Дмитрий Васильевич Фирсенко
Проектирование и строительство многоквартирного жилого дома

Полная версия

Дизайнер обложки Дмитрий Васильевич Фирсенко

© Дмитрий Васильевич Фирсенко, 2024

© Дмитрий Васильевич Фирсенко, дизайн обложки, 2024

ISBN 978-5-0064-0860-9

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Рецензент: доктор технических наук, профессор Құмар Б. К., Магистр технических наук Ермеккызы А.

Введение

В данном проекте представлен анализ и разработка многоэтажного жилищного строения в Атырау, важного культурного и транспортного узла не только в пределах Атырауской области, но и во всей Республике Казахстан. Город с разветвленной сетью дорожного, воздушного и железнодорожного сообщения с другими региональными центрами страны и за её пределами представляет собой идеальное место для реализации данного строительства.

Проектом предусмотрено строительство десятиэтажного жилого дома, который не только отвечает современным требованиям и экономическим перспективам, но и направлен на удовлетворение растущих потребностей населения в качественном жилье. Цель проекта заключается в создании архитектурно продуманного и конструктивно надежного дома, соответствующего особенностям данного региона.

В процессе проектирования и расчетов использовано программное обеспечение Лира САПР, что позволило с высокой точностью и эффективностью провести необходимые инженерные вычисления. Проект учитывает все действующие в Казахстане нормы и стандарты, включая противопожарные, санитарно-гигиенические, экологические требования, обеспечивая тем самым безопасность жильцов.

Проект включает критически важные разделы, такие как архитектурно-строительное проектирование, расчетно-конструктивные работы, организация и технология строительства, а также охрана труда и экономическое обоснование, включая сметную документацию.

Учитывая активный рост населения страны, развитие жилищного строительства является ключевым фактором для социального и экономического прогресса. Строительство архитектурно выразительных и функциональных жилых домов способствует повышению качества жизни населения и формированию привлекательного облика города.

1. Устойчивость и энергоэффективность: В проекте уделено особое внимание вопросам устойчивости и энергоэффективности. Применение современных строительных материалов и технологий позволяет значительно снизить эксплуатационные расходы и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. В доме предусмотрены системы энергосбережения, включая утепленные фасады, энергоэффективные окна и автономные системы отопления.

2. Инфраструктура и благоустройство: Проект также включает развитие прилегающей инфраструктуры и благоустройство территории. Это предусматривает создание зеленых зон, детских и спортивных площадок, удобных пешеходных дорожек и парковочных мест, что существенно улучшает качество жизни будущих жильцов.

3. Социальная значимость: Реализация проекта положительно скажется на социально-экономическом развитии региона, предоставляя новые рабочие места как на этапе строительства, так и в процессе эксплуатации жилого дома. Строительство современного жилого комплекса будет способствовать улучшению жилищных условий населения и поддержке устойчивого развития городов Казахстана.

1. Архитектурно-аналитический раздел

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

1.1 Район строительства и климатические условия

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

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

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

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

· Нормативная глубина промерзания грунта – 1.41 м;

· Климат резко-контенентальный и засушливый;

· Климатический район строительства: IVГ;

· Снеговой район строительства: I;

· Снеговая нагрузка на грунт: 0,8 кПА;

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

· Скорость верта: 35 м/с;

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

· Отопительный период 172 дня;

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

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

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

Рисунок 1.1.1 – Роза ветров города Атырау

Рисунок 1.1.2 – Ситуационный план

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

Рисунок 1.1.3 Топографический план местности строительства

1.2 Архитектурные решения здания

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

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

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

Технико-экономические показатели

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

1.3 Инженерно-геологические условия строительства

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

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

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

На строительном участке исследования показали разнообразие грунтовых составов:

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

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

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

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

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

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

Свойства грунта на основании геологических изысканий приведены в таблице 1.2.

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

Таблица 1.3.1- Геология грунтов

1.4 Теплотехнический и светотехнический расчеты

Теплотехнический расчет наружной стены

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

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

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

Рисунок 1.3. Конструкция стены

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

где,

n=1

t_в = 20 ⁰С

t_н = -36 ⁰С

∆t^н = 4

α_в = 8,7

Получаем: требуемое сопротивление материалов стены:

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

1. ГСОП= (t_в – t_{от. пер.}) z_{от. пер.}

где,

z_{от. пер}=215 сут.

t_{от. пер}=-8,1⁰С

t_в = 20⁰С

Получаем

ГСОП= (20- (-8,1)) 215=5612 °С сут

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

2.

где,

a = 0,00035

b = 1,4

ГСОП=5612°С·сут

Получаем

м²°С/Вт.

4) Расчет теплозащиты наружной стены.

Таблица 1.3.2 – Схема ограждающей конструкции

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

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

Теплотехнический расчет покрытия

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

Таблица 1.4 – Теплотехнические характеристики отдельных слоёв покрытия

Решение:

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

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

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

Нормируемый перепад температуры tn=3°С

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

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

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

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

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

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

ГСОП= (t_в – t_от) * z_от

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

3. Рассчитываем

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

= n * (t_в – t_H) /∆ t_H * α_в

1* (22- (-34,8)) /3*8,7=2,17м2°С/Вт

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

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

5. Проверяем условие

≤ R

=2,17м²°С/Вт <R=5,14 м² °С/Вт

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

Алгоритм светотехнического расчета показан в приложении.

1.5 Инженерные системы здания

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

Теплоснабжение производится из источников ТОО «Атырауские тепловые сети».

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

Температурный график 130—70°С.

Система теплоснабжения открытая.

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

Категория надежности теплоснабжения – II.

Теплоноситель – вода с параметрами 130—70°С.

Давление теплоносителя:

– в подающем трубопроводе – 8,0 атм;

– в обратном трубопроводе – 4,0 атм.

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

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

Трубы внутри каналов располагаются на специальных опорных конструкциях.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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