Реконструкция 5 этажного здания

Содержание

1.      Введение

В настоящее время в связи с переходом страны к свободной рыночной экономике есть все основания считать, что перепрофилирование нерентабельных производств, а так же реализация природоохранных проектов в первую очередь будут связаны с реконструкцией объектов различных отраслей экономики и социальной сферы. Переустройство зданий и сооружений с целью частичного или полного изменения функционального назначения, установки нового эффективного оборудования, улучшения застройки территории, приведения в соответствие с современными возросшими требованиями – это есть реконструкция строительных объектов. Переустройство включает перепланировку и увеличение высоты помещений, усиление, частичную разборку и замену конструкций, а так же надстройку, пристройку и улучшение фасадов зданий. Учитывая, что при реконструкции капитальные вложения существенно меньше, а окупаемость в 2-2,5 раза выше, чем при новом строительстве.

Серьёзные трудности часто возникают в связи с необходимостью обеспечения минимума остановки эксплуатации жилищного фонда. Поэтому необходимо применение специальных методов усиления, разборки, монтажа конструкций, исключающих полностью или всодящих к минимуму остановку эксплуатации реконструируемых объектов.

Работы при реконструкции зданий отличаются повышенной по сравнению с новым строительством трудоёмкостью на 25-30%, а по отдельным переделам до 100%. С другой стороны, общие затраты времени на реконструкцию в 1,5-2 раза меньше, чем на основное строительство. Это способствует быстрейшему вводу жилых и общественных зданий – ускорению решения экономических, социально-бытовых и градостроительных задач.

1. Исходные данные для проектирования

- район строительства – г. Владивосток

- зона влажности – влажная

- Влажностный режим помещений здания - влажный

- условие эксплуатации ограждающих конструкций – Б

- влажность внутри помещения: φint = 60%;

- средняя температура отопительного периода: tht = -3,9 ºС;

- продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 ºС : Zht = 196 сут;

- расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений: tint = 18 ºС;

- температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92: text = -24 ºС;

- температура воздуха наиболее холодных суток, обеспеченностью 0,92: tс = -26 ºС;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций: αв = 8,7 Вт/(м2С).

2.      Объёмно-планировочное решение

2.1. Состав здания.

Проектируемое здание по своему назначению относится к гражданским жилым зданиям. В плане имеет простую конфигурацию с размерами в осях 1-12 = 33 м, в осях А-Д = 11,7 м. Высота жилого дома – 19,5 м.

Здание имеет 5 этажей, с подвалом, с холодным чердаком. Высота 1-го и последующих  этажей – 2,8 м, высота помещения – 2,6 м. Имеется 2 входа, расположенных на внутреннем фасаде здания, обеспечивающие доступ в жилые помещения. Выполнена реконструкция первого этажа под нежилые гражданские общественные помещения, вход в которые осуществляется со стороны улицы.

Здание представляет собой многоквартирный жилой дом с балконами на внешней и внутренней стороне. Связь между этажами с помощью лестниц. Ширина лестничного марша 0,9 м.

2.2. Требования к помещениям:

Тамбуры: должны быть надёжно защищёны от сквозняков, дыма и запахов.

Коридоры: должны обеспечивать удобство перемещения.

Кухни: должны быть обеспечены пожарной сигнализацией и системама вытяжки, минимальная площадь 8 м2.

Туалеты: сан. узлы должны располагаться друг над другом в целях санитарии и экономии средств. На реконструируемом этаже имеет смысл переоборудовать туалет под хозяйственное помещение, а унитаз перенести в ванную комнату, ванну демонтировать, умывальник оставить.

2.3 Технико-экономические показатели

Площадь застройки, м2

Площадь застройки определяется, как площадь горизонтального сечения по внешнему обводу здания первого этажа, включая выступающие части:

Sтер= 401,0  м2

Площадь общая, м2

Площадь общая определяется, как сумма площадей всех помещений здания:

Sобщ= 2129,24 м2

Площадь жилая, м2

Площадь жилая определяется, как сумма площадей всех жилых  помещений здания (учитывая, что первый этаж реконструирован под нежилые помещения):

Sжил = 1129,29 м2

Строительный объем, м3

Строительный объем определяется, как сумма строительных объемов подземных и надземных частей здания, без учета выступающих частей, балконов:

Vстр = 5494,86 м3

Коэффициент целесообразности планировки здания

      К1 = Sжил/Sобщ = (1129,29/2129,24) = 0.53

Коэффициент использования строительного объема здания

      К2 = Vстр/Sжил = (5494,86/1129,29) = 4,86

3. Конструктивное решение здания

3.1 Конструктивная система и схема здания

Под конструктивной системой здания понимают совокупность взаимосвязанных конструктивных элементов этого здания, обеспечивающих его прочность, жесткость, устойчивость и необходимый уровень эксплуатационных качеств независимо от способа его возведения и вида используемых материалов.

Выбор конструктивной системы определяет роль каждого несущего конструктивного элемента в пространственной работе здания.

Проектируемое здание имеет внешние и внутренние несущие стены из стеновых панелей, обладает стеновой конструктивной схемой с поперечными несущими стенами.

3.2 Фундамент

Фундаменты – подземные конструкции, передающие нагрузки от здания на грунт.

Основание под фундаментом в данном проекте естественное.

В здании запроектирован свайный безростверковый фундамент.

Безростверковые свайные фундаменты представляют собой свайные ленты или свайные поля. Здание устанавливают непосредственно на сборные оголовки свай. Безростверковые свайные фундаменты бывают:

- с низким расположением оголовков — на уровне низа цокольных панелей (на отметке —2,00); по ним устанавливают цокольные панели;

- с высоким расположением оголовков — на отметке низа перекрытия, т. е. около 0,19 (за исключением фундаментов лестнично-лифтового узла), и по ним устанавливают и крепят непосредственно к оголовкам свай плиты перекрытия.

Проемы в цокольных стеновых панелях, отверстия в панелях перекрытия (для пропуска инженерных коммуникаций) не рекомендуется располагать непосредственно над оголовками свай. Для безростверковых свайных фундаментов применяют, как правило, забивные железобетонные сваи сплошного квадратного сечения с поперечным армированием или без него. Возможно применение арматуры как ненапрягаемой, так и предварительно напряженной.

Безростверковые свайные фундаменты применяют в обычных условиях строительства. Использование их в сложных грунтовых условиях, для сейсмических районов, на набухающих грунтах должно быть проверено специальными исследованиями. При проектировании свайных безростверковых фундаментов необходимо придерживаться следующих требований: сваи в плане расставлять из условий их равномерного загружения вертикальной нагрузкой; стены цоколя при низком решении оголовков должны опираться не менее чем на две сваи; при наличии узких простенков размером 120 см допускается опирать их на одну сваю; при опирании панелей непосредственно на оголовок (низкое расположение оголовков) в нижней части цокольной панели должно располагаться не менее 70 % арматуры, воспринимающей вертикальную нагрузку; при опирании на оголовки плит перекрытия непосредственно (высокое расположение оголовков) стеновые панели и краевые участки плит работают совместно как балка-стенка таврового сечения. Вертикальное усилие должно быть воспринято арматурой растянутой зоны тавра, поэтому 70 % растянутой арматуры должно быть сосредоточено непосредственно под стеновой панелью.

              - глубина сезонного промерзания грунтов в данном районе.

Коэффициент mt (коэффициент, учитывающий влияние теплового режима здания (сооружения) на промерзание грунта у фундаментов наружных стен и колонн, регулярно отапливаемых зданий и сооружений) при расчетной среднесуточной температуре воздуха в помещении, примыкающем к фундаментам наружных стен и колонн, для здания с подвалом или техническим подпольем равен 0,5.

Глубина заложения фундамента:

Таким образом, глубина заложения фундамента должна быть не менее 0,9 м.

3.2 Наружные стены

Наружные стены здания предназначены для ограждения и защиты от воздействий окружающей среды. Они передают нагрузку от находящихся выше конструкций – перекрытий и покрытий на фундамент.

Толщина наружных стен определяется на основании теплотехнического расчета. Материал стен: трёхслойные стеновые панели, выпускаемые в соответствии с требованиями ГОСТ 11024-84, толщиной - 300мм:

- фасадный слой толщиной 40 мм;

- внутренний слой для несущих стен - 160 мм, из тяжёлого бетона класса В25;

- утеплитель – пенопласт полистирольный толщиной 100 мм, марки 25ПСБ-С ГОСТ 15588-86.

Изнутри стена оштукатуривается цементно-песчаным раствором, толщиной 20 мм. Фасадная сторона наружных панелей облицовывается керамической плиткой.

Оконные проемы в стенах запроектированы с боковыми четвертями, предназначенными для удобства установки оконных блоков. Над оконными и дверными проемами уложены железобетонные перемычки. Они передают нагрузку от вышележащих конструкций на стены.

Конструктивная схема здания представляет собой вариант конструктивной системы по признаку взаимного размещения (продольного, поперечного или перекрестного) в пространстве вертикальных несущих конструкций здания. В данном проекте конструктивная схема с поперечным расположением несущих стен.

3.3.1 Подбор состава наружной стены

Расчётный коэффициент теплопроводности материала слоёв ограждающих конструкций λ, Вт/(м∙°С) принимаем по табл. «Теплотехнические показатели строительных материалов», прилож. 3* СНиП II-3-79, исходя из условия эксплуатации ограждающих конструкций (А или Б), которое определяется по влажностному режиму помещения и зоне влажности района строительства (т.е. г. Владивосток) по табл.2,п. 4.4 СНиП 23-02-2003. Влажностный режим помещения определяем по таблице 1, п.4.3 СНиП 23-02-2003, при tint = 18°C и  φint = 60 %, что соответствует влажностному режиму помещения – влажный. Зону влажности на территории города находим по карте зон влажности территории РФ, приведенной в приложении Б (г. Иркутск относится к сухой зоне). Таким образом, по влажному влажностному режиму помещения и нормальному на территории города, условие эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Состав наружной стены:

Фасадный слой толщиной 40 мм, из тяжёлого бетона марки В25, δ = 40 мм,   λ = 2,04, Вт/(м∙°С).

Пенополиуретан, ТУ 67-87-75, δ = 120 мм, λ = 0,04, Вт/(м∙ °С).

Внутренний слой толщиной 140 мм, из тяжёлого бетона марки В25, δ = 160 мм, λ = 2,04, Вт/(м∙°С).

Штукатурка цементно-песчаная, δ=20 мм, λ=0,93, Вт/(м∙°С).

3.3.2 Расчет тепловой защиты здания

На первом этапе расчета тепловой защиты здания необходимо определить толщину утеплителя, для чего предварительно определяем градусо-сутки отопительного периода для данного района строительства Dd, °С∙сут по формуле:

Dd = ( tint – tht ) ∙ Zht             

tint = 18°C

tht – средняя температура наружного воздуха, °С, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, (по табл.1 СНиП 23-01-99*);

tht = -3,9 °C;

Zht – продолжительность в сутках отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 80С, Zht = 196 сут. (по табл.1 СНиП 23-01-99*), тогда:

Dd = (18 - (-3,9)) ∙ 196 = 4292, °C∙сут.

По значению Dd по таблице 4, п. 5.3 СНиП 23-02-2003 (для стены жилого здания) определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, м2∙°С/Вт. Так как значение Dd не принимает табличной величины, то воспользуемся формулой (1) в этой же таблице, тогда:

Rreg = a ∙ Dd + b = 0,00035 ∙ 6470 + 1,4 = 2,902 м2∙°С/Вт.

Где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий. Для жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов, гостиниц и общежитий a=0,00035; b=1,4.

Далее определяем приведенное сопротивление теплопередаче R0, м2 ∙ С°/Вт, заданной многослойной ограждающей конструкции, которое должно быть не менее нормируемого значения Rreg, м2∙°С/Вт (R0 ≥ Rreg). R0 находим как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции (Rsi и Rse) по формуле:

R0 = Rsi + R1 + R2 + R3 + R4 + Rse                                          (2)

где Rsi и Rse соответственно равны:    и  

где αint - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С),

αint = 8,7 Вт/(м2∙°С), принимаем по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» таблице 7 п. 5.8;

где αext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С),

αext = 23 Вт/(м2∙°С), принимаем по СП «Проектирование тепловой защиты зданий» таблице 8. п. 9.1.2 [2].

R1, R2, R3, R4 – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, Вт/(м2∙°С), которые равны:

           (3)   

где   - толщина i-того слоя ограждающей конструкции;     

- коэффициент теплопроводности i-того слоя ограждающей конструкции;

В соответствие с формулой (3), формула (2) принимает вид:

Таким образом, принятая толщина ограждающей конструкции и её состав обеспечивает требования тепловой защиты здания по показателю «а», т.к.

R0 = 3,323 м2 ∙°С/Вт. > Rreg = 2,902 м2 ∙°С/Вт.

На втором этапе расчета тепловой защиты здания необходимо определить расчетный температурный перепад , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции который не должен превышать нормируемой величины n , °С. Для наружных стен жилых зданий  n = 4 °С , СНиП «Тепловая защита зданий».

Расчетный температурный перепад определяем по формуле:

                                                                                            (4)

Найдем значения параметров формулы:

n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, n=1, СНиП «Тепловая защита зданий» таблица 6 п. 5.8;

tint = 18 °C;

text = - 24 °C;

R0 = Rreg = 2,902, м2∙°С/Вт. ;

αint=8,7 Вт/(м2∙°С), подставим в формулу числовые значения, получаем:

,°C.

              Таким образом, расчетный температурный перепад 0C не превышает нормируемого значения n = 4 °С, что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

На третьем этапе расчета тепловой защиты здания необходимо проверить выполнение требования второго условия санитарно-гигиенического показателя: температура внутренней поверхности О.К. должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздух.

              Температуру внутренней поверхности τsi , °С, многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:

°C.                       (5)

При tint = 18 °C и  φint = 60 %, температура точки росы внутреннего воздуха

td = 9,6 °C, по С.П. (приложение Р [3]).

Таким образом, температура внутренней поверхности ограждающей конструкции ( °С) больше температуры точки росы внутреннего воздуха (td = 9,6 °C), т.е. > td., что удовлетворяет второму санитарно-гигиеническому условию показателя «б».

Вывод: требования СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» «а» и «б» п.5 выполнены, значит заданная ограждающая конструкция удовлетворяет климатическим условиям г. Владивосток.

3.4  Конструирование внутренних стен и перегородок.

Внутренние стены и перегородки – это внутренние вертикальные ограждающие конструкции в зданиях. Внутренние стены выполняют в здании ограждающие и несущие функции, перегородки самонесущие — только ограждающие.

Запроектированы внутренние несущие стены из стеновых однослойных панелей толщиной 200 мм, перегородки имеют толщину 100 мм. На внутренние несущие стены опираются перекрытия, и они разделяют помещения.

На поверхность внутренних стен и перегородок здания наносится слой штукатурки толщиной 20 мм.

3.5  Конструирование перекрытий, покрытия и полов

Перекрытия – горизонтальные несущие и ограждающие конструкции, делящие здания на этажи и воспринимающие нагрузки от собственного веса, веса вертикальных ограждающих конструкций, лестниц, а также от веса предметов интерьера, оборудования и людей, находящихся на них. Эти нагрузки передаются от перекрытий на несущие стены здания.

В данном здании запроектированоы перекрытия 1-5 этажей, состоящее из железобетонных многопустотных плит толщиной 160 мм, с круглыми пустотами. На наружные стены плиты перекрытия укладываются от внутреннего края стены на 100 мм, на внутренние несущие стены - 100 мм.

Покрытие состоит из железобетонных многопустотных плит толщиной 160 мм.

Полы – это конструкции, постоянно подвергающиеся механическим воздействиям. Полы по междуэтажным перекрытиям должны обладать звукоизоляционными свойствами. В санитарном узле и в бойлерной покрытие пола выполняется из керамической плитки. В зависимости от назначения помещений и расположения их по этажам, используются следующие конструкции полов: 

Общие комнаты, спальни, коридор:

1 – паркетная доска (25 мм);

2 – прокладочный слой рубероида;

3 – лаги (40 мм);

4 – цементно-песчаная стяжка (30 мм);

5 – керамзит (40 мм);

6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).

Санузел:

1 – керамическая плитка;

2 – цементно-песчаная стяжка (15 мм);

3 – слой рубероида;

4 – цементно-песчаная стяжка (15 мм);

5 – керамзит (40 мм);

6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).

Кухня:

1 – теплоизоляционный линолеум;

2 – цементно-песчаная стяжка (15 мм);

3 – слой рубероида;

4 – цементно-песчаная стяжка (15 мм);

5 – керамзит (40 мм);

6 – ж/б плита перекрытия (220 мм).

3.6 Конструирование крыши и кровли.

Крыша — верхняя ограждающая конструкция, отделяющая здание от внешней среды, и защищающая его от атмосферных осадков, и других внешних воздействий. В данном случае запроектирована крыша с холодным чердаком. Холодный чердак - пространственный объём под кровлей, которая термически изолируется от основного объёма здания. В последнее время в строительстве наметилась тенденция замена холодных чердаков на мансарды или тёплые чердаки. При устройстве холодного чердака следует уделять большое внимание пароизоляции со стороны жилых помещений, иначе на стропильных конструкциях кровли будет образовываться конденсат.

Кровля - верхний элемент крыши (покрытие), предохраняющий здания от всех видов атмосферных воздействий. Современная кровля – это сложная конструкция, которая состоит из многочисленных компонентов: ветрозащиты, паро-гидроизоляционной плёнки, самого кровельного покрытия и др. В данном случае запроектирована безрулонная кровля.

Безрулонные мастичные кровли получают путем налива или набрызга (по методу окрасочной технологии) механизированным способом гидроизоляционного слоя из кровлеобразующих битумно-полимерных или полимерных мастик, многие из которых можно наносить в холодном виде. Технологический цикл нанесения безрулонной кровли осуществляется непрерывно.

Для устройства безрулонных кровельных покрытий из мастичых материалов на полимерной основе типа «Кровлелит» и «Вента» применяют передвижные агрегаты и станции, обеспечивающие по дачу на крышу и нанесение мастики на подготовленное основание кровли методом безвоздушного распыления.

Водосток – организованный, внутренний. Диаметр воронок d=50мм. Вода стекает в воронки по уклону кровельного покрытия.

3.7  Конструирование лестниц

В здании запроектированы двухмаршевые лестницы с поворотом на 180о из сборных железобетонных маршей. Ширина ступени – 285 мм, высота ступени – 175 мм. Ширина площадок 1000 мм, ширина марша 1210 мм. Уклон марша составляет 1:2. Высота перил 0,95 м.

3.8  Окна  и двери

Окна - элементы здания, предназначенные для освещения и проветривания помещений.

Двери служат для связи между изолированными помещениями и для входа в здание.

Входная дверь в здание выполнена из металлопластика с утепляющими прокладками в притворах и с самозакрывающим устройством. Размер входной двери 2070х1310.

3.8.1 Теплотехничкский рачсёт заполнения оконных проёмов

В России для оценки теплозащитных характеристик конструкций принято сопротивление теплопередаче RО (м²·°C/Вт), величина, обратная коэффициенту теплопроводности k, который принят в нормах DIN.

Коэффициент теплопроводности k характеризует количество тепла в ваттах (Вт), которое проходит через 1м² конструкции при разности температур по обе стороны в один градус по шкале Кельвина (К), единица измерения Вт/м² К. Чем меньше значение k, тем меньше теплопередача через конструкцию, т.е. выше ее изоляционные свойства.

От значения показателей Ro зависит и температура поверхности ограждающей конструкции, обращенная во внутрь помещения. При большой разнице температур происходит излучение тепла в сторону холодной поверхности.

Плохие теплозащитные свойства окон неизбежно приводят к появлению холодного излучения в зоне окон и возможности появления конденсата на самих окнах или в зоне их примыкания к другим конструкциям. Причем это может происходить не только, в следствие, низкого сопротивления теплопередачи конструкции окна, но также и плохого уплотнения стыков рамы и створки.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций нормируется СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника".

При проектировании приведенное сопротивление теплопередаче окон и балконных дверей Ro следует принимать не менее требуемых значений, Rreg

Сначала определяем градусо-сутки отопительного периода для данного района строительства Dd, °С∙сут по формуле:

Dd = ( tint – tht ) ∙ Zht             

tint = 18°C

tht – средняя температура наружного воздуха, °С, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, (по табл.1 СНиП 23-01-99*);

tht = -3,9 °C;

Zht – продолжительность в сутках отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 80С°, Zht = 196 сут. (по табл.1 СНиП 23-01-99*), тогда:

Dd = (18 - (-3,9)) ∙ 196 = 4292, °C∙сут.

По значению Dd по таблице 4, п. 5.3 СНиП 23-02-2003 (Окон и балконных дверей, витрин и витражей) определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, м2∙°С/Вт. Так как значение Dd не принимает табличной величины, то воспользуемся формулой (1) в этой же таблице, тогда:

Rreg = a ∙ Dd + b = 0,00005 ∙ 4292 + 0,3 = 0,5146 м2∙°С/Вт.

Где a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий. Для жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ, интернатов, гостиниц и общежитий a=0,00005; b=0,3.