Размещено на http://www.allbest.ru/

Негосударственное (частное) образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"ТОМСКИЙ ИНСТИТУТ БИЗНЕСА"

Факультет предпринимательства

Кафедра дизайн

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

по дисциплине " архитектурное конструирование"

на тему "Разработка конструктивных элементов деревянного двухэтажного коттеджа"

Выполнила: студентка 3 курса

Богданова Э.Г.

Доцент: Шатохин А.Е.

Томск 2015

Содержание

• Введение
• Архитектурно-строительный раздел
• Фундамент
• Цоколь
• Перекрытия
• Крыша
• Отделка наружных стен
• Лестница
• Конструктивный раздел
• Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
• Заключение
• Список литературы

Введение

В последнее время строительство коттеджа за городом становится все более популярным. В мегаполисе удобно и выгодно работать. Жить, учитывая растущие транспортные возможности и расширяющуюся доступность средств виртуальной связи, сегодня лучше в более спокойной обстановке. Тем более что строительство коттеджа дает возможность избавиться от необходимости тесниться на ограниченном количестве квадратных метров городской квартиры, выбрав просторное и современное жильё.

Выбор коттеджа ограничен лишь материальными возможностями его будущего хозяина, но и тут стоимость легко варьировать в зависимости от выбранного проекта и материала, из которого коттедж планируется строить. Самый бюджетный и одновременно экологичный вариант - строительство коттеджа из оцилидрованного бревна или бруса. Будущий деревянный дом не требует капитальных вложений в масштабный фундамент строения. Конструкция коттеджей из оцилидрованного бревна или бруса достаточно легка для установки с минимальным фундаментом на любой почве. Иногда для таких коттеджей достаточно лишь установки деревянной крестовины, углубленной в бетонное или каменное основание.

В тоже время строительство коттеджа из дерева позволяет возведение двух и даже трех этажного дома. Этот материал дает возможность проектировать разнообразную планировку дома и нетрудоемок в дальнейшей обработке. Оцилидрованное бревно и брус разрешают минимальную отделку коттеджа.

Целями данного проекта являются: разработка конструктивных элементов деревянного двухэтажного коттеджа.

Задачи проекта: выполнить чертежи планов, фасадов и перспективы, теплотехнические расчеты, расчет и конструирование лестницы, разрез по лестнице всего здания, а так же ведомости напольных и наружных материалов.

Архитектурно-строительный раздел

Фундамент

Ленточный фундамент представляет собой замкнутый контур (ленту) - полосу из железобетона, укладываемую под всеми несущими стенами здания и распределяющую вес здания по всему своему периметру. Таким образом, оказывая сопротивление силам выпучивания почвы, избегая проседания и перекоса здания.

Ленточный фундамент позволяет возводить на своем основании различные строения: от деревянных до монолитных домов. При этом использовать намного меньшее количество строительных материалов, и проводить меньшее количество земляных работ в сравнении с фундаментом монолитным (и в конечном итоге, заметно снижает стоимость всего фундамента), что делает ленточный фундамент самым популярным видом основания при строительстве загородных домов и дач.

Устройство ленточного фундамента производится на песчано-гравийную подушку, которая сверху покрывается гидроизоляцией во избежание её размытия грунтовыми водами. Если вес возводимого здания небольшой, например небольшой деревянный дом, то устройством подушки из песка и гравия можно пренебречь.

В нашем проекте, мы будем использовать сборный ленточный фундамент. Сборный ленточный фундамент (так же как и в случае с железобетоном) предполагает крепление между собой железобетонных блоков. Данное крепление выполняется посредством цемента с использованием армирования. По глубине заложения: мелкозаглубленный, глубокозаглубленный.

Выбор глубины заложения фундамента зависит от несущей способности почвы и предполагаемых проектных нагрузок на него. Например, для того, чтобы поставить деревянный дом, устройство фундамента не должно быть глубоким, а в случае возведения тяжелого монолитного дома будет целесообразным устройство его фундамента, опирающегося на более плотные слои грунта. К тому же деревянный или каркасный дом сам по себе является легким строением, и давление, оказываемое таким зданием на фундамент, а следовательно и на почву, часто может оказаться недостаточным для препятствования силам выпучивания почвы, которые будут стремиться выдавить дом.

Цоколь

Наиболее часто при строительстве дома принято делать из кирпича цокольный этаж - это самый оптимальный вариант. Кирпич - традиционный строительный материал, который отличается многочисленными преимуществами, среди которых отличные теплоизоляционные свойства. При устройстве цокольного этажа большое внимание надо уделить сооружению углов и опорных столбов, что обеспечивает надежность и устойчивость всему строению.

Цоколь из кирпича будет западающий. В данном случае толщина стен цокольного этажа немного меньше, чем для стен основного дома. Делать из кирпича такой тип конструкции рекомендуется, когда есть необходимость в дополнительной защите от осадочных вод сверху. Обычно такие конструкции строятся в местности, где уровень среднегодовых осадков очень высок.

Перекрытия

В малоэтажном строительстве применять железобетонные перекрытия не совсем удобно, несмотря на их прочность, поэтому в этом случае выигрывают деревянные перекрытия. Такое перекрытие представляет собой закрытые снизу и сверху листовым или погонажным материалом балки. Такие перекрытия применяются при возведении домов по каркасной технологии, а также домов, построенных из оцилиндрованного бревна и бруса.

Чтобы отделить жилые комнаты от других нежилых помещений, нужны как раз деревянные перекрытия, которые немного между собой отличаются:

1. Подвальные и цокольные деревянные перекрытия отделяют жилой этаж от подвала. Они должны обладать хорошими теплозащитными свойствами.

2. Чердачные деревянные перекрытия отделяют жилой этаж от чердака. Такое перекрытие должно также хорошо удерживать тепло, поэтому теплоизоляционный материал, используемый в составе этого перекрытия, строители обычно защищают пароизоляционным слоем, чтобы не только удержать тепло, но и исключить образование конденсата.

3. Последнее место занимают межэтажные перекрытия, которые обычно используются при возведении коттеджей. Главное требование, которое к ним применяется - это хорошая звукоизоляция.

Крыша

Скатная крыша - один из двух основных типов устройства крыши. В отличие от плоских крыш, скатные имеют уклон поверхности (или поверхностей) для стока талых и ливневых вод. Могут быть чердачные и бесчердачные (с утеплением), с разным количеством скатов.

Так, же в проекте будем использовать кровельный материал: битумную черепицу.

Битумная черепица - это современный кровельный материал на основе стеклохолста, модифицированного битума (от лат. bitumien - горная смола, асфальт) и каменной посыпки. Битумная черепица принадлежит к классу материалов, объединенных понятием "мягкая кровля".

Этот материал имеют практически нулевое водопоглощение, что исключает коррозию и гниение. Основным достоинством битумной черепицы является то, что ее можно применять для кровель любой сложности, формы и конфигурации, вплоть до куполов и луковичных крыш. Так как битумная черепица является штучным материалом, ей не требуется эластичность в такой степени, как рулонным материалам. Деформация материала (при старении) ограничиваются в каждой отдельной плитке, что исключает нарушение целостности всего покрытия.

Отделка наружных стен

Основная задача внутренней окраски - придание стенам из бруса эстетичного внешнего вида. Защита внутри дома нужна минимальная, потому можно сосредоточиться на декорировании.

Пропиточные составы - масла для древесины, олифы, воски и т.д. Все эти средства не образуют на поверхности дерева пленок, потому внешний вид стены остается практически неизменным. При этом подчеркивается контрастность волокон и текстура натурального дерева.

деревянный двухэтажный коттедж железобетонный

Лестница

В данном проекте предусматривается двухмаршевая лестница с забежными ступенями.

1. Исходные данные

· Высота лестницы 2740 мм

· Длина лестничного проема в плане 2050 мм

· Ширина площадки 800 мм

· Количество ступеней 19

· Поворотных ступеней 8

· Количество ступеней ниже поворотных 6

· Толщина ступеней 50 мм

· Выступ ступеней 50 мм

2. Тетива лестницы

· Длина передней части верхней тетивы 1443 мм

· Длина верхней тетивы полная 1778 мм

· Длина передней части нижней тетивы 2020 мм

· Длина нижней тетивы полная 2355 мм

· Толщина тетивы 193 мм

· Расстояние на тетиве между пропилами под ступени 289 мм

· Угол наклона лестницы 30° от уровня пола

3. Размеры ступеней

· Глубина ступеней 300 мм

· Высота ступеней 144 мм

· Высота подступенка 94 мм

Конструктивный раздел

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Томск

Относительная влажность воздуха: ц_в=55%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов)

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=20°C

2. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха ц_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Ro^тр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п.5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Ro^тр=a·ГСОП+b

где а и b - коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида - перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и типа здания - жилые а=0.00045; b=1.9

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, ⁰С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП= (t_в-t_от) z_от

где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=20°C

t_от-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С для типа здания - жилые

t_ов=-7.9°С

z_от-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С для типа здания - жилые

z_от=233 сут.

Тогда ГСОП= (20- (-7.9)) 233=6500.7°С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro^тр (м²·°С/Вт).

Ro^норм=0.00045·6500.7+1.9=4.83м²°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Ro^норм может быть меньше нормируемого Ro^тр, на величину m_p

Ro^норм=Ro^тр0.8

Ro^норм=3.86м²·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Томск относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1. Фанера клееная (ГОСТ 8673), толщина д₁=0.012м, коэффициент теплопроводности л_Б1=0.18Вт/ (м°С), паропроницаемость м₁=0.02мг/ (м·ч·Па)

2. Пергамин (ГОСТ 2697), толщина д₂=0.015м, коэффициент теплопроводности л_Б2=0.17Вт/ (м°С), паропроницаемость м₂=1мг/ (м·ч·Па)

3. Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб), толщина д₂=0.2м, коэффициент теплопроводности л_Б3=0.064Вт/ (м°С), паропроницаемость м₃=0.49мг/ (м·ч·Па)

4. URSA XPS N-III, толщина д₂=0.04м, коэффициент теплопроводности л_Б4=0.033Вт/ (м°С), паропроницаемость м₄=0.004мг/ (м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R₀^усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R₀^усл=1/б_int+д_n/л_n+1/б_ext

где

б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ (м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

б_int=8.7 Вт/ (м²°С)

б_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

б_ext=12 - согласно п.3 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для перекрытий чердачный (с кровлей из штучных материалов).

R₀^усл=1/8.7+0.012/0.18+0.015/0.17+0.2/0.064+0.04/0.033+1/12

R₀^усл=4.69м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R₀^пр=R₀^усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений r=0.92

Тогда

R₀^пр=4.69·0.92=4.31м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм (4.31>3.86) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Расчет паропроницаемости

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться на поверхности выраженного теплоизоляционного слоя №3 Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб) термического сопротивление которого больше 2/3 R₀^усл (R₃=3.13м²·°С/Вт, R₀^усл=4.31м²·°С/Вт). Определим паропроницаемость R_n, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

R_n=0.04/0.004+0.2/0.49=10.41м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию R_n, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012, приведенных соответственно ниже:

R_n1^тр = (e_в - E) R_{п. н}/ (E - e_н);

R_n2^тр = 0,0024z₀ (e_в - E₀) / (p_wд_wДw_av + з),

где e_в - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

е_в = (ц_в/100) E_в

E_в - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при t_в = 20°С

E_в = 1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+20)) =2315Па. Тогда

e_в= (55/100) Ч2315=1273Па

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е₁z₁ + E₂z₂ + E₃z₃) /12,

где E₁, Е₂, Е₃ - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t_i, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z₁, z₂, z₃, - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5°С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5°С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5°С.

Для определения t_i определим ?R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

?R=0.2/0.064+0.04/0.033=4.34м²·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i,°С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t_i,°С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012для климатических условий населенного пункта Томск: зима (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь)

z₁=5мес;

t₁ = [ (-17.9) + (-15.7) + (-7.7) + (-8.5) + (-15.4)] /5=-13°С

t₁=20- (20- (-13)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.31=-11.4°С

весна-осень (апрель, октябрь)

z₂=2мес;

t₂ = [ (1.2) + (1.3)] /2=1.3°С

t₂=20- (20- (1.3)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.31=2.2°С

лето (май, июнь, июль, август, сентябрь)

z₃=5мес;

t₃ = [ (9.7) + (15.9) + (18.7) + (15.3) + (9)] /5=13.7°С

t₃=20- (20- (13.7)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.31=14°С

По температурам (t₁,t₂,t₃) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара E₁=260.8 Па,E₂=713.7 Па,E₃=1582.5 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁,z₂,z₃

E= (260.8·5+713.7·2+1582.5·5) /12=887Па.

Сопротивление паропроницанию R_{п. н}, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

R_{п. н}=0.012/0.02+0.015/1=0.62м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_н, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

е_н= (140+150+240+440+690+1180+1540+1330+900+520+280) /12=618Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

R_n1^тр= (1273-887) 0.62/ (887-618) =0.89м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R_n2^тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀,°C: z₀ =176сут, t₀=-11.8⁰C

Температуру t₀,°С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t₀=20- (20- (-11.8) · (0,115+4.34) 0.92) /4.31=-10.2°С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t₀ =-10.2°С равным Е₀ =1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-10.2)) =286.2Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги материалах Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб) и Пергамин (ГОСТ 2697) согласно таблице 10 СП 50.13330.2012 Дw₁ =3% Дw₂ =10% соответственно. Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t₀=-11.8°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e_0ext=1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-11.8)) =253 Па.

Коэффициент з определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

з=0.0024 (E₀-e_{н. отр}) z₀/R_{п. н.} =0.0024 (286.2-253) 176/0.62=22.6

Определим R_n2^тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

R_n2^тр=0.0024·176 (1273-286.2) / (75· (0.2/2·3+0.015/2·10) +22.6) =11.98 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости не выполняются R_n < R_n2^тр (10.41<11.98)

Теплотехнический расчет наружных стен

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Томск

Относительная влажность воздуха: ц_в=55%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Наружные стены

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=20°C

2. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха ц_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Ro^тр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п.5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Ro^тр=a·ГСОП+b

где а и b - коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида - наружные стены и типа здания - жилые а=0.00035; b=1.4

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, ⁰С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП= (t_в-t_от) z_от

где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=20°C

t_от-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8°С для типа здания - жилые

t_ов=-7.9°С

z_от-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С для типа здания - жилые z_от=233 сут.

Тогда

ГСОП= (20- (-7.9)) 233=6500.7°С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro^тр (м²·°С/Вт).

Ro^норм=0.00035·6500.7+1.4=3.68м²°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Ro^норм может быть меньше нормируемого Ro^тр, на величину m_p

Ro^норм=Ro^тр0.63

Ro^норм=2.32м²·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Томск относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1. Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486, ГОСТ 9463), толщина д₁=0.195м, коэффициент теплопроводности л_Б1=0.18Вт/ (м°С), паропроницаемость м₁=0.06мг/ (м·ч·Па)

2. Пергамин (ГОСТ 2697), толщина д₂=0.015м, коэффициент теплопроводности л_Б2=0.17Вт/ (м°С), паропроницаемость м₂=1мг/ (м·ч·Па)

3. Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб), толщина д₂=0.2м, коэффициент теплопроводности л_Б3=0.064Вт/ (м°С), паропроницаемость м₃=0.49мг/ (м·ч·Па)

4. URSA XPS N-III, толщина д₂=0.04м, коэффициент теплопроводности л_Б4=0.033Вт/ (м°С), паропроницаемость м₄=0.004мг/ (м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R₀^усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R₀^усл=1/б_int+д_n/л_n+1/б_ext

где б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ (м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

б_int=8.7 Вт/ (м²°С)

б_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

б_ext=23 Вт/ (м²°С) - согласно п.1 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для наружных стен.

R₀^усл=1/8.7+0.195/0.18+0.015/0.17+0.2/0.064+0.04/0.033+1/23

R₀^усл=5.67м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004: R₀^пр=R₀^усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений r=0.92

Тогда

R₀^пр=5.67·0.92=5.22м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм (5.22>2.32) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Расчет паропроницаемости

Для определения плоскости возможной конденсации определим для каждого слоя значение комлекса f_i (t_{м. у.)} cогласно СП 50.13330.2012 по формуле (8.7)

f_i (t_{м. у.)} =5330·R_{о. п.} · (t_в-t_{н. отр}) ·м_i/R₀^усл/ (e_в-e_{н. отр}) /л_i;

где

R_{о. п. -} общее сопротивление паропроницаемости ограждающей конструкции м²·ч·Па/мг определяемое согласно 8.7 СП 50.13330.2012

R_{о. п.} =0.195/0.06+0.015/1+0.2/0.49+0.04/0.004=13.67м2·ч·Па/мг

R₀^усл-условное сопротивление теплопередаче однородной многослойной ограждающей конструкции м²·⁰С/Вт

R₀^усл=5.67м²·⁰С/Вт

t_{н. отр}-средняя температура наружного воздуха для периода с отрицательными среднемесячными температурами, ⁰С

t_{н. отр}=-11.8⁰С - согласно таблицы 1 СП131.13330.2012

t_в-расчетная температура внутреннего воздуха здания, ⁰С

t_в=20⁰С - согласно исходных данных

e_в-парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па

e_в= (ц_в/100) E

E - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в принимается по формуле (8.10) СП 50.13330.2012: при t_в = 20°С E = 1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+20) =2315Па

e_в= (55/100) 2315=1273Па

e_{н. отр}-среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па

e_{н. отр}=1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-11.8)) =253Па для температуры t_{н. отр}=-11.8⁰С согласно формуле (8.10) СП50.13330.2012

л_i и м_i-расчетные коэффициенты теплопроводности, Вт/ (м²) ·⁰С и паропроницаемости мг/ (м·ч·Па)

Для каждого значения f_i (t_{м. у.)} определим по таблице 11 СП 50.13330.2012 значение t_{м. у.} и температуру на границе слоев t_н и t_к определенную по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

№ слоя	Наименование материала	fi (tм. у.)	tм. у.	tн	tк
1	Сосна и ель поперек волокон (ГОСТ 8486, ГОСТ 9463)	133.5	-1.5	-11.6	-5.5
2	Пергамин (ГОСТ 2697)	2356.6	-55.7	-5.5	-5
3	Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб)	3067.3	-68.9	-5	12.5
4	URSA XPS N-III	48.6	15	12.5	19.3

Согласно п.8.5.4 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться в слое №4 URSA XPS N-III

Определим координуты плоскости максимального увлажнения x_{м. у.:}

x_{м. у.} = (19.3- (15)) / (19.3- (12.5)) 0.04=0.025м

Определим паропроницаемость R_n, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

R_n=+0.025/0.004=6.25м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию R_n, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012, приведенных соответственно ниже:

R_n1^тр = (e_в - E) R_{п. н}/ (E - e_н);

R_n2^тр = 0,0024z₀ (e_в - E₀) / (p_wд_wДw_av + з),

где e_в - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

е_в = (ц_в/100) E_в

E_в - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при t_в = 20°С E_в = 1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+20)) =2315Па. Тогда

e_в= (55/100) Ч2315=1273Па

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е₁z₁ + E₂z₂ + E₃z₃) /12,

где E₁, Е₂, Е₃ - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t_i, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z₁, z₂, z₃, - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5°С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5°С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5°С.

Для определения t_i определим ?R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

?R=0.025/0.033=0.76м²·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i,°С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t_i,°С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012для климатических условий населенного пункта Томск: зима (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь)

z₁=5мес;

t₁ = [ (-17.9) + (-15.7) + (-7.7) + (-8.5) + (-15.4)] /5=-13°С

t₁=20- (20- (-13)) ( (0.115+0.76) 0.92) /5.22=14.9°С

весна-осень (апрель, октябрь)

z₂=2мес;

t₂ = [ (1.2) + (1.3)] /2=1.3°С

t₂=20- (20- (1.3)) ( (0.115+0.76) 0.92) /5.22=17.1°С

лето (май, июнь, июль, август, сентябрь)

z₃=5мес;

t₃ = [ (9.7) + (15.9) + (18.7) + (15.3) + (9)] /5=13.7°С

t₃=20- (20- (13.7)) ( (0.115+0.76) 0.92) /5.22=19°С

По температурам (t₁,t₂,t₃) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара E₁=1677.1 Па,E₂=1929.9 Па,E₃=2175 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁,z₂,z₃

E= (1677.1·5+1929.9·2+2175·5) /12=1926.7Па.

Сопротивление паропроницанию R_{п. н}, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

R_{п. н}=0.195/0.06+0.015/1+0.2/0.49+ (0.04-0.025) /0.004=3.67м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_н, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

е_н= (140+150+240+440+690+1180+1540+1330+900+520+280) /12=618Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

R_n1^тр= (1273-1926.7) 3.67/ (1926.7-618) =-1.83м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R_n2^тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀,°C: z₀ =176сут, t₀=-11.8⁰C

Температуру t₀,°С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t₀=20- (20- (-11.8) · (0,115+0.76) 0.92) /5.22=15.1°С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t₀ =15.1°С равным

Е₀ =1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (15.1)) =1698.8Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материалеURSA XPS N-III согласно СНиП 23-02-2003 Дw_av =25%.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t₀=-11.8°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e_0ext=1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-11.8)) =253 Па.

Коэффициент з определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

з=0.0024 (E₀-e_{н. отр}) z₀/R_{п. н.} =0.0024 (1698.8-253) 176/3.67=166.4

Определим R_n2^тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

R_n2^тр=0.0024·176 (1273-1698.8) / (33·0.04·25+166.4) =-1.32 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости выполняются R_n>R_n1^тр (6.25>-1.83), R_n>R_n2^тр (6.25>-1.32)

Теплотехнический расчет перекрытий

1. Введение:

Расчет произведен в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

СП 131.13330.2012 Строительная климатология.

СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий

2. Исходные данные:

Район строительства: Томск

Относительная влажность воздуха: ц_в=55%

Тип здания или помещения: Жилые

Вид ограждающей конструкции: Перекрытия над неотапливаемыми подпольями, расположенных ниже уровня земли

Расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания: t_в=20°C

2. Расчет:

Согласно таблицы 1 СП 50.13330.2012 при температуре внутреннего воздуха здания t_int=20°C и относительной влажности воздуха ц_int=55% влажностный режим помещения устанавливается, как нормальный.

Определим базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче Ro^тр исходя из нормативных требований к приведенному сопротивлению теплопередаче (п.5.2) СП 50.13330.2012) согласно формуле:

Ro^тр=a·ГСОП+b

где а и b - коэффициенты, значения которых следует приниматься по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 для соответствующих групп зданий.

Так для ограждающей конструкции вида - перекрытия над неотапливаемыми подпольями,расположенных ниже уровня земли и типа здания - жилые а=0.00045; b=1.9

Определим градусо-сутки отопительного периода ГСОП, ⁰С·сут по формуле (5.2) СП 50.13330.2012

ГСОП= (t_в-t_от) z_от

где t_в-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,°C

t_в=20°C

t_от-средняя температура наружного воздуха,°C принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более8°С для типа здания - жилые

t_ов=-7.9°С

z_от-продолжительность, сут, отопительного периода принимаемые по таблице 1 СП131.13330.2012 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С для типа здания - жилые

z_от=233 сут.

Тогда

ГСОП= (20- (-7.9)) 233=6500.7°С·сут

По формуле в таблице 3 СП 50.13330.2012 определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи Ro^тр (м²·°С/Вт).

Ro^норм=0.00045·6500.7+1.9=4.83м²°С/Вт

Поскольку произведен расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление здания то сопротивление теплопередаче Ro^норм может быть меньше нормируемого Ro^тр, на величину m_p

Ro^норм=Ro^тр0.8

Ro^норм=3.86м²·°С/Вт

Поскольку населенный пункт Томск относится к зоне влажности - нормальной, при этом влажностный режим помещения - нормальный, то в соответствии с таблицей 2 СП50.13330.2012 теплотехнические характеристики материалов ограждающих конструкций будут приняты, как для условий эксплуатации Б.

Схема конструкции ограждающей конструкции показана на рисунке:

1. Фанера клееная (ГОСТ 8673), толщина д₁=0.012м, коэффициент теплопроводности л_Б1=0.18Вт/ (м°С), паропроницаемость м₁=0.02мг/ (м·ч·Па)

2. Пергамин (ГОСТ 2697), толщина д₂=0.015м, коэффициент теплопроводности л_Б2=0.17Вт/ (м°С), паропроницаемость м₂=1мг/ (м·ч·Па)

3. Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб), толщина д₂=0.2м, коэффициент теплопроводности л_Б3=0.064Вт/ (м°С), паропроницаемость м₃=0.49мг/ (м·ч·Па)

4. URSA XPS N-III, толщина д₂=0.04м, коэффициент теплопроводности л_Б4=0.033Вт/ (м°С), паропроницаемость м₄=0.004мг/ (м·ч·Па)

Условное сопротивление теплопередаче R₀^усл, (м2°С/Вт) определим по формуле E.6 СП 50.13330.2012:

R₀^усл=1/б_int+д_n/л_n+1/б_ext

где б_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ (м²°С), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012

б_int=8.7 Вт/ (м²°С)

б_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012

б_ext=6 - согласно п.4 таблицы 6 СП 50.13330.2012 для перекрытий над неотапливаемыми подпольями,расположенных ниже уровня земли.

R₀^усл=1/8.7+0.012/0.18+0.015/0.17+0.2/0.064+0.04/0.033+1/6

R₀^усл=4.77м²°С/Вт

Приведенное сопротивление теплопередаче R₀^пр, (м²°С/Вт) определим по формуле 11 СП 23-101-2004:

R₀^пр=R₀^усл ·r

r-коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений r=0.92

Тогда

R₀^пр=4.77·0.92=4.39м²·°С/Вт

Вывод: величина приведённого сопротивления теплопередаче R₀^пр больше требуемого R₀^норм (4.39>3.86) следовательно представленная ограждающая конструкция соответствует требованиям по теплопередаче.

Расчет паропроницаемости

Согласно п.8.5.5 СП 50.13330.2012 плоскость максимального увлажнения находиться на поверхности выраженного теплоизоляционного слоя №3 Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб) термического сопротивление которого больше 2/3 R₀^усл (R₃=3.13м²·°С/Вт, R₀^усл=4.39м²·°С/Вт). Определим паропроницаемость R_n, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации)

R_n=0.04/0.004+0.2/0.49=10.41м2·ч·Па/мг

Сопротивление паропроницанию R_n, м2·ч·Па/мг, должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию, определяемых по формулам 8.1 и 8.2 СП 50.13330.2012, приведенных соответственно ниже:

R_n1^тр = (e_в - E) R_{п. н}/ (E - e_н);

R_n2^тр = 0,0024z₀ (e_в - E₀) / (p_wд_wДw_av + з),

где e_в - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле 8.3 СП 50.13330.2012

е_в = (ц_в/100) E_в

E_в - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_в определяется по формуле 8.8 СП 50.13330.2012: при t_в = 20°С E_в = 1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+20)) =2315Па. Тогда

e_в= (55/100) Ч2315=1273Па

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

Е = (Е₁z₁ + E₂z₂ + E₃z₃) /12,

где E₁, Е₂, Е₃ - парциальные давления водяного пара, Па, принимаемые по температуре t_i, в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов; z₁, z₂, z₃, - продолжительность, мес, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5°С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5°С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5°С.

Для определения t_i определим ?R-термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации

?R=0.2/0.064+0.04/0.033=4.34м²·°С/Вт

Установим для периодов их продолжительность z_i, сут, среднюю температуру t_i,°С, согласно СП 131.133330.2012 и рассчитаем соответствующую температуру в плоскости возможной конденсации t_i,°С, по формуле 8.10 СП 50.13330.2012для климатических условий населенного пункта Томск

зима (январь, февраль, март, ноябрь, декабрь)

z₁=5мес;

t₁ = [ (-17.9) + (-15.7) + (-7.7) + (-8.5) + (-15.4)] /5=-13°С

t₁=20- (20- (-13)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.39=-10.8°С

весна-осень (апрель, октябрь)

z₂=2мес;

t₂ = [ (1.2) + (1.3)] /2=1.3°С

t₂=20- (20- (1.3)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.39=2.5°С

лето (май, июнь, июль, август, сентябрь)

z₃=5мес;

t₃ = [ (9.7) + (15.9) + (18.7) + (15.3) + (9)] /5=13.7°С

t₃=20- (20- (13.7)) ( (0.115+4.34) 0.92) /4.39=14.1°С

По температурам (t₁,t₂,t₃) для соответствующих периодов года определим по формуле 8.8 СП 50.13330.2012 парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара E₁=273.2 Па,E₂=728.9 Па,E₃=1592.8 Па,

Определим парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции для соответствующих продолжительностей периодов z₁,z₂,z₃

E= (273.2·5+728.9·2+1592.8·5) /12=899Па.

Сопротивление паропроницанию R_{п. н}, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации, определяется по формуле 8.9 СП 50.13330.2012

R_{п. н}=0.012/0.02+0.015/1=0.62м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_н, Па, за годовой период определяется по СП 131.13330.2012 (таблица 7.1)

е_н= (140+150+240+440+690+1180+1540+1330+900+520+280) /12=618Па

По формуле (8.1) СП 50.13330.2012 определим нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

R_n1^тр= (1273-899) 0.62/ (899-618) =0.83м2·ч·Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию R_n2^тр из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха берем определенную по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 продолжительность этого периода z₀, сут, среднюю температуру этого периода t₀,°C: z₀ =176сут, t₀=-11.8⁰C

Температуру t₀,°С, в плоскости возможной конденсации для этого периода определяют по формуле (8.10) СП 50.13330.2012

t₀=20- (20- (-11.8) · (0,115+4.34) 0.92) /4.39=-9.7°С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации определяют по формуле (8.8) СП 50.13330.2012 при t₀ =-9.7°С равным Е₀ =1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-9.7)) =297.4Па.

Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги материалах Маты минераловатные ГОСТ 21880 (p=75 кг/м. куб) и Пергамин (ГОСТ 2697) согласно таблице 10 СП 50.13330.2012 Дw₁ =3% Дw₂ =10% соответственно. Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, для t₀=-11.8°С, согласно формуле (8.10) СП 50.13330.2012 равна e_0ext=1,84·10¹¹exp (-5330/ (273+ (-11.8)) =253 Па.

Коэффициент з определяется по формуле (8.5) СП 50.13330.2012

з=0.0024 (E₀-e_{н. отр}) z₀/R_{п. н.} =0.0024 (297.4-253) 176/0.62=30.2

Определим R_n2^тр по формуле (8.2) СП 50.13330.2012

R_n2^тр=0.0024·176 (1273-297.4) / (75· (0.2/2·3+0.015/2·10) +30.2) =10.3 м2·ч·Па/мг.

Условие паропроницаемости выполняются R_n>R_n1^тр (10.41>0.83), R_n>R_n2^тр (10.41>10.3)

Заключение

В ходе данной курсовой работы была поставлена цель: разработать конструктивные элементы для двухэтажного деревянного коттеджа. В задачи входило: выполнить чертежи планов, фасадов и перспективы, теплотехнические расчеты, расчет и конструирование лестницы, разрез по лестнице всего здания, а так же ведомости напольных и наружных материалов.

В процессе работы были достигнуты поставленные цели и задачи. Были приобретены знания, которые будут полезны в дальнейшей работе и сфере дизайна.

Список литературы

1. Автор: В.А. Пономарев "Архитектурное конструирование" стр.79, 140, 158, 162, 166, 283, 317, 421.

2. Интернет источники:

3. http://global-katalog.ru/item28046.html

4. http://opalubok.ru/sbornyj-lentochnyj-fundament-pravila-ustrojstva.html

5. http://moifundament.ru/ustrojstvo/stroitelstvo-cokolnogo-etazha-svoimi-rukami.html

6. http://ostroykevse.ru/Srub/Srub_page_20.html

7. https: // ru. wikipedia.org/wiki/

8. http://1pokirpichy.ru/kladka/cokolya.html

9. http://1brus.ru/operacii/otdelat/79-pokraska-doma-iz-kleenogo-brusa

10. http://rascheta.net/

11. http://parthenon-house.ru/content/articles/index. php? article=5199

Размещено на Allbest.ru