Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование ограждающих конструкций жилого здания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Сибирская автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

Инженерно-строительный институт

Кафедра: «Городское строительство и хозяйство»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине

«Физика среды и ограждающих конструкций»

по теме:

«Проектирование ограждающих конструкций жилого здания»

Выполнил: Воронов С.Ю

студент гр. ПГСб-12В1

Проверил: преподаватель

Донченко С. Ф.

Содержание

	Аннотация	4
1	Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций.	5
2	Проектирование наружных ограждающих конструкций	12
3	Определение глубины заложения фундамента	17
4	Оценка влажностного режима ограждающих конструкций	21
	Список литературы

1 Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций.

1.1 Расчет индекса изоляции воздушного шума межкомнатных перегородок

Исходные данные: перегородки из железобетона, плотностью ρ = 2500 кг/м3, и толщиной δ = 90 мм, К = 1, Rωn = 41 дБ (см. СП 23-101-2003 табл.1 п.10).

Целью расчёта является определение индекса изоляции воздушного шума, для данной конструкции и сравнение его с нормативным требованием индекса изоляции воздушного шума для межкомнатных перегородок в домах категории Б и В.

Частотную характеристику изоляции воздушного шума однослойной плоской ограждающей конструкции сплошного сечения следует определять, изображая ее в виде ломаной линии ABCD.

Абсциссу точки В - fB следует определять по табл. 8 СП 23-103-2003 в зависимости от толщины и плотности материала конструкции:

fB = 29000/90 = 322,22 Гц

Значение fB следует округлять до среднегеометрической частоты, в пределах которой находится fB. fB = 315 Гц.

Ординату точки В - RB следует определять в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности mэ, по формуле:

RB = 20lg mэ – 12, дБ (1)

где mэ - Эквивалентная поверхностная плотность. mэ = Кm, кг/м2;

где m - поверхностная плотность, кг/м2;

К - коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения.

m = 2500∙0,09 = 225, кг/м2

mэ = 1∙ 225 = 225, кг/м2

RB = 20lg 225 – 12 = 35, дБ

Построение частотной характеристики: из точки В с известными координатами влево проводится горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В проводится отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой R = 65 дБ. Точка С соответствует частоте 10 000 Гц, т.е. находится за пределами нормируемого диапазона частот. Результаты вычислений приведены в таблице 1.

Рисунок 1 – график расчетной и оценочной кривой звукоизоляции воздушного шума перегородки

Таблица 1 - Результаты вычислений частотной характеристики Rω для межкомнатных перегородок

Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3 октавной полосы, Гц
Параметры	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
Расчетная частотная хар-ка R, дБ	35	35	35	35	35	35	37	39	41	43	45	47	48	51	53	55
Оценочная кривая, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
Неблагоприятные отклонения, дБ	-	-	4	7	10	13	14	13	12	11	10	12	11	8	6	1
Оценочная кривая, смещенная вниз на 8 дБ	25	28	31	34	37	40	43	44	45	46	47	48	48	48	48	48
Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ	-	-	-	-	2	5	6	5	6	3	2	1	-	-	-	-
Индекс изоляции воздушного шума Rω, дБ								44

Исходя из расчетов приведенных в табл.1 можно сказать, что Rω =52 и перегородка из железобетона, плотностью ρ = 2500 кг/м3, и толщиной δ = 90 мм будет удовлетворять требованию СП 23-103-2003. Rω=52 дБ ≥Rωn =41 дБ

Рисунок 2 – фрагмент железобетонной перегородки δ = 90 мм

1.2 Расчет индекса изоляции воздушного и ударного шума

Рисунок 3 – фрагмент железобетонной плиты перекрытия с полом

Исходные данные: плиты перекрытий, плотностью ρ = 2500 кг/м3 , шириной В = 1000 мм, высотой h = 220 мм, приведенной высотой hпр = 80 мм и 4 пустотами, диаметром 140 мм.

Целью расчёта является определение индекса изоляции воздушного шума в пустотах и индекса приведенного уровня ударного шума. Расчетные характеристики следует так же сравнить с нормативными, которые приведены в табл. 8 СП 23-103-2003 п.3 (Rωn = 45 дБ, Lnω = 66 дБ).

Индекс изоляции воздушного шума в пустотах:

Вычисляем момент инерции поперечного сечения, как разность моментов инерции прямоугольного сечения (I1 = πD4/12) и круглых пустот (I2 = 4πD4/64):

I1 = (3,14∙0,224/12) – (4∙3,14*0,144/64)= 8,1∙10-4м4

Определяем коэффициент К по формуле:

К = 1.5∙

(2)

К = 1.5∙

Средняя плотность плиты составляет 1306 кг/м3. По таблице 8 СП 23-103-2003 определяем частоту, соответствующую т. В.

fB = 33940/220 = 154 = 160 Гц

Определяем эквивалентную поверхностную плотность конструкции:

mэ = K ∙ hпр ∙ ρ, кг/м2

mэ = 1,04∙0,15∙1306 = 287,32, кг/м2

Находим ординату точки В по ф. 1:

RB = 20lg 283,32 – 12 = 37, дБ

Построение частотной характеристики: из точки В с известными координатами влево проводится горизонтальный отрезок ВА, а вправо от точки В проводится отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой R = 65 дБ. Точка С соответствует частоте 4 000 Гц, т.е. находится за пределами нормируемого диапазона частот. Результаты вычислений приведены в таблице 2.

Рисунок 3 - график расчетной и оценочной кривой звукоизоляции воздушного шума перекрытия

Таблица 2 - Результаты вычислений частотной характеристики Rω для перекрытия

Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3 октавной полосы, Гц
Параметры	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
Расчетная частотная хар-ка R, дБ	37	37	37	39	41	43	45	47	49	51	53	55	57	59	61	63
Оценочная кривая, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
Неблагоприятные отклонения, дБ	-	-	2	3	4	5	6	5	4	3	2	1	-	-	-	-
Оценочная кривая, смещенная вниз на 1 дБ	32	35	38	41	44	47	50	51	52	53	54	55	55	55	55	55
Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ	-	-	1	2	3	4	5	4	3	2	1	-	-	-	-	-
Индекс изоляции воздушного шума Rω, дБ								51

Исходя из расчетов, приведенных в табл.2, можно сказать, что Rω =51, что больше нормативного показателя Rωn = 45 дБ (для перекрытия между комната-

ми в квартире в двух уровнях в домах категории Б).

Таблица 2 - Результаты вычислений частотной характеристики Rω для перекрытия

Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3 октавной полосы, Гц
Параметры	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
Расчетная частотная хар-ка R, дБ	37	37	37	39	41	43	45	47	49	51	53	55	57	59	61	63
Оценочная кривая, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
Неблагоприятные отклонения, дБ	-	-	2	3	4	5	6	5	4	3	2	1	-	-	-	-
Оценочная кривая, смещенная вниз на 1 дБ	32	35	38	41	44	47	50	51	52	53	54	55	55	55	55	55
Неблагоприятные отклонения от смещенной оценочной кривой, дБ	-	-	1	2	3	4	5	4	3	2	1	-	-	-	-	-
Индекс изоляции воздушного шума Rω, дБ								51

ми в квартире в двух уровнях в домах категории Б).
Расчет приведенное значение уровня ударного шума:

Перекрытие состоит из железобетонной несущей плиты толщиной 22 см, ρ = 2500 кг/м3, Покрытие пола на сборных плитах с m = 30 кг/м2 по звукоизоляционному слою (Пенотерм) с Ед = 6,6∙105 толщиной 5см e=0,1 . Полезная нагрузка 2000 Па.

Определяем поверхностные плотности элементов перекрытия:

m1 = 2500 * 0.22 = 550, кг/м2

m2 = 30, кг/м2

Нагрузка на звукоизоляционный слой составит 2300, кг/м2

По таблице 18 СП 23-103-2003 находим Lnω0 = 72 (дБ)

Вычисляем частоту колебаний пола по формуле:

f0 = 0,16 , (3)

где d =d0(1-e) = 0,05(1-0,1)=0,045, м

m2 - принимаем равной 30, кг/м2

f0 = 0,16

= 111,87=100, Гц.

По таблице 17 СП 23-103-2003 находим индекс изоляции приведенного уровня шума под данным междуэтажным перекрытием: Lω = 52 дБ < Lnω= 66 дБ

Исходя из расчетов уровня ударного шума, и индекса изоляции воздушного шума в пустотах, конструкция перекрытия запроектирована из
сборной железобетонной плиты перекрытия, плотностью ρ = 2500 кг/м3 шириной В = 1000 мм, высотой h = 220 мм.
Конструкция перекрытия состоит из железобетонной несущей плиты толщиной 22 см, ρ = 2500 кг/м3, Покрытие пола на сборных плитах с m = 30 кг/м2 по звукоизоляционному слою (Пенотерм) с Ед = 6,6∙105 толщиной 5см e=0,1

2. Проектирование наружных ограждающих конструкций

2.1 Проектирование наружной стены

Исходные данные: г. Якутск. Расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С) tint = +20oC, расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 text = - 54оС, коэффициент теплоотдачи для стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами αint = 8,7, αext = 23 (для наружных ограждающих конструкций). tht = -20,0оС, Zht = 256 сут. - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С. Влажностные режим нормальный, условия эксплуатации ограждающих конструкций нормальные (согласно табл. 1 и 2 СНиП 23-02-2003). Принимаем условия эксплуатации категории Б. (приложение №5).

Конструкция наружной стены представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – конструктивное решение наружной стены

Определение нормируемых значений сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций:

r =0,96 коэффициент теплотехнической однородности

Приведенное сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций (стен, чердачного перекрытия, окон и балконных дверей) в соответствии с требованиями п. 5.3 СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий, следует принимать не менее нормируемых значений. Нормируемые значения определяются в зависимости от градусо-суток района строительства.

Градусо-сутки отопительного периода определяем по формуле 2

СНиП 23-02-2003.

Dd = (tint-tht)∙Zth. (4)

Dd = (20+20,6)∙256=10393 (0С∙ сут).

Согласно таблице 4 СНиП 23-02-2003

R = а∙ Dd + b, (5)

где а = 0,00035;

b = 1,4.

R = 0,00035∙10393+1,4 = 5,03, (м²∙ºС/Вт)

Приведенное сопротивление теплопередачи Ro , м2∙ ºС/Вт, определяется по СП 50.13330.2012

R = + Rк + , (м²*ºС/Вт). (6)

где αint = 8,7, (Вт/м²∙ºС) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности

ограждающей конструкции;

αext = 23, (Вт/м²∙ºС) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности

ограждающей конструкции;

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2∙ ºС/Вт.

Rk = + (м2∙ ºС/Вт) (7)

где 1, 2, 3 – толщина слоя, м;

λ1, λ2, λ3 – расчетный коэффициент теплопроводности слоев, Вт/м²∙ºС.

2 = ( - - – ) ∙λ2 (8)

2 = ( - - – - ) ∙ 0,056 = 0,180 (м)

Из конструктивных соображений зададимся толщиной утеплителя 180 мм.

Вычисляем приведенное значение сопротивления теплопередаче:

R= R = + + + (9)

R= + + + =5,01, м

·°С/Вт

Расчетный температурный перепад ∆t0 между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин ∆tn =4oC ( cм. СНиП 23-02-2003 табл. 5 п.1).

Расчетный температурный перепад определяется по формуле:

∆t0= , (10)

∆t0=

(oC)

Предложенное конструктивное решение соответсвует требованиям СНиП 23-02-2003. R = 5,01 > R =5,03 (м ·°С/Вт) , ∆t0 = 1,69 < ∆tn =3 oC.

Толщина утеплителя составляет 180 мм. Общая толщина конструкции составляет 605 мм.

2.2 Проектирование чердачного перекрытия

Рисунок 6 – Фрагмент чердачного перекрытия.

R = а∙ Dd + b, (11)

где а = 0,00045;

b = 1,9.

R = 0,00045∙10393+1,9 = 6,57 (м²∙ºС/Вт)

R = + Rк + , (м²*ºС/Вт). (12)

где αint = 8,7, (Вт/м²∙ºС) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности

ограждающей конструкции;

αext = 12, (Вт/м²∙ºС) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности

ограждающей конструкции;

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2∙ ºС/Вт.

Rk = + + (м2∙ ºС/Вт) (13)

2 = (Rreg - - – ) ∙λ2

2 = (6,57- - – ) ∙0,038 = 0,239 м

Из конструктивных соображений зададимся толщиной утеплителя 240 мм.

Вычисляем приведенное значение сопротивления теплопередаче:

R = + Rк + (м2∙ ºС/Вт)

R = + + + = 6,57, м2∙ ºС/Вт

Расчетный температурный перепад определяется по формуле 10:

∆t0= ,

∆t0=

Предложенное конструктивное решение соответсвует требованиям СНиП 23-02-2003. R = 6,56 = R =6,56, м ·°С/Вт , ∆t0 = 1,69 < ∆tn =3 oC.

Толщина утеплителя составляет 240 мм. Слой цементно-песчаной стяжки = 20мм. Общая толщина конструкции составляет 480мм.

2.3 Проектирование светопрозрачной конструкции

R = а∙ Dd + b, (14)

где а = 0,000025 ( т.к. Dd > 8000);

b = 0,5( т.к. Dd > 8000).

R = 0,000025∙10393+0,5 = 0,76, (м²∙ºС/Вт)

Согласно Приложению Л СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» принимаем оптимальное решение свето прозрачных конструкций, согласно условию Rreq < Ror, а именно обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла с мягким селективным покрытием в деревянных переплетах Ror = 0,80 м ·°С/Вт

3. Естественное освещение помещения

Рис.7 Разрез комнаты с оконным проемом

Рис. 8 План комнаты с оконным проемом

Проверочный расчет КЕО в точках характерного разреза помещения при боковом освещении следует выполнять в соответствии с методом А.М.Данилюка, изложенным в приложении Б СП 23-102-2003 по формуле:

, (15)

где εбi - геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении,

учитывающий прямой свет от i-го участка неба;

qi - коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-го участка облачного неба;

ro - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию, принимаемый по таблицам Б.4 и Б.5СП 23-102-2003;

Кз - коэффициент запаса, определяемый по таблице 3 СНиП 23-05 (Кз=1,2);

εВi - геометрический КЕО в расчетной точке при верхнем освещении от i-го проема, определяемый по графикам на рисунках 8, 10 СП 23-102-2003;

τо — общий коэффициент пропускания света.

Накладываем график I (рис. 8 СП 23-102-2003) на поперечный разрез помещения (рис.11), совмещая полюс графика 0 с точкой А, а нижнюю линию графика — с полом; подсчитываем число лучей по графику I, проходящих через поперечный разрез светового проема: n1= 5

Отмечаем, что через точку С на разрезах помещения проходят концентрические полуокружности 19 графика I.

На разрезе помещения определяем, что угол, под которыми видна середина светового проема из расчетной точки А, равен 43,5°; по таблице Б.1 приложения Б находим, q1=1,015

Для двух однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах определяем τо по формуле (приложение СП 23-102-2003 Б.6):

τо = τ1*τ2 τ3* τ4* τ5* (16)

τ1 = 0,9 (коэффициент светопропускания материала, определяемый по таблице Б.7);

τ2 = 0,65 (коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по таблице Б.7. (размеры светопроема принимают равными размерам коробки переплета по наружному обмеру));

t3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях (при боковом освещении t3 = 1);

t4 - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах;

t5 - коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями, принимаемый равным 0,9;

τо = 0,585.

Накладываем график II (рис. 10 СП 23-102-2003) на план помещения (рис.12) таким образом, чтобы ось графика и горизонталь 33 проходила через точку С; на внешней поверхности наружной стены отмечаем точки пересечения лучей, считаем количество лучей между границами оконного проема т. е. n2 = 27

Находим ебi по формуле:

ебi = 0,01(n1∙n2), (24)

где n1-число лучей по графику I (рис.8 СП 23-102-2003), проходящих от неба

через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n2-число лучей по графику II (рис.10 СП 23-102-2003), проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения.

ебi=0,01(5∙27) = 1,35%

По размерам помещения находим, что:

dп/ ho = 4,3/1,5 = 2,86;

lт/dп = 3,3/ 4,3 = 0,76

Находим расчетное значение КЕО:

ehb=) 2,73

Сравнивая полученные расчетные значения КЕО с нормированным значением КЕО:

ehb =2,73 > ен = 0,5

Следовательно, требование норм естественного освещения СНиП 23-05-95* удовлетворены в жилой комнате.

Вывод: в результате расчетов были запроектированы оконные блоки размерами 1,8×1,5м.

Проектирование ограждающих конструкций жилого здания