Реферат: Разработка и проектирование административно-бытового здания

Содержание

Введение 2

1.Природно-климатические характеристики района строительства 3

2. Объемно-планировочное решение АБК и ПЗ 5

2.1 Здание АБК 5

2.2 Здание ПЗ 5

3. Конструктивные решения АБК и ПЗ 8

3.1 Здание АБК 8

3.2 Здание ПЗ 8

4. Теплотехнический расчет 9

5.Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей

конструкции………………………………………………………………13

6. Расчет сопротивления паропроницанию………………………… … 15

7. Список используемых источников……………………… ………….20

ВВЕДЕНИЕ

Целью курсового проекта является разработка и проектирование административно-бытового здания на 30 служащих.

Место строительства – город Калининград, грунт – суглинок, глубина промерзания грунта – 0,7 метра.

Конструктивная схема административно-бытового здания представляет полный каркас, стены кирпичные самонесущие толщиной 380мм с вентилируемым навесным фасадом.

Административно-бытовой блок – двухэтажный, общая площадь одного этажа составляет 780 м ² . На первом этаже АБК располагаются душевые блоки, санитарные узлы, фельдшерский здравпункт, комната отдыха и гардеробно-душевой блок рабочего персонала. На втором этаже – рабочие комнаты конторы, зал совещаний и другие кабинеты.

Так же в курсовом проекте ведется разработка одноэтажного промышленного цеха по заданной функционально-технологической схеме, рассчитанного на рабочих в количестве 550 человек.

В составе чертежей курсового проекта – планы этажей АБК и промышленного здания, разрез АБК по лестничной клетке, поперечный разрез промышленного цеха, а также планы фундаментов и главные фасады зданий.

1. Природно-климатические характеристики района строительства.

Природно-климатические характеристики района строительства в городе Калининград приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Природно-климатические условия района строительства

2. Объемно-планировочные решения АБК и ПЗ.

2.1 Здание АБК – прямоугольное с размерами в плане 18000х42000, двухэтажное. Здание с полным каркасом, стены кирпичные самонесущие с вентилируемым фасадом. На первом этаже здания расположен: гардеробно-душевой блок, комната для отдыха, фельдшерский здравпункт, сан.узлы. На втором этаже запроектированы зал совещаний, кабинеты руководства завода. Их размещение по этажам выполнено в соответствии с нормами на проектирование и технологическими схемами. Экспликация помещений представлена в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Экспликация помещений

2.2 Здание ПЗ прямоугольное, с размерами на плане 145000х168500мм, одноэтажное по типовому проекту. Здание с полным каркасом, нагрузки воспринимает и передает основанию каркас из колонн. Здание состоит из 6ти пролетов, внутри которых предусмотрены подвесные краны грузоподъемностью 5т.

3. Конструктивные решения АБК и ПЗ.

3.1 АБК .

Фундамент под колонны - столбчатый. Полный каркас выполнен из колонн и ригелей. Колонны –железобетонные одноэтажные, стыковые, сечением 400х400 с шагом этажа 3200мм. Они устанавливаются в сборный подколонник опирающийся на монолитный ступенчатый фундамент состоящий из одной ступени. Стены наружные – несущие кирпичные. Внутренние стены и перегородки – глиняный пустотелый кирпич пластического прессования 150мм.

Ригели – сборные железобетонные, в работе принят основной тип ригелей: РДП - для опирания многопустотных плит на две его полки.

Перекрытия (и покрытия) – сборные железобетонные плиты.

Перемычки – сборные железобетонные брусковые.

Лестничные марши и площадки – сборные железобетонные из крупных элементов.

Крыша – плоская, мало уклонная.

Полы – линолеум, керамическая плитка, бетонные.

Окна – деревянные с двукамерным стеклопакетом по ГОСТ 16289-86.

Двери наружные – деревометаллические– по ГОСТ 24698-81; внутренние – деревянные по ГОСТ 6629-88.

3.2 Промышленное здание

Фундамент – монолитный железобетонный со ступенчатой плитной частью. Каркас выполнен из колонн на которые опираются железобетонные бескаркасные фермы пролетом 24 метра. Колонны устанавливаются в сборный подколонник опирающийся на монолитный ступенчатый фундамент. Здание запроектировано на основе укрепленной сетки колонн 24х12м.

Стены - навесные трехслойные железобетонные панели . Толщина стены 380мм.

Наружные ворота для транспорта приняты распашные размером 4,8 х5,4м .

4. Теплотехнический расчет

Теплотехнический расчет наружной стены здания, строящегося в г. Калининграде.

Исходные данные для теплотехнического расчета:

1. Средняя температура наружного воздуха в июле месяце: t=17,4 ⁰ С

2. Влажностная зона: нормальная

3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92: t=- 18 ⁰ С

4. Средняя температура отопительного периода: t=0,6 ⁰ С

5. Продолжительность отопительного периода: Z=195 сут

6. Средняя температура наиболее холодного месяца: t=-7 ⁰ С

7. Относительная влажность наружного воздуха для самого холодного месяца: j _н =82%

Параметры внутреннего воздуха:

· температура t _int =20° С,

· относительная влажность внутреннего воздуха φ _в = 60 %,

· влажностный режим помещения — нормальный.

Согласно таблице 1 и приложению 1 и 2 СНиП 23-02-2003 принимаем условия эксплуатации – Б.

Конструктивная схема наружной стены представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Конструктивная схема наружной стены здания

Слои: 1 – кирпич глиняный; 2 – пенополистирол ОАО «СП Радослав » ; 3— мембрана Tyvek Solid ; 4—кронштейн; 5- керамогранитная облицовка

Определение толщины слоя утеплителя:

Приведенное сопротивление теплопередаче R ₀ , м ² × °С/Вт, ограждающих конструкций, следует принимать не менее нормируемых значений R _red , м ² × °С/Вт, определяемых по таблице (СНиП 23-02-2003) в зависимости от градусо-суток района строительства D _d , °С × сут.

Градусо-сутки отопительного периода D _d , °С × сут, определяют по формуле

D _d = ( t _int - t _ht ) z _ht ,

где t _int =20 °С расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий;

t _ht , z _ht - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода ;

D _d = (20-0,6) 195 = 3783 °С ^. сут

Значения R _req для величин D _d , отличающихся от табличных, определяем по формуле

R _req = a D _d + b ,

где D _d - градусо-сутки отопительного периода, ° С × сут, для конкретного пункта;

а, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным

таблицы 4 СНиП 23-101-2004 ; а = 0,0002 ; b = 1,0

R _req = 0,0002 * 3783 + 1,0=1,7566 м ^{2 .} °С/Вт

Сопротивление теплопередаче R _o , м ² × °С/Вт, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями или ограждающей конструкции в удалении от теплотехнических неоднородностей не менее чем на две толщины ограждающей конструкции определяю по формуле

R _o = R _si + R _k + R _se ,

где R _si = l / a _int , a _int = 8,7- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м ² × °С), принимаемый по табл.7 СНиП 23-02-2003 ;

R _se = 1/ a _ext , a _ext = 23 - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, Вт/(м ² × °С), принимаемый по табл.8 СНиП 23-101-2004.

R _k - Термическое сопротивление ограждающей конструкции R _k , м ² × °С/Вт,

R _k = R ₁ + R ₂ + ... + R _n + R _{a . l} ,

где R ₁ , R ₂ , ... , R _n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м ² × °С/Вт, определяемые по формуле

R = d / l ,

где d - толщина слоя, м;

l - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м × ° С),

R ₁ = d / l == 0,0185

R ₂ = d / l == 0,4691

R ₃ = d / l == 0,0125

R ₅ = d / l == 0,0467

R ₆ = d / l == 0,00004

R _х = R _k -R ₁ -R ₂ –R ₃

R _k = R _req -R _si -R _se ,= 1,7566 --=1,5982

δ _ут =( 1,5982- 0,0185 - 0,4691 - 0,0125-0,0467-0,00004 )* 0,04=0,042 м

По унификации назначаем толщину утеплителя 0,05 м.

По формуле 3 определим расчетное сопротивление ограждающей конструкци м ² × °С /Вт.

Так как условие R ₀ ≥ R _req выполняется 1,9553> 1,7566 м ^{2 .} °С/Вт, то толщина утеплителя для данного пункта строительства рассчитана верно.

Таблица 2 – Теплотехнические характеристики материалов слоев

5.Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопроницанию R _inf ^req , м ² × ч × Па/кг, определяемого по формуле

R _inf ^req = D p / G _n ,

где D р - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па.

G _n =0,5кг/(м ² ч) - нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м ² × ч) .

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций D р , Па, следует определять по формуле

D р = 0,55 H(y _ext - y _int ) + 0,03 y _ext × v ² ,

где H =9.080 высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

y _ext , y _int - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м ³ , определяемый по формуле

Для г. Калининграда согласно СНиП 23-01-99 средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = -18 °С, расчетная температура внутреннего воздуха равна 20 °С.

Вычисляем удельный вес наружного и внутреннего воздуха

g _ext = 3463/(273 + t _ext )= 3463/(273 -18)=13.58 Н / м ³ (10)

g _int = 3463/(273 + t _int )= 3463/(273 +20)=11.82 Н / м ³

t - температура воздуха: внутреннего (для определения y _int ) - принимается согласно оптимальным параметрам по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002; наружного (для определения y _ext ) - принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99.

v = 5,9 м/с - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая по таблице 1 СНиП 23-01;

Определяем расчетную разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях стены на уровне пола первого этажа здания D p

D р = 0,55 H(y _ext - y _int ) + 0,03 y _ext × v ² ,

Находим нормируемое сопротивление воздухопроницанию стен в рассматриваемом доме.

R _inf ^req = 22,97/0.5 =45,94 м ^{2 .} ч ^. Па/ кг

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции R _inf ^des , м ² × ч × Па/кг, следует определять по формуле

R _inf ^des = R _{inf 1} + R _{inf 2} + ... + R _{inf n} ,

R _inf ^des

где R _{inf 1} , R _{inf 2} , ... , R _{inf n} - сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м ² × ч × Па/кг, принимаемые по таблице 17 СП 23-101-2004.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций зданий и сооружений должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R _inf ^des =7740 м ^{2 .} ч ^. Па/ кг ≥ R _inf ^req =45,94 м ^{2 .} ч ^. Па/ кг, стена по воздухопроницаемости удовлетворяет требованиям.

Вывод: принимаем толщину стены равную 525,5мм.

6. Расчет сопротивления паропроницанию

Расчетная температура t _int = 20°С, и относительная влажность внутреннего воздуха j _int = 60 %.

Расчетная зимняя температура t _{ext ,} ° C , и относительная влажность наружного воздуха j _ext %, определяются следующим образом: t _ext и j _{ех t} принимаются соответственно равными средней месячной температуре и средней относительной влажности наиболее холодного месяца. Для Калининграда наиболее холодный месяц январь t _ext = - 3,4 °С, и j _ext = 85 % (согласно СНиП 23-01-99)

Влажностный режим жилых помещений - нормальный; зона влажности для Калининград - нормальная, тогда условия эксплуатации ограждающих конструкций определяют по параметру Б (согласно СНиП 23-02).

Наружная многослойная стена состоит из следующих слоев, считая от внутренней поверхности:

1) Ивестково-песчаная штукатурка толщиной 15 мм, плотностью r ₀ = 1600кг/м ³ , l _Б = 0,81 Вт/(м × °С), m = 0,12 мг/(м × ч × Па);

2) Кирпич глиняный толщиной 380 мм, плотностью r ₀ = 1800кг/м ³ , l _Б = 0,81 Вт/(м × °С), m = 0,11 мг/(м × ч × Па);

3) Мембрана толщиной 0,5 мм, плотностью r ₀ = 40кг/м ³ , l _Б = 0,040 Вт/(м × °С), m = 0,010 мг/(м × ч × Па);

4) Пенополистирол толщиной 50 мм, плотностью r ₀ = 18кг/м ³ , l _Б = 0,04 Вт/(м × °С), m = 0,02 мг/(м × ч × Па);

5) Воздушная прослойка толщиной 70 мм, плотностью r ₀ = 1,2929кг/м ³ ,

l _Б = 1,5 Вт/(м × °С); m = 1мг/(м × ч × Па);

6) Алюкобонд толщиной 10 мм, плотностью r ₀ = 2400 кг/м ³ , l _Б = 238 Вт/(м × °С), m = 700 мг/(м × ч × Па);

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции равно

м ² × °С/Вт.

Сопротивление паропроницанию R _vp , м ² × ч × Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам ( СНиП 23-02-2003) :

R _vp1 ^req = (e _int - E)R _пн /(E - e _ext );

R _vp2 ^req = 0,0024z ₀ (e _int - E ₀ )/( r _w d _w D _av + h ),

где e _int - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле

е _int = ( j _int /100) E _int ,

E _int - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t _int принимается по приложению С СП 23-101-2004:

при t _int = 20 °С, E _int = 2338 Па. Тогда при

j _int = 60 %, e _int = (60/100) × 2338 = 1402,8 Па;

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е ₁ z ₁ + E ₂ z ₂ + Е ₃ z ₃ )/12,

E ₁ , Е ₂ , Е ₃ - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t _i , в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z ₁ , z ₂ , z ₃ , - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 °С.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по таблице 3 СНиП 23.01-99, а значения температур в плоскости возможной конденсации t _i , соответствующие этим периодам, по формуле

t _i = t _int - (t _int + t _i )(R _si + å R )/R ₀ , (13)

где t _int - расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая равной 20 °С;

t _i - расчетная температура наружного воздуха i -го периода, °С, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

R _si - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения, равное R _si = 1/ a _int = 1/8,7 = 0,115 м ² × °С × Вт;

å R - термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

R _o - сопротивление теплопередаче ограждения, определенное ранее равным

R _o = 1,9553 м ² × °С × Вт.

Определим термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

å R = 0,015/0,81 + 0,38/0,81 +0,0005/0,040 + 0,05/0,04 = 1,7502 (м ² × °С)/Вт.

Установим для периодов их продолжительность z _i , сут, среднюю температуру t _i , °С, согласно СНиП 23-01-99 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t _i , °С, по формуле для климатических условий Калинграда:

· зима ( январь)

z ₁ = 4мес;

t ₁ = -3,4°С;

t ₁ = 20 - (20-3,4)(0,115 +1,7502)/ 1,9553 = 4,16С;

· весна - осень (ноябрь, декабрь , февраль,март,):

z ₂ = 4мес;

[ 2,6-1,2-2,7-0,1]/4 = -0,35 °С;

t ₂ = 20 - (20-0,35)(0,115 +1,7502)/ 1,9553 = 1,26С;

· лето (апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь):

z ₂ = 7 мес;

t ₂ = (6,2 + 11,5 + 15 + 17,4 + 16,6+12,8+7)/7 = 12,36°С;

t ₂ = 20 - (20 + 12,36)(0,115 + 1,7502)/ 1,9553= -10,87°С.

По температурам ( t ₁ , t ₂ ) для соответствующих периодов определяем (по приложению С СП 23-101-2004): парциальные давления ( E ₁ , Е ₂ , E ₃ ) водяного пара: Е ₁ = 822,6 Па, Е ₂ = 669,4 Па, Е ₃ = 239,6 Па и по формуле определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z ₁ , z ₂ , z ₃ .

Е = (822,6+669,4 × 4 + 239,6 × 7)/12 = 430,6 Па.

Сопротивление паропроницанию R _vp ^e , м ² × ч × Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле (79) СП 23-101-2004.

R _vp ^e = 0,7/1,5+0,1/700 = 0,4668 м ² × ч × Па/мг.

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха е _{ех t} , Па, за годовой период определяют по ( СНиП 23-01-99 таблица 5а)

е _ext = ( 440+450+520+710+970+1290+1500+1490+1230+930+700+
+550 )/12 = 898 Па.

Сопротивление паропроницанию части стены, расположенной между наружной поверхностью и ПВК, равно

R _пн = R _п4 = 0,7/1,5+0,1/700 = 0,4668 м ² ч Па/мг.

По формуле (16) СНиП 23-02-2003 определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации согласно ( СНиП 23-02-2003 (п. 9.1 a ))

R _{vp 1} ^req = (1402,8 – 430,6) × 0,4668/(430,6- 898) =-0,971м ² × ч × Па/мг.

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R _{vp 2} ^req из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берут определенную ранее продолжительность этого периода z ₀ , сут, среднюю температуру этого периода t ₀ , ° C : z ₀ = 195 сут, t ₀ = 0,6 °С.

Температуру t ₀ , °С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле ( 80 ) СП 23-101-2004

t ₀ = 20 - (20 -0,6) × (0,115 + 1,7502)/ 1,9553 = 1,49 °С.

Парциальное давление водяного пара Е ₀ , Па, в плоскости возможной конденсации определяют по приложению С СП 23-101-2004 при t ₀ = 1,49 °С равным Е ₀ = 632,6 Па.

Согласно ( СНиП 23-02-2003) в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель с плотностью r _w = r ₀ = 18 кг/м ³ при толщине g _w = 0,05 м. Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в этом материале согласно ( СНиП 23-02-2003) D w _{а v} = 25%.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, определенная ранее, равна e ₀ ^ext =242,5 Па.

Коэффициент h определяется по формуле (20) СНиП 23-02.

h = 0,0024(437 – 242,5)162/1,18 = 15,12

Определим R _{vp 2} ^req по формуле (17) СНиП 23-02

R _{vp 2} ^req = 0,0024 × 162(1286 - 299)/(180 × 0,15 × 3 + 15,12) = 4 м ² × ч × Па/мг.

Нормируемое значение R _vp определяется как:

R _vp =(0,510/0,1)+(0,10/0,02)+(0,0002/0,10)=10,102

При сравнении полученного значения R _vp с нормируемым устанавливаем, что R _vp > R _{vp 2} ^req > R _{vp 1} ^req .

10,102 > 4 > 0,0134

Следовательно, ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02 в отношении сопротивления паропроницанию.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 2.02.01-83. «Основания зданий и сооружений». М.,Стройиздат,1985.

2. Трепенков Р. И. «Альбом чертежей конструкций деталей промышленных зданий»

3. СНиП 2.09.04 – 87 «Административные и бытовые здания»

4. СНиП 2.09.01-82* «Производственные здания»

5. СНиП 2.01.02-85. «Противопожарные нормы». М., Стройиздат.1987

6. СНиП 11-3-79* «Строительная теплотехника». М., Стройиздат.1995,1998

7. СНиП 22-01-01.82. «Строительная климатология и геофизика». М., Стройиздат,1983

8. Дядков «Архитектура промышленных и сельскохозяйственных зданий»

9. Методическое указание «Конструктивные элементы промышленных зданий»

10. СНиП 21.01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений»

11. ГОСТ 21.101-93 «Основные требования к рабочей документации»

12. Благовещенский Ф.А. «Архитектурные конструкции». М., Высшая школа, 1985

13. Буга «Архитектура гражданских и промышленных зданий»

14. Шерешевский И. А. «Конструирование промышленных зданий и сооружений»- Л.: Стройиздат, 1979 г.

15. Еременюк П.Л. «Архитектура и строительные конструкции»

16. СНиП II-83-78. «Здания конструкторских и проектных организаций»

17. В.А. Ниёлов «Промышленные и сельскохозяйственные здания»

18. Методичка «Конструктивные элементы промышленных зданий»