Потери теплоты через стены:

Q_огр.ст. = ((2*72 + 2*24)*11,7- 4,5*3,0*44 )(12 - (- 4,7))/1,835 = 15038,2 Вт/ч;

Потери тепла через потолок:

Q_огр.п. = 72*24*(12 - (- 4,7))/2,41 = 11974,1 Вт/ч;

Потери тепла через пол:

Q_огр.п. = 72*24*(12 - (- 4,7))/1,728 = 16700 Вт/ч;

Потери тепла через окна:

Q_огр.п. = 4,5*3,0*44*(12 - (- 4,7))/0,734 = 13514,7 Вт/ч;

Принимаем окна размером 4500х3000 мм.

Всего потерь через стены, потолок,окна и пол:

Σ Q_огрi = 15038,2+11974,1+16700+13514,7 = 57227 Вт/ч;

Теплопотери на нагрев холодного воздуха:

Q_х.в = 0,2*57227 = 11445,4 Вт/ч;

Теплопотери на нагрев поступающих материалов и транспортных средств:

Q_м =0,07*57227 = 4005,9 Вт/ч;

Общие теплопотери здания без учета вентиляции в отопительный период:

Q _п = 57227+11445,4+4005,9 = 72678,3 Вт/ч;

Потеря тепла через ограждающие конструкции за отопительный период:

Q_г = 10 ^–3 *72678,3*24 *218 = 380252,9 кВт ч/год

3. Определение размеров здания. Выбор шага колонн и размеров пролетов на этажах, длины температурных блоков (места расположения деформационных швов).

Необходимо, чтобы размеры зданий, помещений, сетки колонн допускали удобное и свободное расположение, перестановку или замену технологического оборудования в поточных линиях, его обслуживания, что способствовало бы развитию производства и повышению технологической маневренности. Для этого на плане необходимо вначале расставить оборудование, учитывая расстояние между единицами оборудования, между станками и стенами здания, для прохода рабочих. После этого подбирается размер здания.

Шаг колонн (В₀) – это расстояние между поперечными осями стен и отдельных опор. Шаг колонн может быть равен 6 и 12 метров.

Пролетом (L₀) называется расстояние между смежными продольными осями. Пролет может быть равен 6, 9, 12, 18, 24, 30, 36 и более метров.

При выборе шага колонн и пролета необходимо учитывать следующее:

• наличие в цехе мостовых кранов;

• наличие в цехе железнодорожного тупика;

• вид и грузоподъемность внутризаводского транспорта;

• размеры технологического оборудования.

Принимаем шаг колонн 6 м, пролет 6 м.

Высота этажа - это расстояние между чистыми полами двух смежных этажей. Высота последнего этажа в многоэтажных или одноэтажных зданиях – это расстояние от пола до нижнего пояса балки или фермы. Для многоэтажных зданий высоту этажей назначают из следующего ряда: 3,3; 3,6; 4,2; 4,8; 6,0; 7,2. Уровни этажей определяются высотой оборудования, наличием подвесных конвейеров, и т.д.

При возведении здания необходима увязка всех размеров этих элементов, что возможно только при их унификации. Унификацию параметров зданий и размеров конструкций осуществляют на основе единой модульной системы (ЕМС), представляющей собой совокупность правил назначения шага, пролета, высоты этажа, размеров конструктивных элементов и оборудования на базе единого модуля 100 мм.

В конструкциях зданий большой протяженности, вследствие изменения температур в летнее и зимнее время, происходят значительные деформации, вызывающие напряжения, способные разрушить здание. Чтобы не допустить возникновения таких деформаций, здание делят на температурные блоки, между которыми устраивают так называемые температурные швы, как в продольном, так и в поперечном направлении.

В отапливаемых зданиях со сборным железобетонным каркасом наибольшее расстояние между температурными швами равно 60 м. Следовательно, по ширине цеха (24 м) температурного шва не будет, а по длине (72 м) температурный шов будет проходить в месте перепада высоты пола второго этажа.

Температурный шов теплоизолируется минеральной ватой или войлоком, пропитанным цементом.

Для предотвращения здания от неравномерной осадки (возникает от неодинаковых грунтовых условий, резко отличающихся нагрузок и т.д.) устраивают осадочный шов, который совпадает с температурным швом.

4. Теплотехнический расчёт толщины утепляющего слоя покрытия.

По условию задания в проектируемом предприятии применяется покрытие из железобетонных ребристых плит с минераловатным утеплителем и кровлей из рулонных материалов. Принимаем плиту железобетонную номинальной длины 6 м. Эти плиты предназначены для использования в качестве настила промышленных зданий с шагом несущих конструкций покрытия 6 м и с рулонной кровлей. Плиты рассчитаны на нагрузку от 330 до 1140 кГ/м² . Такая плита имеет два основных продольных ребра высотой 300мм и поперечные ребра меньшей высоты. Полки плиты между рёбрами имеют толщину 30 мм. В качестве рулонного материала используем рубероид, толщиной 2мм. Используем пять слоёв рубероида.

Условия эксплуатации – А.

1 Значения теплотехнических показателей.

Материал	Плотность в сухом состоянии, кг/м3	Расчётная величина коэффиц. теплопроводности, Вт/(м2*оС)
Железобетонные ребристые плиты	3500	1,92
Плиты жесткие минераловатные	300	0,072
Известково-песчаный раствор	1600	0,69
Рулонный материал (рубероид)	600	0,17

2 Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции =1,728 (м²*ºС)/Вт.

3 Определяем толщину основного утепляющего слоя ограждающей конструкции. Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции, (м²*ºС)/Вт, определяется по формуле:

R_о = (1/α _в) + Σ R _i + R _в.п. + (1/α _н),

где α_в – коэффициент теплопередачи между внутренней поверхностью ограждения конструкции (стена) и воздухом внутри помещения, α_в = 8,7 Вт/(м²*ºС) (гладкая стена);

R _i – сопротивление отдельного i – того слоя многослойной ограждающей конструкции,

R _i = δ _i / λ _i

где δ _i – толщина отдельного слоя, м;

λ _i – коэффициент теплопроводности материала того же слоя в соответствии с условиями эксплуатации, Вт/(м* ºС)(принимаем по табл.4[1]);

R _{в. п} – сопротивление воздушной прослойки, воздушная прослойка отсутствует;

α _н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, α _н =23 (принимаем по табл. 9 [1]).

R_р= δ_р/ λ_р=0,002*5/0,17 = 0,059 (м²*ºС)/Вт

R_п= δ_ип/ λ_ип = 0,04/0,69 = 0,058 (м²*ºС)/Вт

R_р= δ_р/ λ_р=0,002*1/0,17 = 0,012 (м²*ºС)/Вт

R_п= δ_п/ λ_п = 0,03/1,92 = 0,015 (м²*ºС)/Вт

R_о = (1/8,7) + 0,059+0,058+0,012+0,015+(1/23) = 0,302 (м²*ºС)/Вт

R_о < , значит необходимо использовать эффективный утеплитель. В качестве эффективного утеплителя используем плиты жесткие минераловатные.

Толщину искомого слоя δ_х ограждающей конструкции определяется по формуле, м:

δ_х = [ - (1/α _в + Σ R _i + R _в.п. + 1/α _н)] * λ_х,

где Σ R _i – суммарное сопротивление слоёв известных толщин (без основного утепляющего), (м*ºС)/Вт;

λ_х – коэффициент теплопроводности материала утепляющего слоя, Вт/(м²*ºС).

δ_х = [1,728 –(1/8,7 + 5*0,002/0,17 +0,04/0,69+0,002/0,17+0,03/1,92+1/23)] * 0,072 = 0,103 м

Окончательно приняв толщину утепляющего слоя ограждения 11 см., определяем его общее сопротивление теплопередаче R_о.

R _о = 1/8,7 +0,06/1,05 + 5*0,002/0,17 +0,04/0,69+0,002/0,17+0,03/1,92+0,11/0,072+1/23= 1,83 (м²*ºС)/Вт

R_о > , значит конструкция покрытия лесопильного цеха удовлетворяет требованиям.

4. Проверяем возможность выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Определяется максимальная упругость водяного пара Е_в при принятой температуре воздуха внутри помещения t_в = 12 ºС Е_в = 1403 Па (таблица 10 [1]).

Фактическая упругость водяного пара е_в, Па, зависит от влажности воздуха φ_в и определяется по формуле:

е _в = (φ _{в *} Е _в)/100

е _в = (45 * 1403)/100 = 631,3 Па

Температура выпадения росы t_р определяется по таблице 10 [1] в зависимости от величины упругости е_в. Промежуточные значения t_р определяются по интерполяционной формуле с точностью до 0,1 ºС.

t_р = [(1-0)/46]*21,3 + 0 = 0,5 ºС

Образование конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции наблюдается лишь в случаях, когда температура внутренней поверхности τ_в ограждающей конструкции равна или меньше температуры росы t_р.

Температура внутренней поверхности ограждения, ºС,

τ_в = ,

где n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху. Его величина принимается n=1 (по таблице 6 [1]);

t_в – температура внутри помещения, ºС;

t_н5 – температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, ºС.

τ_в = ºС

Так как τ_в > t_р, то конденсата на внутренней поверхности не будет.

5. Выбор типа фундамента.

Фундаменты – это подземные части (конструкции) зданий, воспринимающие нагрузки от здания и передающие их на основание. Основанием служат слои грунта, располагающиеся под зданием и обладающие необходимой несущей способностью.

Основными требованиями, предъявляемыми к фундаментам, являются прочность, устойчивость, сопротивляемость влиянию атмосферных условий и отрицательных температур, долговечность, соответствующая эксплутационному сроку службы надземной части зданий и сооружений, индустриальность устройства конструкции, экономичность.

Фундаменты устраивают под стены, колонны и оборудование.

По виду в плане (сверху) фундаменты подразделяются на следующие виды:

• ленточные;

• столбчатые;

• сплошные;

• свайные.

Ленточный фундамент устраивают под несущие стены. Он представляет собой ту же стену, только под землей.

Столбчатые фундаменты устраивают под колонны и столбы.

Сплошной фундамент на виде в плане представляет собой плиту во всю ширину и длину здания.

Свайные фундаменты устраивают, в случае если плотные слои грунта, который может служить основанием, залегают на большой глубине и устройство обычного фундамента экономически невыгодно.

Принимаю столбчатый фундамент под колонны.

Под железобетонные колонны применяют железобетонные сборные фундаменты стаканного типа (подколонник).

Фундаменты под колонны проектируют из бетона марок 150 и 200. Армирование их осуществляют в соответствии с расчетом. В качестве рабочей арматуры применяют чаще всего горячекатаную сталь класса А-II.

Для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен здания на фундаменты колонн служат фундаментные балки. Фундаментные балки изготовляют из бетона классов В 20-В 40, армируют стержнями из стали класса А-II. Укладывают их непосредственно на ступени фундаментов или на бетонные столбики. Зазоры между торцами балок и фундаментов заполняют бетоном. По верхней поверхности балок устраивают гидроизоляцию.

6. Определение глубины заложения фундамента.

Глубина заложения фундамента (расстояние от поверхности земли до подошвы фундамента) зависит:

• от наличия подвалов, подземных коммуникаций, фундаментов под оборудование;

• геологических, гидрологических, климатических условий строительной площадки;

• действующих нагрузок, расчетного сопротивления грунта, размеров фундаментов в плане.

На пучинистых, влагонасыщенных грунтах глубина заложения фундаментов должна быть больше глубины залегания грунта.

Н^р = m_t * Н^н,

где Н^н – глубина промерзания грунта в данном районе, Н^н = 150 см (г.Н.Новгород);

m_t – коэффициент, учитывающий влияние температуры отапливаемого здания, m_t = 0,7, когда пол 1 этажа укладывается на грунт и m_t = 1,0, когда здание неотапливаемое или имеет холодный подвал.

Н^р = 0,7*150 =105см =1,05 м.

Принимаю глубину заложения фундамента 1,65 м.

7. Перечень необходимых (основных) санитарно-бытовых помещений и их количества.

Административные и санитарно-бытовые помещения – неотъемлемая часть производственных помещений.

Бытовые помещения должны располагаться в отдельных зданиях, строящихся по требованиям, предъявляемым к жилым помещениям, которые соединяются с производственными с помощью крытых обогреваемых переходов, в пристройках к цехам, а также на свободных площадях производственных зданий и даже на антресолях высоких цехов огнестойкостью не ниже IVа степени. Основные требования к административно-бытовым помещениям определены строительными нормами и правилами (СНиП 2.09.02-85. Производственные здания; СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания).

В состав санитарно-бытовых помещений входят площади, занимаемые шкафчиками для домашней и легкой спец. одежды, для уличной домашней и громоздкой спец. одежды. Необходимы площади под душевые помещения для мужчин и женщин, под кабины уборные и кабины личной гигиены женщин. Также необходимо устройство питьевого водоснабжения, помещения для отдыха рабочих и специальные бытовые помещения.

Принимаю душевые кабинки – 12 шт., краны умывальники – 20 шт., кабины туалета – 10 шт.