Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2012.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.61 Mб
Скачать

3. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ

Объемно-планировочная структура жилого дома непосредственно связана с выбором конструкций и методами возведения зданий. Несущий остов зданий может быть стеновым, каркасным или смешанного типа. Эти конструктивные схемы могут быть применимы в жилых зданиях любой этажности. Однако у каждой схемы есть свои особенности и своя область применения.

 

 

3.1. Стеновые несущие конструкции

 

Разл чают конструктивные схемы с поперечными и продольными

С

 

несущ ми стенами. На олее приемлемым до настоящего времени был

вариант, при котором внутренние несущие стены и перекрытия

выполнял сь з железо етонных панелей. Наружные стены – навесные

панели

железо етона с утеплителем. Шаг поперечных стен – от 3,0

(

) до 7,2 м (ш рокий). При проектировании крупнопанельных

узкий

жилых здан й от 16 до 22 этажей использовался преимущественно узкий

шаг,

обеспеч вающ й максимальную устойчивость зданий.

 

Поперечные стены, лагодаря достаточной толщине (200 мм и

более) и массеб, о ладают низкой звукопроводностью, что очень

важно для межквартирных стен, однако их жесткое расположение

ограничивает возможности планировки и оптимального зонирования

помещений квартир.

 

 

Пространственная жесткость зданий с продольными несущими

 

 

 

А

стенами обеспечивается совместной работой продольных и

поперечных межсекционных стен и перекрытий.

 

Многопустотные настилы с замоноличенными стыками являются

горизонтальными дисками жесткости, передающими ветровые нагрузки

на лестничные клетки, служащие ядрамиДжесткости.

 

Жилые здания с несущими стеновыми конструкциями кроме

панельного варианта могут выполняться в монолитном железобетоне

и в кирпиче.

И

 

 

 

 

 

3.2. Каркасные несущие конструкции

При строительстве многоэтажных жилых зданий используют, как правило, стальной или железобетонный стоечно-балочный каркас. Ограждающие конструкции могут выполняться из навесных легкобетонных панелей, из кирпича либо из панелей типа "сэндвич".

18

Сейчас получили широкое распространение многоэтажные жилые здания со стальным каркасом, междуэтажными перекрытиями из

сборных многопустотных плит и наружными стенами из кирпича или облегченных (керамзитобетон, пенобетон и т.д.) блоков с эффективным утеплителем по наружному контуру. Среди каркасных систем некоторыми преимуществами отличается безригельный каркас, при котором конструктивную ячейку образуют панель перекрытия и четыре элемента колонн высотой в 1–4 этажа. Отсутствие ригелей позволяет более свободно решать планировки квартир, а значит и компоновку объемов всего здан я, пластику его фасадов.

Каркасная несущая конструкция облегчает решение первых

С

этажей,

они спользуются для встроенно-пристроенных объектов

общественногоеслиназначения. Каркасный несущий остов применяется

также в услов ях сейсм ки, при не лагоприятных грунтовых условиях и в домах повышеннойбэтажности ( олее 16 этажей).

3.3. Монол тные железобетонные конструкции

В настоящее времяАширокое распространение получили монолитные жилые дома. Основным индустриальным элементом при подобном строительстве служит с орная опалубка. Различные виды опалубок определяются спосо ами их перемещения в процессе формования объема здания (крупнощитовая, блочная, мелкощитоваяДопалубки). Монолитные жилые дома обладают максимальной жесткостью конструктивной схемы и минимальным количеством монтажных стыков, что увеличивает срок эксплуатации здания, однако изменить первоначально заданную планировочную структуру здания практически невозможно.

3.4. Комбинированные конструктивныеИсистемы

Данный вариант сочетает достоинства предыдущих схем и представляется наиболее оптимальным. Более свободно решаются планировки жилого дома с монолитным ядром жесткости в комбинации с каркасной или стеновой несущей схемой. Появляется возможность произвольно компоновать очертания наружных стен, разнообразить форму и размеры оконных проемов, балконов и лоджий. Применение каркасномонолитной конструктивной схемы позволяет применять произвольную сетку колонн в сочетании с монолитными перекрытиями, что позволяет более рационально решать планировочные задачи.

19

4. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

4.1. Общие положения

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий проводится в соответствии с требованиями СП 50.13330.2012 «Тепловая защ та зданий» [19], СП 23-101-2004 «Проектирование

тепловой защ ты здан й» [20].

 

Цель

расчета

подбор ограждающих конструкций,

теплозащ тные качества которых соответствуют требованиям

С

 

 

действующ х нормат вных документов в области строительства.

Теплозащ тная

олочка здания должна отвечать следующим

требован ям п.5.1 [19]:

 

а) пр

веденное сопротивление теплопередаче отдельных

ограждающ х

должно

не меньше нормируемых

конструкций

 

 

быть

 

значен й (поэлементные тре ования), т.е Rопр ≥Roнорм ;

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть

не больше нормируемого значения (комплексное требование),

т.е k≤ kобтр ;

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих

 

 

конструкций должна

ыть не ниже минимально допустимых

 

 

 

 

 

Д

 

значений (санитарно-гигиеническое требование), т.е для конструкций

 

 

в

 

 

 

3

 

 

покрытия и стены -

А

в

 

.

в

min , а для конструкции окон -

 

 

 

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).

В рамках курсового проекта расчет по санитарно-гигиеническому требованию не производится, т.к температураИвнутренней поверхности ограждающей конструкции должна определяться по результатам расчета температурных полей всех зон с теплотехнической неоднородностью или по результатам испытаний в климатической камере в аккредитованной лаборатории.

4.2 . Определение нормируемого значения приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Rонорм, (м2·°С)/Вт,

20

следует определять по формуле:

 

 

 

Rонорм = Rотр mр,

 

 

 

 

(4.1)

где Rотр -

 

базовое значение

требуемого

сопротивления

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теплопередаче ограждающей конструкции, м2·°С/Вт, величину

базового значения требуемого сопротивления теплопередаче

ограждающей конструкции Roтр определяется по табл.3

[19] в

зависимости от градусо-суток отопительного периода региона

строительства

 

ГСОП

 

и

 

назначения

здания.

ования

 

 

 

 

 

 

 

mр -

коэфф ц ент,

 

учитывающий

особенности

региона

строительства. В расчете по формуле (4.1) принимается равным 1.

Допускается сн жен е значения коэффициента mр в случае, если при

выполнен

расчета удельной характеристики

расхода

тепловой

энергии на

отоплен е

вентиляцию здания по прил. Г [19]

выполняются

 

тре

 

п.10.1

[19]

к

данной

удельной

характер ст ке.

Значения коэффициента mр при этом должны быть

не менее: mр

=

0,63 - для стен, mр =

0,95

- для

светопрозрачных

конструкций, mр =

А

 

 

 

0,8 - для остальных ограждающих конструкций.

Градусоб-сутки отопительного периода ГСОП, °С сут/год,

рассчитываются по формуле:

 

Д

 

 

 

 

ГСОП= (tв tот) zот,

 

 

 

 

(4.2)

где tв расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в табл. 3 [19]: по поз. 1 – по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующихИзданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22°С); по поз. 2 – согласно квалификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21°С); по поз. 3 – по нормам проектирования соответствующих зданий;

tот, zот средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С, а при проектировании лечебнопрофилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С.

21

Пример расчета №1

Определить нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен, чердачного перекрытия, окон малоэтажного жилого дома. Район строительства г. Омск.

 

По табл.3.1* [18] принимаем для г.Омска:

 

 

С

 

 

 

 

- средняя температура наружного воздуха отопительного периода

со средней

суточной температурой наружного

воздуха не более

tот = 8,1 о

;

 

 

 

 

-

продолж тельность отопительного периода zот = 216 сут;

 

Пр н маем

расчетную температуру

внутреннего воздуха для

помещен й с постоянным пребыванием людей

tв

= +21 оС по

табл.12 [17].

 

 

 

 

 

 

По формуле (4.2) рассчитываем величину ГСОП:

 

 

 

ГСОП= [21 (8,1)] 216 = 6285,6 °С сут/год.

 

 

б

 

 

 

 

По табл.3 [19] по нтерполяции определяем величину требуемого

сопротивлен я теплопередаче Roтр:

 

 

 

 

наружных стен 3,60 м2 оС/Вт;

 

 

 

чердачного перекрытия 4,73 м2 оС/Вт;

 

 

 

окон 0,61 м2 оС/Вт.

 

 

 

 

 

4.3. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче

 

 

 

ограждающих конструкций

 

 

 

 

 

Д

 

Расчет

 

приведенногоАсопротивления

теплопередаче

непрозрачных ограждающих конструкций производится с учетом их

теплотехнической однородности.

 

 

 

 

Для теплотехнически

однородных ограждающих конструкций

 

 

 

 

 

И

(однослойные или многослойные конструкций с параллельными

слоями) величина сопротивления теплопередаче Rо может быть

рассчитана по формуле

 

 

 

 

 

 

 

Rо = 1/ в + Rk + 1/ н ,

 

 

(43)

где

в

коэффициент

теплоотдачи

внутренней

поверхности

ограждающих конструкций, Вт/(м2·°С), принимаемый по табл. 4 [19] ;

н коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2·°С), принимаемый по табл. 8 [20]; Rk – термическое сопротивление конструкции, м2·°С/Вт.

Для конструкций с последовательно расположенными слоями

Rk = 1/ 1 + 2/ 2 + 3/ 3 + … + i/ i ,

(4.4)

22

где i толщина слоя,

м; i

расчетный коэффициент

теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимаемый согласно

приложению Д [20].

 

 

Для теплотехнически неоднородных ограждающих конструкций (содержащих соединительные элементы между наружными облицовочными слоями ребра, шпонки, стержневые связи, сквозные и несквозные теплопроводные включения) рассчитывается приведенное сопрот вления теплопередаче Rопр , м2·°С/Вт.

В общем случае расчет величины приведенного сопротивления

теплопередаче Rопр производится на основе расчета температурных

полей по спец альным компьютерным программам (например,

С

 

 

 

программе расчета трехмерных температурных полей ограждающих

конструкц й здан й «TEMPER-3D»).

 

 

В рамках курсовой ра оты расчет приведенного сопротивления

теплопередаче

неоднородных

ограждающих

конструкций

рекомендуется про

по формуле:

 

зводить

 

 

 

Rопр = 1/ в + Rk r + 1/ н,

(4.5)

где r – коэффициентбтеплотехнической однородности конструкции,

учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих

ребер, гибких связей и других теплопроводных включений.

Величина коэффициента теплотехнической

однородности

принимается по [20].А

 

В рамках курсовой работы расчет приведенного сопротивления

теплопередачи неоднородных ограждающих конструкций - наружных

стен – принимается по прил.3 данных методических указаний.

Наружные несущие и самонесущие

стены выполним кладкой из

 

Д

 

 

И

обыкновенного глиняного кирпича на гибких связях. Общая толщина стены 570 мм. Толщина теплоизоляционного слоя, выполненного из

пенополистирола ПСБ-С, - 200 мм, т.к

Rо; стпр=3,97 м2 оС/Вт > Ro; стнорм=3,60 м2 оС/Вт.

Условие выполнено.

Комплексное требование

Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания, kобтр, Вт/(м3·°С), следует принимать в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по табл.7 [3] с учетом примечаний.

23

Удельная теплозащитная характеристика здания, kоб, Вт/(м3·°С), рассчитывается по прил. Ж [3].

kок =

1

 

Афi

Ккомп Кобщ ,

(4.6)

V

nti

Rпр

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

об

 

 

 

 

oi

 

 

 

 

где Rо,iпр - приведенное сопротивление теплопередаче i-го

 

фрагмента теплозащ тной оболочки здания, (м2·°С)/Вт;

 

Аф,i - площадь соответствующего фрагмента теплозащитной

 

оболочки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

здан я, м2;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vот - отапл ваемый о ъем здания, м ;

 

 

nt,i - коэфф ц ент, учитывающий отличие внутренней или

 

б

 

 

 

 

 

наружной температуры у конструкции от принятых в расчете ГСОП,

определяется по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

*

t*

 

 

 

 

 

 

 

А

(4.7)

 

nt

 

 

в

от ,

 

 

 

 

 

 

 

 

t

в

t

от

 

 

 

 

 

где, tв*, tот* - средняя температура внутреннего и наружного

 

воздуха для данного помещения, °С;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

tв, tот – то же, что в формуле (6.2);

 

 

 

 

 

Кобщ - общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2·°С),

определяемый по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

1

 

 

 

 

Афi

 

Кобщ

 

 

 

 

(4.8)

 

сум

 

nti

 

пр

 

 

 

Ан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

Roi

 

 

Ккомп - коэффициент компактности здания, м-1, определяемый по

формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ккомп

 

 

Асум

 

 

 

 

 

 

(4.9)

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от

 

 

 

 

 

 

 

Ансум - сумма площадей (по внутреннему обмеру всех наружных ограждений теплозащитной оболочки здания, м2).

24

Совокупность фрагментов теплозащитной оболочки здания, характеристики которых используются в формуле (6.6) должна полностью замыкать оболочку отапливаемой части здания.

Удельная теплозащитная характеристика здания, kоб, Вт/(м3·°С),

должна быть не больше нормируемого значения, kобтр, Вт/(м3·°С):

С

 

 

kоб ≤ kобтр

 

 

и

 

Пр мер расчета №4

 

В соответств с примером расчета №1 данных методических

указан й ГСОП = 6285,6 °С сут/год.

 

Отапл ваемый о ъем здания Vот, м2 определяем как:

 

 

Vот = l·b·h,

(4.10)

где l,b,h – дл на, ш рина и высота отапливаемого объема здания

соответственно.

А

 

l = 8,6 мб

 

b = 9,0 м

ДV

 

h = 5,7 м

 

Vот = 8,6 · 9,0 · 5,7 = 441,18 м3

 

Так как значения ГСОП и Vот имеют промежуточные значения, то kобтр рассчитываем в соответствии с примечанием по формуле (5.5) [3].

 

 

 

 

 

 

 

0,16

 

10

 

 

 

 

 

 

 

kобтр =

 

 

 

от

 

 

(4.11)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,00013 ГСОП 0,61

 

 

 

0,16

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тр

 

441,18

 

 

 

0,636

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kоб

=

 

 

1,427

0,446

ВтИ/(м ·°С)

0,00013 6285,6 0,61

или по формуле:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kобтр =

 

8,5

 

 

(4.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

ГСОП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

kобтр =

8,5

0,107 Вт/(м3·°С)

6285,6

 

 

Так как значение kобтр , определенного по формуле (6.11) больше, чем по формуле (6.12), то принимаем значение kобтр, определенного

по формуле (6.11), т.е kобтр = 0,446 Вт/(м3·°С)

Счердачного перекрыт я, стен и окон Аф,i , м2:

Далее находим удельную теплозащитную характеристику

здания, kоб, Вт/(м3·°С), для этого определяем площадь соответствующего фрагмента теплозащитной оболочки здания для

Аф,пок = 8,6·9,0=77,4 м2 Аф,ок = 0,6·1,5·2+1,5·1,5·7+2,1·1,5·2=1,8+15,75+6,3=23,85 м2

Аф,ст = (5,7·9,0·2+5,7·9,4·2)-23,85=209,76-23,85=185,91 м2

В рамках курсовой ра оты значение коэффициента n принимаем

равным 1, условно сч таем, что

температура внутреннего воздуха

и

 

 

 

 

 

 

 

во всех помещен ях од накова.

 

 

 

 

 

 

 

Удельная теплозащитная характеристика здания, kоб, Вт/(м3·°С),

рассчитывается по формуле (6.6):

 

 

 

 

 

 

тр

б

 

 

3

 

 

1

 

77,4

 

23,85

 

 

185,91

 

 

kоб

=

441,18

1

4,91

1

0,65

1

 

3,97

 

0,225 Вт/(м

·°С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно комплексному требованию:

 

 

 

kоб = 0,225 Вт/(м3·°С) < kобтр = 0,438Вт/(м3·°С)

 

 

 

 

 

 

А

 

 

Условие выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ИНЖЕНЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ З АН Я

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

При заработке проектного решения многоэтажного жилого дома с обслуживанием следует учитывать такие инженерные сети, влияющие на объемно-планировочное решение, водоснабжение и водоотведение, а также систем вентиляции. Учет этих систем должен исходить из необходимости учитывать инженерное оборудование при

решения

планировочной

структуры жилого дома и отдельных

квартир. При этом следует исходить из следующих положений:

- для

сокращения

протяженности систем водоснабжения

водоотведения рекомендуется размещать смежно с санитарными блоками и кухнями;

26

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]