Проект котельной с тремя котлами

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВПО «Сибирский Государственный Технологический университет»

Кафедра: Промышленного транспорта и строительства

Факультет: Лесоинженерный

Курсовая работа по дисциплине

Основы строительного дела.

Проект котельной с тремя котлами

Разработал:

Студент группы 13-3

Степанов С.С.

Красноярск 2012

Содержание

Введение

1.  Архитектурно-конструктивное решение здания

2.      Расчетная часть

2.1   Теплотехнический расчёт наружной стены

2.2    Теплотехнический расчёт покрытия

.3      Светотехнический расчет

.4      Расчёт нагрузки на обрез фундамента

.5      Расчёт состава и площадей санитарно-бытовых помещений

.6      Расчет технико-экономических показателей здания

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Любое строительство начинается с проекта, который служит основой стройки.

При разработки котельной с двумя котлами необходимо определить его характер, функциональную связь отдельных частей и элементов, установить его оптимальную форму, органически связанную с объёмно-планировочной структурой и назначением, а также выбрать современный материал и прогрессивную конструкцию.

Таким образом, проектирование - это многогранный, сложный процесс, включающий расчетные и проектно - конструкторские работы. Конечная цель проектирования - создание интересного по архитектурному замыслу проекта здания, отвечающего современным конструктивным, экономическим, противопожарным, санитарным, экологическим и другим требованиям мировых стандартов.

1. Архитектурно-конструктивное решение здания

Характеристика района строительства

Район строительства: г.Тайшет. Расчетная температура наружного воздуха t_н= -42,5 ⁰ С, расчетная температура внутреннего воздуха t_в= 25 ⁰ С, температура наиболее холодных суток t_хс = -40 ⁰ С, температура наиболее холодной пятидневки t_хп = -45 ⁰ С. Глубина промерзания грунта H^н = 2 м, район по весу снегового покрова I, пояс светового климата III, зона влажности наружного климата С - сухая.

Основанием служит глина; расчетное сопротивление грунта смятию R=3 кгс/.

Фундаменты выполнять сборными, железобетонными, стаканного типа под колонну. Размеры блок- плиты в плане 1500х1500 мм, бетон класса по прочности В20, арматура класса ст. А-1 и ст.А-II.

Фундаментные балки выполнять сборными, железобетонными трапециидального сечения.

Колонны выполнять сборными, железобетонными сечением 400х400 мм.

Стены здания выполнять из аглопоритобетона, p=1600 кг/м³, толщиной д= 0,4 м.

Перекрытия выполнять сборными, совмещенными; балки выполнять сборные железобетонные; плиты сборные железобетонные, ребристые 3х 6 м, балки принять длинной 18 м.

Утеплитель выполнять из минероловатных плит 300 кг/м³, толщиной 0,1 м.

Полы здания выполнять бетонные.

Освещение здания естественное, с двойным остеклением; стекло оконное листовое; переплеты двойные раздельные. Размеры окон принять по ГОСТу 12506- 81.

Отделочные работы: стены здания штукатурить цементно-песчаной штукатуркой, белить.

Здание оснастить отоплением, горячим и холодным водоснабжением, канализацией, вентиляцией. Здание электрифицировать.

котельная стена фундамент теплотехнический

2.     
Расчетная часть

2.1     Теплотехнический расчет наружной стены

. Зона влажности: С, сухая;

. Влажностный режим помещения: сухой, группа VI,

t_в=25⁰ С, ;

.Определяем условия эксплуатации: А;

. Определяем сопротивление теплопередачи наружной стены:

, м² ·⁰С/Вт

где: t_в- температура внутреннего воздуха, t_в=25⁰ С ;

t_н - зимняя температура наружного воздуха, ⁰ С ;

∆t_н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности стены определяются по табл. 4.3, ∆t_н=6<10=> ≈10⁰ С;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху по табл. 4.2, n=1;

б_в -коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, определяется по табл. 4.4, б_в=8,7 м² ·⁰С/Вт.

Зимняя температура определяется как среднеарифметическое между температурами самых холодных суток и холодной пятидневки:

Принимаю: t_хс = -40⁰ С

t_хп= -45⁰ С

. Определяем толщину наружной стены:

Согласно формуле:

      (1,2)

Для нахождения искомой толщины слоя преобразуем формулу в другой вид:

 , м       (1,3)

где б_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной  поверхности ограждающих конструкций (для наружных стен, покрытый б_н = 23 Вт/ м² · ⁰ С);

д₁- толщина внутреннего сложного раствора, принимаем д₁=0,01;

д₃- толщина наружной цементно-песчаной штукатурки,  принимаем д₃=0,02;

л₁ -расчетный коэффициент теплопроводности сложного раствора, принимаем по прил. 4по графе Б, л₁=0,70 Вт/ м² · ⁰ С;

л₂-расчетный коэффициент теплопроводности аглопоритобетона 1600, принимаем по прил. 4 по графе Б, л₂=0,72 Вт/ м² · ⁰ С.

л₃-расчетный коэффициент теплопроводности цементно-песчаной штукатурки, принимаем по прил. 4 по графе Б, л₃=0,76 Вт/ м² · ⁰ С.

Рис.1 Расчетная схема наружной стены: 1 - внутренний сложный раствор толщиной 0,01м; 2 - определяемая толщина, кирпич глиняный сплошной; 3 - наружная цементно-песчаная штукатурка толщиной 0,02м.

Принимаем по ГОСТу 400 мм.

. Определяем степень инертности:

Степень инерционности ограждений конструкции устанавливаем по характеристике тепловой инерции, определяемой по формуле:

D=R₁· S₁+R₂· S₂+ R₃· S₃                                                         (1,4)

где S₁, S₂, S₃- коэффициенты теплоусвоения материала, отдельных слоев в  ограждающей конструкции, принимаем по прил.4

S₁= 8,95 , Вт/ м² · ⁰ С

S₂= 9,39 , Вт/ м² · ⁰ С

S₃= 9,60 , Вт/ м² · ⁰ С

R₁, R₂ -термическое сопротивление слоев

,        (1,5)

Подставив значение (1.5) в формулу (1.4), получим

, (1,6)

Исходя из неравенства (4<D<7)ограждение средней массивности выбрано, верно.

. На основании расчетов полная толщина стены составляет:

.2 Теплотехнический расчет покрытия

Теплотехнический расчет покрытия сводится к определению толщины теплоизоляционного слоя, укладываемого. на железобетонный настил делается по тем же формулам, таблицам, приложениям, приведенным в разделе 4.2.1 для расчета толщины стены.

где: t_в - температура внутреннего воздуха, t_в=25⁰ С ;

t_н - зимняя температура наружного воздуха, t_н =t_х.с -42,5 ⁰ С ;

∆t_н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности стены определяются по табл. 4.3, ∆t_н=8⁰ С;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности стены по отношению к наружному воздуху по табл. 4.2, n=1;

б_в -коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, определяется по табл. 4.4, б_в=8,7.

Рис. 2. Расчетная схема покрытия: 1 - железобетонная плита толщиной 3 см (0,03м); 2 - определяемый утеплитель из керамзитобетона;3 - стяжка из цементно-песчаного раствора толщиной 2,5 см (0,025м); 4 - трехслойный рубероидный ковер, 2см (0,02м).

По приложению 4 принимаем:

S₁= 16,95 Вт/ м²*⁰ С л₁=1,92 Вт/ м²*⁰ С 

S₂= 9,39 Вт/ м²*⁰ С л₂= 0,84 Вт/ м²*⁰ С

S₃= 9,60 Вт/ м²*⁰ С л₃= 0,76 Вт/ м²*⁰ С

S₄= 3,53 Вт/ м²*⁰ С л₄= 0,17 Вт/ м²*⁰ С

Найдем толщину утеплителя:

После определения толщины утеплителя, определяем степень массивности по тепловой инерции:

Так как D<4,значит температура трех суток неверна и делаем перерасчет:

Суммируя результаты подсчетов, определяем толщину покрытия:

.3 Светотехнический расчет

Район г.Чита находится в III световом поясе. Разряд зрительной работы VI. Нормируемое значение коэффициента естественного освещения будет, КЕО  , m-коэффициент светового климата определяют по таблице 5.2,

Определяем площадь световых проемов по формуле (1.10):

, м

где S_n - площадь пола помещения, S_п= 18*36=648 м² ;

e_н - нормированное значение КЕО;

K_з - коэффициент запаса, принимаемый по таблице 5.4, K_з=1,3;

n_о - световая характеристика окон, подсчитав отношения

по таблице 5.5,находим, что n_о=15;

K_зд - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями, K_зд=1 для отдельно стоящих зданий;

ф_о- общий коэффициент светопропускания определяется по формуле (1.11)

ф_о=ф₁*ф₂*ф₃

где ф₁ - коэффициент светопропускания материала по таблице 5.6 ф₁=0,8

ф₂- коэффициент светопропускания потерей света в переплетах светопроема по таблице 5.6, ф₂=0,6

ф₃- коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, ф₃=1

ф_о=0,8*0,6*1=0,48

r- коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхности помещения и подстилающего слоя прилегающего к зданию.

Для определения r нужно найти средневзвешенный коэффициент отражения света от стен, потолка и пола. Формула при боковом освещении имеет вид:

, м²

где P₁ - коэффициент отражения света для бетонных полов, P₁=0,15 - 0,20, принимаем P₁ =0,2

P₂ - коэффициент отражения потолка и пола при средних тонах принимаем P₂=0,4

F - площадь стен и потолка,

  По таблице 5.7 принимаем r= 1,5

Установив количество окон n= 5 в здании, определяют площадь одного окна:

_, м²

 м²

По ГОСТу 12506-81 принимаем высоту окна h_о= 3620 ширина b= 4850 мм.

Площадь одного окна 5,8 м²

.

Рисунок 3. Схема окна.

2.4 Расчет нагрузки на обрез фундамента

За расчетный фундамент следует принимать наиболее загруженную конструкцию, таковой является промежуточная опора, так как угловая опора принимает половину груза в отличии от промежуточной.

Рисунок 5 Схема плана здания с грузовыми площадками покрытия: 1,2,3,4 - поперечные координатные оси; А, Б, В, Г - продольные координатные оси; В₀ - шаг колонны; L₀ - пролет; F₁, F₂ -грузовые площадки.

Размер грузовой площадки определяется по формуле:

_,

где b - шаг колонны, 6 м;

l - пролет здания, 18 м.

_, м²

Установив расчетный фундамент и определив грузовую площадь, следует определить величины постоянных и временных расчетных нагрузок. Сумму этих нагрузок, действующих на фундамент, следует определить по формуле:

где q - вес 1 м² покрытия, т;

Q_сн - расчетная нагрузка от снега, т;

F_гр - расчетная грузовая площадь, м²;

Q_б.п. - расчетная нагрузка от веса несущей конструкции покрытия, т;

Q_кр - расчетная крановая нагрузка, т;

Q_ф.б. - нагрузка фундаментной балки, т;

Q_ст - нагрузка стены, приходящаяся на расчетный фундамент;

Q_оп - расчетная нагрузка от опоры, т.

Нагрузка 1м² покрытия определяется по формуле:

 , т/м²  

где - 1 м² плиты весит, 0,13 т/м²;

          - 1 м² утеплителя;

           - вес 1 м² цементной стяжки;

- вес 1м² рубероида - 3; трех - 9 кг.

где  - толщина утеплителя керамзитобетона, м;

- плотность утеплителя, кг/м³; 

  кг/м²

где  - плотность цементной стяжки, =2000кг/м³;

- толщина цементно-песчаной стяжки =0,025 м;

 кг/м²

 кг/м²

Расчетную нагрузку от веса опоры следует определять по формуле:

, т

где - площадь поперечного сечения опоры (колонны),

м²;

- высота опоры, м;

- плотность материала железобетона, кг/м³;

- коэффициент перегрузки по (таблице 6.1), .

 кг

Вес двухскатных железобетонных марок IБI-I2 и IБI-I8 и вес фермы ФС-I8A даны в (приложении 14). Расчетная нагрузка несущей конструкции покрытия составляет: 

, т

где - вес балки, т;

 кг

Расчетную нагрузку от веса стены следует определять по формуле:

, т

где  - площадь участка стены, приходящегося на расчетный  фундамент, (рисунок 6) м²;

- площадь окон на расчетном участке, м²;

 - плотность материала стены,  кг/м³;

- толщина стены, взятая по стандарту,  м;

- коэффициент перегрузки по (таблице 6.1), ;

, м²

м²

Площадь окна берем по ГОСТ 12506-81:

, м²

где - ширина окна,  м;

- высота окна,  м;

м²

 т

Рисунок 6. Схема расчетного участка стены

, кг

кг

Расчетную нагрузку от снега рассчитывают по формуле:

,т 

где - грузовая площадь, приходящаяся на 1м² горизонтальной  поверхности земли, по (приложению 2) смотрим район по весу  снегового покрова, II-70 кг/м²;

 - коэффициент перегрузки, по (таблице 6.2);

- грузовая площадь, приходящаяся на расчетный фундамент, =54;

Коэффициент перегрузки  для снеговой нагрузки на покрытие должен приниматься в зависимости от отношения нормативного собственного веса покрытия q ( включая и вес подвесного стационарного оборудования) к нормативному весу снегового покрова =100кг/;

 принимаем  по (таблице 6.2) равным:

 кг

т

Определяем размер фундамента, для этого необходимо знать глубину заложения фундамента:

, м

где Н^н - нормативная глубина промерзания грунта под открытой, оголенной от снега поверхностью за 10лет по(приложению 2) Н^н=2,30м; m_t - коэффициент влияния теплового режима на промерзание грунта у наружных стен с полами на грунте, m_t=0,7.

м.

Определяем размеры столбчатого фундамента, имеющего подошву в виде квадрата:

Рисунок 7. Сборный железобетонный столбчатый фундамент

где  - размер стороны квадрата подошвы фундамента, м;

Н_ф - глубина заложения, м;  m - коэффициент формы фундамента, для ступенчатых  фундаментов равен 0,85;  - плотность материала фундамента по (приложению 4), для железобетона = 2,5 т/м³;  R^р - расчетное давление на основание, определяют по (приложению 8), R^р=3 кг/м².

 м

Принимаем сборный железобетонный столбчатый фундамент:

Сечение колонны: 400x400 мм;

Блок-стакан: 1000x1000x1000 мм

Блок плита: 1500x1500 мм

Высота блок - плиты: h=300 мм

.5 Расчет состава и площадей

Санитарно-бытовых помещений.

Группа производственного процесса I в

Таблица 5 - Расчет состава административно - бытовых помещений

Предусматриваем площадь коридора 10% от площади бытовых помещений. Площадь коридора равна 24 м². Общая площадь помещения (с коридором) составляет 72 м².

Рекомендации по благоустройству бытовых помещений:

1.      душевые, умывальники, унитазы не примыкать к наружным стенам (разрыв ≥ 0,5 м).

2.      не совмещать душевые, гардеробные с туалетом.

.        в туалеты должен быть отдельный выход.

.        в гардеробных угловые шкафы не предусматривать.

Таблица 6

.6      Расчет технико-экономических показателей здания

Для определения сметы строительства определяем строительный объем здания:

где,- F общая площадь здания, м²

L общая ширина здания, м

, м²

где,- F₁ площадь помещения, м²

F₂ площадь крыши, м²

где,- h_cт- высота помещения, =h_пом +0,8+,м

h_ст=9,6+0,8+0,129=10,529 м

Объектная смета на строительство кирпичного здания котельной с двумя котлами

Стоимость строительства -2млн 797тысяч.

Заключение

В курсовых и расчетно-графических работах по дисциплине «Основы строительного дела» разрабатываются проекты промышленных зданий. Выполнение этих работ является важным этапом изучения дисциплины. Хорошее знание курса необходимо для правильной эксплуатации зданий и сооружений. В этой курсовой работе мы изучили исходные данные для проектирования промышленного здания: географические данные, данные, связанные с технологическими особенностями производства.

Список используемой литературы

1.  А.С. Чернышова - Основы строительного дела: Учеб. пособие /

Красноярск: КГТА,1995.-151с.

2.  Расчет элементов зданий на ПЭВМ: Метод. указание / В.И. Кочаневский - Красноярск: СТИ,1991.

3.      Грехов Г.Ф., Родионова В.В. Основы строительного дела в лесной промышленности - Л.; РИО ЛТА, 1975. - 162с.