Конструктивные решения для жилого дома

 

      Подземные несущие конструкции, воспринимающие всю нагрузку от здания и передающие ее на грунт, выполнены по схеме ленточного фундамента. Данный фундамент выполнен из железобетонных плит и блоков. Плиты марки ФЛ приняты по [27], а блоки марки ФБС – по [28].

      Гидроизоляция фундамента выполняется обмазочным способом. Изоляции также подвергаются наружные плоскости пола подвала и стен, заглубленных в землю. Дополнительным слоем, который препятствует воздействию влаги на конструкции подвала, а также препятствующий потере тепла зданием, является песчаная подушка.

      В проекте принимается конструкция трехслойной кирпичной стены с внутренним слоем из эффективного утеплителя. Толщина наружных стен принимается согласно теплотехническому расчету. Толщина внутренних стен назначается 380 мм. Межкомнатные перегородки принимаются кирпичными толщиной 120 мм.

      С целью равномерного распределения нагрузки над дверьми и окнами запроектированы железобетонные перемычки в соответствии с [29].

      Проектируемые перекрытия здания выполняются из железобетонных круглопустотных плит по [30]. Плиты опираются на кирпичную стену на 120 мм. В проекте используются плиты марки ПК шириной 1,5 м и длиной 12 м.

      Для образования горизонтальной диафрагмы жесткости между плитами выполняются швы шириной 10 мм, которые заделываются цементно-песчаным раствором.

      Заполнение дверных проемов производится в соответствии с [31]. Конструкция и габаритные размеры дверей принимались исходя из назначения.

      Заполнение оконных проемов производилось в соответствии с [32]. Оконные проемы располагаются на расстоянии 0,8 м от пола до подоконника, а от потолка до верха проема – на расстоянии 0,48 м.

      Конструкция полов разрабатывается для каждого помещения в зависимости от его функционального назначения. Пол основных помещений устраивается из штучного паркета. В санузлах и кладовых помещениях полы устраивают из керамической плитки.

      В здании устраивается бесчердачная двухскатная кровля с углом наклона 45 °. Кровля

состоит из 3-х слоев: листовая сталь, плита древесноволокнистая, минераловатная плита. Кровля опирается на стены и стропила.

 

 

4. Разработка инженерных систем для жилого дома, расположенного в городе Иваново

4.1. Природно-климатические условия рассматриваемого варианта

Места расположения объектов разработки относится ко второму климатическому району. По данным [2] абсолютная максимальная температура по Иванову равна +38 ^оС, средняя температура наиболее жаркого месяца +23,3 ^оС, средняя температура наиболее холодного месяца составляет –17 ^оС при абсолютном минимуме – 45 ^оС. Среднегодовая температура составляет +3,3 ^оС. Продолжительность периода со среднесуточной температурой наружного воздуха менее 8 ^оС составляет 219 суток.

Преобладающие ветра летом – западного направления, зимой – южного направления. Средняя скорость ветра для зимних условий составляет 4,2 м/с, для летних условий 2,8 м/с.

Относительная влажность воздуха летом 72 %, зимой 85 %.

 

Суммарная (прямая и рассеянная) солнечная радиация на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, МДж/м²

                                                                                                                          Таблица 1

Республика, край, область, пункт	Месяц
	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Иваново	38	88	163	215	264	285	285	235	142	84	34	25

 

 

Солнечная радиация (прямая и рассеянная) на вертикальную поверхность юго-восточной и юго-западной ориентации при безоблачном небе в июле, Вт/м²

                                                                                                                                 Таблица 2

Географическая широта, град. с.ш.	Часы суток для юго-восточной ориентации
	2 ¾ 3	3 ¾ 4	4 ¾ 5	5 ¾ 6	6 ¾ 7	7 ¾ 8	8 ¾ 9	9 ¾ 10	10 ¾ 11	11 ¾ 12
	Часы суток для юго-западной ориентации
	21 ¾ 22	20 ¾ 21	19 ¾ 20	18 ¾ 19	17 ¾ 18	16 ¾ 17	15 ¾ 16	14 ¾ 15	13 ¾ 14	12 ¾ 13
56	¾	¾	23 27	184 77	346 121	488 142	551 145	551 138	502 124	413 107
Географическая широта, град. с.ш.	Часы суток для юго-восточной ориентации
	12 ¾ 13	13 ¾ 14	14 ¾ 15	15 ¾ 16	16 ¾ 17	17 ¾ 18	18 ¾ 19	19 ¾ 20	20 ¾ 21	21 ¾ 22
	Часы суток для юго-западной ориентации
	11 — 12	10 — 11	9 ¾ 10	8 — 9	7 ¾ 8	6 ¾ 7	5 — 6	4 ¾ 5	3 ¾ 4	2 ¾ 3
56	260 102	91 98	¾ 92	¾ 86	¾ 72	¾ 56	¾ 37	¾ 17	¾	¾

4.2. Теплотехнический расчет

 

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ принимаем в соответствии с заданием на проектирование, но не менее требуемых значений, , определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения [1].

Требуемое сопротивление , (м²·^оC)/Вт, исходя из условия энергосбережения определяем по градусо-суткам отопительного периода ГСОП по табл. 4 [1], которые в свою очередь считаем по формуле:

, ^оС·сутки

где t_В - расчетная температура внутреннего воздуха, t_В = 20 °С – согласно [5];

t_от.пер - средняя температура отопительного периода, t_от.пер = - 3,9 °С - по [2];

z_от.пер - продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С, z_от.пер = 219 суток - по [2].

Требуемое сопротивление исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности находим по формуле:

, (м²·^оC)/Вт,

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху [1];

t_В - расчетная температура внутреннего воздуха принимаемая согласно [5] и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, t_В = 20 °С;

 t_Н - расчетная зимняя температура наружного воздуха равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 [2], t_Н = -30 °С;

Dt^Н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции [1], °С;

a_В - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по [1], a_В = 8,7 Вт/(м²×°С).

Требуемое сопротивление теплопередаче R₀^ТР дверей принимаем не менее 0,6·R₀^ТР стен зданий и сооружений при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Толщину утеплителя в конструкции наружного ограждения определяем по формуле:

d_ут = , м

где l_ут – коэффициент теплопроводности утеплителя, принимаемый по [1], Вт/(м ×°С);

- большее из  и ;

d, м, и l, Вт/(м ×°С), - соответственно толщина и коэффициент теплопроводности слоя кирпича или слоя железобетона в ограждающей конструкции;

a_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 6* [1], Вт/(м ·°С).

 Расчет производился на персональном компьютере с использованием программы "EXCEL".

Расчет ограждающих конструкций жилого здания

1 Этаж

Наружная стена

 

Исходные данные:

- коэффициент ориентации ограждения n = 1;

- температурный перепад Dt = 4,0 °С;

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности a_н = 23,0 Вт/(м²×°С);

- конструкция стены:                                   

1) кирпичная кладка d = 0,38 м, l = 0,47 Вт/(м ×°С);

2) минераловатная плита l_ут = 0,064 Вт/(м²×°С).

Решение

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условия энергосбережения

= 3,2 (м²·^оC)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности

= 1,44 (м²·^оC)/Вт.

Толщина утеплителя d_ут = 0,144 м.

Принимаем толщину утеплителя d_ут = 0,15 м.

 

Перекрытие 1-ого этажа

 

Исходные данные:

- коэффициент ориентации ограждения n = 0,6;

- температурный перепад Dt = 2,0 °С;

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности a_н = 6,0 Вт/(м²×°С);

- конструкция перекрытия:                                   

  1) железобетонная плита d = 0,30 м, l = 1,92 Вт/(м ×°С);

2) минераловатная плита l_ут = 0,064 Вт/(м²×°С).

Решение

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условия энергосбережения

= 3,2 (м²·^оC)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности

= 1,15 (м²·^оC)/Вт.

Толщина утеплителя d_ут = 0,179 м.

Принимаем толщину утеплителя d_ут = 0,18 м.

Перекрытие чердачное

 

Исходные данные:

- коэффициент ориентации ограждения n = 1,0;

- температурный перепад Dt = 3,0 °С;

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности a_н = 12,0 Вт/(м²×°С);

- конструкция стены:                                   

  1) железобетонная плита d = 0,30 м, l = 1,92 Вт/(м ×°С);

  2)минераловатная плита l_ут = 0,064 Вт/(м²×°С).

Решение

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условия энергосбережения

= 3,2 (м²·^оC)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности

= 1,92 (м²·^оC)/Вт.

Толщина утеплителя d_ут = 0,184 м.

Принимаем толщину утеплителя d_ут = 0,19 м.

 

Окно

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче

 = 0,54 (м²·^оC)/Вт.

По приложению 6* [1] выбираем двухкамерные стеклопакеты из обычного стекла с межстекольным расстоянием 12 мм приведенным сопротивлением теплопередаче R_о = 0,54 (м2·^оC)/Вт. 

 

2 Этаж

Наружная стена

 

Исходные данные:

- коэффициент ориентации ограждения n = 1;

- температурный перепад Dt = 4,0 °С;

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности a_н = 23,0 Вт/(м²×°С);

- конструкция стены:                                       

3) кирпичная кладка d = 0,38 м, l = 0,47 Вт/(м ×°С);

4) минераловатная плита l_ут = 0,064 Вт/(м²×°С).

Решение

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условия энергосбережения

= 2,8 (м²·^оC)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности

= 1,28 (м²·^оC)/Вт.

Толщина утеплителя d_ут = 0,126 м.

Принимаем толщину утеплителя d_ут = 0,13 м.

Кровля

 

Исходные данные:

- коэффициент ориентации ограждения n = 1,0;

- температурный перепад Dt = 3,0 °С;

- коэффициент теплопередачи наружной поверхности a_н = 12,0 Вт/(м²×°С);

- конструкция кровли:                                   

1) листовая сталь d = 0,002 м, l = 58 Вт/(м ×°С);

2) плита древесноволокнистая d = 0,05 м, l = 0,29 Вт/(м ×°С);

3) минераловатная плита l_ут = 0,064 Вт/(м²×°С).

Решение

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условия энергосбережения

= 3,7 (м²·^оC)/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических условий и условий комфортности

= 1,81 (м²·^оC)/Вт.

Толщина утеплителя d_ут = 0,215 м.

Принимаем толщину утеплителя d_ут = 0,22 м.

 

Окно

 

Градусо-сутки отопительного периода

ГСОП = 5234 ^оС · суток.

Требуемое сопротивление теплопередаче

 = 0,46 (м²·^оC)/Вт.

По приложению 6* [1] выбираем двухкамерные стеклопакеты из обычного стекла с межстекольным расстоянием 12 мм приведенным сопротивлением теплопередаче R_о = 0,54 (м²·^оC)/Вт.