Проектирование промышленного здания

Проектирование промышленного здания

Введение

Специфической особенностью промышленного строительства во второй половине XX века стала его беспрецедентная массовость, вызванная урбанизацией большинства развитых стран. Массовость определила необходимость ускорения темпов строительства, снижения его стоимости и трудоемкости. В свою очередь эти требования определили необходимость индустриализации строительства - механизации строительно-технологических процессов и максимального объема применения конструкций заводского изготовления.

Индустриализация осуществляется двумя путями - предельной механизацией всех процессов на стройке (механизированное транспортирование бетонных смесей, применение многократно оборачиваемой инвентарной опалубки, заводских заготовок арматурных конструкций и т.п.) или вынесением большинства операций по изготовлению конструкций в заводские условия с максимальным сокращением объема работ на строительной площадке - полносборное строительство. В бывшем СССР, как и в большинстве стран Северной Европы, за основу был принят вполне обоснованно второй путь.

Индустриальное полносборное строительство стало максимальной отметкой технического прогресса в капитальном домостроении второй половине XX века. При этом (под влиянием полносборного строительства) резко повысился уровень индустриальности традиционного строительства. Так, например, в кирпичных домах собственно традиционной осталась лишь ручная кладка стен. Все остальные конструкции - фундаменты, перекрытия, лестницы и пр. в кирпичных домах чаще всего монтируют из полно - сборных изделий заводского изготовления.

Ускоряя технологические процессы на стройке, снижая их трудоемкость и повышая качество конструкций, заводское домостроение накладывает определенные ограничения на архитектурно-планировочные решения.

Для промышленного строительства наибольший экономический эффект дает ориентация на самый крупный из укрупненных модулей - З0М и 60М. Эффективность такого подхода была доказана в начале восьмидесятых годов при создании по открытой системе типизации серии панельных конструкций "Сборные железобетонные конструкции межвидового применения для крупнопанельных общественных зданий и вспомогательных зданий промышленных предприятий.

Дополнительному сокращению номенклатуры способствует оптимизация размеров сеток колонн. В результате исследований по оптимизации были получены объемно-пространственные элементы зданий, унифицированные по габаритам. Их сочетание дает габаритные схемы цехов - обобщенные типизированные объемно-планировочные схемы зданий с унификацией их геометрических параметров и нагрузок.

1. Архитектурно-конструктивная часть

.1 Общие сведения здания

Исходные данные.

Проектируемое здание: 2 эт. промышленное здание.

Исходными данными являются:

Профилакторий для ежедневного обслуживания грузовых автомобилей на две линии, расположен в г. Кемерово. Климат региона континентальный, относится к 3-му климатическому району с максимальной зимней температурой - 42°C. Площадка строительства находится на территории предприятия, расположенного на окраине города.

класс здания по степени долговечности = 2;

класс здания по степени огнестойкости = 2;

фундаменты - сборные железобетонные.

стены - сборные керамзитобетонные панели.

кровля - рулонная из 3-х слоев рубероида на битумной мастике с утеплителем из полужестких минераловатных плит; стяжка цементно-песчаного раствора.

Организация внутреннего пространства соответствует этическим требованиям общества. Внешний облик здания, его интерьеры формируются по законам архитектурной композиции.

По этажности здание малой этажности - два этажа.

По основному материалу стен - панели из легкого бетона.

По огнестойкости здание относится ко второй степени.

По долговечности, которая определяется сроком сохранения эксплуатационных качеств основных конструктивных элементов, здание относится ко II - в пределах 50-100 лет.

1.2 Генеральный план

Выбор участка под строительство 2 этажного промышленного здания осуществляется в соответствии с генеральным планом местности. На территории разбиваются дорожки с асфальтным покрытием, высаживаются деревья и кустарники.

Вокруг проектируемого здания предусмотрен противопожарный проезд шириной 4м.

Рельеф площадки ровный с уклоном в северном направлении, спланированный при строительстве и благоустроенный в пределах территории. Физико-геологических процессов на участке нет. Отвод ливневых вод от здания решен по газонам, проектируемым проездом и тротуаром в сторону общего понижения существующего рельефа.

Благоустройство проектируемой площадки предусматривает устройство асфальтобетонного покрытия проездов, площадок и тротуаров.

Объект располагается на окраине г. Кемерово на свободной от жилых домов территории. Для обеспечения санитарно - гигиенических условий территория свободная от застройки озеленяется. В проекте использованы разнообразные типы посадок - лиственные деревья и кустарники. Посадка деревьев и кустарников является шумопоглощением и улучшает экологическое равновесие воздушной среды.

Генеральный план участка запроектирован в соответствие со СНиПом 2.07.01-89.

.3 Объёмно-планировочное решение

Объемно-планировочной структурой здания называется система объединения главных и вспомогательных помещений избранных размеров и формы в единую целостную композицию.

Выбор этажности осуществлен учетом технических требований. Высота проектируемого здания(7500 мм.) выбрана в соответствии с пропорциями и объемной форме. Кроме того, оно находится в гармоничной взаимосвязи с этажностью застройки территории предприятия и не вызывает дополнительного удорожания строительства.

Помимо функциональной схемы на выбор объемно-планировочной структуры и этажности здания большое влияние оказывают климат, рельеф, архитектурное окружение. В суровых климатических условиях для уменьшения теплопотерь зданию придана компактная форма и замкнутый характер.

Для безопасности движения уклон основных лестниц принимают не больше 1:1,25, а ширину не менее 0,9 м. Лестничные марши эвакуационных лестниц прямолинейные, содержат 11 ступеней, имеют постоянную ширину 30 см, и высоту ступеней 15 см.

.4 Конструкционное решение

Конструктивной структурой здания называют совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов - фундаментов, стен, перекрытий, крыши и др., выполняющих в здании различные функции.

Конструкции здания выполняют два основных назначения - воспринимать без разрушения и заметных деформаций все приходящиеся на здание нагрузки (вес собственных конструкций, оборудования, людей) и воздействия (ветер, сейсмические колебания и пр.) и защищать помещения от холода, жары, осадков, шума и других неблагоприятных несиловых воздействий.

Фундаменты - подземные несущие конструкции, которые передают все приходящиеся на здания нагрузки и силовые воздействия от него на грунты основания. Фундаменты установлены под все вертикальные несущие конструкции здания - колонны.

Стены. Наружные стены являются внешними ограждающими конструкциями, которые защищают помещение от неблагоприятных воздействий внешней среды: холода, снега и др. выполнены из бетонных панелей трёхслойной конструкции. Имеют наружный и внутренние слои из тяжёлого и конструктивного лёгкого бетонов и заключённый между ними утеплитель из пенополиуретана.

Внутренние стены - ограждающие конструкции, защищающие помещения в первую очередь от звуковой энергии, проникающей из смежных помещений (звукоизоляция) выполнены из кирпичной кладки. Внутренняя (ненесущая) стена, имеющая только ограждающие функции - перегородка. Перегородки делят внутреннее пространство здания, не имеют фундаментов и устанавливаются непосредственно на горизонтальные конструкции.

Перекрытия - горизонтальные несущие и ограждающие конструкции выполнены из многопустотных железобетонных настилов, размерами 6000*3000*220 между этажами.

Крыша - наружная несущая и ограждающая конструкция здания, которая воспринимает вертикальные (в том числе снеговые) и горизонтальные нагрузки и воздействия. Основная ограждающая функция крыши - гидроизоляция внутреннего пространства от атмосферных осадков. Плоскости крыши называются скатами, они располагаются под углом (уклоном) к горизонту для стока дождевых и талых вод. Минимальный уклон - для покрытий многослойным рулонным ковром (плоские крыши) 0,02.

.5 Наружная отделка

Наружная отделка здания включает в себя:

Кирпичные вставки и стеновые панели с фактурным бетонным слоем, сделанные в заводских условиях, оштукатурены и окрашены.

Стальные конструкции окрашены эмалями ПФ-133 по грунту.

1.6 Инженерное обустройство

Водопровод - хозяйственно-бытовой.

Канализация - хозяйственно- бытовая и дождевая в наружную сеть промплощадки предприятия. Сброс во внутриплощадочный коллектор.

Вентиляция - приточно-вытяжная с механическим и естественным побуждением.

Электроснабжение - от внешних сетей напряжением 380/220 В.

Электроосвещение - люминесцентные лампы.

Устройство связи - телефонизация, пожарная сигнализация.

2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций здания

Рационально запроектированные наружные ограждающие конструкции должны удовлетворять следующим теплотехническим требованиям:

обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы лучше сохранять теплоту в помещениях в холодное время года и защищать помещения от перегрева в летнее время (для южных районов), не иметь при эксплуатации на внутренней поверхности слишком низкой температуры, значительно отличающейся от температуры внутреннего воздуха, во избежание образования в ней конденсата и охлаждения тела человека.

обладать воздухонепроницаемостью не выше установленного предела, выше которого воздухообмен будет понижать теплозащитные качества ограждения и охлаждать помещение, вызывая у людей, находящихся вблизи ограждения, ощущения дискомфорта;

сохранять нормальный влажностный режим, так как увлажнение ограждения ухудшает его теплозащитные свойства, уменьшает долговечность и ухудшает температурно-влажностный климат в помещении.

Для того чтобы ограждающие конструкции отвечали перечисленным требованиям, производят теплотехнический расчет.

Учитывая, что теплопотери через окна могут составлять до 50% общих теплопотерь, используются окна с тройным остеклением повышенной теплоизоляцией

промышленный здание перекрытие стена

.

2.1 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций стен

Определим требуемое сопротивление теплопередаче исходя из санитарно-гигиенических требований, и по условию энергосбережения и выберем наибольшее значение.

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции стены определим исходя из санитарно-гигиенических требований по формуле:

=n*(tв - tн)/∆tⁿ *в, мІ єС/Вт

Где n - коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху СНиП II-3-79** табл. 3*,=1;в - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ(2.1.005 - 88) и нормам проектирования соответствующих сооружений;в - 23єС;н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по

СНиП 2.01.01 - 82;н= -42єС;

∆tⁿ - нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2* СНиП И-3-79**;

в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принятой по табл. 4* СНиП И-3-79**;

в= 8,7 Вт/мІ єС;

R0=1(23-(-42)) / 4х8,7=1,8678

По условию энергосбережения определяем::

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:

ГСОП=(tв - tот. пер)*Zот. пер

где tв - температура воздуха внутри зданияот.пер - средняя температура отопительного периодаот. пер - продолжительность отопительного периода воздуха II - 3 - 79** табл. 3*,

ГСОП=(23-(-8,8))*232=7377,6 єС сут.

требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции стены по табл. II - 3 - 79**;

Фактическое сопротивление теплопередаче:

=1/в + ∑σi/λi + 1/н

σi-толщина i-го слоя

λi-коэффициент теплопроводности

Выбираем слои:

) Бетон

λ1=1,92 Вт/м°С; δ1=100 мм;

) Утеплитель: пенополиуретан

λ2=0,041 Вт/м°С;

) Бетон

λ3=1,92 Вт/м°С; δ3=100 мм;

Определяем минимальную необходимую толщину ограждающей конструкции

из условия:>=R0™

R0=1/8,7 + 0,1/1,92 + 0,1/1,92 + σ2/0,041 + 1/23

σ2=0,980

принимаем толщину утеплителя 100 мм.

.2 Теплотехнический расчет кровельного покрытия

=n*(tв - tн)/∆tⁿ *в, мІ єС/Вт

Где n - коэффициент зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху СНиП II - 3 -79** табл. 3*,=1;в - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ(2.1.005 - 88) и нормам проектирования соответствующих сооружений;в - 23єС;н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по

СНиП 2.01.01 - 82;н= -42єС;

∆tⁿ - нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2* СНиП И-3-79**;

∆tⁿ=4;

в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принятой по табл. 4* СНиП И-3-79**;

в= 8,7 Вт/мІ єС;

R0=1(23-(-42)) / 4х8,7=1,8678

По условию энергосбережения определяем::

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:

ГСОП=(tв - tот. пер)*Zот. Пер

где tв - температура воздуха внутри зданияот.пер - средняя температура отопительного периодаот. пер - продолжительность отопительного периода воздуха II - 3 - 79** табл. 3*,

ГСОП=(23-(-8,8))*232=7377,6 єС сут.

требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции стены по табл. II - 3 - 79**;

Фактическое сопротивление теплопередаче:

=1/?в + ∑σi/λi + 1/н

σi-толщина i-го слоя

λi-коэффициент теплопроводности

Выбираем слои:

)Железобетонная пустотная плита

λ1=1,92 Вт/м°С; δ1=220 мм;

) Пароизоляционный слой - рубероид

λ2=0,17 Вт/м°С; δ2=3 мм;

) Утеплитель - полужесткая минерало-ватная плита

λ3=0,07 Вт/м°С;

) Стяжка из цементно-песчаного раствора

λ4= 0,76 Вт/м°С; δ4=40 мм;

) Гидроизоляционный ковер - 2 слоя рубероида

λ5=0,17 Вт/м°С; δ5=7 мм.

Определяем минимальную необходимую толщину ограждающей конструкции

из условия:>=R0™

R0=1/8,7 + 0,22/1,92 + 0,003/0,17 + σ3/0,07 + 0,04/0,76 + 0,007/0,17 + 1/23

σ2=0,214. Тогда принимаем толщину утеплителя 220 мм.

Список литературы

1. Методические указания к курсовому проекту "Промышленные здания"

. Н.А. Руфель "Гражданские и промышленные здания"

. СниП 23.01.99 "Строительная климатология"

. СНиП 2.3-79 "Строительная теплотехника"

. ГОСТ 21-601-79 "Система проектной документации для строительства. Водопровод и канализация. Рабочие чертежи"

. ГОСТ 21.508-93 "Правила заложения рабочей документации генпланов"

. СНиП 2.03.13-88 "Полы"

. СНиП 2.08.02-89 "Общественные здания и сооружения"

Приложение

Экспликация помещений

Наименование

Площадь, м2

1

Участок ежедневного обслуживания

366

2

Кладовая для хранения эксплуатационных материалов

18

3

Компрессорная

18

4

Склад масел с насосной

36

5

Бытовые помещения

25

6

Электрощитовая

14

7

Помещение для теплового ввода

10

8

Бункерная

70

9

Венткамеры

116

10

Аппаратная

13

Экспликация полов

Экспликация оборудования

Ведомость отделки помещений

Экспликация проемов

Спецификация ЖБИ