diplom_pz (для примера оформления). Техникоэкономическое сравнение вариантов проектирования
 Скачать 2.86 Mb.
|
|
Исходные данные:
элементы теплозащитной оболочки здания:
Определяющим фактором для оценки теплотехнических свойств ограждения является величина сопротивления теплопередаче R0 [м2 °С/Вт] ограждения в целом: R0 =Rint +Rконстр +Rext, где Rint - сопротивление тепловосприятию Rконст - термическое сопротивление толщи конструкции Rext – сопротивление теплоотдаче Rint=1/αint , Rext=1/αext, где αint и αext – коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи внутренней и наружной поверхности соответственно Rконст=∑ Rк.с, где Rк.с – термическое сопротивление конструктивного слоя, Rк.с= δ/ λ, где δ –толщина конструктивного слоя, λ – коэффициент теплопроводности, определяемый по таблице [1] соответственно условиям эксплуатации конструкции. Согласно [1] приведенное сопротивление теплопередаче R0 должно быть не менее нормируемого значения сопротивления теплопередаче Rreq: R0≥ Rreq. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче определяется по табл. 4 [1] в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода: Rreq=a∙Dd + b, где a и b – нормируемые табличные коэффициенты соответствующих групп зданий Dd=(tint-tht)·zht, где tint – расчетная температура внутреннего воздуха в помещении; tht – средняя температура наружного воздуха; zht – продолжительность отопительного периода. Толщину утеплителя найдем из условий R0=Rreq. Выберем значения λ соответственно условиям эксплуатации рассчитываемой ограждающей конструкции: tint = +200C - административные помещения, офисы; φ int=60% → нормальный влажностный режим помещения, В соответствии с приложением «В» к [1] г. Екатеринбург находится в зоне – "сухая". Согласно табл. 2 [1] - условия эксплуатации А. По таблицам СНиП определяем: αint =8,7 Вт/м2°С, αext=23 Вт/м2°С, tht=-6°С, zht=230сут Dd=(20+6)·230=5980 ºС·сут a=0.0003, b=1.2 Rreq=2.994 м²·ºС/Вт R0=1/23+1/8,7+х/0,042+0,02/0,76+0,64/0,52+0,004/0,76=1,421+23,81х 2,994=1,421+23,81х х=0,066м Принимаем толщину утеплителя 80 мм. Вывод: R0=1,421+23,81·0,08=3,326 м²·ºС/Вт R0 – Rreq=((3,326-2,994)/2,994)·100%=11%, что соответствует требованию. R0≥Rreq (до 15 %). Толщина утеплителя приемлема. Определение температур на границах конструктивных слоев стенового ограждения. τх=tint-((tint-text)/R0)·(Rint+∑Rx), где tint – внутренняя температура среды; 0С text – внешняя температура среды (самой холодной пятидневки) τx – температура на границе конструктивного слоя (х); 0С R0 – сопротивление теплопередаче ограждения; м2·0С/Вт ∑Rx – термическое сопротивление слоев, расположенных между поверхностью ограждения и плоскостью х; м2·0С/Вт Температура на внутренней поверхности ограждения: τint=tint-((tint-text)/R0)·1/αint=20-((20+35)/3,326)·1/8,7=18,10C Температура на границе слоя 1: τ1=tint-((tint-text)/R0)·(1/αint+σ1/λ1)=20-((20+35)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76)=17,70C Температура на границе слоя 2: τ2=20-((20+35)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52)= - 2,70C Температура на границе слоя 3: τ3=20-((20+35)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52+0,08/0,042)= - 34,20C Температура на наружной поверхности стены: τext =20-((20+35)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52+0,08/0,042+0,004/0,76)= - 34,60C График функции изменения температуры в толще ограждения:  Из графика видно, что плоскость нулевых температур находится на границе утеплителя и кирпичной кладки, расположенной ближе к наружной поверхности ограждения. Расположение несущего слоя в зоне отрицательных температур негативно влияет на долговечность конструкции, и в данном случае этого удалось избежать. Проверка соответствия конструкции ограждения комфортно-гигиеническим требованиям внутренней среды помещения. Δtn = tint – τint , где Δtn – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренней поверхности конструкции (определяется по СниП, табл.4); 0С tint – температура на внутренней поверхности ограждения; 0С Δtn =20-18,1 = 1,9 0С, что соответствует требованиям, т.к. для наружных стен административных зданий по СНиПу Δtn=4,5 0С. Определяем возможность выпадения конденсата на внутренней поверхности стены. Степень насыщения воздуха влагой определяется его относительной влажностью φ% : φ% = е/E ·100%, где е – фактическая упругость пара, Е – предельная упругость пара, соответствующая расчетной внутренней температуре tint. По СНиПу определяем при tint = 200C: Е=2338 Па Из определения фактической влажности находим фактическую упругость пара: е=(60·2338)/100=1403 Па Приняв фактическую упругость пара е за предельную Е, по СНиПу можно определить температуру точки росы td , 0С, при которой на внутренней поверхности ограждения выпадает конденсат е = E/ = 2338 Па: td = 12,0 0C Температура на внутренней поверхности ограждения τint >td (τint = 18,10C) Температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждения соответствует требуемому: на внутренней поверхности конденсат не выпадает, стеновое ограждение соответствует комфортно-гигиеническим требованиям. Определение возможности выпадения конденсата водяного пара в толще ограждения. Конденсация возможна в том случае, если фактическая упругость пара в некотором слое больше предельной упругости пара l > E. Необходимо построить график распределения предельной упругости пара в период самого холодного месяца. Т.к. величина предельной упругости пара определяется согласно температуре, необходимо определить температуры на границах конструктивных слоев в период самого холодного месяца. τх=tint-((tint-text)/R0)·(Rint+∑Rx), но здесь text = -15,30С– средняя температура самого холодного месяца τint=tint-((tint-text)/R0)·1/αint=20-((20+15,3)/3,326)·1/8,7= 18,70C τ1=tint-((tint-text)/R0)·(1/αint+σ1/λ1)=20-((20+15,3)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76)= 18,5 0C τ2=20-((20+15,3)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52)= 5,4 0C τ3=20-((20+15,3)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52+0,08/0,042)=-14,60C τext =20-((20+15,3)/3,326)·(1/8,7+0,02/0,76+0,640/0,52+0,008/0,042+0,004/0,76)= =-14,8 0C П  о СНиПу находим соответствующие значения упругости пара Е (Па):τint=18,70С, Еint=2156 Па τ1=18,50С, Е1=2129 Па τ2=5,40С, Е2=891 Па τ3=-14,60С, Е3=172 Па τext =-14,8 0C, Еext=168 Па Величина парциального давления в любой точке в толще ограждающей конструкции (еx) вычисляется по формуле: еx =еint - ( еint – еext )/Rvp ·Rvpx , где еint – упругость пара во внутренней воздушной среде, Па еext – упругость пара во внешней среде, Па Rvp – сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, м2·ч·Па/мг Rvpx - сопротивление паропроницаемости слоев между внутренней плоскостью ограждения и определяемым слоем Rvpx = ∑Rvpк.с , где Rvpк.с - сопротивление паропроницаемости конструктивного слоя, м2·ч·Па/мг Rvpк.с = δ/μ, где δ – толщина слоя, м μ – коэффициент паропроницаемости материала, определяемый по таблице СниП, мг/м2·ч·Па еint = φint·E/100% ; еext = φext·E/100% ,где φint (φext) – относительная влажность воздуха во внутренне (внешней) среде, % Е – предельная упругость пара, соответствующая расчетной внутренней tint (внешней text) температуре, Па е– фактическая упругость пара во внутренней (внешней) среде, Па Для заданных условий имеем: tint =200C => E=2338 Па, φint = 60% => еint =60·2338/100=1403 Па; text=-15,30C => E=161Па, φint = 77% => еint =77·161/100=124 Па; Рассчитаем сопротивление паропроницаемости слоев: δ1 = 0,02 м, μ1 = 0,09мг/(м2·ч·Па) δ  2 = 0,64 м, μ1 = 0,16мг/(м2·ч·Па)δ3 = 0,08 м, μ1 = 0,31мг/(м2·ч·Па) δ3 = 0,004 м, μ1 = 0,09мг/(м2·ч·Па) Rvp= δ1/μ1+ δ2/μ2+ δ3/μ3=0,02/0,09+0,64/0,16+0,008/0,31+0,004/0,09=4,5м2·ч·Па/мг Рассчитаем величину парциального давления на границах слоев: е1= 1403-((1403-124)/4,5)·(0,02/0,09)=1339,8 Па е2= 1403-((1403-124)/4,5)·(0,02/0,09+0,64/0,16)=203,0 Па е3= 1403-((1403-124)/4,5)·(0,02/0,09+0,64/0,16+0,08/0,31)=129,6 Па е4= 1403-((1403-124)/4,5)·(0,02/0,09+0,64/0,16+0,08/0,31+0,004/0,09)=117, Па = еext Из построенного графика видно, что в толще конструкции конденсат не образуется. Расчет покрытия Теплотехнический расчет совмещенного покрытия. Состав покрытия:
σ=80 мм λ=1,92 Вт/(м·ºС)
σ=х мм λ=0,042 Вт/(м·ºС)
σ=45 мм λ=0,17 Вт/(м·ºС)
σ=5 мм λ=0,76Вт/(м·ºС
σ=10 мм λ=0,17 Вт/(м·ºС) Максимальная температура tint = +200C - офисы Dd=(20+6)·230=5980 ºС·сут Rreq=5,19 м²·ºС/Вт Паро- и гидроизоляция на теплотехнические свойства конструкции существенного влияния не оказывает, и при расчете сопротивления покрытия теплопередаче слои паро- и гидроизоляции не учитываются. R0=1/23+1/8,7+0,01/0,17+0,005/0,75+0,045/0,17+0,х/0,042+0,08/1,92=0,530+23,81х 5,305=0,530+23,81х х=0,196 Принимаем толщину утеплителя 200 мм. R0=0,530+23,81·0,200=5,292 м²·ºС/Вт Рассчитанная толщина утеплителя соответствует требованию R0≥Rreq (до 15%). R0≥Rreq =(5,292-5,19)/5,19х100%=1,9%. Рассчитанная толщина приемлема. Определение температур на границах конструктивных слоев покрытия. τх = tint – ((tint – text)/R0)·(Rint + ΣRx), где tint – внутренняя температура среды; text – внешняя температура среды, температура самой холодной пятидневки; τх - температура на границе конструктивного слоя Х; R0 – сопротивление теплопередаче покрытия; ΣRx – термическое сопротивление слоев, расположенных между поверхностью покрытия и плоскостью Х. Здесь слои паро- и гидроизоляции не учитываются. τ int = tint – ((tint – text)/R0)·1/αint = 20-((20+35)/5,292)·1/8,7=18,80С τ1 = tint – ((tint – text)/R0)·(1/αint +σ1/λ1)= 20-((20+35)/5,292)·(1/8,7+0,08/1,92)=18,40С τ3 = tint – ((tint – text)/R0)·(1/αint +σ1/λ1 + σ4/λ4)=20-((20+35)/5,292)·(1/8,7+0,08/1,92+0,2/0,042) = -31,10С τ4 = tint – ((tint – text)/R0)·(1/αint +σ1/λ1 + σ4/λ4+ σ5/λ5)=20-((20+35)/5,292)·(1/8,7+0,08/1,92+0,2/0,042+0,045/0,17) = -33,80С τext = tint – ((tint – text)/R0)·(1/αint +σ1/λ1 + σ4/λ4+ σ5/λ5 + σ6/λ6)=20-((20+35)/5,292)·(1/8,7+0,08/1,92+0,2/0,042+0,045/0,17+0,005/0,76) = -34,00С Построим график изменения температур в толще покрытия:  Плоскость нулевых температур расположена в слое утеплителя, что положительно влияет на теплозащитные и прочностные свойства покрытия. Значит такое строение конструкции покрытия целесообразно и позволяет использовать его в заданных условиях и для заданных функций. Проверка соответствия конструкции покрытия комфортно-гигиеническим требованиям внутренней среды помещения. Аналогично расчету для стенового ограждения, определяем нормируемый температурный перепад ∆t, между температурами на внутренней поверхности покрытия и внутренней воздушной среды: ∆tn = tint – τint, где tint – температура внутренней среды, 0С τint – температура на внутренней поверхности покрытия, 0С ∆tn =20- 18,8 = 1,20С, что соответствует предъявляемым СНиПом требованиям, где ∆tn= 2,50С (для перекрытий над проездами в общественных учреждениях) υ=е/E ·100% =>е=υ·E/100%, где υ – относительная влажность воздуха внутри помещения, % е – фактическая упругость пара внутри помещения, Па Е – предельная упругость пара, соответствующая расчетной температуре внутри помещения, Па Здесь tint = 200С => Е=2338 Па е= 60·2338/100 = 1403Па температура td = 12,00С – температура точки росы. При такой температуре на поверхности покрытия выпадает конденсат. Но температура внутренней среды помещения и на внутренней поверхности покрытия больше td, значит конденсат выпадать не будет. Вывод: Температурный перепад между температурами внутренней поверхности покрытия и внутренней среды помещения соответствует нормам СНиПа, влага на внутренней поверхности покрытия не конденсируется, значит покрытие полностью соответствует комфортно-гигиеническим требованиям. Итог. Рассчитанная толщина утеплителя применима для данной конструкции совмещенного «теплого» покрытия, при этом плоскость нулевой температуры расположена в утепляющем слое, что является положительной стороной такого конструктивного решения, т.к. благоприятно влияет на прочностные и теплоизоляционные свойства покрытия. Совмещенное покрытие полностью соответствует комфортно-гигиеническим требованиям, что определяет целесообразность его использования в данных климатических условиях и для данного объекта строительства. 2.3. Расчет звукоизоляции стены 
0=1800кг/м3 h=20мм=0,02м
0=1200кг/м3 h=380мм=0,38м Определяем расчетную объемную массу конструкции:  Определяем поверхностную плотность конструкции:   fb=90.8Гц Rb=20lg mэ-12дб, где mэ=Кm, К=1,1 mэ=1,1х528=580,8, тогда Rb=20lg 580,8-12дб=43дб. Согласно найденным значениям fb и Rb наносим на график отрезок АВ. Из точки В проводим прямую ВС с наклоном 7,5дб на октаву. Ломаная АВСD является графиком расчетной частотной характеристики изоляции  оценивает расчетную частотную характеристику изоляции конструкции воздушного шума путем наложения графика нормативной частотной характеристики на график расчетной частотной характеристики.
b=-3дб Определим расчетный индекс звукоизоляции Jbр, дб =50+(-3дб)=47дб; Jbн=47дб Jbр Jbн; 47=47 исследуемая конструкция удовлетворяет требованиям изоляции ею воздушного шума и может быть применена в качестве перекрытия или стены.  2.4. Конструктивные решения Конструктивная схема здания с самонесущими стенами сохранена в существующем виде до отметки + 3,105. Стены, покрытие, перекрытие колонны разбираются. Вследствие увеличения постоянных и временных нагрузок на перекрытие, а также на колонны, подлежат усилению ленточные фундаменты, и стены 1 –го этажа. Вновь запроектированное междуэтажные перекрытие представляет собой монолитную ж/б плиту толщиной 80 мм по стальному каркасу. Временная нормативная нагрузка на перекрытие не должна превышать 200 кг/м2 на отм. +7,200, +10,800,+14,400, 400 кг/м2 на отм. 0,000, +3,600. Каркас здания имеет размеры в плане 18,0 м х 36,0 м (в осях) и представляет собой многоэтажную этажерку с подвалом. Здание выполнено в одном температурном блоке без устройства деформационных швов. В данном проекте разработаны металлические конструкции надстраиваемого каркаса административного здания со встроенным банком. Надстраиваются четыре этажа над первым этажом существующего здания. Конструктивно надстраиваемое здание каркасное. Металлический каркас представляет собой несущие рамы в двух направлениях, образованные колоннами, ригелями и балками в уровне перекрытий и покрытия. Опирание металлических колонн на железобетонные колонны на отм. +3,105 – шарнирное. Общая устойчивость здания в плоскости рам ( в двух направлениях) обеспечена рамными жесткими узлами соединения ригелей с колоннами, устойчивость жесткого диска монолитного железобетонного перекрытия и покрытия. Колонны под каркас здания до отм. 3,105 запроектированы монолитные. Выполнено усиление фундаментов железобетонной «рубашкой» с увеличением размеров подошвы. Железобетонная «рубашка» представляет собой монолитную оболочку, которая охватывает существующий фундамент со всех сторон. Запроектировано усиление кирпичных стен первого этажа железобетонной обоймой. Лестницы - сборные ж/б ступени по металлическим косоурам. Наружные самонесущие стены в осях 1-7 и несущие в осях А-Г толщиной 640 мм из кирпича КП – О 100/35/ГОСТ530-95 на растворе М50. Кладку внутренних стен и перегородок вести из кирпича КП-О-100/15/ ГОСТ530-95 на растворе М50. Внутренние перегородки толщиной 100 мм выполняются по металлическому каркасу с обшивкой плитами ГКЛВ. На путях эвакуации применять перегородки из негорючих плит ГВЛ. Монтаж производить с соблюдением СП 55–101–2000. Оконные блоки выполнять из двухкамерного стеклопакета, в алюминиевом переплете из обыкновенного стекла с меж камерным расстоянием 6 мм. Наружные стены утепляются Rockwool ФАСАД БАТТС t = 100 мм с коэффициентом 0,042 с отделкой структурной штукатуркой «СОРАТЕСТ». Участки стен, облицованные декоративными панелями «Алюкобонд» по принципу вентилируемого фасада , утеплитель Rockwool ВЕНТИ БАТТС t = 100 мм. Огнезащита колонн – кирпичная кладка - 65 мм. Огнезащита балок покрытия и перекрытия – цементно-песчаная штукатурка толщиной - 40 мм по сетке. Огнезащита балок и косоуров лестничных маршей – цементно-песчаная штукатурка толщиной - 30 мм по сетке. Для отделки фасадов используется изделия из искусственного камня. Рустованная часть фасада и декоративные элементы фасадов выполняются из плит Rockwool ФАСАД БАТТС с отделкой структурной штукатуркой «СОРАТЕСТ». 2.5. Основные решения по отоплению и вентиляции Запроектированы две двухтрубных системы отопления с нижней разводкой. Отопительные приборы – конвекторы настенные с кожухом типа «Изотерм» с регулирующим клапаном подвала. Вентиляция запроектирована приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением. Для создания более комфортных условий дополнительно устанавливаются сплит-системы. Установка сплит-систем см. отдельный проект специализированной организации. Во всех приточных системах предусмотрена очистка приточного воздуха от пыли. У входа в здание запроектирована электрическая тепловая завеса У1. Воздухообмен в помещениях приняты по кратности или по расчету в соответствии с рекомендациями конкретных глав СНиП. 2.6. Водопотребление и водоотведение В проекте приняты следующие системы водопровода и канализации:
Согласно техническим условиям, источником водоснабжения является сеть городского водопровода диаметром 200 мм, проходящего по ул. Луначарского. Канализование проектируемого здания , согласно ТУ принято в существующую канализацию диаметром 200мм, проходящей по ул. Луначарского. 2.7. Мероприятия по обеспечению жизнедеятельности маломобильных групп населения Для обеспечения жизнедеятельности маломобильных групп населения предусмотрено:
2.6. Пожарная безопасность здания Административное здание в соответствии со СНиП21.01 –97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» относиться ко II степени огнестойкости, по функциональной принадлежности к классу Ф4. Объемно-планировочные решения в здании выполнены с учетом защищенности от воздействия огня в случае пожара, а так же безопасных достаточных путей эвакуации для служащих и посетителей. В соответствии с проектом предусмотрены противопожарные мероприятия:
Наружное пожаротушение – наружный пожарный водопровод объединен с хозпитьевым водопроводом. Внутреннее пожаротушение – внутренний водопровод, пожарные гидранты, система автоматического пожаротушения, пожарно-охранная сигнализация и два ручных огнетушителя ОУ-5 по ТУ 22-150-128-89Е, расположенных в пожарных шкафах.
Класс конструктивной пожарной опасности здания - С1. Назначаем класс пожарной опасности строительных конструкций.
3.1. Сбор нагрузок на каркас
1.1. Вес колонны по осям Е-4 (1000х400 мм) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||