Архитектура промышленных и гражданских зданий и сооружений

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
« БРАТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Градостроительства и архитектуры»

Курсовой проект
Архитектура промышленных и гражданских зданий и сооружений
Пояснительная записка
Выполнил
Ст. группы ПГС
Руководитель
Ст.преподаватель
Братск 2009

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Бланк задание
1 Исходные данные
2 Генплан
3 Объемно–планировочное решение здания
3.1 Промышленное здание
3.2 АБК
4 Конструктивное решение.
5.1 Промышленное здание
5.2 АБК
5 Система инженерного оборудования
6 Архитектурно – композиционное решение.
Заключение
Список используемых источников
Приложение А. Теплотехнический расчет
Приложение Б. Светотехнический расчет

ВВЕДЕНИЕ
Промышленная архитектура является одной из важных составляющих в строительстве нашей страны и мира.
Многоэтажные промышленные здания применяются производствами с относительно легким технологическим оборудованием, размещаемым на междуэтажных перекрытиях. В моем курсовом проекте это обувная фабрика.
К предприятиям данной отрасли промышленности относятся обувные фабрики различной мощности, специализированные по определенным видам обуви. Мощность проектируемой в курсовом проекте фабрики 1 миллион пар обуви в год.
Целью курсового проекта является
1 . Закрепление и расширение знаний, полученных при изучении теоретического материала;
2 . Овладение методами оценки объемно-планировочных и конструктивных решений зданий;
3 . Приобретение навыков в области проектирования зданий;
4 . Овладение методами пользования технической литературой и действующими в строительстве нормативными документами.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Пункт строительства г. Иркутск
Расчетная внутренняя температура 160С
Влажный режим сухой 49%
Степень точности работ высокая
Количество работающих во всех сменах
А = 540чел. Мужчин А1= 140 чел.
Женщин А2= 400 чел.
Количество работающих в наиболее многочисленной смене
В = 380 чел. Мужчин В1= 100 чел.
Женщин В2= 280 чел.
Функциональная схема АБК.
В каждом здании и помещении различаются главные функциональные процессы (функции) и подсобные (вспомогательные). Как в помещении, так и в здании в целом, кроме главного функционального процесса, осуществляются вспомогательные. Функциональные процессы могут состоять из отдельных элементов.

2 ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН
Промышленные предприятия — важнейшая составная часть современных городов, которая в большинстве случаев определяет их возникновение и развитие. Следовательно, одна из основных задач в области промышленного строительства — задача, связанная с оптимальными градостроительными решениями промышленных объектов и их комплексов.
Генеральный план – важная составная часть проекта промышленного комплекса. Это комплексное решение вопросов планировки, застройки и благоустройства промышленных предприятий. В проекте генплана решаются следующие вопросы
1) производственно-техпологическая взаимосвязь цехов и сооружений.
2) архитектурно-планировочная структура предприятий
3) производственно-строительная характеристика проектируемых предприятий
4) оценка и учет климатических, гидрогеологических и др. природных условий
5) технико-экономическая эффективность общего проектного решения
Генплан проектируется с нормами СНиП II-89-80* “ Генплан промышленных предприятий”.
Здания и сооружения размещаются по следующим требованиям
— продольные оси здания и световых фонарей ориентированы от 45-110 градусов.
— продольные оси аэрационных фонарей, стены здания с проемами ориентированы в плане перпендикулярно или под углом 90 градусов.

3 ОБЬЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ

3.1 Объемно-планировочное решение производственного здания
Основной производственной корпус представляет собой четырехэтажное здание прямоугольной формы с четырьмя параллельными пролетами, выполнено по каркасной схеме, так как каркасные схемы наиболее рациональны при значительных статистических и динамических нагрузках. Параллельные пролеты длиной 126 м, шаг колонн 6 м. Высота этажа 4.8 м.
По группе производственных процессов здание относиться к группе IIг, при котором характерны неблагоприятные метеорологические условия — значительные выделения влаги, тепла. При планировке строительно-технологических секции стремятся к группировке и объединению помещений с одинаковым температурно-влажностным режимами и размещению их в крупных помещениях – производственных цехах. Особое внимание уделяют внутренней отделке помещений, подбирая материалы, стойкие к воздействию химических и биологических веществ, влаги, повышения и понижения температур и механическим воздействиям.
ТЭП ОПЗ
1. Общая площадь промышленного здания 14553 кв.м.
2. Строительный объем 71528 куб.м.
3. Отношение строительного объема к общей площади здания 20,3%
4. Объемно — планировочное решение АБК.
АБК имеет прямоугольную форму. Высота этажа 3,6 м. Имеет 3 пролета по 6 м., а длина составляет 56 м. Для расчета АБК принималось
На первом этаже находится гардеробно-душевой блок для мужчин и женщин, на втором подсобные помещения столовой и медицинский кабинет.

Расчет вспомогательных помещений.

Вид помещения
показатель
Формула расчета
расчет

Вспомогательные помещения
Площадь, м2
4,2 А
4,2*540=2268

Все помещения гардеробно -душевого блока
Площадь, м2
2,6А1; 2,6А2
2,6*140=364; 2,6*400=1040

Гардеробная
Уличной и домашней одежды
А1 ; А2
140; 400

Гардеробная
спецодежды
А1 ; А2
140; 400

Душевая
Кабины,шт
В1/3; В2/3
100/3=33,3; 280/3= 93,3

Преддушевая
Площадь, м2
1,3 м2 на 1душ.кабину
1,3*33,3=43,29; 1,3*93,3=121,29

Уборная
Унитазы, шт
1…2
На грд.-душ блок

Подсобные помещения
Площадь, м2
12…18
На грд.-душ блок

Медицинская комната
Площадь, м2

18

Обеденный зал
Посадочные места
n>В/4
380/4=95

Площадь
2n
2*95=190

Подсобные и производственные помещения
Площадь, м2
2n
2*955=190

Умывальная
Умывальники, шт
n/15
95/15=6,3

Уборная
Приборы, шт
1…2
В мужской и женской уборной

Красный уголок
Площадь, м2
0,3 В
0,3*380=114

Помещения общественных организаций
Площадь, м2
12…48

Рабочие комнаты конторы
Площадь на 1 рабочее место, м2
7

4 КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ

4.1 Промышленное здание

Конструктивная схема здания решена в виде сборного железобетонного каркаса, рамного в обоих направлениях с жесткими узлами.
Жесткие соединения сборных элементов каркаса образуются с помощью сварки закладных элементов конструкций и последующего замоноличивания сопряжений.
Колонны.
Все колонны имеют сплошное прямоугольное сечение размерами 400мм*400мм, двухэтажной разрезки, по серии ИИ20/70. Колона имеет консоли, на которые крепятся ригели. Ригели соединяются с колонной сваркой арматуры и закладных деталей. Ригель имеет размер, высотой 800 мм и шириной 300 мм.
Плиты перекрытия.
Плиты перекрытия имеют унифицированные размеры, шириной 1500 мм и по длине 5950 мм. Марка плиты П-5, межколонные плиты–распорки П-5а имеют вырезы в полках в местах примыкания к колоннам, высота плиты 400 мм.
Стены.
Привязка внутренней грани наружного стенового ограждения к продольным разбивочным осям в данном проекте принимается 1570 мм. Привязка торцевого стенового ограждения к поперечной разбивочной оси принята равной 1570 мм.
Стеновые ограждения приняты самонесущими из стеновых панелей 3000х3000 мм, установленных вертикально, и кирпичной кладки.
Стеновые панели — легкобетонные плоские трехслойные, толщиной 250 мм из керамзитобетона.
Кровля.
Кровля плоская, рулонная с внутренним водостоком.
Окна.
На предприятиях по производству продовольственных товаров оконные переплеты выполняются из дерева. В качестве светопрозрачных ограждений используют стеклоблоки.
4.2 АБК
Здание АБК проектируется по серии 1.020.
Тип здания – каркасный. Каркас основан на вертикальных стержнях (колонны квадратного сечения) и горизонтальных связях – ригелях. Привязка колонн осуществляется по центру.
Стены, колонны, ригели.
Наружные стены представляют собой кирпичные стены толщиной 310 мм. Привязка стен по направлению ригелей -200 мм.
Перегородки имеют толщину 150 мм.
Колонны двухконсольные квадратного сечения 300мм*300мм.
Все оси колонн, ригелей и панелей внутренних стен (диафрагм жесткости) совмещены с модульными осями.
Конструкция каркаса запроектирована с частичным защемлением ригелей в колоннах. Данное соединение считается шарнирным. Такой каркас не обладает рамными свойствами, а работает по связевой схеме. Все нагрузки, вызывающие горизонтальное перемещение каркаса, воспринимаются диафрагмами жесткости.
Колонны совмещаются своими геометрическими осями с сеткой осей здания.
Ригели рам каркаса располагаются в поперечном направлении. Изменять их направление можно в любой части здания.
Колонна соединяется с ригелем путем опирания последнего на консоль. Ригели высотой 450мм, таврового сечения, с двумя полками для опирания плит перекрытия, лестничных маршей. Сварка ригеля с закладными элементами колонны производится в уровне верха консоли. Затем швы заливаются цементным раствором.
Перекрытия.
Сборный настил перекрытий состоит плит укладываемых на полки ригелей. Длина плит на 240 мм короче шага рам. Элементы перекрытий разделяют на рядовые (в том числе пристенные) и связевые (плиты-распорки) Сначала кладутся связевые и пристенные плиты, а затем все остальные. Участки между панелями замоналичиваются. Плиты перекрытии толщиной 220 мм. Глубина опрания плиты на кирпичные стены не менее 90 мм.
Лестницы
Лестницы собираются из марш-площадок ребристой конструкции.
Крыша
Крыша бесчердачная с внутренним водостоком. Покрытия состоят из подкладочного рубероида, цементно-песчаной стяжки, утеплителя, пароизоляции, плиты перекрытия. Уклон крыши i=1,5%.
Наружная отделка здания имеет следующие особенности
Заводская отделка стеновых панелей фактурным лицевым слоем, который защищает от внешнего негативного воздействия ряда факторов и делает вид стен более привлекательным в эстетическом смысле. Крылечные плиты у входов в административно-бытовой корпус покрыты мраморным напылением. Деревянные части оконных блоков и двери покрыты олифой, а затем морилкой под цвет дуба и покрашены бесцветной лаковой краской.
Внутренняя отделка представлена следующим образом
В административно-бытовом корпусе полы в помещениях душевых, санузлов и столовой покрыт керамической плиткой размером 20*20 мм. В рабочих помещениях пол покрыт линолеумом. Стены рабочих помещений и коридоров отделаны деревянными панелями до уровня окна, а выше – ракушечником. Потолки во всех помещениях кроме санузлов и душевых побелены. В санузлах и душевых стены и потолки окрашены масляной краской голубого цвета. Конторские помещения, кабинет директора и комнаты персонала – стены проклеены высококачественными обоями, потолок – побелен

5 АРХИТЕКТУРНО-КОМПОЗИЦИОННОЕ РЕШЕНИЕ
Объемные композиции промышленных зданий, сооружений и их комплексов, создаваемые в соответствии с современной технологией производства и санитарно-гигиеническими требованиями, должны обладать высокими архитектурно – художественными качествами, т. к. материальная и эстетическая среда, окружающая людей в трудовом процессе, оказывает на человека большое эмоциональное воздействие, а также способствует повышению производительности труда.
Типичной чертой объемной композиции многих производственных зданий является их целостный вид, крупные архитектурные членения. Современные производственные здания по своей внешней композиции в большинстве случаев представляют собой параллелепипеды, по внешней поверхности которых закономерно чередуются остекленные проемы и плоскости стен. В качестве художественного средства для обогащения композиции можно использовать многократно повторяющийся ритм типовых элементов архитектурной трактовки фасада, отвечающий ритму производства, и метрическую расстановку объемов бытовых и административных помещений. Так, оконные проемы значительной высоты обеспечивают на большую глубину нормативную освещенность помещений и т.д.
Компоновка цехов в производственном корпусе должна обеспечить наиболее короткие пути передачи сырья на переработку с мест поступления, подачи вспомогательных материалов и выдачи готовой продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Производственные здания промышленных предприятий, называемых часто промышленными зданиями, предназначены для организации процесса изготовления той или иной промышленной продукции с помощью соответствующих орудий производства и принятой технологии. Поэтому проектирование промышленных зданий – многогранный, сложный процесс, включающий расчетные и проектные работы.
Выполнение курсового проекта дало возможность научиться пользоваться технической литературой, типовыми проектами, строительными нормами и правилами и другими справочниками материалами; изучить основные приемы объемно-планировочной компоновки промышленных зданий с разработкой конструктивных решений; привить навыки графического изображения проектного материала и расчета естественного освещения.
При разработке проектируемого объекта были определены его характер, функциональная зависимость помещений и элементов здания, установлена оптимальная форма, органически связанная с объемно-планировочной структурой и назначением, а также выбран современный материал и конструкция. Выполнена конечная цель проектирования – осуществления инженерного по архитектурному замыслу проекта здания, отвечающего современным конструктивным, экономическим, противопожарным, санитарным и другим требованием.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Конструкции гражданских зданий. Маклакова Т.Г. – М. Стройиздат,2002.
2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания. Учебное пособие. Нестер Е. В., Перетолчина Л. В. – Братск,2001.
3. Быков В.В., Розенберг М.Б. предприятия пищевой промышленности.- М. Стройиздат,1982.-135 с
4. Архитектурное проектирование промышленных предприятий Учебник для ВУЗов / С.В. Демидов, А.С. Фисенко, В.А. Мыслин и др.; под ред. С.В. Демидова и А.А. Хрусталева. – М. Стройиздат, 1984.-392с
5. Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства/ В.М. Спиридонов, В.Т. Ильин, И.С. Приходько и др.; под ред. Г.И. Бердичевского.-2-е изд., перераб. и доп. – М. Стройиздат,1981. – 488с
6. Строительная физика. Светотехнический расчет естественного освещения помещений Методическое указание для студентов/ Л.В. Перетолчина- Братск 1998-44 с.

Приложение А

Теплотехнический расчет наружного ограждения здания
1. Исходные данные
Географическим пунктом строительства данного проекта является город Иркутск.
Таблица 1 -Значения теплотехнических характеристик

№ п/п
Наименование
Единицы измерения
Показатель
Примечания

1
Температура внутреннего воздуха, tint
ºС
+16
ГОСТ 12.1.005-76

2
Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, text
С
-40-36
(таблица 1 приложение 4)

3
Температура отопительного периода, tht
С
-9
(таблица 1 приложение 4)

4
Продолжительность отопительного периода, zht
сутки
247
(таблица 1 приложение 4)

5
Влажностный режим помещения

сухой φ=49%
(таблица 1, 1.2)

6
Зона влажности

3-сухая
(таблица 1 приложение 4)

7
Условия эксплуатации

А
(таблица 1, 1.3)

8
Максимальная скорость ветра за январь, υ
м/с
4,4
(таблица 1 приложение 4)

Таблица 2-Параметры стены, необходимые для её конструирования

Толщина слоя δ, мм
Материал
Плотность γ, кг/м3
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м2˙ºС

δ 1=50
Наружный несущий слой- керамзитобетон
2500
1,92

δ 2=130
Утеплитель – пенополистирол
25
0,031

δ 3=70
Внутренний несущий слой- керамзитобетон
2500
1,92

Градусосутки отопительного периода определяются по формуле
Дd= (tint – tht) ˙ zht, (1.1)
где tht – средняя температура отопительного периода, ºС
tht= — 9ºС
zht – продолжительность отопительного периода, сутки
zht= 247 сутки
Дd= (16+9)*247= 6175 ºС*сутки
Приведенное сопротивление теплопередачи огражденных конструкций Roreg определяется в зависимости от полученного значения Дd и типа здания или помещения
Roreg= a*Дd+в,
где a и в – коэффициенты, принимаемые для стен, равными, а=0,00035, в=1,4
Roreg=0,0002*6175 +1,4= 2,64 м2 *ºС/Вт
Сравниваем значения Rreg и Roreg, так как Rreg < Roreg, то для дальнейших расчетов принимаем значение Roreg.
Расчетные значения сопротивлений теплопередачи определяют из уравнения

где δ – толщины конструктивных слоев, м
λ – коэффициент теплопроводности конструктивных слоев, Вт/м2 * ºС
αext – коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения, Вт/м2 ºС
αext= 23 Вт/м2ºС
Из данного уравнения (1.4) определяется толщина утепляющего слоя

Толщину стен принимаем 250мм, толщину неизвестного слоя 130мм.
а) Конструкцию разделяют плоскостями параллельными потоку тепла Q на участки I и II, определяют термические сопротивления участков RI, RII и площади их поверхности FI, FII с размером стены по высоте 1 м
FI= 0,012м2
FII= 1,1м2
Среднее значение термического сопротивления в направлении параллельному потоку тепла определяется по формуле

б) Для определения RT конструкцию разделяют на 3слоя перпендикулярно направлению теплового потока Q┴ и определяют термические сопротивления слоев по формуле

Для установления второго слоя предварительно вычисляют среднюю величину коэффициента теплопроводности с учетом площадей конструкций, выполняемых из керамзитобетона и арматуры класса А – 1 12мм

RT=ΣR= 0,26
Заданное СП 23-101-2004 условие не выполнимо, т.е. величина RaT превышает величину RT более чем на 25 %, то приведенное сопротивление теплопередаче панельных стен определяют по формуле

А=F1+F2=1,112м2
А=4*0.252=0.25м2
Коэффициент теплотехнической однородности определяют по формуле

, стена удовлетворяет требованиям сопротивления теплопередаче.
Определяется требуемое общее сопротивление воздухопроницанию стены в целом по формуле

Где для наружных стен, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий;
разность давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па

ΔP=0,55 *Н*(γext – γint) + 0,03*γext *υ2 ,
Где м – высота здания от поверхности земли до верха карниза, м;
– удельный вес наружного и внутреннего воздуха,

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции

Так как , конструкции удовлетворяют требованиям сопротивления воздухопроницанию.
– для жилых и общественных зданий
0.43

Фактическое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей , , .
Так как , то окна и балконные двери удовлетворяют требованиям сопротивления воздухопроницанию.
Согласно СниП 23-02-2003 проверим конструкцию на возможность выпадения конденсата.
Действительная упругость водяного пара определяется по формуле, где .

Температуру точки росы определяется по приложению Д, составляет .
Расчетная температура внутренней поверхности ограждения определяется
1) на участке без теплопроводного включения.

– конденсат на участке без теплопроводного включения не выпадает.
2) на участке с неметаллическими теплопроводными включениями.
Где – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции вне мест теплопроводных включений, .

сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в месте теплопроводных включений, .

– конденсат на участке с теплопроводными включениями не выпадает.

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

СВЕТОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
Данные для расчета
Место строительства г. Иркутск
Пролет цеха – 6 м
Шаг колонн — 6 м
Коэффициент r потолка – 0,7; пола — 0,45; стен — 0,7;
Степень точности работы — высокая.
При расчете требуется определить значение к.е.о. в расчетных точках помещения при указанных размерах световых проемов и сравнить их с нормативными требованиями.
1. Определяем нормированное значение к.е.о. по табл. с применением формулы

2. Определяем коэффициент естественной освещенности (КЕО) по формуле
где L-количество участков небосвода, видимых через световой проем из расчетной точки;
εбi-геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет от i-го участка неба, определяемый по графикам 1 и 2;
qi- коэффициент, учитывающий неравномерную яркость i-го участка облачного неба МКО, qi=0,6;
где — общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле
,
где — коэффициент светопропускания материала, ;
— коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, ;
— коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, ;

Кз-коэффициент запаса, определяемый по табл. СНиП 23-05-95, Кз=1,3;
Значения коэффициента q определяем по таблице прилож.15 с учетом угловой высоты середины проема над рабочей поверхностью =11о;
Т-количество световых проемов в покрытии, Т=5;
Геометрический коэффициент естественной освещенности, учитывающий прямой свет неба в какой-либо точке помещения при боковом освещении, определяется по формуле
,
где n1-количество лучей по графику 1, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения, n1=12;
n2- количество лучей по графику 1, проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения, n2=(1+8)×2+57=75
Номер дуги Nдуги=5
=0,01(12×75)=9
Таким образом, значения к.е.о. составят
%<5%
По СНиП 23.05-95* допускается в производственных помещениях со зрительными работами
3 разряда принимать нормируемое значение К.Е.О. 5%