Проектирование и строительство многоквартирного жилого дома

Архитектурно-аналитический раздел представляет собой углубленное исследование представленных архитектурных решений их функциональных и эстетических характеристик. Включает в себя анализ грунтов, природных условий, сильных и слабых сторон строительного объекта, выявление потенциальных рисков и возможностей для оптимизации. Основная цель архитектурного раздела разработка решений с учетом современных тенденций, технологий и экологических стандартов.

1.1 Район строительства и климатические условия

Проект: «Десятиэтажный многоквартирный жилой дом в г. Атырау».

Район строительства относится к IV-Г климатическому району и рассчитывается следующими данными опираясь на свод правил [8]:

· расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки – -27.3 оС.

· Средняя максимальная температура воздуха наиболее холодных суток – 30.7 °С.

· Нормативная глубина промерзания грунта – 1.41 м;

· Климат резко-контенентальный и засушливый;

· Климатический район строительства: IVГ;

· Снеговой район строительства: I;

· Снеговая нагрузка на грунт: 0,8 кПА;

· Ветровой район строительства: IV, 0,77кПА (давление ветра);

· Скорость верта: 35 м/с;

· Интенсивность в балах по шкале MSK-64 (К) по картам сейсмического зонирования ОСЗ – 2475=5 баллов (см. Приложение Г);

· Отопительный период 172 дня;

Таблица 1.1.1 – Средняя месячная и годовая температуры воздуха [8], ºС

Согласно СП РК 2.03-30-2017 «Строительство в сейсмических зонах» Атырау относится к районам с сейсмической активностью 5—6 баллов

Таблица 1.1.2 – Список населенных пунктов Республики Казахстан по расположенных в сейсмических зонах, с указанием для них сейсмической опасности в баллах.

Рисунок 1.1.1 – Роза ветров города Атырау

Рисунок 1.1.2 – Ситуационный план

Район строительства Атырау находится в благоприятной природно-климатической и сейсмической зоне для строительства.

Рисунок 1.1.3 Топографический план местности строительства

1.2 Архитектурные решения здания

Проект многоквартирного дома предусматривает создание 10-этажного жилого комплекса, с возможностью адаптации функционала по желанию. Конструкция здания выполнена в виде прямоугольника с габаритами 32.4 на 12.0 метров по осям, при этом высота междуэтажных перекрытий составляет 2,8 метра.

Дизайн жилого комплекса ориентирован на гибкость в планировке, позволяя будущим владельцам квартир настраивать пространство в соответствии с личными предпочтениями и потребностями без необходимости изменения местоположения коммуникаций. Возможность самостоятельно определить распределение спален, ванных комнат и кухонь добавляет уникальности каждому жилому пространству.

При проектировании были учтены все необходимые санитарные нормы и требования, обеспечивая комфорт и безопасность проживания.

Технико-экономические показатели

Общая площадь здания 3980 м2, площадь одного типового этажа 388 м2, полный строительный объём 12908 м3, объём подземной части 1088 м3, объём надземной части здания 11819 м3, размер здания ширина 12 м, длинна 32,4 м, высота 30,4 м, площадь строительства 389 м2 площадь строительного участка с учётом возведения второго пятна 800 м2.

1.3 Инженерно-геологические условия строительства

Атырау – рельеф города равнина волнообразного типа. В городе присутствует большой водный участок.

Преобладают пески, под которыми находятся водонепроницаемые породы, местами супесь, суглинок все указанные почвы являются наиболее распространёнными.

Геологическое исследование было произведено с использованием шнекового бурения. Метод обусловлен тем, что в ходе бурения могут встречаться разнообразные породы.

На строительном участке исследования показали разнообразие грунтовых составов:

Верхний слой состоит из гумусированных суглинков (растительный слой) толщиной от 0,3 до 0,4 метра;

Ниже расположены бурого цвета суглинки с переменной консистенцией от твердой до полутвердой. Этот слой, толщиной от 0,4 до 2,7 метров, содержит макропористую структуру с вкраплениями песчаных линз средней крупности, начиная с глубины 1,6 метра и имея полутвердую текстуру;

Гравелистые пески бурого цвета обнаружены под слоем суглинков, формируя линзы внутри суглинков. Эти пески, обладающие средней плотностью и низкой степенью водонасыщения, включают до 41% гальки и гравия;

Исследования не выявили наличие грунтовых вод на участке. Оценка агрессивности грунтов и грунтовых вод к бетонным конструкциям на основе портландцемента показала, что они не агрессивны к классу бетона С25/30, тогда как для железобетонных конструкций грунты классифицируются как слабо и средне агрессивные.

В проекте предусмотрены меры защиты бетонных и железобетонных конструкций от влияния агрессивных компонентов грунта.

Основанием для фундамента является глина твёрдая: плотность грунта р- 2,64т/ м3; сцепление удельное с – 81 кН/м2; внутреннего трения угол – 21 град; деформации модуль Е – 42 Мпа.

Свойства грунта на основании геологических изысканий приведены в таблице 1.2.

Согласно СП РК 2.03.30—2017, в пределах участка в инженерно-геологическом разрезе принимают участие грунты 2 группы.

Таблица 1.3.1- Геология грунтов

1.4 Теплотехнический и светотехнический расчеты

Теплотехнический расчет наружной стены

Для минимизации тепловых потерь в зимний период и обеспечения притока тепла летом в ходе разработки проекта моего здания осуществлено сопоставление характеристик кирпича и газобетона с точки зрения тепловой эффективности. Решение остановилось на использовании газобетонных блоков ввиду их высокой теплоизоляционной способности и легкости, при этом отказавшись от кирпича. Газобетон, благодаря своей легкости и прочности, стал предпочтительным выбором.

Для усиления теплоизоляционных свойств стен предусмотрено наращивание слоя минераловатного изолятора, который фиксируется с помощью специализированных дюбелей или гибких соединений. Важно технологически правильно утеплить наружные стены во избежание создания точки росы и создать условия для проветривания кладки, рекомендуемое расстояние от утеплителя до границы внешней стены не менее 40 мм, что способствует эффективной циркуляции воздуха и предотвращает проникновение влаги в изоляционный слой. Защита утеплителя от ветровой эрозии и влажности обеспечивается за счет использования специальной паропроницаемой пленки.

Такой подход к проектированию утепления зданий не только обеспечивает сохранение тепла и защиту от влаги, но и позволяет сократить расход строительных материалов, что открывает перспективы для расширения проектных возможностей здания.

Рисунок 1.3. Конструкция стены

1) Необходимое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (кроме светопрозрачных), обеспечивающее санитарно-гигиенические и комфортные условия, вычисляют по следующей формуле.:

где,

n=1

tв = 20 0С

tн = -36 0С

∆tн = 4

αв = 8,7

Получаем: требуемое сопротивление материалов стены:

2) Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) необходимо рассчитывать с использованием следующей формулы:

1. ГСОП= (tв – tот. пер.) zот. пер.

где,

zот. пер=215 сут.

tот. пер=-8,10С

tв = 200С

Получаем

ГСОП= (20- (-8,1)) 215=5612 °С сут

3) Определим требуемое приведенное сопротивление теплопередаче исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче по СП РК 2.04-01-2017 согласно формуле:

2.

где,

a = 0,00035

b = 1,4

ГСОП=5612°С·сут

Получаем

м2°С/Вт.

4) Расчет теплозащиты наружной стены.

Таблица 1.3.2 – Схема ограждающей конструкции

Термическое сопротивление R, м·°С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует рассчитывать по следующей формуле:

Таким образом, внешние и внутренние стены соответствуют необходимым стандартам теплоизоляции.

Теплотехнический расчет покрытия

Для расчета будут использованы следующие нормативные документы: СП РК 2.04-01-2017 «Строительная климатология» [8], СП РК 2.04-107-2013 «Строительная теплотехника» [12].

Таблица 1.4 – Теплотехнические характеристики отдельных слоёв покрытия

Решение:

1. Для проведения расчетов нам необходимо извлечь следующие нормативные данные из таблицы:

tв = 22°С – температура внутреннего воздуха, используемая для расчетов в соответствии с СП РК 2.04-01-2017;

tH = -34,8°С – Средняя температура наружного воздуха для расчетов, соответствующая самой холодной пятидневке с обеспеченностью 0,92;

Нормируемый перепад температуры tn=3°С

tот = -5 – Средняя температура наружного воздуха, °С, за период со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 °С;

Zот = 218 – Продолжительность, в сутках, периода со средней суточной температурой воздуха ≤ 8 °С;

n=1 – Коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности стены относительно внешнего воздуха;

αв = 8,7 Вт/ (м2·°С) – Коэффициент теплопередачи внутренней стороны стены;

αн = 10.8 Вт/ (м2∙°С) – Коэффициент теплопередачи внешней поверхности стены.

2. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С·сут/год, рассчитываются по следующей формуле:

ГСОП= (tв – tот) * zот

ГСОП= (22- (-5)) *218=5886 °С сут./год

3. Рассчитываем

– Базовое значение необходимого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт.

= n * (tв – tH) /∆ tH * αв

1* (22- (-34,8)) /3*8,7=2,17м2°С/Вт

4. Рассчитываем термическое сопротивление ограждающей конструкции с учетом всех её слоев:

R=1/αн+δ1/λ1+δ2/λ2+δ3/λ3+δ4/λ4+1/αв =1/10,8+0,114+0,58+0,016+0,004+1,1+1/8,7=5,14

5. Проверяем условие

≤ R

=2,17м2°С/Вт

Условие выполняется, отсюда следует то, что подобранные слои наружной стены соответствуют климатическим условиям данной местности.

Алгоритм светотехнического расчета показан в приложении.

1.5 Инженерные системы здания

Организация теплоснабжения: Теплоснабжение здания предусматривается от городских сетей теплоснабжения согласно техническим условиям ТОО «Атырауские тепловые сети» в соответствии со стандартами компании.

Теплоснабжение производится из источников ТОО «Атырауские тепловые сети».

Точка подключения – ранее запроектированные тепловые сети ТОО «Атырауские тепловые сети».

Температурный график 130—70°С.

Система теплоснабжения открытая.

Разрешенный расход тепла для присоединения к котельной 2,32 Гкал/ч

Категория надежности теплоснабжения – II.

Теплоноситель – вода с параметрами 130—70°С.

Давление теплоносителя:

– в подающем трубопроводе – 8,0 атм;

– в обратном трубопроводе – 4,0 атм.

Планируется укладка стальных труб в пенополиуретановой оболочке под землей с использованием системы мониторинга и диспетчеризации (СОДК) в закрытых лотковых каналах из сборного железобетона без доступа для прохода.

Трубопроводы для теплоснабжения выбраны диаметром Ø159x4,5 – это электросварные прямошовные трубы из углеродистой стали марки 20 согласно ГОСТ 1050—74, утвержденные по категории «В» ГОСТ 10705—80 и имеют предварительную изоляцию.

Трубы внутри каналов располагаются на специальных опорных конструкциях.

Для компенсации расширения основных трубопроводов применяются П-образные компенсационные устройства.

В условиях прокладки труб в районе с сейсмической стабильностью, но с подверженными оседанию грунтами, предпринимаются меры по укреплению соединений каналов с использованием плоских подложек, созданию деформационных швов, уплотнению оснований камер и каналов, а также к использованию стальной армированной конструкции.

Отопление многоквартирного дома: В планируемом жилом комплексе предусмотрена система водяного отопления. Отопительная система исполнена по двухтрубной схеме с разводкой снизу, работающей на теплоносителе с температурой 80—60° C. В качестве источников тепла выбраны алюминиевые радиаторы и установлены системы принудительного воздухообмена.

Воздух из системы отводится через краны Маевского, размещенные на верхних концах радиаторов, и через вентили, установленные в высоких точках труб. Теплоотдача радиаторов регулируется с помощью термостатических клапанов на их подключениях.

Для балансировки потоков тепла по отопительным цепям используются балансировочные клапаны. Контроль и обслуживание отдельных секций системы обеспечивается за счет установки запорной и спускной арматуры, причем спускные элементы располагаются в самых нижних точках труб.

Трубопроводы отопления прокладываются в пространстве под потолком технического подполья. При прохождении через перекрытия и стены в местах прокладки труб используются защитные гильзы из более крупных по диаметру отрезков труб. Заполнение промежутков и отверстий возле труб производится негорючими материалами, чтобы соответствовать требованиям по огнестойкости.

Основные и вертикальные трубопроводы отопления выполнены из стальных труб в соответствии с ГОСТ 3262—75. После проведения гидравлических испытаний неизолированные трубы покрываются эмалью в два слоя.

Проектирование вентиляции жилых и общих помещений: В каждом блоке проектируемого здания предвидены отдельные системы приточно-вытяжной вентиляции, оснащенные как механическим, так и естественным принуждением к обмену воздуха. Определение воздухообмена в помещениях осуществляется исходя из стандартов подачи наружного воздуха и его кратности.

В пространствах установлены системы приточно-вытяжной вентиляции с механизированным принуждением и утилизацией тепла для эффективного энергосбережения, оснащенные рекуператорами. Дополнительно предусмотрены локальные вытяжки для химических кабинетов.

Кухонные помещения оснащены вентиляцией, рассчитанной на устранение избыточного тепла от кулинарного оборудования, с приточно-вытяжными устройствами, обеспечивающими циркуляцию воздуха через вентиляционные системы. Приточный воздух обрабатывается в централизованных кондиционерах, включая фильтрацию, нагрев и шумоподавление перед подачей в целевые помещения.

Вытяжная вентиляция в санузлах осуществляется с использованием механического принуждения. В серверных помещениях для поддержания оптимальных условий используются сплит-системы с полным резервированием, предпочтение отдается настенным внутренним блокам.

Для охлаждения применяется экологически безопасный фреон R410A, при этом медные трубопроводы изолируются материалами от компании «K-Flex». Приточные устройства размещены в вентиляционных камерах на крыше. Воздуховоды изготовлены из оцинкованной стали согласно ГОСТ 14918—80, стенки соответствуют стандартам СП РК 4.02-101-2012*.

Установка канальных и крышных вентиляторов предусмотрена для вытяжных систем. Естественное принуждение предусмотрено для удаления воздуха из электрощитовых и серверных. Регуляция и дистрибуция воздуха достигается за счет использования регулирующих решеток, а важные места оснащены воздушными заслонками.

Транзитные воздуховоды, включая те, что расположены в вентиляционный камерах, обеспечены огнезащитным покрытием. Установка вентиляционного и отопительного оборудования должна соответствовать проектной документации, инструкциям производителей и нормативным требованиям по безопасности.

Проектирование водоснабжения: Основные кольцевые трубопроводы уложены на уровне минус 2,350 метра под потолком технического подполья. Для учета потребления воды установлен общий водомер холодной воды с диаметром Ø65 мм и отдельный счетчик для кулинарного блока Ø50 мм, оба с возможностью дистанционного снятия показаний.

Давление воды, необходимое для системы здания, составляет 17,48 м для бытовых нужд и 33,46 м для системы пожаротушения. Основой для определения потребления воды для внутреннего пожаротушения, распределенного по блокам с огнестойкими перегородками, является максимальный пожарный сектор с объемом 37 492 м³, потребляющий 3,3 л/с (для одной струи) и 25 л/с для наружного пожаротушения, при этом здание относится к классу Ф4.1 по пожарной безопасности.

Для обеспечения внутреннего пожаротушения в школьном здании на вводах водопровода устанавливаются электрифицированные задвижки для пропуска воды, активируемые кнопками у пожарных кранов. Система поддерживается насосной установкой с производительностью 18,65 м3/час и напором 27,74 м, включая один рабочий и один резервный насосы.

Пожарные краны с диаметром 50 мм и длиной шланга 20 метров, с наконечником диаметром 16 мм, размещаются в пределах 1,35 м от пола в специальных шкафах, в которых также находятся по два ручных огнетушителя объемом 10 литров, запечатанные пломбой.

Водопроводные системы для питьевой воды и пожаротушения изготовлены из стальных труб согласно ГОСТ 3262—75 и электросварных стальных труб по ГОСТ 10704—91, а подводки к сантехническим устройствам выполнены из полипропиленовых труб по ГОСТ 32415—2013. Основные трубы и стояки, за исключением подводок к устройствам, защищены от конденсата трубчатой изоляцией «K-Flex ST» толщиной 9 мм. Стальные трубы обработаны антикоррозийной защитой масляной краской в два слоя после грунтовки ГФ-021.

Городские тепловые сети выступают источником для системы горячего водоснабжения. Разработка схемы горячего водоснабжения осуществлена с подключением через вводной узел теплосети, который находится в техническом подполье на уровне минус 2,350 метра. Система предназначена для обеспечения горячей водой сантехнических устройств в общественных санитарных помещениях, кухонного оборудования и ванных комнат. В помещениях для купания и приготовления пищи установлены отдельные водомеры горячей воды с диаметром 40 мм.

Трубопроводы для горячего водоснабжения, уложенные в подвальных пространствах, изготовлены из стальных водогазопроводных труб согласно ГОСТ 3262—75. Для труб, проложенных выше уровня земли, используются полипропиленовые изделия по ГОСТ 32415—2013. Все трубопроводы системы горячего водоснабжения, кроме прямых подводок к санитарно-техническим устройствам, оборудованы изоляцией из гибкого трубчатого материала «K-Flex ST» с толщиной в 13 мм. Стальные элементы трубопровода обработаны антикоррозийной защитой на основе масляной краски в два слоя после нанесения грунтовки ГФ-021.

Рисунок 1.5.1 Схема водоснабжения и водоотведения города Атырау с указанием местоположения ПНС и КНС

Канализационное проектирование: Проект бытовой канализации создан для удаления сточных вод из кухонь, ванных комнат, санитарных помещений и раковин. Канализационные системы, установленные выше уровня земли и в техническом подполье, изготовлены из полиэтиленовых труб по ГОСТ 22689—89 с соединением типа раструб и уплотнительными резиновыми кольцами. Выводы канализации от внешних стен до контрольного колодца выполнены из ПВХ-труб с двойной структурой стенок и жесткостью SN8 в соответствии с ГОСТ 54475—2011.

Канализационная система обеспечивает вентиляцию через вентиляционные выходы, которые выведены на 0,3 м выше уровня неиспользуемой кровли. Вентиляционные части, проходящие через неотапливаемые пространства, утеплены минераловатными матами с фольгированным покрытием «Урса» толщиной 50 мм.

Для удаления неаварийных стоков из теплового узла, расположенного в техническом подполье, предусмотрена дренажная система с откачкой насосом к внешней отмостке. Напорная дренажная система состоит из стальных электросварных труб по ГОСТ 10704—91.

Система ливневой канализации предназначена для сбора и отведения дождевой воды с крыш, оснащена водосточными воронками и сборными лотками с системой электрообогрева. Внутренние водосточные системы выполнены из стальных электросварных труб согласно ГОСТ 10704—91.