Сельскохозяйственные здания из металлоконструкций

Современное сельское хозяйство — это промышленное производство, и здания для него проектируются по промышленным принципам. Животноводческие комплексы на тысячи голов, зерновые терминалы, картофелехранилища с активной вентиляцией, машинно-тракторные станции требуют больших пролётов, быстрой постройки и разумной стоимости. Металлокаркас отвечает всем этим требованиям и стал основным конструктивным решением для агропромышленных объектов.

Однако у сельскохозяйственных зданий есть особенности, которые нельзя игнорировать. Воздух в животноводческих помещениях содержит аммиак и сероводород при высокой влажности. Хранилища зерна и удобрений испытывают распор от сыпучих материалов. Овощехранилища работают в режиме постоянной высокой влажности. Всё это влияет на выбор схемы каркаса, сечений и, в первую очередь, системы защиты от коррозии.

Специалисты завода рассказывают о типах сельскохозяйственных зданий, их конструктивных особенностях и о том, как обеспечить каркасу срок службы, сопоставимый с капитальными сооружениями.

Типы сельскохозяйственных зданий

Животноводческие здания

Коровники, телятники, свинарники, овчарни. Характеризуются большой площадью, умеренной высотой, развитой системой вентиляции и агрессивной средой внутри. Пролёты обычно составляют восемнадцать–тридцать шесть метров, что позволяет разместить несколько рядов стойл или боксов и кормовые проходы для мобильных миксеров.

Птицеводческие здания

Птичники напольного и клеточного содержания. Требуют точного микроклимата, герметичного утеплённого ограждения, мощной вентиляции и чистоты внутренних поверхностей. Клеточные батареи иногда опираются на каркас здания, что учитывается в расчёте.

Хранилища

Зерносклады напольного хранения, картофеле- и овощехранилища, склады минеральных удобрений. Главные особенности — боковой распор от сыпучего продукта и специальный температурно-влажностный режим.

Машинные дворы и ремонтные мастерские

Ангары для хранения и обслуживания техники, мастерские с кран-балками. По конструкции близки к обычным производственным и складским зданиям, но с учётом габаритов сельхозмашин.

Агрессивная среда в животноводстве

Внутри животноводческих помещений постоянно выделяются аммиак, сероводород, углекислый газ и водяной пар. По классификации СП 28.13330 такая среда относится к средне- или сильноагрессивной для стальных конструкций. Незащищённая сталь в коровнике корродирует в несколько раз быстрее, чем на открытом воздухе.

Решения по защите каркаса

• Горячее цинкование — оптимальный вариант для животноводства. Цинковый слой защищает сталь электрохимически, в том числе в местах мелких повреждений.
• Дуплекс-система — цинкование плюс лакокрасочное покрытие, для наиболее агрессивных условий: свинарники, помещения с навозными каналами.
• Толстослойные эпоксидные системы — при невозможности цинкования крупногабаритных элементов.

Конструктивные меры

Опорные узлы колонн поднимают над уровнем пола на бетонные цоколи, чтобы исключить контакт с навозом и моющими растворами. Сечения выбирают без пазух и зазоров, где может скапливаться грязь. Замкнутые профили заваривают по торцам.

Зерно- и овощехранилища: распор сыпучих

При напольном хранении зерно или картофель насыпают вплотную к стенам на высоту нескольких метров. Сыпучий продукт давит на стены горизонтально, и это давление растёт с глубиной. Обычные стеновые конструкции на такую нагрузку не рассчитаны.

Подпорные стены

Нижняя часть стен выполняется в виде подпорных конструкций: сборных железобетонных панелей или стальных щитов, опирающихся на колонны. Колонны в этом случае рассчитываются на значительный изгибающий момент от распора, их сечение и анкеровка существенно мощнее, чем в обычном складе.

Аэрация и вентиляция

Зерно и овощи хранятся с активной вентиляцией: под насыпью укладываются воздуховоды, в здании устанавливаются вентиляторы и приточные клапаны. Каркас должен обеспечить точки крепления оборудования и проёмы в ограждении.

Конденсат

Хранилища картофеля и овощей работают при влажности, близкой к насыщению. На холодных поверхностях металла неизбежно выпадает конденсат. Поэтому кровельное и стеновое ограждение выполняется утеплённым с надёжной пароизоляцией, а каркас по возможности размещается внутри тёплого контура.

Вентиляция и освещение в животноводстве

Для коровников широко применяется естественная вентиляция: воздух поступает через открытые боковые стены со шторами и выходит через световой конёк. Такое решение влияет на каркас: боковые стены почти не имеют ограждения, ветровые нагрузки передаются на кровлю, а коньковый проём требует специальной конструкции прогонов и связей.

Светопрозрачные конструкции на кровле и стенах улучшают условия содержания животных и снижают затраты на освещение. Их размещение согласуется с шагом прогонов на стадии проектирования.

Нагрузки от оборудования и техники

• Подвесные кормораздатчики, вентиляторы, системы поения крепятся к каркасу и создают сосредоточенные нагрузки.
• Мобильные кормосмесители и погрузчики работают внутри здания — колонны у проездов защищают отбойниками.
• Клеточные батареи в птичниках могут опираться на колонны или быть самонесущими.
• На кровлю животноводческих зданий часто устанавливают вытяжные шахты и вентиляторы.

Фундаменты и полы на сельхозобъектах

Сельскохозяйственные объекты часто строятся на площадках с неподготовленным основанием, высоким уровнем грунтовых вод и пучинистыми грунтами. Облегчённый металлокаркас позволяет обойтись столбчатыми фундаментами или сваями, но выбор должен опираться на инженерно-геологические изыскания.

Цоколи и защита баз колонн

В животноводческих зданиях база колонны должна находиться выше уровня возможного контакта с навозом и промывочной водой. Для этого устраивают бетонные цоколи высотой не менее полуметра, а анкерные болты и опорные плиты дополнительно защищают — обетонированием или специальными составами.

Полы

В коровниках полы проектируются с уклонами к навозным каналам, в хранилищах — с каналами активной вентиляции под насыпью продукта. Эти конструкции влияют на привязку колонн: ось колонны не должна попадать в канал, а фундамент — пересекаться с трассами коммуникаций.

Реконструкция старых ферм

Многие хозяйства модернизируют существующие животноводческие здания старой постройки с железобетонным каркасом. Частая задача — замена изношенного покрытия на лёгкое стальное с увеличенным пролётом и световым коньком. Металлические фермы или рамы устанавливаются на существующие колонны или на новые стойки рядом с ними. Предварительно обследуется состояние колонн и фундаментов, так как за десятилетия эксплуатации в агрессивной среде бетон и арматура могли существенно пострадать.

Экономика и сроки

Для сельхозпредприятий особенно важны сроки: здание должно быть готово к сезону — к приёмке урожая, к поступлению поголовья. Металлокаркас позволяет возвести коровник или хранилище за один строительный сезон. Типовые решения для однотипных корпусов снижают стоимость проектирования и ускоряют производство: завод изготавливает серию одинаковых рам, и монтаж каждого следующего корпуса идёт быстрее предыдущего.

Стоимость защиты от коррозии в сельском хозяйстве выше, чем для обычных складов, но это оправданные затраты. Экономия на цинковании в коровнике оборачивается необходимостью ремонта каркаса через несколько лет — при работающем поголовье, что крайне сложно организовать.

Типичные ошибки

• Применение складских решений без учёта агрессивности среды.
• Опирание колонн непосредственно на пол в зоне навозоудаления.
• Недооценка распора сыпучих продуктов в хранилищах.
• Холодные мостики и конденсат в утеплённых зданиях из-за непродуманных узлов.
• Отсутствие защиты колонн от наезда мобильной техники.

Итог

Сельскохозяйственные здания на металлокаркасе строятся быстро, экономичны и позволяют перекрывать большие пролёты. Чтобы они служили десятилетиями, нужно с самого начала учесть агрессивную среду, выбрать правильную систему защиты, продумать распор сыпучих продуктов, вентиляцию и защиту от механических повреждений.

Завод изготавливает каркасы животноводческих комплексов, хранилищ и машинных дворов с заводской антикоррозионной защитой. Ассортимент конструкций представлен в разделе продукции.