1.4. Конструктивные решения

Конструктивный остов здания решен с несущими колоннами и монолитным перекрытием, опирающимся на ригеля и колонны.

Построены свайные фундаменты в виде «кустов» буронабивных свай диаметром 0,53 м длиной от 4,0 м до 7,0 м. Нижними концами сваи защемлены в коренные аргиллиты. Верхние концы свай жестко сопрягаются с монолитным ростверком.

Основанием для фундаментов здания будут служить аргиллиты серые слоистые низкой прочности с редкими прослоями серого песчаника: модули деформации Е=500кг/см²; R=5 кг/см².

Установившийся уровень грунтовых вод на осенний период установлен на глубине до 2,0 м. Грунтовые воды обладают слабой сульфатной агрессией по отношению к бетонам.

Сейсмичность площадки строительства согласно СНиП II-7-81* – 8 баллов.

В монолитной железобетонной плите-ростверке предусматриваются арматурные выпуски для колонн, диафрагм жесткостей, стен шахты лифтов и наружных стен полузаглубленного технического этажа.

Каркас запроектирован рамно-связевой, из монолитного железобетона. С конструктивной точки зрения надземная часть здания представляет собой 12-ти ярусную этажерку с горизонтальными дисками жесткости в виде монолитных железобетонных перекрытий и вертикальными - монолитными железобетонными диафрагмами жесткости, размещенными как в продольном, так и поперечном направлениях. Как горизонтальные, так и вертикальные диски обеспечивают необходимую жесткость и геометрическую неизменяемость каркаса здания.

Вертикальные диафрагмы обоих направлений полностью воспринимают горизонтальную нагрузку и обеспечивают пространственную устойчивость жилого здания.

Стенки шахты лифтов и лестничных клеток – монолитные железобетонные. Лестницы – монолитные железобетонные. Стены полузаглубленного технического этажа - монолитные железобетонные. Конструкция наружных стен и внутренних перегородок – кладка из керамзитобетонных блоков. По наружным стенам выполняется внешнее утепление.

1.5. Теплотехнический расчет наружных стен

В плане теплозащиты здания использованная в проекте технология вентилируемый фасад предполагает устройство вентилируемых фасадов из нескольких функциональных слоев.  

1. Внутренняя обработка стеновой поверхности (штукатурка, средняя толщина 6-10 мм).

2. Кирпичная кладка (средняя толщина 250 мм.).

3. Слой теплоизоляционных материалов (минераловатная плита, толщина 125 мм.).

4. Специальная пленка, обеспечивающая ветрозащиту и защиту от влаги.

5. Технологический промежуток для вентиляции (ширина - 50 мм.)

6. Слой облицовочных материалов (средняя толщина 10 мм.)

 Технология вентилируемый фасад предусматривает особый вид крепления облицовочных плит или пластин: фиксация лицевой части фасада производится к специальной подсистемной конструкции. В свою очередь, подсистема для вентилируемых фасадов крепится непосредственно к несущей кирпичной или бетонной стене здания. Крепление подсистемы осуществляется с помощью таких элементов конструкции, как кронштейны. Технологические размеры кронштейнов подбираются в прямой зависимости от толщины слоя теплоизоляционных материалов и размеров вентиляционного промежутка.

Основные теплотехнические характеристики слоев многослойной наружной стены представлены в таблице 3.

 Таблица 1

N	Слои конструкции наружной стены		go [kg/m3	A [m2]	d [mm]	l [W/m0k]	m[-]	r [N.h/kg]
1	Внутр. известково-песчаная штукатурка		1600	17,604	20	0,70	10	3,2.105
2	Наружная стена	сплошной глин. кирпич	1800	11,949	250	0,81	8,5	34.105
		ж/бетон	2500	5,655	250	2,04	-	-
3	Мин.ватная плита "Роквул"		156	17,604	125	0,047	1,2	2,4.105
4	Ветро-гидрозащитная паропроницаемая мембрана Tyvek soft(1460 В)		-	17,604	0,2	-	-	0,32.105
5	Вентилируемая воздушная прослойка		-	-	50	-	-	-
6	Облицовка гранитно - керамической плиты		-	-	10	-	-	-

Примечание:

1) Все значения теплотехнических характеристик приведенные в табл.1 приняты для параметров Б согласно СНиП-П-3-79*. 2) m [-] - показатель сопротивления диффузии водяного пара. 3) r [N^.h/kg] - удельное сопротивление диффузии водяного пара разных слоев. Расчет термического сопротивления многослойной наружной стены осуществляется по следующей формуле: R_о = 1/a_в + S d/l_Б + 1/a_мод (1) где: a_в = 8,7 [W/m²k] - внутренний коэффициент теплоотдачи d [т] - толщина разных слоев наружной стены l_Б [W/mk] - коэффициент теплопроводимости разных слоев наружной стены для условий Б a_мод [W/m²k] - модифицированный коэффициент теплоотдачи вентилируемой воздушной прослойки

 В первую очередь произведен расчет термического сопротивления утепленной ограждающей конструкции. Воздействие такой конструкции, как подсистема для вентилируемых фасадов не учитывалось. На следующем этапе расчетов была проведена корректировка полученных результатов с учетом влияния так называемого мостика холода, который создает подсистема для вентилируемых фасадов. Важно, что при таких вычислениях, как расчет теплового сопротивления внешней стены здания с вентилируемым фасадом, не следует учитывать технологический промежуток для вентиляции и специфику облицовочной части конструкции системы: влияние данных элементов учтено в a_мод.

В специализированной литературе представлены различные значения a_мод. (см. таблица 4)

Таблица 4

Модифицированный коэффициент теплоотдачи вентилируемой воздушной прослойки aмод [W/m2k]
СНиП-П-3-79*	DIN 4701, Teil 2	BFE Richlinie
12	11,11	8

Согласно литературе "EMPA Schussbericht Nr 158740" формула для расчета а_мод гласит: 1/a_мод= 1/a_н+R_эк (2) где: a_н [W/m²k] - наружный коэффициент теплоотдачи R_эк [m²k/W] - эквивалентное термическое сопротивление вентилируемой воздушной прослойки R_эк = 0,08 [m²k/W] - согласно SIA Norm 180

Расчетом а_мод по формуле (2) получаются результаты, которые подтверждены при проведении измерений на действующих вентилируемых фасадах.

На основании теплотехнических характеристик слоев конструкции наружной стены здания взятых их таблицы 1, а также a_в = 8,7 [W/m²k] и a_мод = 12 [W/m²k], по формуле (1) расчитано ее термическое сопротивление (без влияния алюминиевого каркаса), при чем получены следующие результаты: R_ожб = 3,195 [m²k/W] - для наружной ограждающей конструкции (часть наружной стены из ж/б) R_ок = 3,0089 [m²k/W] - для наружной ограждающей конструкции (часть наружной стены из кирпича) R_опр = 3,135 [m²k/W] - приведенное термическое сопротивление наружной ограждающей конструкции зданий U_о = 0,319 [W/m²k] - коэффициент теплопередачи наружной ограждающей конструкции зданий Технические параметры, полученные при данном вычислении, указывают на тот факт, что  коэффициент теплопередачи наружной стены здания, оснащенного такой конструкцией, как система вентилируемых фасадов увеличен из-за воздействия, которое оказывает подсистема для вентилируемых фасадов:

- на 23,8%, если подсистема для вентилируемых фасадов имеет алюминиевый каркас с алюминиевым кронштейном и термопрокладкой.

- на 14,7%, если подсистема для вентилируемых фасадов имеет алюминиевый каркас со стальным кронштейном (нержавеющая сталь CrNiMo).

Данный расчет вентилируемых фасадов с точки зрения теплотехнических характеристик подтверждает предположение, что при производстве таких работ, как проектирование и расчет вентилируемых фасадов необходимо с особым вниманием принимать решение о выборе таких элементов конструкции, как подсистема для вентилируемых фасадов и крепежная фурнитура.