хозяйств в тех регионах, где строительство грибоводческих комплексов нецелесообразно.

Одной из причин, сдерживающих внедрение грибоводческих сооружений, является отсутствие научных основ их проектирования. Как показал информационный поиск, научно-исследовательская работа в области грибоводства за рубежом и в нашей стране (акад. РАСХН Литвинов С. С., д.с.-х.н.

Нурметов Р.Д., д.с.-х.н. Девочкина Н. Л., д.б.н. Гарибова Л. В., к.с.-х.н. Шала8 шова Н.Б. и др.) в основном ориентирована на совершенствование технологии и выведение новых штаммов грибов. Опубликованные работы по архитектурно-строительным решениям грибоводческих сооружений, в основном зарубежных авторов (Федер, Аткинс, Ширпе, Джозеф, Переги, Гартман и др.), носят описательный характер и не содержат научных результатов.

Таким образом, целесообразность создания грибоводческой отрасли и необходимость значительного объема строительства сооружений нового типа обусловили актуальность исследований по разработке научных основ их архитектурно-строительного проектирования. Исследования проводились автором в 1981;2006 г. г. в ФГУП «Гипронисельпром», Московском государственном строительном университете, инженерно-строительном институте Орловского государственного аграрного университета в соответствии с Постановлением Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии сельского хозяйства Центрально-Черноземного района РСФСР» от 19. 03. 81 г., комплексной научно-технической программой ГКНТ 0.51.18 задание 05. С4 «Разработать и внедрить технологический процесс выращивания шампиньонов», отраслевой целевой программой по развитию овощеводства защищенного грунта и грибоводства на 1998;2005 г. г., национальным проектом «Развитие АПК», предусматривающим стимулирование развития малых форм хозяйствования в аграрном секторе.

Цель исследования — разработать научные основы проектирования новых типов сельскохозяйственных производственных сооружений, строительство которых необходимо для развития грибоводческой отрасли.

Объект исследования — сооружения для выращивания шампиньонов и вешенки на промышленной основе и в фермерских и индивидуальных хозяйствах, сооружения по производству субстрата для выращивания шампиньонов.

Основные задачи исследования:

— изучение зарубежного и отечественного опыта строительства и эксплуатации грибоводческих сооружений и тенденций их развития;

— классификация сооружений по признакам, в наибольшей мере отражающим основные характеристики их архитектурных и инженерных решений;

— выявление, систематизация и исследование факторов, влияющих на объёмно-планировочные и конструктивные решения сооружений;

— разработка метода определения снеговой нагрузки на арочное сооружение из легких несущих и ограждающих конструкций;

— установление факторов световой среды в сооружениях для выращивания вешенки, способов её создания и расчета;

— разработка метода определения рациональных планировочных размеров сооружений по производству субстрата для выращивания шампиньоновобоснование габаритных схем и рациональных объемно-планировочных решений сооружений с учётом повышения эффективности капиталовложений и энергосбережения;

— разработка принципов проектирования грибоводческих сооружений;

— подготовка предложений по размещению грибоводческих сооружений и формированию их комплексов.

Методика выполнения работы включает обобщение и анализ опыта проектирования, строительства и эксплуатации сооружений, применение элементов системного подхода, обследование сооружений, теоретические и экспериментальные исследования.

Научная новизна. Разработаны научные основы архитектурно-строительного проектирования новых типов сельскохозяйственных сооружений, необходимых для развития грибоводческой отрасли. Впервые:

1. Установлены факторы, влияющие на объемно-планировочные и конструктивные решения сооружений, и составлены классификации шампиньонниц и цехов субстрата.

2. Предложен метод определения рационального состава помещений основного производства шампиньонницы по минимуму рабочей площади и установлена закономерность её уменьшения с увеличением числа видов помещений по назначению.

3. Разработаны основные положения по формированию объемно-планировочного решения шампиньонницы для выращивания грибов на промышленной основе, обеспечивающие функциональную организованность здания.

4. Предложен метод определения рациональных объемно-планировочных размеров зданий для выращивания шампиньонов на промышленной основе через параметры культивационных стеллажей. Установлены принципы определения габаритов помещений выращивания грибов, обусловливающих экономичность объемно-планировочного решения шампиньонницы.

5. Разработан принцип определения рациональных пролетов в железобетонном каркасе шампиньонницы стоечно-балочной системы: минимум стоимости в деле поперечной рамы каркаса обеспечивается при примерном равенстве стоимостей стропильной конструкции и колонны с фундаментом. Выявлено, что это условие соблюдается при небольших пролетах.

6. Установлены характеристики коррозии и зависимости, позволяющие прогнозировать долговечность ограждающих конструкций производственных помещений шампиньонницы с обшивками из оцинкованной стали и ряда алюминиевых сплавов.

7. Для грибоводческих сооружений из лёгких несущих и ограждающих конструкций с арочной формой покрытия разработан метод определения снеговой нагрузки, позволяющий уменьшить её значение по сравнению с регламентируемой нормами.

8. Применительно к легким арочным сооружениям для выращивания вешенки разработан метод определения оптимальных планировочных размеров, зависящих от площади застройки. и.

9. Установлены факторы световой среды в сооружениях для выращивания вешенки и предложен способ её расчета.

10. Для цехов по приготовлению субстрата для выращивания шампиньонов предложен метод определения планировочных размеров, соответствующих минимальной рабочей площади, через параметры технологических элементов. Также выведены зависимости для определения оптимального шага стальных однопролетных рам каркаса по массе и стоимости и установлена закономерность изменения шага рам в функции пролета и нагрузки.

Новизна разработок подтверждается рядом патентов и свидетельств на изобретение и полезные модели.

Практическое значение работы состоит в том, что полученные результаты и разработанные положения позволяют рационально проектировать новые типы сооружений, строительство которых будет способствовать развитию грибоводческой отрасли, укреплению продовольственной безопасности страны и занятости населения.

Внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в нормативно-рекомендательные документы, проектирование и строительство, учебный процесс. По итогам проведенных исследований разработаны Временные нормы технологического проектирования комплексов для выращивания шампиньонов: ВНТП28−87/Госагропром СССР и два рекомендательных документа по проектированию шампиньонных комплексов, ответственным исполнителем которых являлся диссертант. На основании норм и рекомендаций разработан ряд проектов шампиньонных комплексов расчетной производительностью 800−1150 т/год, пять из которых введены в эксплуатацию (Приложения А, Б). За проект шампиньонного комплекса для совхоза «Весенний» г. Набережные Челны диссертант в составе группы специалистов награждён серебряной медалью ВДНХ СССР (Приложение В). Результаты исследования также использованы при разработке технико-экономических обоснований проектов агропромышленных комбинатов.

Каширский" и «Раменский» Московской обл. и при проектировании культивационных сооружений ООО «Агрисовгаз» г. Малоярославец Калужской обл. (Приложения Г, Д). По теме диссертации опубликованы две монографии, предназначенные для научных работников, инженерно-технических работников проектных организаций и студентов. Результаты исследования также реализованы: в рекомендованное УМО для студентов строительных специальностей и изданное АСВ учебное пособие «Основы проектирования грибоводческих сооружений" — учебное пособие по курсовому и дипломному проектированиюфакультативный курс лекций, читаемый на кафедре агропромышленного строительства ОрелГАУ.

Предмет защиты. На защиту выносятся научные основы проектирования грибоводческих сооружений, содержащие:

— полученные результаты, составляющие научную новизну исследованияразработанные положения по формированию объемно-планировочной структуры, конструктивным решениям и габаритным схемам сооружений.

Апробация работы. Результаты исследования доложены на НТС Минплодоовощхоза СССР (г.Москва, 1983 г.), на Втором Всесоюзном совещании по производству высших съедобных грибов в СССР (г. Чернигов, 1985 г.), на четырех Всероссийских и четырёх международных научно-технических конференциях по архитектуре, строительству, энерго — и ресурсосбережению (ОрелГАУ г. Орел.- 1997, 1999, 2000, 2002, 2004, 2005, 2006, 2007 г. г.), на научно-практических конференциях в Московском государственном строительном университете (2003, 2004, 2005 г. г.).

Публикации. Результаты исследований изложены в 55 работах, в том числе в 2 монографиях, одном учебном пособии с грифом УМО, одном нормативном и 2 рекомендательных документах, 2 брошюрах, 30 статьях, 8 патентах и свидетельствах на изобретение и полезные модели, 9 отчетах о НИР, зарегистрированных во ВНИТЦ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, раздела с общими рекомендациями по строительству грибовод-ческих сооружений и комплексов, заключения, библиографии и приложений.

Выводы по разделу 5:

1. Обобщение опыта строительства цехов для приготовления субстрата показало возможность разделения их совокупности на классы по признакам, достаточно полно характеризующим их инженерные решения, например, по числу пролетов, материалу основных несущих конструкций, систе.

251 мам отопления, вентиляции и др. Предложена классификация цехов субстрата, систематизирующая их решения.

2. Установлено, что на объемно-планировочные и конструктивные решения цехов субстрата влияют три группы факторов: технологические (параметры технологических элементов, характеристики оборудования, санитарная характеристика производства и др.), физико-географические (снеговая и ветровая нагрузки, расчетная температура воздуха и др.) и экономические (наличие производственной базы, стоимость материалов и конструкций и т. д.).

3. Определено, что планировочные параметры цеха субстрата и его площадь зависят от размеров технологических элементов: площадок для увлажнения и размягчения компонентов субстрата, буртов, а также от размеров проездов, технологических зазоров и площадок для маневрирования техники. Выведены зависимости для определения планировочных размеров цеха, обеспечивающих минимизацию рабочей площади и снижение затрат на строительство. Принцип определения оптимальных планировочных параметров сооружения может быть использован при других технологических схемах подготовки субстрата.

4. Проведенное обследование воздушной среды цеха субстрата показало, что она является агрессивной по отношению к строительным конструкциям вследствие ее высокой влажности и содержащихся в ней агрессивных газов: аммиака (в основном), сероводорода и двуокиси азота.

5. Показано, что в связи с применением крупногабаритной мобильной техники цехи для производства субстрата целесообразно строить однопро-летными. Для предложенного конструктивного решения однопролетного сооружения на основании выведенных зависимостей определены оптимальные по стоимости в деле и массе шаги поперечных рам стального каркаса. Установлено, что для пролетов 30 — 48 м при изменении снеговой нагрузки от 1,2 до 2,4 кПа (IIIV снеговые районы по СНиП 2.01.07−85*) оптимальный шаг рам по стоимости изменяется от 8 до 12,5 м, по расходу стали — от 6,5 до Юм.

6. На основании проведенных исследований разработаны основные требования к строительным решениям цеха субстрата, позволяющие осуществлять его рациональное проектирование.

— т" .

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ГРИБОВОДЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ИХ КОМПЛЕКСОВ.

Детальное прогнозирование развития грибоводческой отрасли не входило в программу исследований. Однако видение перспективы, прогностические оценки по объемам производства грибов, производственным площадям и по отдельным видам сооружений являются весьма актуальными.

Производство грибов в Российской Федерации с начала 70-х годов прошлого столетия и по настоящее время возросло со 120 т до 9,1 тыс. т. Прирост валового объема в среднем составлял 300 т в год. Основным потребителем грибов, естественно, является городское население. Изменение объема продукции в пересчете на одного городского жителя за соответствующий период показано на рис. 84. кг 4,0.

3,0 2,0 1,0 0.

1960 1970 1980 1990 2000 2010 годы.

Рис. 84. Рост производства грибов: 1 — на одного городского жителя в Российской Федерации- 2 — на душу населения в европейских странах с развитым грибоводством (осредненные данные).

Лг.

1 /.

Там же для сравнения приведена логистическая кривая роста осред i ненного производства грибов на душу населения в развитых европейских странах (Франции, Англии, Нидерландах, Ирландии, Дании и др.).

Эмпирические данные, характеризующие развитие во времени удельного производства грибов в России, можно представить в виде линейного уравнения, применимого и для прогнозирования: g = 0,0027Г-5,32, где g — производство грибов, кг/год, на одного городского жителя;

Т — время в годах (1970 г. и т. д.). Коэффициент корреляции для подобранного уравнения связи равен 0,99, что указывает на весьма сильную взаимосвязь соответствующих признаков.

По длительности периода упреждения (то есть отрезка времени от момента, для которого имеются последние статистические данные, до момента, к которому относится прогноз) общепринято различать три вида прогнозов: краткосрочные — период упреждения до полутора лет, среднесрочные — свыше года до 5 лет, долгосрочные — от 6 лет и выше. Доверительный интервал прогноза [180] для принятого уравнения связи: v gT+L±Sg-ta-K, где gT+L — расчетное значение удельного производства грибов;

L — период упреждения;

Sg — среднее квадратическое отклонение фактических наблюдений от расчетных значенийt" - значение t — критерия Стьюдента 1и + 1 3(n + 2l-l)2 ?= -+, /, П п[п" -) где п — число наблюдений (длина ряда динамики). Прогностические оценки, выполненные с доверительной вероятностью 90%, показали, что при существующей динамике развития грибоводства производство грибов на одного городского жителя в 2010 г. не превысит 0,17 кг, а в 2015 г. — 0,19 кг. Показатель прироста производства за 45-летний период развития грибоводства менее 0,2 кг на человека является крайне низким и неудовлетворительным. Интенсификации отрасли наряду с другими мероприятиями может способствовать внедрение разработанных новых типов грибоводческих сооружений.

С потребительской точки зрения ощутимым для населения будет являться производство не менее 2 кг грибов на городского жителя в год. Исходя из этого показателя и численности городского населения Российской Федерации (106,4 млн. чел.) [92, 102] потребность в производственных площадях составляет 180 — 200 га. Строительство грибоводческих сооружений возможно на значительной части территории страны, исключая северные и северо-восточные районы. По расчетам повторяемость применения грибоводческих сооружений производственной площадью 1 га может составить примерно 70 раз, 0,7 га — 20 раз и 0,35 га — 20 раз. При численности потребителей до 200 тыс. чел. целесообразно строительство предприятий (цехов) по приготовлению субстрата для выращивания грибов с целью обеспечения им индивидуальных производителей. Повторяемость применения таких предприятий может составить не менее 30 раз. Прогнозирование объемов строительства грибоводческих сооружений в фермерских и индивидуальных хозяйствах и использования приспособленных помещений не представляется возможным.

Выбор площадки для строительства грибоводческого комплекса должен осуществляться с учетом минимизации транспортных расходов по доставке сырья и сбыту продукции. Шампиньонный комплекс по отношению к жилой застройке рекомендуется размещать с подветренной стороны для ветров преобладающего направления из-за выделения при приготовлении субстрата обладающего запахом аммиака. При численности обеспечиваемого грибами городского населения до 300 тыс. чел. рекомендуется строительство комплексов площадью выращивания 0,35 га (расчетная производительность 380−400 т/год), до 700 тыс. чел. — 0,70 га (770−800 т/год), свыше 700 тыс. чел.

— 1,0 га (1150−1200 т/год) и более.

В состав комплекса входят: шампиньонница с блоком помещений вспомогательного назначения, цех приготовления субстрата, цех приготовления покровного материала, навес для хранения помета бройлеров, склады гипса и химикатов, автовесы, площадка для хранения соломы, сооружения водоснабжения, канализации, электрои теплоснабжения. Производственную территорию комплекса рекомендуется подразделять на четыре зоны: пред-комплексную (проходная, стоянка транспорта и др.) — производственнуюподсобную (энергетические объекты) и складскую. При компоновке генерального плана связи между отдельными зонами должны соответствовать технологическому процессу, а производственный поток иметь наименьшую протяженность без встречных и возвратных направлений. Цех субстрата по отношению к шампиньоннице рекомендуется размещать с подветренной стороны для ветров преобладающего направления.

Производство в шампиньоннице и цехе покровного материала по пожарной опасности относится к категории «Д», в цехе субстрата — к «Вз». Допускается блокирование цехов субстрата и покровного материала при условии полного разделения их воздушных сред. Дороги и площадки на комплексе следует предусматривать с твердым покрытием. На участках свободных от застройки следует предусматривать озеленение в виде газонов. Посадка древесных насаждений на газонах не рекомендуется. Ограждение территории комплекса следует предусматривать в соответствии с указаниями по проектированию ограждений площадок и участков предприятий, зданий и сооружений (серия 3.017−3).

Комплекс для выращивания вешенки по отношению к селитебной зоне следует размещать с подветренной стороны для ветров преобладающего направления. В состав комплекса входят следующие сооружения производственного назначения: вешенница (блок помещений пастеризации субстрата, проращивания грибницы, выращивания грибов с подсобными и бытовыми помещениями), площадки для складирования соломы и временного хранения.

257 использованного субстрата, автовесы. Вид культивационных сооружений (отдельно стоящие арочные, сблокированные) определяется технико-экономическим обоснованием. Территорию комплекса рекомендуется подразделять на производственную, складскую и подсобную (объекты тепло-, энергои водоснабжения) зоны. Дороги и площадки на комплексе следует проектировать с твердым покрытием. На свободной от застройки территории предусматривается озеленение в виде газонов. Ограждение комплекса выполняется в соответствии с указаниями серии 3.017−3.

Предприятия по приготовлению субстрата для выращивания шампиньонов по отношению к жилой зоне необходимо размещать с подветренной стороны для преобладающих ветров, рекомендуемый санитарный разрывне менее 1 км. На генеральном плане предприятия размещаются следующие сооружения производственного назначения: цех субстрата, навес для куриного помёта, склад гипса, автовесы, склад соломы. При проектировании устанавливается необходимость трансформаторной подстанции, водопроводной насосной станции, котельной. Склад соломы рассчитывается на ее 6−12-месячное хранение в тюках или скирдах. Хранение двух — трехмесячного запаса бройлерного помёта предусматривается под навесом, полугодового запаса гипса — в закрытом помещении. Территория предприятия озеленяется. Дороги и площадки проектируются с твердым покрытием. Ограждение производственной территории предусматривается из стальной сетки. Пример объемно-планировочного решения цеха субстрата приведен на рис. 85.

В небольших фермерских и индивидуальных хозяйствах для выращивания шампиньонов и вешенки рекомендуется использовать легкие гри-боводческие сооружения с арочной формой покрытия. При площади сооружения для культивирования вешенки до 200 м экономически целесообразен пролет 6 м, от 200 до 400 м2 — 7,5 м, от 400 до 600 м2 — 9 м. В.

6000 12 000, 12 000 16 000 *Т 41 000 15 000 а о.

30 000 72 000.

Разрез 1−1 nC г* /рп.

ЕЭЕЭЕЗЕШЕз].

Рис. 85. План и разрез цеха по производству 3000 т субстрата в год: 1 — цех субстрата (а — площадка замачивания соломыб — площадка размягчения соломывбуртыг — подземный резервуар) — 2 — бокс для техники со слесарным участком- 3 — камеры пастеризации субстрата- 4 — помещение для загрузки камер- 5 — помещение для вентиляторов- 6 — цех покровного материала- 7 — холодильник для мицелия- 8 — камера для ПЭ мешков с субстратом- 9 — помещение для изготовления ПЭ мешков- 10 — холодильное оборудование- 11 — гардеробная спецодежды- 12-душевая- 13-туалети курительная- 14 — гардероб уличной одежды- 15 — помещение для сушки спецодежды- 16-комната приема пищи- 17 —административное помещение- 18 — биофильтр шампиньонницах с целью экономии металла в качестве элементов каркаса возможно использование стоек стеллажей для выращивания грибов с опира-нием на них несущих элементов покрытия.

Для ускоренного развития грибоводческой отрасли, как показывает зарубежный опыт, необходимо проведение сельскохозяйственными органами координационной и инвестиционной политики и создание в регионах учебных центров по подготовке квалифицированных кадров.

К перспективным направлениям исследований, обеспечивающим возможность повышения эффективности капитальных вложений в грибоводче-скую отрасль, следует отнести обоснование архитектурно-строительных решений многоэтажных сооружений, использование подземных выработок и сооружений для культивирования различных видов грибов, а также разработку основ реконструкции зданий и сооружений, предназначаемых для выращивания грибов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Проведенные автором изучение зарубежного и отечественного опыта строительства и эксплуатации сооружений, обследования комплексов, теоретические и экспериментальные исследования позволили разработать научные основы проектирования грибоводческих сооружений, необходимых для развития отрасли.

1. Обобщение зарубежного и отечественного опыта показало, что для выращивания шампиньонов и вешенки используются специальные и приспособленные сооружения. Производительность специальных сооружений, соответствующих требованиям интенсивной технологии, значительно выше. Одно из основных направлений увеличения объема производства в странах с развитым грибоводством — строительство культивационных сооружений и предприятий по обеспечению их субстратом для выращивания грибов.

2. Установлено, что для развития отечественной грибоводческой отрасли, наряду с использованием приспособленных построек, необходимо строительство специальных сооружений различного назначения и различной производительности: шампиньонниц для выращивания грибов на промышленной основе, размещение которых целесообразно при крупных и средних городахсооружений для выращивания шампиньонов и вешенкй в фермерских и индивидуальных хозяйствах, развитие которых стимулируется национальным проектомцехов по приготовлению субстрата для выращивания шампиньонов, предназначаемых для обеспечения фермерских и индивидуальных хозяйств, а также входящих в состав грибоводческих комплексов.

3. Анализ архитектурно-строительных решений шампиньонниц показал, что здания для стеллажного выращивания шампиньонов на промышленной основе целесообразно проектировать одноэтажными незаглубленными с полным каркасом и внутренними легкими ограждающими конструкциями.

4. Выявлены три группы факторов, влияющих на объемно-планировочные и конструктивные решения шампиньонниц: технологические, физико-географические и экономические. Основными факторами являются технологические: зонирование процесса, соотношение помещений основного производства, параметры культивационных стеллажей и др.

5. Предложена классификация сооружений для выращивания шампиньонов, в основу которой положены признаки, в наибольшей степени отражающие характеристики их архитектурно-инженерных решений. Основными из признаков являются: особенности объемно-планировочного решения, конструктивная схема, материал основных несущих конструкций, число пролетов, тип покрытия, расположение относительно поверхности земли.

6. Установлена закономерность уменьшения рабочей площади шампиньонницы с увеличением числа видов основных производственных помещений по назначению. Обоснован рациональный состав помещений основного производства, включающий помещения для пастеризации субстрата в массе, проращивания грибницы в массе, выращивания грибов на стеллажах.

7. Разработаны положения по обеспечению функциональности объемно-планировочного решения сооружения для выращивания шампиньонов на промышленной основе:

— установлены требуемый состав основных (системообразующих) помещений и условия их взаиморасположения с учетом минимизации транспортных путей, инженерных коммуникаций, коммуникационных помещений и санитарных требований;

— определена целесообразность выделения в сооружении следующих функционально-технологических зон: подготовки субстрата в массе (блок помещений пастеризации субстрата и проращивания грибницы), выращивания грибов (блок культивационных помещений), вспомогательного назначения;

— на основании предложенного способа оптимизации соотношения помещений основного производства установлено целесообразное соотношение помещений пастеризации субстрата, проращивания грибницы и выращивания грибов (1:1:4), обеспечивающее ритмичность и надежность производст.

262 венного процесса, в том числе и на грибоводческом комплексе в целом.

8. Установлено, что при постоянной площади выращивания в культивационных помещениях увеличение ширины стеллажей и числа ярусов выращивания в них до технологически допустимых пределов, а также уменьшение количества стеллажей обусловливают сокращение приведенных затрат на здание для выращивания шампиньонов на промышленной основе.

9. Анализ конструктивных решений производственных помещений и натурные коррозионные испытания образцов металлических обшивок показали, что ограждающие конструкции помещений основного производства в шампиньонницах промышленного типа целесообразно выполнять методом послойной сборки с обшивками из алюминиевых сплавов.

10. Определено, что минимум стоимости в деле поперечной рамы железобетонного каркаса шампиньонницы обеспечивается при примерном равенстве стоимостей стропильной конструкции (балки) и колонны с фундаментом. Установленное условие соблюдается при небольших пролетах и позволяет сократить объем вариантного проектирования.

11. На основании результатов анализа и статического испытания стальной арки установлено, что с целью снижения стоимости и трудоемкости строительства сооружения для выращивания шампиньонов и вешенки в небольших фермерских и индивидуальных хозяйствах следует проектировать с арочным каркасом, предусматривая арки из стальных облегченных профилей, и совмещенным трехслойным покрытием с внешними слоями из полимерных материалов (пленки, листов и др.) и средним слоем из эффективных теплоизоляционных материалов.

Предложенное грибоводческое сооружение является многофункциональным и, при необходимости, может использоваться для культивирования овощей, содержания различных видов птиц и некрупных сельскохозяйственных животных.

12. Выявлено, что к особенностям грибоводческого сооружения с арочной формой покрытия, позволяющим уменьшить снеговую нагрузку вследствие возможности самоснегоудаления при подтаивании слоя на границе «снег — покрытие» относятся: необходимый для сползания снега уклон и небольшая длина скатанезначительный коэффициент трения скольжения снега по кровле из полимерных материаловдостаточно высокая расчетная температура внутреннего воздухасовмещенное прогреваемое покрытие. ,.

13. На основании выявленных особенностей сооружения с арочной формой покрытия разработан графо-аналитический способ определения снеговой нагрузки, регламентирующий ее значение по фактически возможному снегонакоплению (устанавливаемому с учетом региональной климатической информации), предшествующему самоснегоудалению с покрытия.

Разработанный способ позволяет до 50% уменьшить значение нагрузки по сравнению с устанавливаемой нормами.

14. Предложен способ определения оптимальных планировочных параметров сооружений с арочной формой покрытия для выращивания вешенки, соответствующих минимуму приведенных затрат на единицу продукции. Определено, что при площади застройки до 200 м целесообразна ширина сооружения 6−7 м, от 200 до 400 м2 — 7,5−8,5 м, от 400 до 600 м2 — 9−10 м.

На основании полученных результатов предложены три габаритных схемы сооружения.

15. Установлено, что к факторам световой среды в сооружении для выращивания вешенки относятся уровень освещенности и суточная продолжительность освещения. Предложены способы создания и инженерного расчета естественного освещения в сооружениях с арочной формой покрытия.

16. Предложена классификация сооружений по производству субстрата для выращивания шампиньонов, в основу которой положены признаки, достаточно полно отражающие характеристики их инженерных решений. К таким признакам отнесены: вид сооружения, особенность производства, конструктивная схема и число пролетов, материал основных несущих конструк.

264 ций, наличие кранового оборудования, системы отопления, вентиляции w освещения.

17. Установлены основные факторы, влияющие на объемно-планировочные и конструктивные решения сооружений по производству субстрата для выращивания шампиньонов: технологические (размеры буртов и площадок для увлажнения и размягчения соломы, габариты технологического оборудования и требуемое пространство для его перемещения, параметры среды и др.) — физико-географические (снеговые и ветровые нагрузки, температуры наружного воздуха, гидрогеологические условия и рельеф площадки, сейсмичность) — экономические (стоимость материалов и конструкций, наличие производственной базы, транспортные условия).

18. Разработан метод определения рациональных планировочных размеров цеха по производству субстрата для выращивания шампиньоновпозволяющий уменьшить стоимость строительства. Размеры сооружения в плане определяются через оптимальные параметры технологических элементов и массу обрабатываемого сырья.

19. Для однопролетного цеха по производству субстрата для выращивания шампиньонов на основании выведенных зависимостей определены оптимальные по стоимости в деле и массе шаги поперечных рам стального каркаса. Установлено, что для пролетов 30−48 м при изменении снеговой нагрузки от 1,2 до 2,4 КПа (II-IV снеговые районы по СНиП 2.01.07−85*) оптимальный шаг рам по стоимости изменяется от 8 до-12,5 м, по расходу стали — от 6,5 до 10 м.

20. Выявлено влияние технологических факторов на архитектурно-строительные решения цеха по производству субстрата для выращивания шампиньонов. Разработаны требования и исходные данные, необходимые для проектирования объемно-планировочного решения, несущих и ограждающих конструкций.

21. Полученные в границах проведенного исследования научные результаты использованы при разработке нормативно-рекомендательных доку.

265 ментов и ряда проектов грибоводческих сооружений различной производительности.

Автор надеется, что внедрение результатов исследований в практику проектирования и строительства позволит повысить качество архитектурно-строительных решений грибоводческих сооружений, будет способствовать развитию грибоводческой отрасли и внесет вклад в повышение продовольственной безопасности страны.