Здание лицея на 432 учащихся

Введение

Необходимость проектирования и строительства новых общеобразовательных учреждений связана с принятием «Программы проектирования современных общеобразовательных учреждений». Эта программа, в свою очередь, опирается на утвержденную Министерством образования РФ «Концепцию социально-функциональных требований к организации системы и проектирования общеобразовательной школы I, II и III ступеней обучения». В соответствии с концепцией общего и среднего образования предполагается кардинальное изменение содержания и методов обучения общего образования, делавших школу в старых условиях мало восприимчивой к нововведениям. Концепция общего образования влечет за собой пересмотр материальной среды школы — по принципам организации сети и типам зданий, по организации структуры, состава и площадей помещений.

При сложившейся материальной среде, на 1 учащегося в Российской Федерации приходится примерно 4−6 м² площади, а по новой концепции развития сферы образования требуется не менее 16−20 м², и может достигать 25 м². Данное обстоятельство является обоснованием необходимости в проектировании и строительстве новых общеобразовательных учреждений — школ, лицеев, гимназий и др., даже при наличии в выбранном районе строительства таковых они не соответствуют действующим на настоящее время нормам (МГСН 4.06−96 «Общеобразовательные учреждения» и СП 2.4.2.782−99 «Школьные учреждения» [3]).

Задачей данного дипломного проекта является запроектировать здание лицея на 432 учащихся для районного посёлка Мокроус Саратовской области.

Лицей — общеобразовательное учреждение, реализующее общеобразовательные программы среднего (полного) общего образования, дающего учащимся углубленное изучение ряда предметов и профессиональную подготовку, и обеспечивающее непрерывность среднего и высшего образования. Лицей организуется как учреждение в основном III ступени.

Объемно-планировочная структура здания должна соответствовать назначению учреждения, его специфике и комфортным условиям эксплуатации, включая связь с участком школы в которой содержатся педагогический, гигиенический, архитектурно-типологический и градостроительный аспекты проектирования. При разработке проекта необходимо применять современные конструктивные решения, материалы, способы производства работ.

В дипломном проекте для выбранного района строительства целесообразнее включить в состав лицея начальную школу, с сохранением преобладающего количества учащихся старших классов. В таком случае соотношение параллелей учебных классов принимается 1:2:2.

Современные общеобразовательные учреждения проектируются как многофункциональные универсальные центры — для обслуживания учащихся и населения в свободное от учёбы время и в выходные дни. Данное обстоятельство также учитывается при разработке проекта.

1. Архитектурно-строительный раздел

1.1 Генеральный план

Генеральный план разработан с учётом существующей и перспективной застройки микрорайона.

Здание лицея на 432 учащихся будет расположено в юго-западной части районного посёлка Мокроус на свободном от застройки участке. Участок расположен между улиц Кольцевая и Степная, вдоль ул. Совхозная.

Здание размещается на участке таким образом, чтобы обеспечить оптимальную ориентацию классных комнат (на восток, юго-восток). С учётом перспективного развития р.п. Мокроус благоустройство выполняется по всему отведённому участку. Особенно уделяется внимание устройству подъездных дорог, благоустройству со стороны главного фасада и ул. Совхозной. Благоустройство территории выполнено на основе композиционного решения здания и функционального зонирования.

Оптимальность такого расположения заключается в том, что лицей будет находиться рядом с системой общественного транспорта — по улице Кольцевой (со стороны главного фасада) планируется автобусный маршрут и остановочный павильон. Со стороны бокового фасада А-Н, по улице Совхозной проектируется автостоянка на 20 машино-мест.

Участок ограждается по всему периметру декоративной кованной оградой высотой 2 м, с устройством 6 въездов на территорию лицея. Со стороны главного фасада от главных ворот до ступеней крыльца выполнено покрытие из тротуарной мелкоразмерной плитки, обустроены цветочные клумбы. Покрытие тротуарной плиткой предусматривается также со стороны боковых фасадов у входа в здание. Остальные проезды, пешеходные дорожки и площадки выполнены с асфальтобетонным покрытием.

Организация рельефа решена методом проектных отметок. Сечение рельефа горизонталями — через 0,5 м. Уклон имеет спокойный, ровный характер на юго-запад, абсолютные отметки земли колеблются от 102,25 м до 103,75 м. Вертикальной планировкой участка обеспечен отвод поверхностных вод от стен здания и со всей территории открытым способом: с тротуаров, отмосток, площадок и зелёных зон в лоток проезжей части.

На территории участка лицея предусмотрены спортивная зона, зона начальной военной подготовки, учебно-опытная зона, зона отдыха в составе:

А) спортивная зона:

· школьный стадион с беговой дорожкой;

· площадка для баскетбола;

· площадка для волейбола;

· 2 площадки для гимнастики начальных классов (для девочек и мальчиков отдельно);

· 2 площадки для гимнастики старших классов;

· летний бассейн 11,5×25,0 м.

Б) зона начальной военной подготовки, в том числе полоса препятствий.

В) учебно-опытная зона, (без теплицы); в соответствии с рекомендациями ЦНИИЭП учебных зданий Госкомархитектуры «По оборудованию и благоустройству пришкольных участков».

Г) зона отдыха, также в соответствии с рекомендациями ЦНИИЭП учебных зданий Госкомархитектуры.

Более подробный перечень зон и участков, а также различный сооружений приводится в экспликации зданий и сооружений на чертеже генерального плана (Лист № 1).

На площадках размещены малые архитектурные формы в соответствии с функциональным назначением. Вся свободная от застройки, асфальтовых покрытий и площадок территория максимально озеленяется высадкой высококронных деревьев, декоративных кустарниковых пород и высевом газонных трав и цветников. Для озеленения используется посадочный материал местных питомников. Расстояние от зданий и сооружений до деревьев — 5 м, до кустарников — 1,5 м.

Район строительства характеризуется следующими климатическими данными:

— среднемесячная температура воздуха в июле — +22,1°С;

— в т. ч. наиболее жаркой пятидневки — +27,6 °С;

— Среднемесячная температура воздуха в январе — -11,9 °С;

— в т. ч. наиболее холодной пятидневки — -27 °С.

Роза ветров характеризуется преобладанием в зимнее время южных ветров, а в летнее — северо-западных ветров. Средняя скорость ветра за зимний период составляет 5,6 м/с.

Климатический режим района благоприятен для самоочищения атмосферы от примесей.

В геологическом строении до глубины 12 м принимают участие суглинки апшеронского возраста, перекрытые почвенно-растительным современным слоем. Грунты — суглинки твёрдые, просадочные I типа, непучинистые.

Подземных вод до глубины 12,0 м скважинами не обнаружено.

Конструкция отмостки:

Мелкозернистый асфальтобетон, h=0,03 м (ГОСТ 9128−84)

Щебень h=0,1 м Песок среднезернистый h=0,1 м (ГОСТ 8736−85)

Конструкция проезжей части, тротуаров и площадок

Мелкозернистый асфальтобетон h=0,04 м (ГОСТ 9128−84)

Крупнозернистый асфальтобетон h=0,05 м (ГОСТ 9128−84)

Щебень рядовой h=0,2 м, М300 кгс/см² (ГОСТ 8267−82*)

Песок среднезернистый h=0,2 м (ГОСТ 8736−85)

Конструкция площадок с тротуарной плиткой

Плитка тротуарная повышенной прочности на основе природного камня (ГОСТ 24 099−80)

Песок среднезернистый h=0,1 м (ГОСТ 8736−85)

Для сопряжения проезжей части с тротуарами предусмотрены бортовые камни БР 100.30.15 на бетонном основании (ГОСТ 6665−91).

Растительный грунт под возводимыми сооружениями, зданиями, проездами, тротуарами рекультивируется.

Технико-экономические показатели по генплану:

Таблица 1

Элементы озеленения:

Таблица 2

1.2 Объёмно-планировочное решение

Описание функционального процесса.

Здание помимо учебных функций рассчитано на обслуживание спортивно — кружковыми мероприятиями взрослого населения в свободное от работы время.

Режим работы лицея:

Продолжительность рабочего процесса в год — 210 дней;

Количество смен — 1;

Продолжительность смены — 8 часов;

Объём учебной нагрузки преподавателям — по плану;

Количество учащихся — 432 чел (18 классов по 24 ученика в каждом);

Общее количество персонала в лицее — 187 чел.

Учащиеся начальных классов обучаются в закрепленных за каждым классом учебных помещениях, обучение учащихся старших классов осуществляется по классно-кабинетной системе, допускается использование учебных кабинетов по 2 дисциплинам. Функциональная схема здания представлена на стр.

В лицее организуется 2-разовое горячее питание для детей начальных классов и горячие завтраки для остальных детей. Питание организовано в столовой, работающей на сырье, технологическое оборудование работает на электричестве. В свободное от занятий время и в выходные дни столовая будет функционировать как кафе-клуб.

Для профессионального обучения в лицее предусматривается автокласс. Автокласс сблокирован со школьным гаражом. Группа продлённого дня для начальных классов не предусмотрена. Тир не предусмотрен.

В актовом зале лицея предусмотрен кинопоказ, к тому же предусмотрен отдельный видеозал.

Кабинеты физики и химии оборудованы специальными демонстрационными столами, где предусмотрены пульты управления проектной аппаратурой, подача воды, электричества, канализации. Для обеспечения лучшей видимости учебно-наглядных пособий демонстрационный стол установлен на подиум h=150 мм. В зоне учащихся устанавливаются двухместные ученические лабораторные столы (с надстройкой и без нее) с подводкой воды, электроэнергии, сжатого воздуха (лаборатория физики) и подводкой воды (лаборатория химии). Лаборатория химии оборудуется вытяжными шкафами, расположенными у наружной стены возле стола преподавателя.

Кабинеты иностранного языка включают следующее оборудование: стол преподавателя с пультом управления и тумбой для проекционных аппаратов; подставка под магнитофон и проигрыватель; секционные шкафы (встроенные или пристроенные) для хранения наглядных пособий и ТСО; лингафонные рецептивные установки.

Объёмно-планировочное решение здания находится в соответствии с требованиями МГСН 4.06−96 и СП 2.4.2.782−99 и отвечает комфортным условиям эксплуатации, включая связь с участком школы.

Здание лицея имеет 3 этажа и подвал. Высота этажа — 3,3 м.

За условную отметку 0,000 принята отметка чистого пола 1-го этажа здания, что соответствует абсолютной отметке на местности 105,60 м.

В подвале располагается дополнительное помещения книгохранилища библиотеки, кабинет заместителя директора, венткамеры, помещение водоочистной станции и узла её управления и др. помещения.

На 1-м этаже размещаются основной вход в учебный корпус со своим вестибюлем-гардеробом, столовой — эти группы помещений могут включаться в сферу внеучебной деятельности; и группой учебно-воспитательных помещений для начальной школы, специализированными группами помещений по естественным наукам и технологические группы помещений, связанные с трудом и профильным обучением.

Гардеробы с оборудованием ячеек для каждого класса. Гардеробы оснащаются вешалками для одежды и ячейками для обуви. Для начальных классов предусмотрен отдельный гардероб. На первом этаже предусмотрены: медкабинет, электрощитовая, комната младшего обслуживающего персонала, кабинеты начальной школы и игровые комнаты, лаборатории физики, химии с лаборантскими; санузлы для девочек и мальчиков старших и младших классов, канцелярия, лекционная аудитория. Отдельным блоком выделена группа помещений столовой. Столовая имеет следующий набор оборудования и помещений: цехи — горячий, холодный, мясо-рыбный, кондитерский, овощной; моечные для столовой и кухонной посуды; кладовые для сухих продуктов и овощей; охлаждаемые и низкотемпературные камеры для хранения мясных и особо скоропортящихся продуктов; бытовые помещения для персонала пищеблока; загрузочная-тарная; моечная для тары; холодильная камера для пищевых отходов; санузел для сотрудников столовой. Обеденный зал площадью 130,8 м² из расчета 0,7 м на одно место в зале, исходя из посадки 100% учащихся в 3 очереди. В столовой устанавливаются умывальники из расчета 1 кран на 20 посадочных мест. С хозяйственного двора в помещения столовой имеется отдельный вход через тамбур и разгрузучную. Для удобства разгрузки предусмотрена разгрузочная площадка с лестницей и пандусом.

Медицинский пункт включает следующие помещения: кабинет врача длиной 7 м (для определения остроты слуха и зрения учащихся), площадью 22,48 м; кабинет зубного врача, площадью 12 м, оборудованный вытяжным шкафом; процедурный кабинет, площадью 11,28 м, при медпункте оборудуется самостоятельный санузел с душем.

Второй этаж включает следующие помещения: мастерская ручного труда, кабинеты начальной школы, помещение хранения пособий по географии, кабинеты географии, пения рисования и черчения, литературы, русского языка, биологии, лингафонные кабинеты. Лаборантские, инвентарные помещения, библиотека и книгохранилище. В помещении библиотеки предусматриваются следующие зоны: читательские места, информационный пункт (выдача и прием литературы), места для работы с каталогами, фонды открытого доступа, фонды закрытого хранения, зона с кабинками для индивидуальных занятий с ТСО и боксы для хранения передвижных тележек. Предусмотрены отдельные санузлы для мальчиков и девочек, комната личной гигиены для женщин, общие санузлы. На втором этаже размещается спортивный зал 12×24 м, при высоте 6 м, в осях 6−18. При спортивном зале предусмотрены снарядная, площадью 19,76 м²; раздевальные для мальчиков и девочек отдельно, площадью 18,18 м² каждая. В каждой раздевальной — по 2 душевые, площадью 1,62 м² каждая; 1 санузел площадью 1,62 м² комната для инструктора, площадью 35,15 м². В состав помещений физкультурно-спортивного назначения включается помещение, оборудованное тренажерными устройствами.

Кроме того, на 2 этаже имеется холл-фойе и актовый зал (в осях 8−15) на 192 места с эстрадой. Размеры актового зала — 9×18 м (из расчета 0,65 м на одно место). При актовом зале предусматриваются 2 артистические, общей площадью 32,7 м; инвентарная, площадью 13,2 м.

На третьем этаже есть малый спортивный зал 9×18 м, высота — 5,7 м (в осях 8−15). При этом зале также имеются все необходимые помещения физкультурно-спортивного назначения. Также на 3 этаже имеются санузлы, кладовые уборочного инвентаря; мастерская ручного труда, кабинеты математики, информатики, истории, психолога, логопеда, военный кабинет с комнатой хранения оружия, кабинет директора, секретаря; учительская, фотолаборатория, видеозал, радиоузел и другие помещения.

В помещениях начальных классов, лабораториях, учебных кабинетах, мастерских, помещениях медицинского назначения, учительской, комнате технического персонала установлены умывальники.

Конструктивное решение здания.

В качестве основных материалов несущих и ограждающих конструкций применяется силикатный кирпич и сборный железобетон.

Наружные стены запроектированы толщиной 510 мм из силикатного кирпича по ГОСТ 379–95 марки по прочности М100, по морозостойкости F25, на растворе М100.

Внутренние несущие стены из керамического кирпича по ГОСТ 530–95 марки М100, на растворе М100.

Кирпичная кладка наружных стен в углах, местах примыкания внутренних стен армируется сетками из арматуры 4Вр-I c ячейкой 50×50 мм через три ряда кладки по высоте. Участки стен, насыщенные вентиляционными каналами, армируются 5Вр-I по контуру каналов через 4 ряда кладки по высоте, с обязательным армированием в уровне низа плит перекрытия и покрытия. В уровне верха плит перекрытия всех этажей выполняются арматурные швы из арматуры 10А-III непрерывно, по всем наружным и внутренним стенам. Опорные участки армируются сетками из арматуры 4Вр-I, уложенными в трёх верхних горизонтальных швах.

Внутренние перегородки выполняются из ячеисто-бетонных блоков по ГОСТ 21 520–89, толщиной 100 и 200 мм, класса В2,5, с =700 кг/м³. (Детали стен жилых кирпичных зданий с использованием блоков из ячеистого бетона (газосиликата) для Саратовской области СДТС М3.96−001 вып.№ 1)

Перемычки оконных и дверных проёмов железобетонные для зданий с кирпичными стенами по серии 1.039.1−1, вып. 4.

Утепление наружных стен и кровли — эластичные плиты из стекловолокна ISOVER O-LA, (=0,033 Вт/м· К).

Панели перекрытий сборные железобетонные многопустотные по серии 1.141−1 выпуск № 60, 63; 1.241−1 выпуск № 39. Плиты покрытия и перекрытия укладываются на цементный раствор М100, толщиной 20 мм Перекрытие спортивного зала пролётом 12 м — ребристые двухконсольные плиты плоского очертания типа «2Т», серия 1.042−1-2, вып. № 1,2

Лестницы — марши с полуплощадками, серия 1.050.1−2, вып. № 1,2 «Сборные железобетонные марши, площадки и проступи для многоэтажных общественных зданий, производственных и вспомогательных зданий промпредприятий».

Фундаменты — свайные. Сваи забивные железобетонные ГОСТ 19 804–91 марки С4−30 длиной 4 м. Ростверк железобетонный монолитный из бетона класса В15, W6 на сульфатостойком портландцементе по щебёночной подготовке с проливкой битумом. По ростверку уложены фундаментные блоки для стен подвалов ГОСТ 13 579–78* на растворе М50, с перевязкой не менее 300 мм. Фундаментные блоки также изготовлены из бетона на сульфатостойком портландцементе.

Окна — деревоалюминиевые с тройным остеклением. Оконные блоки марки JV7878 Evro-Falz-HM-WPL Schallschutzlasse 4 европейского стандарта из клеенного соснового бруса согласно ТУ 5360−001−41 733 565−97. Оконные блоки оснащены поворотно-откидной системой открывания в 2 плоскостях и имеют двойное резиновое уплотнение по всему периметру открывания. Конструкция окон обеспечивает полную герметичность, звуко-пыленепроницаемость. Защита от гниения и хороший внешний вид обеспечивается высококачественной акриловой краской (прочность покрытия не менее 2 баллов по ГОСТ 15 140–78). Сопротивление теплопередаче: 0,55 м²· °С/Вт; сопротивление воздухопроницаемости 9,8 кг/м² · °С, категория шумозащиты (4) -32 Дб. Данные свойства подтверждены испытаниями НИИ строительной физики г. Москвы, ин-том УралНИИДрев г. Екатеринбург.

Двери — деревянные наружные по ГОСТ 24 698–81, внутренние — по ГОСТ 6629–88 для жилых и общественных зданий.

Витражи лестничных клеток — алюминиевые по металлическому каркасу с трёхслойными стеклопакетами.

Технико-экономические показатели объекта:

Строительный объём здания — 31 960 м³;

В том числе подземной части — 6 432 м³;

Площадь застройки — 2 172,2 м²;

Общая площадь — 7 188,12 м²;

Полезная площадь — 6 972,48 м²;

Расчётная площадь — 6 109,90 м².

Данный проект лицея на 432 учащихся в р.п. Мокроус разработан для следующих условий:

· климатический районIII;

· расчётная зимняя температура наружного воздуха — -30 °С;

· нормативный скоростной напор ветра — 0,38 кПа;

· нормативная снеговая нагрузка — 1,0 кПа;

· нормативная глубина промерзания грунта — 1,5 м;

· Класс ответственности здания — I;

· Категория по взрывопожарной и пожарной опасности — Д (Ф4.1);

· Степень огнестойкости здания — II;

1.3 Архитектурно-художественное решение

Архитектура фасадов решается на основе пластики, заложенной в кирпичной стене и тёплых светло-бежевых тонах. Особенность фасадов состоит в том, что они нетрадиционны для типичных общеобразовательных учреждений.

Система коммуникаций, в отличие от традиционных коридорных решений, предложена в виде криволинейных очертаний в сочетании с зальными помещениями и световыми «стаканами» лестниц. Они могут использоваться для выставок детских рисунков. Решается задача преодоления синдрома обычной «коридорности» в таких учреждениях.

Сочетание разнообразных по форме, очертаниям и размеру внутренних пространств создает эффект интересной среды обитания.

При разработке архитектурного решения здания предусмотрена улучшенная отделка фасадов. В качестве отделочного материала используется:

o Фиброцементные плиты «Minerit-OPAL» из белого цемента с минеральными заполнителями. Плиты имеют рельефно-глянцевую поверхность и натурально-белый цвет. Толщина плит 20 мм. Анкеры и крепёжные петли — из коррозиоустойчивой высоколегированной стали Х18Н10. После монтажа плиты покрываются водозащитным составом «HUDROFUGOS-89».

o Декоративная минеральная штукатурка поверхностей стен фасадов, не закрытых бетонными плитами, по плитам утеплителя. Штукатурка покрывается глубокопроникающей акрилатной грунтовкой и акрилатной воднодисперсионной краской светлых тонов.

o Цоколь здания отделывается плитами под натуральный тёсаный камень.

Для отделки внутренних помещений лицея применяются высококачественные отделочные материалы. Внутренняя отделка помещений соответствует санитарно-гигиеническим и противопожарным требованиям в зависимости от их назначения. Стены подвальных помещений оштукатурены, окрашены клеевыми составами, низ стен — окрашен масляной краской.

Тамбур главного входа, низ стен первого этажа в вестибюле, гардеробе, рекреациях (на всех этажах) облицован мрамором светлых тонов. В отделке стен применяются: клеевая окраска по высококачественной штукатурке или покрытие жидкими обоями, облицовка плиткой.

Полы имеют покрытие: дощатое — в спортивных залах (рейки 55×55 мм ГОСТ 2685–83); мозаично-бетонное из бетона В20 — лестничные клетки, холлы, рекреации, вестибюль, гардероб; паркетное в актовом и видеозалах, линолеум многослойный на утепленной основе — в кабинетах, классных комнатах; плитка керамическая — санузлы, душевые.

1.4 Санитарно-техническое и инженерное оборудование объекта

Водоснабжение.

Водоснабжение лицея запроектировано единой системой хоз-питьевого и противопожарного назначения от наружной сети водопровода 100 мм. На месте врезки устраивается колодец 1500 мм. На вводе проектом предусматривается установка водомерного узла с водомером ВСКМ-50 с обводной линией. В подвале лицея установлена водоочистная станция с узлом управления.

По периметру здания предусмотрено устройство наружных поливочных кранов для полива прилегающей территории. Внутреннее пожаротушение принимается из пожарных гидрантов существующего водопровода III степени огнестойкости.

Предусматривается подводка воды к раковинам, установленным в учебных кабинетах. В санузлах предусмотрена установка поливочных кранов с подводкой холодной и горячей воды.

Системы внутренних сетей холодного и горячего водоснабжения запроектированы из стальных водо-газопроводных оцинкованных труб 15−80 мм по ГОСТ 3262–79. Трубные разводки выполнены скрытыми с возможностью эксплуатации через съёмные лючки. Для подающих и циркуляционных трубопроводов систем горячего водоснабжения, включая стояки, кроме подводок к санитарным приборам, предусмотрена тепловая изоляция.

Вентиляция.

В здании принята приточно-вытяжная вентиляция с кондиционированием воздуха с механическим и, в некоторых случаях, с естественным побуждением воздухообмена, ассимиляция теплоизбытков в помещениях осуществляется также Fancoil-ами в режиме «холод», работающих в качестве местных доводчиков, совместно с центральными системами кондиционирования. Все установки приточной вентиляции и кондиционирования воздуха приняты из унифицированных секций фирмы AIRCHAL YORK.

В кондиционерах принята следующая последовательность обработки воздуха: в холодный период года (режим работы кондиционера «зима») поступающий в кондиционер воздух после очистки в фильтре подогревается в калорифере 1-подогрева, увлажняется в поверхностном увлажнителе, догревается в секции 2-го подогрева и после шумоглушителя подаётся в помещение. В тёплый период года (режим работы кондиционера «лето») воздух после очистки в секции фильтров охлаждается в водяном воздухоохладителе, после чего вентилятором через шумоглушитель подаётся в помещение. В помещениях с влагоизбытками и без постоянного пребывания людей увлажнение воздуха не предусматривается. Подача и удаление воздуха в помещениях предусматривается регулируемыми решётками фирмы TROX.

Вентиляционное оборудование выполнено в шумозащищённом исполнении.

Предусмотрена звуковая изоляция стен и пола венткамер звукопоглощающими материалами. На всех вентсистемах установлены шумоглушители. Все вентиляторы и насосы имеют гибкие вставки и при необходимости виброизолирующее основание.

Снабжение систем кондиционирования воздуха осуществляется от центральной установки холодоснабжения, состоящей из двух холодильных машин (1 рабочая и 1 резервная) YORK типа YCAM-240 холодопроизводительностью 185 кВт каждая, установленных на кровле здания. Холодоноситель — вода t=7−12⁰C. (расход холода: 0,172 МВт).

Бак отепленной воды с насосами установлены в подвале. Все трубопроводы системы холодоснабжения и бак теплоизолируются.

Отопление и горячее водоснабжение.

Запроектирована двухтрубная тупиковая система отопления с нижней разводкой, от индивидуальной модульной котельной. Теплоносители: вода 90−70⁰С — для нужд отопления и вентиляции; вода 60⁰С — в системе горячего водоснабжения. Давление в прямом трубопроводе — 0,5 МПа, в обратном — 0,2 МПа. Статический напор в системе теплоснабжения и горячего водоснабжения — 0,2 МПа. Избыточное давление на выходе из котельной: в подающем трубопроводе — 0,25−0,45 МПа, в циркуляционном трубопроводе — 0,2 МПа (2 атм.).

Подогрев воды осуществляется в скоростном пластинчатом теплообменнике, затем вода подаётся в ёмкий подогреватель и насосами подаётся в систему горячего водоснабжения. Для обеспечения постоянного расхода воды в системе устанавливаются 2 аккумуляторных бака по 25 м³.

В качестве нагревательных приборов приняты радиаторы стальные типа «Корад», в помещениях с повышенными требованиями к комфорту — четырёх трубные Fancoil-ы.

Трубопроводы теплового пункта запроектированы водо-газопроводные оцинкованные по ГОСТ 3262–75*. Все трубопроводы и оборудование покрываются антикоррозионным составом и теплоизолируются.

Газоснабжение.

Газоснабжение проектируется от газопровода высокого давления (давление газа 3,5 кг-с/см²). Подсоединение котельной устраивается через газораспределительный пункт. Основное топливо — газ природный ГОСТ 5542–87, =7900 ккал/м³. Годовой расход газа котельной 0,5· 10⁶ м/год, часовой расход 240 м³/час. В котельной устанавливается 2 котла 1СВО-1,0ГН с блочными горелками ГБЛ-0,7 и пультом управления. Дымовые газы выводятся в дымовую трубу высотой 32 м 500 мм. Мощность котельной — 1,4 Гкал/час Резервное топливо — печное бытовое ТУ 38 101 656−76.

Электроснабжение и освещение.

Потребляемая мощность — 400 кВт, 72 кВт — приготовление пищи в столовой. Основное электроснабжение от существующей высоковольтной сети ВЛ 10 кВ. Резервное питание — от новой линии ВЛ 10 кВ, предусмотренной для очистных устройств.

Проект предусматривает следующие виды освещения: рабочее, аварийное (эвакуационное), охранное, ремонтное. Приборы освещения относятся к потребителям 1 категории надёжности электроснабжения, указатели «Выход» — особой группе 1 категории.

Для освещения помещений, в основном, приняты светильники с люминесцентными лампами с зеркальными отражателями на 2 ввода 220 В (с пускорегулирующими аппаратами с особо низким уровнем шума и быть рассеянного света). В основных помещениях подключение светильников предусмотрено таким образом, чтобы при исчезновении напряжения на одном из них освещение оставалось равномерным. В целях устранения стробоскопического эффекта подключение светильников выполняется с чередованием фаз.

Светильники в учебных помещениях устанавливаются рядами, параллельно наружным стенам с окнами. Предусматривается раздельное (по рядам) включение светильников, имея в виду освещение в первую очередь части помещения, удаленной от окон.

Во всех помещениях предусматривается скрытая электропроводка. В кухнях, кладовых, туалетных и других подсобных помещениях — открытая электропроводка.

Светильники аварийного освещения приняты того же типа, что и рабочие, но подключены к щиткам ЩАО, запитанным особо.

Эвакуационное освещение предусматривается светильниками со встроенными аккумуляторами ёмкостью на 3 часа. Эти светильники «выход» подключены через щиток ПЩО по 1 категории особой группы надёжности электроснабжения к источникам питания (предусматривается в вестибюлях, гардеробных, коридорах, лестничных клетках, рекреационных помещениях, спортивном и обеденном залах, зрительном зале, мастерских, киноаппаратной электрощитовых, вентиляционных камерах, тепловых узлах, насосных, при обеспечении освещенности 2 лк).

Для обеспечения освещённости не менее 10 лк сторон здания, на стенах на поворотных кронштейнах устанавливаются светильники охранного освещения.

Ремонтное освещение осуществляется напряжением 36 В, для чего в соответствующих помещениях устанавливаются ящики с понижающими трансформаторами 220/36 В.

Сети освещения выполняются проводом ПГВ с медной жилой в водо-газопроводных трубах, электропроводка к отопительным агрегатам типа Fancoil в стальных трубах за фальшь-стеной. Распределительные сети в кабинетах и основных помещениях, к электрооборудованию предусматриваются в кабельных желобах Legrand, позволяющих легко производить изменение трассировки. Проектом предусматриваются электрощиты ЩО70 с автоматическими выключателями и панелью АВР импортного производства. В состав щита ЩО70 входят панели учёта ЩО70−1-96 со счётчиками активной (САЧУ-И672М) и реактивной (СР4У-И672М) энергии. Металлические корпуса светильников занулены.

В помещении электрощитовой проектом выполнен внутренний контур заземления из полосовой стали 25×4 мм, который присоединяется к наружному контуру заземления с R1,5 Ом.

Слаботочные устройства.

Часофикация предусматривается установка электронных часов типа «Электроника 7−06К» на входе в холле и часов типа «Электроника 7−06М» — в рекреациях на этажах.

Телевидение. Для воспроизведения телевизионных сигналов предусмотрена установка телевизионной антенны коллективного пользования типа АТВК-5/1,3. Установка телевизоров предусматривается в классах, учебных кабинетах, лабораториях, мастерских, зрительном зале, лекционной аудитории, библиотеке, кружковых помещениях, кабинете директора, учительской. Распределительная телевизионная сеть между этажами и подвалом выполняется кабелем радиочастотным марки РК-75−9-12, прокладываемом в стальной трубе 50 мм, подвод к розеткам выполняется в специальных электротехнических плинтусах Legrand. В качестве оконечных отводящих и проходных телевизионных розеток применяются розетки Legrand.

Телефоннная связь. В учительской, кабинете директора, секретаря предусматривается установка телефона. Проектом предусматривается организация селекторной связи из кабинета директора и секретаря, радиоузла — центральный пульт, с основными учебными кабинетами и помещениями лицея. Монтаж устройств телефонизации и переговорных устройств по СНиП 3.01.01−85 «Общие инструкции по строительству линейных сооружений ГТС», ВНТП «Проводные средства связи. Часть II. Станции городских и сельских телефонных сетей».

Радиофикация предусматривается от существующих радиосетей через радиостойку на крыше здания. Радиоточки предусматриваются в учительской, кабинете директора, заместителя директора по учебно-воспитательной работе, врача, в канцелярии, киноаппаратной, радиоузле, комнате мастера, кабинете инструктора физического воспитания, технического персонала и рекреационных помещениях. Проектом предусматривается установка 3-х программных приёмников мощностью 1 Вт типа «Невотон ПТ-307», который предназначен для приёма и воспроизведения 3 радиопрограмм, 3-х программного проводного вещания (ТПВ), индикации текущего времени и работы в качестве радиотаймера. Распределительные сети радиофикации между этажами и в подвале выполняются трансляционным проводом марки ППЖ-1×1,8, прокладываемом в трубе 32 мм. Абонентская сеть к радиоприёмникам выполняется трансляционным проводом ПТПЖ-2×1,2, прокладываемом в специальных электротехнических плинтусах фирмы Legrand (Франция).

Пожарная сигнализация.

Тепловая автоматическая пожарная сигнализация предусматривается в следующих помещениях: кабинетах черчения, лабораториях физики и астрономии, химии, биологии, лаборантских физики, химии, биологии, лаборантских при учебных кабинетах, учебных мастерских, универсальной мастерской по техническим видам труда, мастерских обслуживающих видов труда по обработке тканей, по кулинарии, учительской и учебно-методическом кабинете, раздевальных при учебно-спортивных залах, снарядных, кабинете инструктора, эстраде, техническом центре (радиоузел, дикторская, комната для ремонта аппаратуры, фотолаборатория), инвентарной при актовом зале-лекционной аудитории, обеденном зале, кладовой сухих продуктов, загрузочной — тарной, бельевой при кухне, хозяйственной кладовой при кухне, канцелярии, комнате технического персонала и хозяйственной кладовой, в игровых, комнатах хозяйственного инвентаря, медицинских комнатах. Автоматическая пожарная сигнализация, реагирующую на дым предусматривается в кабинетах информатики, зрительном зале, помещениях библиотеки, вестибюлях и гардеробных с сушилкой, гардеробных, кладовых индивидуального спортивного инвентаря. Сигнал о срабатывании АПС выводится в помещение с круглосуточным пребыванием дежурного персонала и в ближайшую пожарную часть.

Автоматизация.

Проектом предусмотрена независимая схема подключения систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения через автоматизированные блоки, устанавливаемые в тепловом пункте.

В проекте применены Fancoil-ы, оснащённые комплектом средств автоматизации. Вариант исполнения — 8.1.2 ОС 4М-401 005 900. Выносной пульт управления с встроенным датчиком температуры обслуживает несколько Fancoil-ов в пределах помещения и располагается в удобном для обслуживания месте не ближе 2 м от окна и ближайшего Fancoil-а. При срабатывании выходных реле лучей станции пожарной сигнализации происходит автоматическое отключение катушек магнитных пускателей, установленных на вводных цепях силовых щитов, питающих системы вентиляции.

Автоматическое регулирование и блокировка предусмотрены:

— в системе отопления с установкой регулятора расхода, давления и температуры теплового узла;

— во всех системах вентиляции отключение при возникновении пожара;

— установленными на Fancoil-ах регулирующими клапанами для тепло и холодоносителя для местного регулирования температуры внутреннего воздуха для включения системы П1, противодымной вентиляции при возникновении пожара;

— в системах кондиционирования воздуха. Для поддержания заданного значения и с необходимой точностью температуры и влажности приточного воздуха в воздуховоде за вентилятором (после шумоглушителя), обеспечения нормальной работы кондиционера, своевременной сигнализации об отклонении контролируемых параметров за допустимые пределы и об аварийных ситуациях кондиционер оснащён системой автоматического контроля, регулирования и управления.

Управление всеми системами предусмотрено из помещений, в которых они установлены (технические помещения, венткамеры).

При повышении уровня стоков в трубах канализации на выпуске, автоматически закрываются задвижки на подводящих сетях канализации.

Для питания электрической системы автоматизации используется переменный ток напряжением 220 В (фаза-ноль) от силового распределительного пункта трансформаторной подстанции.

Канализация.

Отвод сточных вод от лицея производится в септики (тип. пр. 902−3-73.1.87). Оттуда после обеззараживания в контактном резервуаре, стоки поступают в резервуар накопитель емкостью 50 м³. Обеззараженные сточные воды из резервуара-накопителя вывозятся на существующие поля фильтрации. Внутриплощадочные канализационные сети до септиков составляют 263,0 м.

Отвод поверхностных вод от стен здания и со всей территории открытым способом: с тротуаров, отмосток, площадок и зелёных зон в лоток проезжей части.

Внутренние сети канализации запроектированы из чугунных канализационных труб 50−100 мм по ГОСТ 6942.3−80. Трубные разводки выполнены скрытой проводкой с обеспечением доступа к прочисткам и ревизиям через лючки. Предусмотрена окраска труб битумным лаком за 2 раза.

Внутренние водостоки.

Для отвода дождевых вод с кровли здания предусматривается система внутренних водостоков на отмостку у здания. Для приёма дождевых и талых вод на кровле установлены водосточные воронки ВР-I по ТУ 36−2426−81. Расчетный расход дождевых вод с кровли здания составляет 7,36 л/с, в систему внутренних водостоков осуществлён сброс охлаждённого конденсата от приборов Fancoil с расходом 0,0028 л/с (сброс осуществляется равномерно в течение суток только в летнее время).

Выпуски из здания проектируются в септики.

Внутренние водостоки запроектированы из чугунных канализационных труб 50−100 мм по ГОСТ 6942.3−80 с окраской битумным лаком за 2 раза. Подключение Fancoil-ов выполнено из стальных труб 50 мм по ГОСТ 10 704–91. Окраска стальных труб предусмотрена масляной краской за 2 раза.

Мусороудаление.

Основным видом отходов на данном объекте является бытовой мусор, который предусмотрено складировать в контейнеры (у хозблока на хозяйственном дворе) и вывозить мусоровозами в установленном порядке по системе сменной тары в место, отведённое для свалки, согласованное с ЦГСЭН. Мусоросборники обеспечиваются плотно закрывающимися крышками. Их устанавливают на бетонированной площадке.

На площадках отдыха и площадок для подвижных игр предусмотрена установка урн для мусора.

Во время строительства строительный мусор будет вывозиться на свалку, разрешённую ЦГСЭН.

1.5 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Здания общеобразовательных учреждений проектируются с учетом максимального энергосбережения в соответствии с #M12291 1 200 000 376МГСН 2.01−99#S «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению» и с обязательным соблюдением требований СНиП II-3−79* Строительная теплотехника.

Теплотехнический расчёт выполняется для определения потерь тепла через ограждающие конструкции. Выполненные расчётно-аналитические и проектные разработки показывают, что самыми экономичными теплоэффективными ограждающими конструкциями являются конструкции с наружной теплоизоляцией (система утепления стен с оштукатуриванием фасадов). Такая теплоизоляция защищает стену от переменного замораживания — оттаивания, атмосферных воздействий, что увеличивает долговечность несущих конструкций.

Утепление наружных стен и кровли — эластичные плиты из стекловолокна ISOVER O-LA, обеспечивающие не только высокую степень теплоизоляции (=0,033 Вт/м· К), но и требуемое сопротивление нагрузке благодаря вертикальному расположению волокон и небольшой номинальной плотности плиты. Соответствуют ГОСТ 9573–82*. Плиты ISOVER O-LA предназначены для утепления фасадов под штукатурку и плоских крыш под рулонные кровли. Изготовлены из вторично используемого стекла, песка, соды и известняка путем расплавления стеклообразующей смеси при температуре свыше 1400 °C. Плиты негигроскопичны, выдерживают старение, не деформируются, обеспечивают хорошую звукоизоляцию. Огнестойкость EI 60.

Требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

n=1- коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (табл. 3*,[10]);

=18 °С — расчётная температура внутреннего воздуха, согласно [1, 4].

=­27 °С — расчётная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки [11

=8,7 — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (табл. 4*,[10])

=4 °С — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающей конструкции (табл. 2*,[10]);

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, исходя из условия энергосбережения для наружной стены по 2 этапу (табл. 1б, [10]), определяется, в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП), по формуле:

— средняя температура отопительного периода;

Z — продолжительность отопительного периода,

ГСОП=(18-(-5))· 198=4554, тогда по таблице 1б =3,0.

Термическое сопротивление:

кирпичной кладки м²· °С/Вт;

воздушной прослойки R_в=0,14 (по приложению 4 [10]);

наружной штукатурки м²· °С/Вт;

внутренней штукатурки ;

Тогда, откуда

м²· °С/Вт.

=2,12· 0,033=0,07 м.

Принимаем толщину утеплителя 100 мм.

Градусо-сутки отопительного периода в соответствии с [10]:

=(15+5)· 198=3960 °С· сут.

По таблице 1б для второго этапа =4,2.

Термическое сопротивление 4 слоёв гидроизоляции кровли и 1 слоя пароизоляции:

Термическое сопротивление железобетонной плиты (полка толщиной 30 мм):

.

Требуемое термическое сопротивление утеплителя:

.

Толщина утеплителя =4,0· 0,033=0,132 м. Принимаем толщину плит утеплителя 150 мм.

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции покрытия, исходя из условия энергосбережения по 2 этапу (табл. 1б, [10]), определяется, в зависимости от значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП), по формуле:

— средняя температура отопительного периода;

Z — продолжительность отопительного периода,

ГСОП=(18-(-5))· 198=4554 °С· сут., тогда по таблице 1б =4,45.

Термическое сопротивление 4 слоёв гидроизоляции кровли и 1 слоя пароизоляции:

Термическое сопротивление железобетонной плиты с круглыми пустотами 159 мм:

для железобетона =0,04 м (толщина полок), =1,92;

R_в=0,15 — воздушной прослойки (по приложению 4 [10]);

тогда

отсюда получаем R_ут=4,15 и =4,15· 0,033=0,136 м. Принимаем толщину плит утеплителя 150 мм.

2. Расчётно-конструктивный раздел

2.1 Вариантное проектирование

В целях принятия экономически эффективного, менее трудоёмкого конструктивного решения покрытия спортзала лицея (размерами в осях 12 000×25 340 мм) рассмотрены следующие варианты.

I. Типовые железобетонные ребристые плиты покрытия массового применения размером 3×12 м (серия 1.465.1−10/82). Плиты покрытия воспринимают нагрузку от кровли, снега, вентиляционных и других устройств и передают её на стены. Поперечные рёбра располагаются через 1500 мм (I типоразмер) и через 1000 (II и III типоразмеры). Поперечные рёбра армируются плоскими сварными каркасами, полка — сварной сеткой. Арматурные изделия изготовляют из стали класса А-III, А-I, В-I. В качестве напрягаемой арматуры применяется Ат-IV, Ат-V, Атп-V, А-V, А-IV, А-III, высокопрочную проволоку Вр-II 5 мм и канаты К-7 12, 15 мм. Монтажные петли изготовляют из арматуры класса А-I (марки ВСт3пс2, ВСт3сп2) Ас-II (марки 10ГТ). Предел огнестойкости плит — 0,5 ч.

II. Плиты двухконсольные типа «2Т» размером 3×12 м с продольными рёбрами, расположенными на расстоянии 1,5 м и имеют консольные свесы полок. Благодаря меньшим изгибающим моментам в поперечном направлении ребер не делают, форма плиты упрощается по сравнению с I вариантом. Продольные рёбра при таких размерах плиты имеют предварительное напряжение и изготовляются заранее, а затем бетонируются полки. Связь рёбер с полкой создаётся устройством выпусков арматуры и сцеплением бетона. Раздельное изготовление плиты позволяет снизить класс бетона полок до В15.

III. Плита-оболочка КЖС размером 3×12 м. Конструкция этой плиты представляет собой короткий цилиндрический предварительно напряжённый свод-оболочку с 2 рёбрами-диафрагмами сегментного очертания. Продольные рёбра имеют уширения в нижней и верхней частях. Гладкая полка плит — толщиной 40…50 мм в середине пролета и 140…160 в торце у опор. Верхняя поверхность оболочки представляет собой квадратичную параболу.

Таблица приведённых затрат по сравниваемым вариантам.

Таблица 2

По технико-экономическим показателям ребристые плиты 1 и 2 варианта немного уступают КЖС, но их преимущество в том, что возможно применение средств механизации в производстве кровельных работ. По криволинейной поверхности сводчатых плит это затруднено. На основе приведенных технико-экономических показателей и калькуляции трудовых затрат на устройство покрытия спортзала в лицее, принимая во внимание наличие других факторов, за основное конструктивное решение приняты плиты типа «2Т».

2.2 Расчёт плиты покрытия типа «2Т»

Исходные данные.

Плита покрытия 3×12 м.

Здание I класса ответственности.

Бетон класса В20 по прочности на сжатие, подвергнутый тепловой обработке при атмосферном давлении. R_b=11,5 МПа, R_bt=0,9 МПа, R_{b, ser}=15,0 МПа, R_{bt, ser}=1,4 МПа, Е_b=24· 10³ МПа. Коэффициент работы бетона, учитывающий длительное действие нагрузки =0,9. Напрягаемая арматура — из стали класса A-IV: R_s=510 МПа, R_{s, ser}=590 МПа, E_s=1,9· 10⁵ МПа.

Ненапрягаемая арматура в торцевых рёбрах — стержневая горячекатаная из стали класса Aт-III, R_s=355 МПа, R_sw=285 МПа (6−8 мм), R_s=365 МПа (10−40 мм). В полке плиты — холоднотянутая проволочная арматура из стали 5Вр-I, R_s=360 МПа.

Компоновка плиты.

Верх плиты плоский.

Номинальная длина L=12 м. Учитывая ширину швов между торцами плит 50 мм, фактическая длина плиты L₁=12 000;2· 50/2=11 950 мм. Длина опирания продольных ребер плиты — 150 мм. Расчётный пролёт плиты определяется как расстояние между серединами площадок опирания: L₀=11 950;2· 150/2=11 800 мм.

Номинальная ширина плиты 3 м. Фактическая ширина плиты с учётом ширины шва между соседними плитами 20 мм составляет: В₁=3000−20=2980 мм.

Продольные рёбра плиты располагаем на таком расстоянии одно от другого, чтобы каждое ребро приходилось посередине своей половины полки, т. е. В₀=В/2=1500 мм. Общая высота рёбер вместе с толщиной полки унифицирована и равна L/20=600 мм. Средняя ширина ребра 160 мм. С учётом угла наклона боковых граней ребер к вертикали 1/10 ширину ребра поверху принимаем 205 мм, а понизу — 115 мм. Толщина полки 50 мм по краям плиты, 65 мм — у рёбер (см. Рисунок 1).

Для упрощения вычислений ведем расчёт одного продольного ребра плиты. Геометрические характеристики сечения плиты:

— средняя толщина полки =(65+50)/2=57,5 мм.

— Полная ширина сжатой зоны полки, вводимой в расчёт из условия, что ширина свеса полки в каждую сторону от ребра равна 6=345 мм, составляет =2· 345+160=850 мм (Рисунок 2).

Нагрузки на 1 м² поверхности плиты.

Таблица 3

При определении погонных нагрузок на продольные рёбра плиты, вычисленные нагрузки умножаем на ширину 1,5 м и на коэффициент надёжности по назначению, равный для зданий первого класса ответственности =1,0.

Расчёт прочности нормальных сечений продольных ребер плиты.

За расчётное нормальное сечение принимаем приведенное тавровое сечение.

По формуле 26 определяем характеристику сжатой зоны сечения из тяжёлого бетона:

Минимальное значение поперечной силы, воспринимаемое сечением элемента из тяжелого бетона по п. 3.31 [15]:

Следовательно необходим расчёт поперечного армирования. Максимальный шаг поперечных стержней s (в соответствии с п. 5.77 [15]) на приопорных участках, равных ¼ пролета sh/3, s<500 мм. Принимаем s=h/3=200 мм. На остальной части пролёта s3h/4 и s500 мм, принимаем s=450 мм.

По условиям 81 и 83 определяем сечение поперечных стержней, расположенных в одной плоскости, нормальной к продольной оси элемента:

В качестве поперечной арматуры принимаем стержни из стали класса A-III, R_sw=285 МПа.

В качестве поперечной арматуры устанавливаем двухсрезные стержни 6A-III с общей площадью сечения 56,6 см². В средней части пролёта устанавливаем стержни с шагом 450 мм 6A-III. Армирование плиты — Рисунок 6.