Проектирование зданий и сооружений

36 1. Введение Строить все большие по размеру комплексы девелоперов стимулирует в первую очередь активный спрос, как на торговые, так и офисные площади. Развивается тенденция «гигантомании»: здания становятся выше, площадь застройки – больше, увеличиваются объемы инвестиций. Одновременно повышается спрос на помещения больших размеров. Так, если в 2004 году, к примеру, продовольственный супермаркет мог разместиться на 1000-1500 м.кв., то сегодня его запросы увеличились в 2-3 раза, до 2000-5000 тыс.м.кв. Вторая причина повышенного интереса к данному формату – это необходимость эффективного использования участка. Дороговизна и дефицит на рынке земли приводят к тому, что собственник стремится выжать максимум возможного из имеющегося. Строительство многофункциональных комплексов позволяет застройщику экономить ресурсы - как земли, так и энергоносителей. Водоснабжение, электроснабжение и другие ресурсы подводятся от ближайших коммуникаций. Графическая часть выполнена в виде чертежей: план первого и типовых этажей, план фундамента, план перекрытия, план кровли, фасад, разрез, узлы и схема организация земельного участка. 2. Описание генерального плана Участок для застройки находится в Центральном районе г. Волгограда, рядом с пересечением улиц Ким и Пугачевской. Отметки естественной поверхности земли относительно р. Волги колеблются от 18,61 м до 26.67 м; Район строительства – г. Волгоград; Климатический район строительства – III B; Вес снегового покрова ( в соответствии со СП) 84 кг/м2. Скоростной напор ветра 38 кг/м2. Температура воздуха наиболее холодных суток, - 30°С, Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, -25°С, Зона влажности ( в соответствии со СП) сухая. Расчетная температура наружного воздуха tн = -25ºС. Средняя температура отопительного периода tот .пер. = -2,2 º С. Средняя продолжительность отопительного периода Z от. пер. = 178 сут /год. Нормативная глубина промерзания грунтов 1,2 м. Участок, отведенный под строительство, находится в Центральном районе г. Волгограда на улице Пугачевской (напротив шк.№50). Участок имеет сложный рельеф. Особенности рельефа учтены и использованы благоприятным образом при проектировании МФЖК. Проектируемое здание – Многофункциональный жилой комплекс. Площадь застройки - 4178,23 м2. Площадь здания – 37053 м2. Площадь озеленения 1538,5 м2 - 17 % территории. Процент застройки – 46 % территории. Дороги На территории комплекса запроектированы пешеходные дорожки, тротуары, подъезды для машин (в том числе пожарные проезды по стилобатной части комплекса). Тротуары и дорожки запроектированы с использованием тротуарной плитки, а автомобильные подъезды на основе асфальтобетонного грунтового покрытия. По проездам устанавливается бетонный бортовой камень 18х32 см, по тротуарам и пешеходным дорожкам – бетонный бортовой камень 8х20 см. Бортовой камень устанавливается на 15 см выше лотка проездов, по тротуарам и пешеходным дорожкам в одном уровне с покрытием. Зеленые зоны устраиваются на 10 см ниже верха покрытия тротуаров и верха бортового камня по тротуарам. Проектом предполагается закрытая система водоотвода. Отвод поверхностных вод организован в дождеприемные колодцы за счет поперечных уклонов проезжей части. Для проезда пожарных машин на стилобатную часть комплекса запроектирована рампа (уклон 1:10). Эксплуатируемая кровля стилобатной части запроектирована с учетом нагрузок от веса пожарных машин. Все тупиковые проезды оборудованы разворотными площадками. Так же на территории комплекса предусмотрена открытая автостоянка для жильцов для сотрудников бизнес-центра и посетителей общественной части МФЖК на мест, а так же гостевая площадка для жильцов комплекса. Проезды, хозяйственные площадки и автостоянки на участке запроектированы с асфальтобетонным грунтовым покрытием, в качестве покрытия тротуаров использована тротуарная плитка. Площадь проездов составляет 1991,5 м2 – 22% территории. Площадь тротуаров составляет 1267,4 м2 – 14% территории. Автостоянки занимают 7 % территории застройки. Озеленение Проектом озеленения предусматривается посадка деревьев, рядовая и групповая посадка кустарников. Планируется разбивка цветников. Кровля стилобатной части комплекса является эксплуатируемой. На ее площади организовано устройство травяного ковра, а так же посадка деревьев. Все деревья высажены в кадках. Благоустройство Благоустройство территории комплекса является одним из основных мероприятий, обеспечивающих проживающим здоровую жизнедеятельную среду и хорошие условия для полноценного отдыха. В число работ по благоустройству входят, прежде всего, озеленение прилегающей территории, устройство современных покрытий дорог и тротуаров, устройство ограждений, организация стоков поверхностных вод и т.п. Для максимального комфорта дворовая территория комплекса строго зонирована и находятся на разных по высоте уровнях. На первом уровне компакто расположены входная группа, въезд в подземную парковку, гостевая автостоянка. Двор для отдыха жильцов, который включает в себя зоны для тихого отдыха, а также детскую площадку находится на стилобатной части комплекса и является доступной только для работников и посетителей комплекса. Проектом предусматривается переносное оборудование: - скамья – 13 шт. (ТП 320-18); - урны для мусора – 10 шт. (ТП 320-20); Участок разрабатываемого благоустройства (включая покрытие стилобатной части комплекса) занимает 1499,61 м2. Площадь застройки всего 4128,74 м2. Процент застройки – 46 % территории. Площадь озеленения - 18 % территории. Площадь твердого покрытия – 3258,9 м2. 3. Климатические характеристики района строительства Строительная площадка проектируемого 30-ти этажного здания относится по своим физико-географическим и геологическим характеристикам к IВ климатическому району, СП «Строительная климатология». Зона влажности - 2 – нормальная. Сейсмичность района составляет 8 баллов в соответствии со СП «Строительство в сейсмических районах» по степени вероятности 1% возможного превышения сейсмической интенсивности в течении 50 лет. Климатический район строительства – III В. Расчетная температура наружного воздуха tн = -25 º С. Средняя температура отопительного периода tот .пер. = -2,2 º С. Средняя продолжительность отопительного периода Z от. пер. = 178 сут /год. Параметры микроклимата здания: Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 20ºС; Влажностный режим помещений нормальный. Условия эксплуатации А Многолетние данные о ветровом режиме местности изображают графически в виде розы ветров, которая строится по средним скоростям и повторяемости ветра по румбам, на рисунках 1 и 2. Рисунок 1 – Роза ветров января для г. Волгограда. Рисунок 2 – Роза ветров июля для г. Волгограда. 1 - средняя скорость ветра, м/с; 2 - повторяемость ветра по румбам, %. 4. Объемно-планировочное решение Проектируемое 30-ми этажное здание бизнес центра разработано как индивидуальный проект. Функционально-планировочная многофункционального жилого комплекса отвечает проектному заданию В составе бизнес центра выделяются следующие зоны: - торговые помещения -Бизнес-центр -Общественно доступные помещения (универсальный магазин, фитнесс-центр, кафе, коммерческие помещения. -Двухуровневая подземная парковка (первый уровень предназначен для жильцов, второй уровень обслуживает работников бизнес-центра) Все функциональные зоны МФЖК спланированы таким образом, чтобы потоки жителей комплекса не пересекались с посетителями офисного центра, фитнесс-клуба а так же торговых помещений. Комплекс имеет 2 подземных этажа. На -2 этаже располагается подземная автостоянка на 65 машино-мест для посетителей офисного здания, технические и бытовые помещения для обслуживающего персонала. Под жилым домом располагается технический этаж. На -1 этаже располагается подземная автостоянка на 66 машиномест для посетителей МФЖК. Под зданием располагаются технические помещения. Подземные автостоянки для посетителей комплекса и работников офисного центра функционально разделены и имеют отдельные въезды. В качестве рамп используется естественный рельеф. На 1 этаже можно выделить следующие зоны: Стилобатная часть: -фитнесс-клуб -вестибюльная группа офисного здания -загрузочные и хозяйственные помещения кафе -универсальный магазин -универсальные коммерческие помещения Бизнес центр: - вестибюль с консьержем и зоной охраны -досуговая зона отдыха - офисы На 2-м этаже офисного здания располагаются производственные помещения и торговый зал кафе. Кровля стилобатной части является эксплуатируемой. Со второго этажа зданиязапроектирован проход на эксплуатируемую кровлю. На 3-5-ом этаже офисного здания находятся офисные помещения различного состава и площади. На 3-30-м – этажах здания находятся офисы. Многофункциональный комплекс – это объект недвижимости с двумя или более функциональными назначениями: магазины, офисы, услуги, развлекательные заведения, жилье, склады и т.д., которые объедены единым пространством и зданием с целью создания максимально комфортной среды для совершения покупок, работы и отдыха Объединяя в себе несколько направлений, многофункциональные комплексы имеют четко выделенную доминирующую функцию, в зависимости от основного назначения объекта. Хотя возможны случаи, когда функции на объекте существуют независимо друг от друга, не сочетаясь, но и не мешая друг другу. Так, можно выделить торгово-офисные центры, основную функцию в которых выполняет торговый центр, дополнением служат офисные помещения, которые чаще всего размещены на верхних этажах комплекса. Подобное сочетание наиболее актуально, если объект расположен на небольшом участке, наличие офисной составляющей дает в свою очередь дополнительный поток посетителей. Офисно-торговые центры - бизнес-центры любого класса, на первом этаже которых размещены магазины. В данном случае формат магазинов должен соответствовать классности офисного центра. В бизнес-центрах высокого класса целесообразно размещать дорогие бутики с товарами импульсной покупки: ювелирные изделия, бизнес-сувениры и т.д. В бизнес-центрах более низкого класса торговля может выступить дополнительной функцией при офисах, создавая, или помогая формированию потока покупателей. Жилищно-торговые комплексы. В данном случае, доминирующая жилая составляющая дополняется чаще всего торговыми помещениями, расположенными на первых этажах комплекса, которые могут быть представлены, как в формате независисых торговых помещений, так и в формате полноценного торгового центра, где якорем чаще всего выступает продовольственный супермаркет и магазины ориентированы на жителей ближайшего района. Помимо вышеперечисленных, существуют комплексы и с более разнообразной структурой помещений, включающие в себя как доминирующую жилую составляющую, торгово-офисную часть. Так же комплекс может включать в себя общественно-развлекательную, общественно-оздоровительные части. При этом нельзя забывать, что при сочетании различных функций очень важна грамотная концепция. Самое главное в создании многофункционального комплекса – это правильно рассчитать его будущие составляющие. Необходимо проанализировать и определить максимальную эффективность использования участка или объекта, с учетом, что такое использование физически возможно и финансово целесообразно; определить максимально эффективное сочетание комбинаций различных видов недвижимости (торговой, офисной, жилой, комбинированной). Данный анализ включает в себя: анализ характеристик участка, анализ уровня конкуренции, анализ трех наиболее вероятных типов недвижимости, анализ занятости ниш, рекомендации по выбору стратегии девелопмента участка, определение характера использования и типа собственности, концепция специализации, предварительное проектирование, анализ финансовой целесообразности. 5. Архитектурно-конструктивное решение Принимаем конструктивную систему – каркасно-ствольную с жестким опиранием элементов перекрытия на колонны и пилоны. Колонны и пилоны монолитного каркаса располагаются по сетке с шагом от 5,1 м до 6,9 м и с сечением, 600х600мм, 800х800 мм и 400мм (пилоны). Перекрытия выполнены из железобетона плотностью р=2400кг/м , класса В20, толщиной 200 мм. Пролеты не более 6,9 м. Армирована стальной арматурой периодического профиля класса А-III, мах Ø=14 мм Наружные ограждающие трехслойные стены - 500 мм, перегородки - из силикатного кирпича 120мм, Расчетная схема представлена совокупностью вертикальных стержней - колонн (длиной в половину этажа – 1.65м), объединяемых жестким диском перекрытия высотой 0,20м, в нижних концах вертикальных стержней установлены связи, не допускающие их перемещений и поворотов. Для монолитных конструкций принимаем: 1.Бетон класса В20 с расчетным сопротивлением сжатию Rb = 11,7 МПа, растяжению Rbt =0,92 МПа; коэффициент условия работы бетона γв =0,9; модуль упругости Ев = 28000 МПа. 2. Армирование стержневой арматурой периодического профиля класса А-III с расчетным сопротивлением растяжению Rs = 365 МПа, модуль упругости Es = 20 • 104 МПа, мах используемый по расчету Ø=14 мм. 5.1 Системы инженерного обеспечения дома Санитарно-техническое и инженерное оборудование Проектируемое здание оборудовано современными санитарно-техническими и инженерными системами. Инженерное оборудование рекомендуемого многоквартирного жилого дома состоит из систем теплоснабжения, водоснабжения, канализации, вентиляции, электроснабжения. Теплоснабжение Теплоснабжение здания осуществляется от наружной тепловой сети. Теплоноситель в сети вода с параметрами (115-70 ºС). В системах отопления – (95-70 ºС). Проектом предусмотрена установка самостоятельного узла управления. Для учета расхода тепла на все здание в тепловом пункте предусмотрен узел учета. Отопление здания осуществляется однотрубной тупиковой системой с П-образными и Т-образными стояками, с разводкой магистральных трубопроводов по подвалу. В качестве нагревательных приборов приняты биметалические радиаторы типа Konner Bimetal 500, устанавливаемые у наружных стен, под окнами. Регулирование теплоотдачи нагревательных приборов осуществляется терморегуляторами RA-G с термостатистическими элементами RA-2940. На подающих стояках системы отопления устанавливаются шаровые краны и краны шаровые спускные, на обратных стояках – автоматические балансированные клапаны и краны шаровые спускные. Для систем отопления применяются трубы стальные водогазопроводные ГОСТ 3262-75 (диаметром до 50 мм) и стальные электросварные ГОСТ 10704-91 (диаметром 50 мм и более). Электроснабжение Основными электроприемниками квартир являются: электроплиты, электроподогрев сушильных шкафов, электроосвещение. Количество лифтовых установок –2 Удельная мощность на квартиру - 1.48 кВт Токоприемники проектируемого здания жилого дома по степени надежности электроснабжения относятся к потребителям II категории надежности. В проекте применены нормы улучшения качества электроэнергии согласно ГОСТ 13109-97: - для снижения не симметрии напряжения сети распределение нагрузки между фазами производится равномерно, чтобы сопротивления этих нагрузок были равны между собой. - снижение потерь напряжения в питающих линиях предусматривается путем увеличения сечения проводников. Водоснабжение Здание здания оборудуется системами: - хозяйственно-питьевого водопровода – В1 - горячего водопровода – Т3, Т4 Источником водоснабжения проектируемого здания являются существующие сети хозяйственно-питьевого водопровода Д150. Подключение здания к существующему хозяйственно-питьевому водопроводу осуществляется в проектируемом водопроводном колодце, далее возле существующего 5-ти этажного жилого дома водопровод прокладывается в канале вместе с теплосетью. Для наружного водопровода приняты трубы: в канале теплосети – стальные по ГОСТ 10704-91 – до камеры ПГ2 Д133, далее для проектируемого дома в канале теплосети до колодца и до колодца ПГ-1 Д108. Трубы, прокладываемые в земле, укладываются на глубине 2.5 м от поверхности земли до низа трубы. Основание принято песчаное h=0.2 м, обратная засыпка с послойным уплотнением h=0.5 м. Схема системы хозяйственно-питьевого водопровода – тупиковая с нижней разводкой магистралей. Горячее водоснабжение – по закрытой схеме. Горячая вода готовится в теплообменнике, расположенном в помещении теплоцентра. Система горячего водоснабжения принята с нижней разводкой магистралей. Канализация В жилом доме проектируются следующие системы канализации: - К1 – хозяйственно-бытовая канализация - К13 – условно-чистая канализация (отвод воды от спускников системы отопления) - К2 – внутреннего водостока Для прокладки бытовой канализационной сети приняты трубы «Pragma» Д160 мм и Д315 мм, выпуски из здания – из труб Uponor Д110 мм. Для прокладки ливневой канализационной сети приняты трубы «Pragma» Д160 мм, 200 мм, 250мм, а выпуски из здания – из труб ПВХ Д110. Основание под трубопровод канализации песчаное h=0.2 м, обратная засыпка песком или местным грунтом без крупных включений с послойным уплотнением. Вентиляция Вентиляция возводимого здания приточно-вытяжная, с естественным побуждением движения воздуха, через железобетонные вентиляционные блоки, выходящие на кровлю. 6. Теплотехнический расчет внешних стен Теплотехнический расчет ограждающей конструкции Исходные данные: г. Волгоград Зона влажности 2-я, сухая. Климатический район строительства – III В. Расчетная температура наружного воздуха tн = -25 º С. Средняя температура отопительного периода tот .пер. = -2,2 º С. Средняя продолжительность отопительного периода Z от. пер. = 178 сут /год. Параметры микроклимата здания: Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 20ºС; Влажностный режим помещений нормальный. Условия эксплуатации А Расчетная конструкция: Рисунок 3 – состав стенового ограждения -1-ый слой: силикатный кирпич , γ=1600 кг/м3, λ1 = 0,72 Вт /м2 * 0С, толщина слоя- 1 =0,25 м. -2 -ой слой: утеплитель – плиты минераловатные γ=100кг/м3, λ2=0,052 Вт /м2 * 0С -3-ий слой: вентилируемая воздушная прослойка 50мм -4-ий слой: защитный экран 0,015 м. Расчет. 1. Определяем требуемое сопротивление теплопередачи стены по санитарно-гигиеническим условиям: R== 1(20*+25)/4.5*8,7=1,23 n - Коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1 tв = расчетная температура внутреннего воздуха. tв = 20 0С tн = расчетная зимняя температура наружного воздуха. тн = -25 0С ∆tн - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 2 СНиП-11-3-79 ** , для нар ужных стен равен 4. αв - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 4 СНиП,равен 8.7. αн - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции, равен 23. 2. Вычисляем градусы-сутки отопительного периода: ГСОП = (t в – tоп) Z о. п. = (20+2,2)178=3951,6 3. Определяем требуемое сопротивление теплопередачи по условиям энергосбережения: R- минимальное требуемое сопротивление теплопередаче, определяемое в пункте 1. k=3,5 - коэффициент энергосбережения. R= R+ k (0,0001* ГСОП) = 1,23+3,5*(0,0001*3951,6) = 2,676 Условное расчетное сопротивление теплопередаче: R=+++=1/8,7+0,25/0,72+х/0,052+1/12=0,115+0,347+х/0,052+0,083=0,545+х/0,052 Коэффициент теплотехнической однородности стены r=0,7 Для того, чтобы определить неизвестную толщину утепляющего слоя приравняем приведенное сопротивление теплопередаче конструкции к требуемому значению т.е. R= R*r = R*0,7 R= R=0,7*(0, 545+х /0,052) = 2,676 Отсюда найдем искомую величину утеплителя: 2 =0,052*(2,676/0,7-0,545) = 0,17 м - толщина слоя утеплителя. Общая толщина конструкции составит: 0,250+ 0,18+ 0,05 +0,015= 0,485м Т.к. минераловатные плиты выпускаются толщиной 60 мм , принимаем толщину утеплителя 0.18 м. Округляя до конструктивного размера, получим толщину стены 495 мм. 7. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия. Теплотехнический расчет кровли: Исходные данные: – n = 0,9 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; – tн0.92 = - 31 оС – расчетная зимняя температура, равная температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0.92; – t в = 18 оС – расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88; – Δ tн = 3 оС – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по таблице 2*; – αв = 8,7 Вт/(м2· оС) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемых по таблице 4*; – αн = 23 Вт/(м2· оС) – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 6*; – t от.пер = - 9,3 оС – средняя температура отопительного периода по СНиП 2.01.01-82; – z от.пер = 211 сут – продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 оС по СНиП 2.01.01-82. Покрытие проектируемого здания выполнено по технологии «сендвич панели» и состоит из следующих слоев: 1 =3 +4 = 0,0035 м – 2 слоя профилированного листа и пароизоляция в конструкции кровли по технологии «сэндвич панель»; 2 = плита утеплителя из пенополистирола по технологии «сэндвич панель»; Коэффициенты теплопроводности материалов: 2 = 0,0362 Вт/(м2· оС) – коэффициент теплопроводности плит из пенополистирола; 1 = 0,08 Вт/(м2· оС) – коэффициент теплопроводности профилированного листа и пароизоляционного слоя; Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям определим по формуле , где – требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, м2 ·оС/Вт; n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; tн0.92 – расчетная зимняя температура, равная температуре наиболее холодной пятидневки, оС; t в – расчетная температура внутреннего воздуха, оС; Δ tн – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, оС ; αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2· оС). м2 ·оС/Вт. Определяем градусо-сутки отопительного периода: , где ГСОП – градусо-сутки отопительного периода, оС/сут; t в – расчетная температура внутреннего воздуха, оС; t от.пер – средняя температура отопительного периода, оС по; z от.пер – продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 оС, сут. оС/сут. Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций найдем по формуле , м2 ·оС/Вт. Определяем толщину слоя утеплителя пенополистерола по формуле , м. Принимаем толщину слоя утеплителя пенополистирол равной 3 = 0,2 м (20 см) Найдем сопротивление теплопередачи самой ограждающей конструкции по формуле , где R0 – сопротивление теплопередачи самой ограждающей конструкции, м2 ·оС/Вт; м2 ·оС/Вт. = 5,72 м2 ·оС/Вт > = 5,08 м2 ·оС/Вт. Условие выполнено. Окончательно принимаем толщину покрытия равной 200 мм. 8. Расчет звукоизоляции междуэтажного перекрытия 8.1Индекс изоляции воздушного шума Индекс изоляции воздушного шума Iв в дБ междуэтажным перекрытием с звукоизоляционным слоем следует определять по табл.10 [12] в зависимости от величины индекса изоляции воздушного шума плитой перекрытия Iво, определенногов соответствии с пп.6.8 и 6.9 [12] Iво=23·lgmэ–10=23·lg550–10=52,1 дБ при m>200 кг/м2, где mэ=К·m=550 кг/м2 - эквивалентная поверхностная плотность; m=550 кг/м2 – поверхностная плотность ж/б плиты; К=1 - коэффициент для сплошной ограждающей конструкции плотностью более 1800 кг/м2. Таблица 1 - Состав пирога пола в помещениях № п/п Состав конструкции Толщина h, м Плотность r, кг/м3 Поверхностная плотность m, кг/м2 1 Собственный вес ж/б плиты 0,22 2500,00 550,00 2 Цем. - песчан. стяжка 0,03 1800,00 108,00 3 Гидроизоляция на прослойке из битумной мастики – 2слоя 0,01 970,00 9,70 4 Раствор цем.