Исходные данные для проектирования
Назначение здания и условия его эксплуатации
Проектируемое здание – многоэтажный жилой дом с офисными и торговыми помещениями на первом и втором этаже в г.Ухта. Здание 15-тиэтажное, односекционное, с продольными и поперечными несущими стенами.
Место строительства, климатические условия
Площадка проектируемого здания расположена в городе Ухта. Город Ухта находится в местности, приравненной к районам Крайнего Севера. Климатическая зона – I.I Д. Территориальная зона строительства по Республике Коми – III.
Территория строительства относится к I территориальному району. Климат района - умеренно-континентальный. Температура воздуха наиболее холодных суток, обеспеченностью 0,92 составляет -468С. Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 составляет -398С. Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, периода со среднесуточной температурой воздуха = 8 
соответственно 261 суток при средней температуре отопительного периода [-6,4 ].
Среднегодовая температура –1,1 .
Зона влажности – нормальная, относительная влажность 57%.
Район строительства относится к 5 снеговому району (расчетный снеговой покров 
= 3,2 кПа) и 2 ветровому району (нормативное давление ветра W0 = 0,3 кПа).
Таблица 1.2.1 Повторяемость ветра по направлениям
| Месяц | Направление | |||||||
| С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ | |
| январь | ||||||||
| июль |
1.
Площадка строительства и её рельеф
Площадка строительства находится по ул. Набережная Газовиков в IV микрорайоне г. Ухты. Естественный рельеф на площадке сохранился практически полностью. Местами присутствует насыпной грунт. Площадка свободна от строений и подземных коммуникаций.
Поверхность площадки ровная, с небольшим уклоном. Разница абсолютных отметок в пределах участка колеблется от 88,76 до 89.15 м.
1.4 Грунтовые и гидрогеологические условия
Строительная площадка расположена в г. Ухта. Для исследования грунтов были пробурены 3 скважины глубиной 10м. из которых взяты образцы. В результате исследования выяснилось, что грунты имеют слоистое напластование с выдержанным залеганием пластов. Грунты относятся к непучинистым. Уровень грунтовых вод находится на глубине 4.5 м.
В качестве основания могут служить:
| № | наименование | H | J | Js | W | Wp | WL | Ф | C | Eo |
| грунта | м | МН/м3 | МН/м3 | град. | МПа | МПа | ||||
| 1. | Песок средний | 4.5 | 0.019 | 0.0279 | 0.095 | 0.000 | 0.000 | 32.0 | 0.000 | 25.0 |
| 2. | Песок средний | 0.4 | 0.019 | 0.0245 | 0.25 | 0.000 | 0.000 | 32.0 | 0.000 | 25.0 |
| 3. | Гравий | 6.1 | 0.0165 | 0.0256 | 0.37 | 0.000 | 0.000 | 36.0 | 0.000 | 30.0 |
| 4. | Галечниковый | 2.8 | 0.0172 | 0.0261 | 0.357 | 0.000 | 0.000 | 36.0 | 0.000 | 41.0 |
| 5. | Глина | 2.2 | 0.0181 | 0.0269 | 0.177 | 0.211 | 0.423 | 11.0 | 0.033 | 45.0 |
Источники тепло-, водо-, электро-, теплоснабжения
Предусматривается обеспечение здания всеми видами инженерного оборудования (электроснабжение, теплоснабжение, водоснабжение) с подключением к существующим городским сетям.
Водоснабжение от существующих сетей. Отопление от существующих теплосетей.
Электроснабжение от подстанции.
Принятым вариантом устройства канализационной сети являются выпуски хозяйственно-бытовой канализации, присоединенные в уличную канализационную сеть.
1.6 Наличие местных строительных материалов и условия снабжения строительства материалами, полуфабрикатами и готовыми изделиями
Район строительства обладает развитой сетью предприятий, производящих местные строительные материалы.
Кирпич поставляется Ухтинским заводом глиняного кирпича. Столярные изделия – местными столярными цехами; пиломатериалы – по договорённости с заводами, занимающимися деревообработкой.
Доставка лакокрасочных, отделочных, теплоизоляционных материалов осуществляется партиями на склады с заводов России и фирм, занимающихся поставкой импортных строительных материалов.
Доставка строительных материалов на строительную площадку будет осуществляться автотранспортом.
2 Обзор новых используемых и альтернативных используемых материалов
2.1 Теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС
Теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС обладают низкой паропроницаемостью, отсутствием водопоглощения, устойчивостью против гниения и старения в течение длительного времени. Все эти качества позволили плитам ПЕНОПЛЭКСзарекомендовать себя как наиболее подходящий теплоизоляционный материал для теплоизоляции.
Ступенчатая форма кромки обеспечивает плотный замок при стыковке. Плиты крепятся заподлицо к несущей стене.
Последовательность кладки стены (новое строительство).
Мостики холода не только вызывают теплопотери, но и ведут к образованию пятен на потолках или стенах в результате внутренней конденсации. В некоторых случаях это приводит к образованию плесени. Плиты ПЕНОПЛЭКС – простое средство против мостиков холода. Перед заливкой бетона для перекрытия вдоль наружной поверхности бетонной плиты необходимо выложить ряд из плит ПЕНОПЛЭКС. Плиты с шероховатой поверхностью обеспечат хорошее сцепление бетона со штукатуркой, а также могут быть использованы в вертикальных конструкциях (оконных проемах, парапетах, балконах), где обеспечат необходимую адгезию с материалами и клеями. Наиболее эффективный способ защиты от мостиков холода – это утепление наружной поверхности зданий теплоизоляционным материалом. Этот способ проще, быстрее, чем внутренняя теплоизоляция, и обеспечивает защиту от конденсата. Для такого применения рекомендуется ПЕНОПЛЭКС с шероховатой поверхностью, поскольку он дает оптимальный эффект сцепления с отделочными материалами. Обычно плиты крепят к наружной поверхности стен специальными креплениями, а затем закрывают металлической или полимерной сеткой и цементным раствором (штукатуркой). | |||||||||||||||
| Общие характеристики | |||||||||||||||
Современный метод позволяет получить материал с равномерной структурой, состоящий из мелких, полностью закрытых ячеек с размерами 0,1-0,2 мм. Материал получают путем смешивания гранул полистирола при повышенной температуре и давлении с введением вспенивающего агента и последующим выдавливанием из экструдера. В качестве вспенивающего агента используются смеси легких фреонов и двуокись углерода (СО2). Фреоны, применяемые для производства плит ПЕНОПЛЭКС, относятся к группе озонобезопасных, нетоксичных и негорючих. После изготовления плит в ячейках происходит относительно быстрое замещение остатков вспенивателя окружающим воздухом.
Благодаря своей структуре плиты ПЕНОПЛЭКС обладают стабильными теплотехническими показателями и необычайно высокой прочностью на сжатие.
Основные свойства теплоизоляционных плит ПЕНОПЛЭКС®:
низкая теплопроводность
отсутствие водопоглощения
низкая паропроницаемость
высокая прочность на сжатие
стойкость к горению
не подвержен биологическому разложению
экологическая чистота
простота и удобство применения
долговечность
Водопоглощение – одна из важнейших характеристик теплоизоляционного материала. Испытания образцов плит ПЕНОПЛЭКС при полном погружении в воду показывают, что водопоглощение происходит в течение первых десяти суток, затем прекращается и за 30 суток составляет не более 0,4% от объема. Это говорит о том, что вначале идет достаточно медленное заполнение разрушенных при изготовлении образцов ячеек, находящихся на поверхности, а после их заполнения внутрь материала вода не проникает.
Коэффициент теплопроводности плит 0,030 Вт/(м×°С), что значительно ниже средних значений для большинства других изоляционных материалов. Малое водопоглощение материала обеспечивает незначительное изменение теплопроводности во влажных условиях и может варьироваться в пределах 0,001-0,003 Вт/(м×°С). Это позволяет применять плиты ПЕНОПЛЭКС® в конструкциях полов, кровель, фундаментов и подвалов без дополнительной гидроизоляции.
Сравнение толщин различных материалов при одинаковом сопротивлении теплопередаче:
Экструзионный пенополистирол также характеризуется высокой стойкостью к давлению водяных паров. Сопротивление паропроницанию плит ПЕНОПЛЭКС® толщиной 20 мм равноценно одному слою рубероида. Проведенные испытания показали, что экструзионный пенополистирол сохраняет свои теплотехнические и физические характеристики при многократном замораживании и оттаивании. В соответствии с заключением института НИИСФ, долговечность плит ПЕНОПЛЭКС в ограждающих конструкциях зданий при температурно-влажностных воздействиях с учетом коэффициента запаса составляет не менее 50 лет. При выборе клеевых составов следует руководствоваться указаниями изготовителя относительно их пригодности для склеивания пенополистирола. В проекте применяем плиты ПЕНОПЛЭКС 35 предназначеные для теплоизоляции ограждающих конструкций (эксплуатируемых и обычных кровель, стен, полов) и фундаментов (в т.ч. молозаглубленных) зданий и сооружений. При изготовлении данной марки в исходное сырье вводится эффективный антипирен с запатентованной предприятием добавкой, что существенно повышает ее стойкость к горению. По результатам испытаний, проведенных Независимым испытательным центром пожарной безопасности СПб, плиты ПЕНОПЛЭКС 35 по пожарно-техническим характеристикам соответствуют материалам слабогорючим (ГОСТ 30244-94), трудносгораемым (СТ СЭВ 2437-80), не распространяющим пламени по поверхности, умеренновоспламеняемым, с высокой дымообразующей способностью. Экструзионный пенополистирол, так же как и древесина, при горении выделяет практически только два вида газов (СО – угарный газ, СO2 – углекислый газ), в отличие от ряда органических материалов, выделяющих комплекс вредных для здоровья человека веществ. Плиты ПЕНОПЛЭКС сертифицированы в системах ГОСТ Р Госстандарта России, РСС Росстройсертификации и разрешены к применению в качестве теплозвукоизоляционного материала Гигиеническим заключением Центра Роспотребнадзора по Ленинградской области. Эксплуатировать теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС рекомендуется в диапазоне температур от -50 до +75 °С. В этом температурном режиме все физические и теплотехнические характеристики материала остаются неизменными. Плиты можно хранить на открытом воздухе в оригинальной упаковке, но при этом их необходимо предохранять от длительного воздействия солнечного света для предотвращения разрушения верхнего слоя плит.
2.2 Греющая опалубка из полимерных материалов для монолитного строительства
Разработана новая конструкция греющих матов, которая принципиально отличается от выпускавшихся ранее. Исследования греющих полимерных опалубок показали, что они непригодны для термообработки бетона. Вследствие высоких температур на вмонтированных в них греющих элементах (греющего провода) наблюдаются неравномерные деформации из-за термонапряженного состояния опалубки. Это приводит к короблению, снижает долговечность опалубки и негативно отражается на состоянии поверхности конструкции. Разработаны гибкие греющие покрывала, которые представляют собой многослойную конструкцию. Оболочка греющего покрывала выполняется из водонепроницаемой термостойкой ткани, которая не теряет своих свойств при кипячении в течение 15 мин. В воде при температуре 100оС. Ткань имеет разные цвета, что позволяет при необходимости делать покрывала разного цвета на разные напряжения. Греющие маты удобны для прогрева уложенного бетона практически любых конструкций. Такой прогрев незаменим в горизонтальных конструкциях - перекрытия и покрытия зданий, полы, дорожные и аэродромные покрытия. При возведении железобетонных конструкций в несъемной опалубке греющие маты удобны для их обогрева. Можно использовать маты для прогрева бетона в колоннах, стенах при ранней распалубке, для быстрого твердения бетона в холодную погоду. Маты можно применять для прогрева бетона в стыках железобетонных конструкций. Для горизонтальных конструкций удобны греющие маты размером 3х1 м. Для прогрева стыков и некоторых других видов конструкций удобны маты размером 0,5х3 и 0,5х 2 м, а также греющие пояса размером 0,3х2 м. Греющее покрывало состоит из гибкой водонепроницаемой термостойкой оболочки, в которой установлен нагреватель и теплоизоляция. Нагревателем служит провод с полимерной или металлической жилой или электропроводная углеграфитовая ткань. Нагреватель крепится к специальной термостойкой основе таким образом, чтобы на греющей поверхности создавалось равномерное температурное поле. Термостойкая теплоизоляция с алюминиевым отражателем устанавливается с одной стороны нагревателя с повернутым к нему отражателем, направляя тем самым теплопоток в греющую сторону покрывала. Нагреватель может быть рассчитан на любое напряжение от 220 до 35 В или на максимальное напряжение. Далее заданная температура на греющей поверхности поддерживается автоматически. Греющее покрывало размером 3х1 м имеет мощность 400х600 Вт. При температуре на поверхности 60оС расход электроэнергии на прогрев 1м2 поверхности бетона составляет 2-2,5 кВт/ч. Разработанная конструкция отличается от применявшихся ранее покрывал следующим: - используются нагреватели с полимерной жилой или углеграфитовой тканью; - устанавливается теплоизоляция с термоотражателем, направляющим поток тепла в одну сторону; теплопотери сводятся к минимуму; - на нагревателе устанавливается термодатчик; путем терморегулирования можно получать на греющей поверхности мате любую температуру от 90 до 10оС при любом напряжении; - при прогреве без опалубки бетон защищен от потерь влаги (полы, аэродромные и дорожные покрытия); - по контуру покрывала делаются отверстия диаметром 10-20 мм с запрессованными металлическими обечайками, которые используются для соединения греющего покрывала с соседними покрывалами при прогреве вертикальных конструкций. Исследования, выполненные в натурных условиях, показали, что в слое бетона, прилегающем к мату, создается равномерное температурное поле. Эффективная глубина прогрева составляет 20 см. Более глубокие слои прогреваются медленнее за счет теплопроводности от поверхностных слоев. По окончании прогрева маты отключают, снимают и используют для прогрева других конструкций. Работа с греющими матами требует соблюдения ряда правил, обеспечивающих их длительное функционирование. Греющий мат укладывается на свежеуложенный бетон, предварительно накрытый полиэтиленовой пленкой. Если бетон схватился и достиг некоторой прочности, исключающей его прилипание к мату, мат можно укладывать на бетон без пленки. Не допускается греющие маты устанавливать один на другой или внахлест, т.к. это может вызвать перегрев и разрушение мата. Запрещается ходить по матам, устанавливать на них оборудование или складывать материалы. Разъемы греющих матов должны быть защищены от воздействия снега и дождя, подводящие провода следует предохранять от повреждения. При подачи электропитания в контактах не должно быть искрения. Было изготовлено 30 опытных экземпляров греющих покрывал, 25 из них имели греющий провод с полимерной жилой и 5 – с нагревателем из греющего провода с медной жилой. При изготовлении покрывал с нагревателем, оснащенным полимерной жилой, на каждый из них размером 1х3 м расходовалось 4 модуля провода длиной 9 м. Все модули коммутировались параллельно и подсоединялись к выводящим проводам с медной жилой. Выводящие провода помещали в кембрик, и на их конце устанавливались вилочные разъемы. Модули с расстоянием 75-80 мм между струнами крепились к сетке из стеклонитей, с которой они устанавливались в оболочку покрывал вместе с теплоизоляцией из термофлора толщиной 4 мм. Обращенная к нагревателю сторона термофлора имела алюминиевое теплоотражающее покрытие, снижающее теплопотери в окружающую среду. Покрывала с электронагревателями из провода с медной жилой изготавливают с одним модулем, что существенно снижает трудозатраты на изготовление покрывал, уменьшает в 4 раза количество контактных соединений, повышает эксплуатационную надежность изделий. Маты были использованы для прогрева бетона междуэтажных перекрытий на строительстве жилого дома. Толщина перекрытия составила 180-200 мм. Использовали бетон В25 (М350) на портландцементе М400 с осадкой конуса 21 см. Разработаны технические рекомендации по применению гибких греющих покрывал, предназначенных для прогрева бетона монолитных конструкций, возводимых при положительной и отрицательной до -30оС температуре. |
