Расчет наружных стен и фундамента жилого дома. 2

Министерство  образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский  государственный

инженерно–экономический университет

Институт  региональной экономики и управления

   Кафедра экономики и менеджмента в  городском хозяйстве 
 
 
 
 

Курсовая  работа

По зданиям  и сооружениям

На тему: «Расчет наружных стен и фундамента жилого дома».

Выполнил:__________Вашкулат Александра Сергеевна___________________

     (ФИО)

студент__3___ курса _________5.10____________________ спец. 080502/2

                              ^{(срок  обучения)}

группа ____751___________ № зачетной книжки_________07401________

Подпись:_______________________________________________________ 

Преподаватель:____Кузнецова Галина Федоровна_______________________

     (ФИО)

Должность:_______доцент, к.э.н.___________________________________

     (уч. степень, уч. звание)

Оценка:_____________________  Дата: ______________________________

Подпись: ______________________________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2005

Содержание 

1. Характеристика  климатического района строительства  и проектируемого здания...2

1.1. Исходные  данные к курсовой работе

1.2. Характеристики  климатического района строительства 

1.3. Характеристика  проектируемого здания

• Характеристика  конструктивного решения
 

2. Теплотехнический  расчет наружных стен……………………………...........................4

          2.1. Определение экономичного  сопротивления теплопередаче

            2.2. Определение толщины стен

         2.3. Расчет действительной величины  тепловой инерции Д ограждающей    конструкции

         2.4. Расчет фактического сопротивления  теплопередаче

         2.5. Расчет приведенных затрат (руб./м²  стены

         2.6. Расчет коэффициента теплопередачи  (Вт/м² град ºС) ограждающих конструкций

      3.  Расчет фундамента………………………………………………………………………..9 

4. Расчет технико-экономических показателей проекта………………..……………….12 

5. Список  использованной литературы…………………………………………………..13

1. ХАРАКТЕРИСТИКА  КЛИМАТИЧЕСКОГО РАИОНА СТРОИТЕЛЬСТВА И  ПРОЕКТИРУЕМОГО ЗДАНИЯ

1.1. Исходные данные  к курсовой работе. 

• Город, в  котором  будет проводиться строительство- Архангельск
• Температура внутреннего воздуха tв=18С°
• Материал стена кирпичная стена, отштукатуренная с внутренней стороны.
• Высота этажа-2,5 м.
• Междуэтажные и чердачные перекрытия - из крупноразмерного железобетонного настила                  
• Кровля плоская из железобетонных плит по строительным балкам с техническим чердаком.
• Глубина пола в подвале- 2,5 м.
• Толщина пола в подвале- 0,1 м.
• Расстояние от низа конструкции пола в подвале до подошвы фундамента- 0,4 м.
• Фундамент – ленточный.
• Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении, примыкающим к наружным фундаментам = 15 С° 

1.2. Характеристики климатического  района строительства  

1. Город - Архангельск
2. Влажностная зона- влажная.
3. Средняя температура наиболее холодной пятидневки = -31 °С
4. Средняя температура наиболее холодных суток = -37 °С
5. Абсолютно минимальная температура = -45 °С
6. Средняя температура отопительного периода = -4,4°С
7. Продолжительность отопительного периода – 253 день.
8. Средняя температура самого жаркого месяца- июль =20,9°С
9. Скорость ветра 3,7 м/с.
10. Географическая широта – 64°33'
11. Структура и характер грунта – суглинки 200
12. Уровень грунтовых вод- 1,65м
13. Глубина промерзания грунтов – 1,92 м

1.3. Характеристика проектируемого  здания.

Блок-секция 5-этажная 19-квартирная

поворотная  с внешним углом  1Б-1Б-3Б-3Б

Экспликация квартир

Характеристика  проектируемого здания

      Коэффициент К₁ - плоскостной архитектурно планировочный показатель рассчитывается по формуле: 

      К₁=А_ж/А_о=537,64/1018,04=0,528 

      Коэффициент К₂ - объемный показатель, определяющий объем здания, рассчитывается по формуле: 

      К₂=V_з/А_ж=5668,20/537,64=10,54

 В жилых зданиях  коэффициенты К2 и К1 должны находиться в следующих пределах: К1=0,54:0,64 и  К2=4,5:10, следовательно, проектируемое  здание, его архитектурно-планировочное  решение  имеет незначительные отклонения от предъявляемых требований. 

 где: А_ж - суммарная жилая площадь в доме 537,64м²;

       А_о - общая площадь в доме 1018,04м²;

       V_з - строительный объем надземной части здания 5668,20м³; 
 

1.4. Характеристика конструктивного  решения

    Конструктивная схема с поперечными несущими стенами.

    Фундаменты- свайные, сваи по серии I.0II-6 вып.I.

    Типоразмеров-I. Вариант- ленточные. Серия I.II2-5 вып I.2. Типоразмеров –14.

    Стены наружные- кладка из полнотелого кирпича  с уширенным швом. Заполненным  эффективным утеплителем. Вариант – сплошная кладка из пустотелого кирпича.

    Стены внутренние – кладка из полнотелого  кирпича.

    Перекрытия  – сборные ж.б. многопустотные панели. Серия I/I4I-I вып.5,6,10,11,58,26. типоразмеров –16.

    Перегородки- гипсобетонные. Типоразмеров – 14.

    Санузлы – объемные ж.б. санкабины. Серия 1.188.-3 вып I,II,III Типоразмеров-

    Лестницы- сборные ж.б. марши и площадки. Серия I.I54-4 вып.I; типоразмеров –5. крыша с теплым чердаком. Покрытие – сборные ж.б. 3-слойные с эффективным утеплителем. Типоразмеров – 10 Кровля- рулонная 4- слойная. Вариант- безрулонная кровля. Типоразмеров плит покрытия – 9.

    Двери наружные- деревянные входные и служебные. Серия I.I36-II. Типоразмеров- 3. двери внутренние- щитовой конструкции. СерияI.I36-I0. типоразмеров-5. окна- деревянные с тройным остеклением. Серия I.I36-4. Типоразмеров-4. Встроенное оборудование – шкафы и антресоли. Серии I.I72-3.

    Полы  – линолиумные(варианты- паркет и  дощатые). В кухнях- линолиум, в уборных  и ванных- керамическая плитка.

    Отделка наружная- кладка с облицовкой лицевым кирпичом.

    Вариант- мокрая штукатурка.

    Отделка внутренняя- в комнатах и передних- обои,  в кухнях, ванных и уборных- маслянная окраска, частично- глазурованная  плитка. Наибольшая масса монтажного элимента.(плита покрытия4,81)

    Инженерное оборудование

Водопровод –  хозяйственно-питьевой от наружной сети, напор у основания стояков 21,95 м.

Горячие водоснабжение  – от внешней сети, расчетный  напор у основания стояков 23,95.

Канализация –  хозяйственно-фекальная в городскую  сеть; водосток-внутренний с открытым выпуском. Вариант в наружную ливневую канализацию.

    Отопление  – водяное секционное. Система  однотрубная, с нижней разводкой,  температура, теплосистемная 95°-70°С. 

Вентиляция –  естественная.

     Горячее  водоснабжение – от колонок на твердом топливе.

    Газоснабжение  –от внешней сети.

     Электроснабжение  – напряжение 380/220В, скрытая прокладка  электросетей.     Освещение  – лампами накаливания.

     Устройство  связи – радиотрансляция, коллективные  телеантены, телефонные вводы.

     Оборудование  кухонь и санузлов – газовые  плиты ( вариант- электроплиты 8 кВт,  мойки. унитазы, ванны, умывальники).

Мусоропроводы- с камерами в 1 этаже со стволом  из азбестоцементных труб. Серия 1.189-4 вып.1. 
 

2. Теплотехнический  расчет наружных стен.

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен:

1)кирпичная стена

2)керамзитобетонная  однослойная стена, 

чтобы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный  вариант.   

1) кирпичная  стена                2)керамзитобетонная стена (δ₂)

(δ₁ - толщина штукатурки) с фактурными слоями (δ₁ и δ₃)     

    δ₁=0,02 м        δ₁= δ₃=0,025 м   

    δ₂=х        δ₂=х  

При проектировании наружных стен необходимо не только подобрать  ограждение, отвечающее теплотехническим требованиям, но и учесть его экономичность.

При расчете  наружных стен определяют их сопротивление  теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче R_o ограждающих конструкций принимают равным экономически оптимальному сопротивлению, но не менее требуемого R по санитарно-гигиеническим условиям. 

Требуемое  (минимально допустимое) сопротивление теплопередачи  ограждающих конструкций определяют по формуле:

R о^тр = (tв- tн) / ( tв-τв)* Rв* n

R о^тр = (18+31)/4*0,133*1=1,63 (кирп.)

Где   tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимается 18 С°

    tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимается по СниП [3]

          = - 31 С°

            (tв-τв) = ∆t^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, С°; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений  СниП[5] (для стен жилых домов ∆t^н <=6 С°=4)

Rв – сопротивление теплопередачи внутренней поверхности ограждения зависит от рельефа его внутренней поверхности; для гладких поверхностей стен Rв=0,133

 n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; по СниП [5] n=1

            Расчетную температуру наружного  воздуха tн принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СниП [3].При расчете ограждений сначала задаются величиной тепловой инерции Д.По ней выбирают расчетную температуру наружного воздуха tн и рассчитывают требуемое сопротивление теплопередачи R о^тр.

            В курсовой работе расчеты  проводятся при Д>7 (массивные  конструкции), при этом расчетная  зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура наиболее холодной пятидневки : tн=-31°С  

       Затем определяют экономичное сопротивление  теплопередаче по формуле : 

       где Ц_о – стоимость тепла 1 Гкал в руб. = 298,15 руб/Гкал;

             W_o – теплопотери за отопительный период, Гкал;

             Е – коэффициент эффективности капитальных вложений (в данной курсовой работе принимается Е=0,15);

       λ - коэффициент теплопроводности материала  стен, ккал/(м.ч.град) (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]);

       Ц_м – стоимость материала стен, руб/м³. 

                                   Wо = (tв- tн.ср) * N * r * z * d /10⁶

                          Wо = (18+4,4) * 253 * 24 * 1,4 * 1,5 /10⁶ = 0,29 
 

Где   tв – температура внутреннего воздуха, tв = 18 С°

         tн.ср – средняя температура отопительного периода, tн.ср = -4,4 С°

         N –отопительный период в течении года, N = 253 дня

         z – отопительный период в течение суток, z =24 часа.

           r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др.; r = 1.4

         d -коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации готовых сооружений средств отопления, теплосетей и др.;d = 1.5 

Для выбора сопротивления  Rо соблюдается условие : если  Rо ^эк > Rо^тр

то Rо = Rо ^эк ; если  Rо ^эк < Rо^тр ,то Rо = Rо^тр .При полученных расчетах для обоих видов стен Rо ^эк < Rо^тр , следовательно , Rо = Rо^тр= 1,63 

Толщина стен определяется по формуле: 
 

δ=[Ro – (Rв + Rн + δ1/λ1 + δ2/λ2)]λ

Где  Rн =1 / αн   - сопротивление теплопередачи наружной        поверхности ограждения, м ².ч. град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов Rн=0,05

          δ 1,2 – толщина слоя, м

        λ 1,2 - коэффициент теплопроводности материала слоя. 

2.3. Расчет действительной  величины тепловой  инерции Д ограждающей    конструкции: 

                                                  Д=∑Ri*Si 

Где   Si – коэффициент теплоусвоения слоя материала, по СниП (5)

         Ri – термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле: 

                                                Ri= δi / λi 
 

Изначальная величина Д>7 была выбрана верно, следовательно  и значение tн имеет правильное значение. 
 

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен: 1.кирпичная стена и 2. керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями,что бы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный вариант.  
 

1. 2

1. Кирпичная стена (δ₁ – толщина штукатурки)
2. Керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями

2.4. Расчет фактического  сопротивления теплопередаче: 

                   Ro=Rв+δ1/λ1+δ2/λ2+Rн 

При этом полученные результаты соответствуют требованию: Rо >= Rо^тр 
 

2.5. Расчет приведенных  затрат (руб./м²  стены) 

                                      Пi = Сoi +Е*Кi

Где  С io – текущие затраты на отопление, руб./м²  стены в год.

         Кi – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м² 

          i - номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2)  

                                                  Сoi= Woi* Цо/ Roi

Сo₁=0,29*298,15/1,63=54 руб./м²  в год

Сo₂=0,29*298,15/3,2= 27 руб./м²  в год

                                                        Кi = δi + Цмi 

                Сравнив полученные результаты, можно сделать вывод, что строительство дома с кирпичными стенами дешевле, чем  с керамзитобетонными 1-слойными стенами,т.к. П1=174м² стены<П2=188м² стены, т.е. приведенные затраты руб./м² кирпичной стены являются минимальными. 
 
 

2.6. Расчет коэффициента теплопередачи (Вт/м² град ºС) ограждающих конструкций: 

                                               К=1/Rо= 1/1,63 =0,6 
 

3.Расчет  фундамента 

         При определении глубины заложения  фундамент в соответствии со  СниП 2.02.01-83 (4 ) учитывают следующие основные факторы: влияние климата(глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

         Расчетную глубину сезонного  промерзания определяют по формуле: 

                                df = d1=kn*dfn=0.5*1,92=0,96 

Где    kn – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для       наружных фундаментов отапливаемых сооружений; СниП(4) kn=0,5

          dfn – нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины промерзания dfn=1,92 
 

         Глубину заложения внутренних  фундаментов отапливаемых зданий  принимают без учета промерзания,  но не менее 0,5 м.

         Влияние геологии и гидрологии  строительной площадки на глубину  заложения фундамента d2 определяется по СНиП (4).Определяется величина df+2, которая сравнивается с dw (уровнем грунтовых вод), и исходя из полученного соотношения назначается глубина заложения фундамента d2. 

                                             d2=0,96+2=2,96 

Затем определяется влияние конструктивного характера на глубину  заложения фундамента d3. Величина d3 определяется как сумма значений глубины (db) и толщины (hcf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (hs). 

                          d3= db+hcf+hs=2.5+0.1+0.4=3 м. 
 

         При окончательном назначении  глубины заложения фундамента  d принимают равным максимальному значения из величин:d1=0.96    d2=2,96 d3=3. d3=max=3 м.