Высотные здания. Причины возникновения. Основные проблемы. Особенности. Методология строительства инженерных систем.

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

Высотные здания. Причины возникновения. Основные проблемы. Особенности. Методология строительства инженерных систем.

Высотные здания - здания высотой более 75 м (в России).

Причины:

● Высокая стоимость земли и плотность застройки в городах

● интенсивный рост населения

● Развитие технологий

 

Проблемы:

● Проектирование инженерных систем резко отличается от проектирования других зданий

● Каждое высотное здание - архитектурное произведение искусства, применяемые для решения всегда сугубо индивидуальны.

● Необходимость в использовании автономных инженерных систем для энергосбережения.

● - Рациональная эффективность современных инженерных решений по жизнеобеспечению и оснащенности здания, энергосбережению и комфортности обслуживания.- Рациональная эффективность современных инженерных решений по жизнеобеспечению и оснащенности здания, энергосбережению и комфортности обслуживания.

 

 

Особенности:

● Высокое энергопотребление

● В подвальном или на первом этаже, а также на технических этажах следует предусмотреть помещения для размещения зонного оборудования (ЦТП, ТП, теплообменники, насосы, системы вентиляции и кондиционирования и т.д.)

● влияние температурного удлинения трубопроводов и колебание верх­ней зоны от действия ветровой нагрузки.

● Учет возможных отклонений от вертикали высотного здания при проектировании лифтов

 

Методология:

● Здание - единая энергетическая ячейка (форма, ориентация, ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства и т.д. - связаны между собой).

● Строительство в соответствии с климатом (использование нетрадиционных источников энергии, естественного освещения, естественной вентиляции, технологий энергосбережения, системы умный дом).

единый энергетический центр; ЭЦ: Совокупность устройств и оборудования, вырабатывающего теплоту и холод для нужд теплоснабжения и холодоснабжения высотного здания или комплекса, размещаемого в едином блоке помещений.

Основы естественной вентиляции, климатизации и естественного освещения высотного здания.

 

Естественная вентиляция

Из-за возникающих трудностей возраста- ния скорости ветра с увеличением высоты, так как давление ветра пропорционально квадрату его скорости, регулирование возду- ха в высотных зданиях обеспечивается, как правило, современными системами конди- ционирования воздуха [18].

Кроме того, были разработаны новые конструктивные решения по использова- нию естественной вентиляции в результате проведения ряда научно-исследовательских работ. Примерами реализации таких реше- ний являются системы используемые в зда- ниях «Commerzbank» высотой 259 метров и «MAIN TOWER» высотой 200 метров, возве- денных в Германии [17].

По сравнению с обычными системами кондиционирования воздуха обеспечение естественной вентиляции является наиболее преимущественным методом. Использование естественных методов вентиляции ока- зывает влияние на субъективное ощущение улучшения качества микроклимата, обеспечивает увеличение времени прибывания в помещениях, а также возможность уменьшения энергозатрат на создание и поддержание микроклимата здания.

Благодаря возможности естественного проветривания путем открытия окон и луч- шего естественного освещения большинство служащих (89%) предпочитают здания без системы кондиционирования воздуха, что отмечено в зарубежном исследовании 480 офисов [19]. Люди, находящиеся в помеще- нии с естественной вентиляцией, оказыва- ются более терпимы и воспринимают более широкий диапазон колебаний температуры воздуха в помещениях [20], что позволяет дополнительно снижать энергозатраты на климатизацию зданий.

Возможности более широкого регулиро- вания параметров микроклимата помещения при использовании естественной вентиля- ции позволяют уменьшить энергозатраты на климатизацию здания, при этом кроме эф- фекта прямой экономии энергии может быть реализован и эффект косвенной экономии Например, в ночное время с целью охлажде- ния массивных ограждающих конструкций прохладным ночным воздухом, может при- меняться естественное проветривание зда- ния, что позволяет снизить как пиковые, так и общие нагрузки электроэнергии [21].

Именно благодаря особенностям исполь- зования специализированных оконных кон- струкций естественное проветривание в двух упомянутых выше высотных зданиях («Commerzbank» и «MAIN TOWER») ста- ло реализуемо, при этом использовались совершенно разные подходы: естественное проветривание в здании «Commerzbank» осуществляется посредством двухслойного вентилируемого фасада, а в здании «MAIN TOWER» — посредством окон специальной конструкции с оконными створками, выдви- гаемыми параллельно фасаду. Определяю- щими при выборе той или иной конструкции окон являлись вопросы, связанные с аэроди- намикой, однако требовался учет и других факторов, в частности солнцезащиты [22].

 

Климатизация

Для зданий в жаркой летней и холодной зимней зоне России выбор ориентации дол- жен быть сбалансирован с конкретными формами и учитывать влияние солнечного излучения в разные сезоны. Другими сло- вами, он должен уменьшить тепло солнеч- ного излучения летом и увеличить прирост излучения зимой. Изменяя взаимное рас- положение зданий, их форму и ориентацию по сторонам света, планировку внутреннего пространства, можно существенно коррек- тировать микроклимат открытых и закры- тых пространств, отклоняя ветер и раскры- вая застройку солнцу.Результаты взаимодействия архитектур- ной формы и векторных климатических факторов могут быть смоделированы еще на стадии эскизного проектирования, что по- зволяет направленно изменять микроклимат закрытых пространств, используя инженер- но-технические средства формирования их комфортного микроклимата уже как вспомо- гательные. В сложной системе инженерных и технических решений пассивного солнеч- ного дома ведущая роль принадлежит его энергоэффективной архитектуре — совокуп- ности композиционных, функциональных и планировочных решений здания и его участ- ка, обеспечивающих комфортную среду оби- тания для человека и энергоэффективность эксплуатации здания. Расчетные данные по- казывают, что в условиях высокой контраст- ности сторон горизонта муссонного климата умеренных широт регулирование векторных климатических факторов только архитектур- ными средствами позволяет компенсировать от 38 до 57% затрат на отопление здания [25].

 

 

Естественное освещение

Широкое применение осветительных си- стем и устройств на базе самых передовых технологий для

помещений зданий, располо- женных в уплотненной городской застройке, не только компенсирует недостающую осве- щенность в соответствии с нормативными показателями и создает комфортную для человека световую среду, но и вносит свой вклад в энергосбережение возводимых или уже существующих зданий [23]. Рефлектор- ная система дневного освещения устанавли-

Таблица 1

использование естественного освещения снижает выбросы углерода на 11,6% по срав- нению с эталонным зданием. С увеличением отношения окна к стене с 30% до 70% глуби- на естественного освещения увеличивается с 5,5 м до 9,5 м, а энергопотребление здания значительно снижается на 37,7 МВтч. Однако снижение энергопотребления в этом отно- шении компенсируется увеличением энерго- потребления кондиционирования воздуха, поэтому общий эффект энергосбережения не очень значителен. В течение всего года увеличение соотношения между окнами и стенами вносит небольшой вклад, а выбросы углерода снижаются на 1,9%.

Поэтому, чтобы увеличить соотношение между окнами и стенами для естественного освещения при одновременном контроле за увеличением потребления энергии для кондиционирования воздуха, архитекторам следует обратить внимание на применение солнцезащитного козырька летом для умень- шения теплового излучения через окно и выбрать стекло, способное повысить способ- ность сохранять тепло зимой.

 

 

Преимущества и недостатки

Система воздушного отопления частного дома имеет ряд преимуществ:

● ·    высокая эффективность и скорость обогрева

● ·    экономичность. Расходы на воздушное отопление намного ниже, чем при использовании альтернативных способов

● ·    КПД такого способа самый высокий — до 93%

● ·    передача тепловой энергии производится напрямую, a не через промежуточные устройства (трубы, радиаторы и т. п.)

● ·    управление системой достаточно легко и позволяет организовать в каждой комнате свой температурный режим

● ·    c конструктивной точки зрения монтаж оборудования представляет собой несложную задачу, поскольку не имеется высокого давления и нет нужды в исключительной герметичности воздушных каналов. Если в одном воздухопроводе появляется отверстие, никаких аварий не происходит, никто от этого не страдает

● ·    оборудование имеет довольно большой срок службы — ПО утверждениям специалистов, 20-лeтний период функционирования для системы вполне доступен

● ·    себестоимость системы низка

● ·    возможность самостоятельного монтажа

 Наряду c достоинствами имеются и некоторые недостатки:

● ·    необходимость качественного расчёта системы. Все ошибки вызовут недостаточность обогрева, которая проявится в самое неудачное время — в зимние морозы, поэтому точность расчёта должная быть соответствующей

● ·    Имеется необходимость в обслуживании и очистке воздушных каналов от копоти, пыли и конденсата. Скопления посторонних наслоений уменьшают тягу и нарушают режим обогрева помещений

Виды

● ·    Естественная циркуляция

Системы c естественной циркуляцией работают на принципе подъема горячего воздуха вверх. Поднимаясь, он вытесняет более холодные слои, постепенно прогревая все помещение. Для обеспечения функционирования такого метода необходимо наличие нагревателя в нижней точке дома (в подвале), образующего своеобразную подушку из нагретого воздуха, поднимающегося и поступающего в помещения. Холодные массы поступают на замену поднимающимся горячим массам и все повторяется снова.

● ·    Принудительная циркуляция

Принудительная циркуляция дат возможность более точной, адресной регулировки поступающего в помещения потока. Движение воздушных масс обеспечивается вентилятором, который стабилизирует перемещение горячей струи, созидает постоянное давление и расход воздуха. Про этом, насыщенность такой системы оборудованием намного выше, кроме того, работа вентилятора зависит от наличия электроэнергии, a в случае перебоев, возможных в частных домах, обогрев помещений прекращается. Кроме того, вентиляторы, хоть и обладают большим ресурсом, сроком службы, иногда выходят из строя, что вынуждает владельца дома предусматривать альтернативный тип обогрева на случаи возникновения неполадок основной системы.

Недостатки

-Поскольку прибор будет нагревать все поверхности, часть тепловой энергии будет неизбежно уходить в соседние помещения.Вкупе с изоляционными материалами такой обогрев обойдется дороже обычных радиаторов отопления.

-опасность засоров труб и сложность их ликвидации.

По месту действия

• Общеобменная

• Местная

• Комбинированная

 4-По назначению

• Аварийная

• Рабочая

  Принцип работы систем вентиляции:

Механический воздухообмен

В отличие от естественной циркуляции потоков в помещениях, механическая система предполагает его перемещение при помощи специальных приборов в виде вентиляторов. Дополнительно они позволяют устанавливать шумоглушители, различного рода фильтры, ионизаторы и увлажнители.

Стоит отметить, что вентиляты для принудительной циркуляции воздуха в помещении должны обладать достаточной мощностью, чтобы перемещать огромные объемы воздуха на большие расстояния..

Вентиляторы

Теплоснабжение

1 - централизованное

       -ТЭЦ

       -котельная

2 - децентролизованное

       -местный источник теплоты (пеечь, газоводный аппарат)

Теплоноситель

1 - вода с тпемпературой 95 и выше - жилые дома

2 - пар - промышленные предпрятия

3 - воздух - общественные здания

 

виды топлива

1 - ядерное топливо (уран, плутоний)

2 - газообразное топливо (природный газ)

3 - твердое топливо (уголь, торф)

4 - жидкое топливо (мазут)

 

Основные схемы сетей

1 - по типу прокладки

●

2 - по прокладке

- радиальная

-тупиковая

Особенности прокладки сетей

 

Жилые здания.

Лифты устраиваются в жилых зданиях с отметкой пола верхнего жилого этажа, превышающей уровень отметки пола первого этажа на 11,2 м.

Минимальное число пассажирских лифтов, которыми должны быть оборудованы жилые здания различной этажности, приведено в таблице 14.1.

Таблица 14.1.

Минимальное число пассажирских лифтов в жилых зданиях

Этажность здания	Число лифтов	Грузоподъемность, кг	Скорость, м/с	Наибольшая поэтажная площадь квартир, м^2
До 9		630 или 1000	1,0
10-12			1,0
		630 или 1000
13-17			1,0
		630 или 1000
18-19
		630 или 1000	1,6
20-25
		630 или 1000	1,6
		630 или 1000
20-25
			1,6
		630 или 1000
		630 или 1000
Примечание Лифты грузоподъемностью 630 или 1000 кг должны иметь габариты кабины min 2100´1100 мм.

 

Располагаются лифты вблизи лестничных клеток, при этом перед дверьми лифтов необходимо предусматривать площадки, ширина которых должна позволять использование лифта для транспортирования больного на носилках скорой помощи и быть не менее, м:

- 1,5 перед лифтами грузоподъемностью 630 кг при ширине кабины 2100 мм;

- 2,1 перед лифтами грузоподъемностью 630 кг при глубине кабины 2100 мм.

При двухрядном расположении лифтов ширина лифтового холла должна быть не менее, м:

- 1,8 при установке лифтов с глубиной кабины менее 2100 мм;

- 2,5 при установке лифтов с глубиной кабины 2100 мм и более.

При устройстве лифтов необходимо учитывать дополнительные нормативные требования по обеспечению удобства и безопасности маломобильных групп населения.

Механическое оборудование лифтов является источником шума и вибраций, поэтому для обеспечения допустимого уровня шума не допускается размещать машинное помещение и шахты лифтов, над жилыми комнатами, под ними, а также смежно с ними.

Общественные здания.

Число пассажирских лифтов в общественных зданиях принимается по расчету но, как правило, не менее двух. Допускается второй лифт заменять грузовым, в котором разрешено транспортировать людей, если по расчету вертикального транспорта в здании достаточно установки одного пассажирского лифта.

Перечень зданий, для которых обязательно устройство лифтов, а также их типы и требования по размещению лифтового оборудования приведены в нормативной литературе по проектированию общественных зданий.

Новые конструкции лифтов.

В последние годы появились принципиально новые конструктивные решения лифтов, которые являются мощным средством повышения архитектурной выразительности здания. Прежде всего, это относится к обзорным и панорамным лифтам.

Обзорные лифты – это обычные лифты, в прямоугольных кабинах которых одна, две или все стены, а также двери, могут быть выполнены из ударопрочного стекла. Т.е. стеклянные стены или двери в обзорных лифтах являются просто вариантом материала отделки обычного пассажирского лифта, позволяющие превратить глухую кабину в обзорную. Если обзорный лифт с прозрачными стенами кабины, также требуется и соответствующая светопрозрачная шахта.

Существенно меньшей стоимостью отличаются обзорные лифты, не требующие машинного отделения, основанные на применении технологии безредукторного привода, разработанной фирмой KONE. В этом случае приводной двигатель устанавливается внутри стандартной шахты лифта и крепится к направляющим. Отсутствие машинного помещения и нагрузок на конструкцию шахты обеспечивают легкость сопряжения лифтового оборудования с конструкцией здания.

Отличительной особенностью панорамного лифта является отсутствие лифтовой шахты. Данный лифт сконструирован для обозрения и может устанавливаться на фасаде здания или внутри него. Наличие движущихся прозрачных объектов формирует динамичную картину восприятия среды, как у пассажиров лифта, так и у людей, наблюдающих за его движением. Зарубежными фирмами, в том числе имеющих предприятия на территории России, выпускаются панорамные лифты разнообразных конструкций. Их привод может быть электрический или гидравлический, они не требуют для размещения лифтового оборудования специальных помещений.

Для повышения комфортности коттеджей используются коттеджные лифты, с гидравлическим приводом, для которых требуется приямок минимальной глубины (150-200 мм).

Основной сложностью при выборе данного лифта является необходимость его органичного вписывания в единое жилое пространство дома. Учитывая это, производители лифтов обеспечивают выполнение индивидуальных заказов с изменением формы кабины и дверных проемов выпускаемых лифтов.21. Вертикальный транспорт. Лифты для людей с ограниченными возможностями. Особенности работы и проектирования.

Разновидности устройства

Две разновидности движущегося тротуара:

Суть в том, что проектирование траволатора начинается так же, как и проектирование лифта. Изначально в проект здания должен входить проект траволатора или лифта. Это исключает возможных ошибок и несоответствий во время установки машины.

Проектирование траволатора очень ответственное задание. Поэтому за его проект стоит браться опытному архитектору. Мастер должен понимать важность и ответственность своего дела. Кроме дизайна, формы и размеров, архитектор должен тщательно рассчитать нагрузку на будущий агрегат и многое другое.

Цель траволатора.

Материал изготовления.

Если траволатор будет с большим углом наклона, то и ленты нужно будет больше, так как невозможно наклонить траволатор до нужного угла и все. Если есть определенное условия угла наклона, то и сам агрегат будет длиннее ровно на столько, насколько нужен угол наклона. Если угол наклона будет слишком большим, то стоит отказаться от проектирования траволатора и заказать эскалатор.

Лифты.

Обязательными элементами лифта являются кабина и транспортирующий ее механизм.

В лифтах традиционной конструкции кабина перемещается в вертикальной лифтовой шахте по направляющим. Лифтовые шахты выполняют преимущественно из железобетона, их размеры зависят от типа используемого лифта. При расположении нескольких лифтов в одной шахте, она должна быть разделена по всей высоте перегородкой или сетчатым ограждением.

Привод кабины осуществляется посредством стальных канатов, лебедки, редуктора и электродвигателя. Для снижения тягового усилия, необходимого для подъема кабины с пассажирами, применяют противовесы, уравновешивающие кабину и снижающие, тем самым, силу, необходимую для подъема кабины.

Обеспечение безопасности при пользовании лифтом достигается применением ограничителей скорости движения кабины, которые при спуске кабины ее останавливают (ловители) или замедляют движение (замедлители).

Управление лифтом осуществляется электронными системами управления.

Лебедка, редуктор, электродвигатель и шкаф электронного управления лифтом размещаются в помещении машинного отделения, которое размещается, как правило, над шахтой лифта на верхнем уровне здания.

В нижней части лифтовой шахты устраивается приямок глубиной не менее 1300 мм.

Лифты классифицируются по:

- назначению – пассажирские обычные, пассажирские скоростные, грузопассажирские, грузовые, больничные и др. Отдельную группу составляют лифты, предназначенные для транспортировки пожарных подразделений и эвакуации маломобильных групп населения при пожаре;

- грузоподъемности – 320, 350, 500, 1000 и 2000 кг;

- расположению противовеса по отношению к кабине – сзади или сбоку;

- габаритным размерам кабины – от 980х1200х2100 до 2000х3000х2200 мм, в зависимости от назначения лифта и его грузоподъемности.

Отдельные группы образуют малые грузовые подъемники, имеющие грузоподъемность до 100 кг, предназначенные для магазинов, предприятий общественного питания и подъемники для маломобильных категорий населения, предназначенные для оказания помощи инвалидам при подъеме и спуске по лестницам.

Лифты устраиваются в жилых зданиях с отметкой пола верхнего жилого этажа, превышающей уровень отметки пола первого этажа на 11,2 м.

Число пассажирских лифтов в общественных зданиях принимается по расчету но, как правило, не менее двух. Допускается второй лифт заменять грузовым, в котором разрешено транспортировать людей, если по расчету вертикального транспорта в здании достаточно установки одного пассажирского лифта.

Перечень зданий, для которых обязательно устройство лифтов, а также их типы и требования по размещению лифтового оборудования приведены в нормативной литературе по проектированию общественных зданий.

В последние годы появились принципиально новые конструктивные решения лифтов, которые являются мощным средством повышения архитектурной выразительности здания. Прежде всего, это относится к обзорным и панорамным лифтам.

Обзорные лифты – это обычные лифты, в прямоугольных кабинах которых одна, две или все стены, а также двери, могут быть выполнены из ударопрочного стекла. Т.е. стеклянные стены или двери в обзорных лифтах являются просто вариантом материала отделки обычного пассажирского лифта, позволяющие превратить глухую кабину в обзорную. Если обзорный лифт с прозрачными стенами кабины, также требуется и соответствующая светопрозрачная шахта.

 

ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ

Высотные здания. Причины возникновения. Основные проблемы. Особенности. Методология строительства инженерных систем.

Высотные здания - здания высотой более 75 м (в России).

Причины:

● Высокая стоимость земли и плотность застройки в городах

● интенсивный рост населения

● Развитие технологий

 

Проблемы:

● Проектирование инженерных систем резко отличается от проектирования других зданий

● Каждое высотное здание - архитектурное произведение искусства, применяемые для решения всегда сугубо индивидуальны.

● Необходимость в использовании автономных инженерных систем для энергосбережения.

● - Рациональная эффективность современных инженерных решений по жизнеобеспечению и оснащенности здания, энергосбережению и комфортности обслуживания.- Рациональная эффективность современных инженерных решений по жизнеобеспечению и оснащенности здания, энергосбережению и комфортности обслуживания.

 

 

Особенности:

● Высокое энергопотребление

● В подвальном или на первом этаже, а также на технических этажах следует предусмотреть помещения для размещения зонного оборудования (ЦТП, ТП, теплообменники, насосы, системы вентиляции и кондиционирования и т.д.)

● влияние температурного удлинения трубопроводов и колебание верх­ней зоны от действия ветровой нагрузки.

● Учет возможных отклонений от вертикали высотного здания при проектировании лифтов

 

Методология:

● Здание - единая энергетическая ячейка (форма, ориентация, ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства и т.д. - связаны между собой).

● Строительство в соответствии с климатом (использование нетрадиционных источников энергии, естественного освещения, естественной вентиляции, технологий энергосбережения, системы умный дом).

единый энергетический центр; ЭЦ: Совокупность устройств и оборудования, вырабатывающего теплоту и холод для нужд теплоснабжения и холодоснабжения высотного здания или комплекса, размещаемого в едином блоке помещений.