Дизајн двоспратне градске куће од лаке челичне кобилице за Наталес, јужни Чиле

Дизајн двоспратне градске куће од лаке челичне кобилице за Наталес, јужни Чиле

Дизајн заснован на лаком челику Г550 АЗ150, технологији ФрамеЦАД и ЦБЦ Оне-решењима

 

А1: Оквир дизајна језгра и технички параметри

Пројекат се састоји од 24 двоспратне градске куће распоређене у два реда у облику слова З- (12 јединица по реду), усвајајући потпуно лагану челичну кобилицу са Г550 АЗ150 материјалом као главном структурном компонентом. Сав конструкцијски дизајн, производња и обрада су завршени коришћењем ФрамеЦАД софтвера и машина за формирање са Новог Зеланда-, обезбеђујући прецизност и доследност. Пројектовани радни век премашује 50 година, у потпуности се прилагођава ниском{10}окружењу са ниским температурама у јужном Чилеу (регион Наталес) уз побољшану топлотну изолацију и структурну стабилност. Кључни детаљи дизајна су следећи:

 

1.1 Изглед и димензије

Свака градска кућа покрива површину од 9,35м (ширина) × 7,6м (дужина), са укупном површином зграде од приближно 142,52㎡ (укључујући два спрата). Распоред у облику слова З- сваког реда оптимизује коришћење земљишта, побољшава вентилацију и услове осветљења и повећава укупну отпорност заједнице на ветар (прилагођавајући се јаким ветровима у јужном Чилеу). Чиста висина је 2,8м за први спрат и 2,7м за други спрат.

 

1.2 Функционални изглед

Први спрат: Дневни боравак (18㎡), трпезарија (12㎡), кухиња (8㎡) и једно купатило (4㎡); простор је отворен и повезан, са рационалном линијом саобраћајног тока.

Други спрат: Две спаваће собе (главна спаваћа соба 15㎡, секундарна спаваћа соба 12㎡) и два купатила (с-купатило 5㎡, јавно купатило 4㎡); главна спаваћа соба је опремљена независним купатилом како би се побољшао животни комфор.

 

1.3 Структурни систем

Усвојити асистем конструкције смицања зида од лаког челичног оквира, са вертикалним оптерећењима која носе Г550 АЗ150 лаке челичне кобилице (укључујући зидне кобилице, подне греде, кровне греде и главне греде) и хоризонталним оптерећењима (ветар, земљотрес) отпорне на посмичне зидове у потпуности ојачане са 18 мм водоотпорним-ОСБ плочама. Кров има дизајн са једним нагибом-са парапетима (умотаним 27 мм ПУ металним резбареним панелима), који не само да испуњава локалну архитектонску естетику већ и ефикасно одводи снег и кишницу (прилагођавајући се великим снежним падавинама у јужном Чилеу), док побољшана густина кобилице обезбеђује стабилност под комбинованим оптерећењем.

 

1.4 Систем кућишта и изолације

Спољашњи зид: ПУ металне резбарене плоче од 27 мм (декоративне + интегрисана топлотна изолација), у комбинацији са унутрашњим-слојним изолационим памуком и ОСБ структурним плочама да формирају композитни изолациони систем.

Кров: челични лим од 0,6 мм у боји као цреп, са више-слојном изолационом структуром (водоотпорна мембрана + изолациони памук + парна баријера) за отпорност на ниске температуре и губитак топлоте.

Подна плоча: 18мм цементна влакнаста плоча као основни слој, са изолационим и звучним изолационим материјалима (стаклена вуна) постављеним у међуслоју како би се испунили услови за животну удобност.

 

1.5 Помоћни објекти-оне стоп

ЦБЦ пружа комплетан сет пратећих објеката, укључујући врата и прозоре (врата и прозоре са термоизолацијом од алуминијумске легуре), подове (водоотпорне и{0}}дрвене-отпорне на хабање-пластичне подове) и објекте за воду и електричну енергију (цеви против смрзавања,{3}}електричне компоненте које штеде енергију), обезбеђујући интегритет пројекта и прилагођавање.

 

А2: Анализа носивости, стабилности и прилагођавања околини

Прорачун структуре је заснован на чилеанским локалним грађевинским прописима (НЦх 433) и комбинован са климатским и геолошким условима Наталеса (ниска температура, јак снег, умерен интензитет земљотреса). Софтвер за прорачун усваја ФрамеЦАД (Нови Зеланд) за интегрисано моделирање и анализу, са кључним индикаторима који испуњавају или премашују захтеве дизајна.

 

2.1 Перформансе материјала лаког челика Г550 АЗ150

Г550 АЗ150 лаки челик има границу течења већу од или једнаку 550МПа и затезну чврстоћу већу или једнаку 600МПа, са АЗ150 топло поцинкованим-превлаком (дебљина слоја цинка већа од или једнака 150г/㎡) како би се обезбедила отпорност на влажну корозију (одличну отпорност на хладноћу и корозију) Наталес). Перформансе хладно-формираног материјала у потпуности су компатибилне са ФрамеЦАД машинама за формирање, обезбеђујући прецизност пресека кобилице.

 

2.2 Прорачун оптерећења и провера носивости

Лоад Типе	Вредност дизајна	Беаринг Цомпонент	Резултат израчунавања	Сафети Евалуатион
Мртво оптерећење (кров)	1,2 кН/㎡ (укључујући цреп, изолацију, структурну тежину)	Кровни лаки челични прагови (Ц160×60×20×2.0)	Максимални момент савијања 8,2кН·м, носивост 12,5кН·м	Фактор сигурности 1,52 > 1,2, испуњава захтеве
Оптерећење снегом (кров)	2,0 кН/㎡ (просечне снежне падавине у Наталесу зими)	Кровни прагови + лаке челичне греде (Х200×100×5×8)	Комбиновани напон 185МПа, дозвољени напон 235МПа	Фактор сигурности 1,27 > 1,2, испуњава захтеве
Оптерећење уживо (спратно)	2,5кН/㎡ (први спрат) + 2.0кН/㎡ (други спрат)	Подне греде (Ц140×50×20×2.0) + 18мм цементне влакнасте плоче	Максимални отклон 12,3 мм, однос угиба 1/2276	Мање од границе 1/2000, испуните услове
Винд Лоад	3,0 кН/㎡ (јаки ветар на јужној обали Чилеа)	Смични зидови (ОСБ + лаке челичне кобилице)	Бочна носивост 35кН/м, израчуната бочна сила 28кН/м	Фактор сигурности 1,25 > 1,2, испуњава захтеве
Сеизмичко оптерећење	Сеизмички интензитет од 7 степени (Наталес сеизмичка зона)	Целокупни лагани челични оквир + смичући зидови	Период природне вибрације 0,65 с, бочни помак 9,8 мм	Однос померања 1/2857 < 1/1500, испуњава сеизмичке захтеве

 

2.3 Анализа перформанси топлотне изолације

У циљу ниских{0}температура у јужном Чилеу (минимална температура -5 степени зими), систем кућишта је оптимизован за топлотну изолацију:

Спољашњи зид: 27мм ПУ металне резбарене плоче (топлотна проводљивост 0,024В/(м·К)) + 100мм изолација од стаклене вуне (топлотна проводљивост 0,038В/(м·К)), укупна топлотна отпорност зида је 3,85 (м²·К)/В, што је 30% више од локалног минималног захтева.

Кров: челични лим у боји 0,6 мм + 150 мм изолација од камене вуне + парна баријера, топлотна отпорност је 4,2 (м²·К)/В, ефикасно спречава губитак топлоте кроз кров.

Под: 18мм цементна влакнаста плоча + 80мм стаклена вуна + водоотпорна мембрана, топлотна отпорност је 2,5 (м²·К)/В, избегавајући ефекат хладног моста са земље.

 

2.4 Структурна стабилност и издржљивост

Водоотпорне-оСБ плоче од 18 мм су у потпуности положене на зидове, кров и под да формирају интегрисани систем ојачања са лаким челичним кобилицама, значајно повећавајући укупну крутост оквира, спречавајући бочне деформације и побољшавајући стабилност конструкције. АЗ150 поцинковани премаз од лаког челика Г550 обезбеђује одличну отпорност на корозију у влажном и хладном обалном окружењу Наталеса, а 50-годишњи век трајања је верификован убрзаним тестовима корозије (еквивалентно 50 година природне корозије), што је додатно гарантовано оптимизованом дебљином материјала и покривеношћу.

 

А3: Детаљан инвентар материјала (засновано на ФрамеЦАД стандарду за производњу)

серијски бр.	Назив материјала	Спецификација	Извор материјала/стандард	Потрошња по јединици	Укупна потрошња (24 јединице)	Апликација
1	Г550 АЗ150 лака челична кобилица	Зидна кобилица: Ц100×50×20×1,5; Подна греда: Ц140×50×20×2.0; Кровни оквир: Ц160×60×20×2.0; Ширина: Х200×100×5×8	ФрамеЦАД формирање, новозеландска технологија	5,2 тоне	124,8 тона	Главна конструкцијска компонента (зидови, под, кров, греде)
2	ОСБ структурна плоча	18 мм дебљине, водоотпорне{1}}врсте	ЦБЦ стандардни производ	68㎡	1632㎡	Ојачање зида/крова/пода (пуна покривеност посмичног зида)
3	ПУ метална резбарена плоча	Дебљина 27 мм, интегрисана декоративна изолација спољашњих зидова	ЦБЦ стандардни производ	112㎡	2688㎡	Вањски зидни оквир (укључујући омотавање парапетом)
4	Боја челични појединачни лист	0,6мм дебљине, АЗ150 поцинковано, цреп	ЦБЦ стандардни производ	65㎡	1560㎡	Кровни покривач (укључујући преклапање парапета и ивица)
5	Цемент Фибербоард	Подни основни слој дебљине 18 мм	ЦБЦ стандардни производ	92㎡	2208㎡	База подне плоче (пуна покривеност пода + проширење ивица)
6	Изолациони материјал (стаклена вуна/камена вуна)	Стаклена вуна (80-100мм), камена вуна (150мм)	ЦБЦ стандардни производ	85㎡	2040㎡	Изолација зидова/пода/крова (пуно међуслојно пуњење)
7	Врата и прозори са топлотном изолацијом од алуминијумске легуре	Врата: 900×2100мм (2 комплета); Прозори: 1200×1500 мм (4 сета) + 1500×1800 мм (2 сета)	ЦБЦ оне-снабдевање	2 комплета врата + 6 комплета прозора	48 комплета врата + 144 поставља прозоре	Осветљење, вентилација, топлотна изолација (додат прозор главне спаваће собе)
8	Дрвени{0}}пластични подови	12 мм дебљине, водоотпорне-отпорне на хабање	ЦБЦ оне-снабдевање	88㎡	2112㎡	Унутрашњи подови (покривеност свих функционалних подручја)
9	Вода и струја	Цеви против-замрзавања,{1}}прекидачи за уштеду енергије, утичнице, бојлери	ЦБЦ оне-снабдевање	1 сет/јединица (побољшано за ниску температуру)	24 сета	Снабдевање водом, одводњавање, снабдевање струјом (надоградња против смрзавања)
10	Цоннецтинг Фиттингс	Само{0}}шрафови, завртњи, водоотпорна мембрана, заптивач	ФрамеЦАД подударање	0,35 тона	8,4 тоне	Структурна веза, водоотпорна, заптивање шавова

 

А4: Основна конкурентност пројекта градске куће од лаког челика

4.1 Структурне и технолошке предности

Висока прецизност и ефикасност: Усвајање софтвера ФрамеЦАД и машина за формирање са Новог Зеланда, лаке челичне кобилице се производе са великом прецизношћу (грешка мања или једнака ±0,5 мм), чиме се остварује модуларна монтажа и скраћује-период изградње на лицу места за 40% у поређењу са традиционалним бетонским конструкцијама.

Одлична издржљивост: Г550 АЗ150 лаки челик са АЗ150 поцинкованим премазом и водо-отпорним ОСБ плочама обезбеђује отпорност на корозију и влагу, испуњавајући 50-годишњи век трајања у влажном и хладном окружењу Наталеса.

Снажна прилагодљивост на животну средину: Оптимизовани систем изолације и дизајн крова отпорног на снежно оптерећење-у потпуности се прилагођава ниској{{1}температури и тешкој-снежној клими у јужном Чилеу, а структура зида са смицањем испуњава захтеве локалног сеизмичког интензитета од 7 степени.

 

4.2 Предности цене и ланца снабдевања

Оне-Снабдевање преко ЦБЦ-а: Интегришући лаке челичне конструкције, материјале за кућишта, врата и прозоре, и објекте за воду и електричну енергију, ЦБЦ пружа потпуно-ланчано решење, смањујући трошкове набавке и обезбеђујући доследан квалитет производа.

Ниски трошкови одржавања: Металне резбарене плоче од 27 мм од ПУ и челичне кровне плочице у боји имају добру отпорност на временске услове, не захтевају велико одржавање у року од 20 година, а трошкови одржавања су само 1/3 трошкова традиционалних конструкција од цигле{4}}од бетона. Повећана дебљина материјала такође продужава радни век компоненти језгра, у складу са 50-годишњим захтевима дизајна.

Мала тежина и ниска цена темеља: Упркос прилагођеној дози материјала, лака челична конструкција и даље тежи само 1/4 бетонске конструкције, смањујући захтев за носивошћу темеља и уштедујући 25% трошкова изградње темеља. Оптимизована густина кобилице такође побољшава структурну стабилност без значајног повећања сопствене-тежине.

 

4.3 Животне и еколошке предности

Удобан животни доживљај: Више-слојни систем изолације и звучне изолације обезбеђује стабилност унутрашње температуре (18-22 степена зими) и ниску буку, а отворени функционални распоред задовољава животне потребе породица.

Заштита животне средине и одрживост: Сви материјали се могу рециклирати (лаки челик, легуре алуминијума, дрвени{0}}пластични под), са ниском емисијом угљеника током изградње и употребе, у складу са чилеанским политикама заштите животне средине.

Флексибилан распоред: Лака челична конструкција се лако обнавља и шири, а унутрашњи распоред се може прилагодити према потребама власника без оштећења главне структуре.

 

А5: Анализа прилагођавања тржишта (Океанија, Југоисточна Азија, Јужна Америка)

Главна тржишта ЦБЦ-а покривају Океанију (Папуа Нова Гвинеја, Фиџи), југоисточну Азију (Филипини, Индонезија) и Јужну Америку (Чиле, Перу). Овај дизајн градске куће од лаког челика, заснован на ФрамеЦАД технологији и материјалу Г550 АЗ150, има различите степене прилагодљивости различитим тржиштима, са основном логиком прилагођавања која се поклапа са ЦБЦ-овим позиционирањем производа „модуларизација, заштита животне средине и услуга на једном месту“.

Маркет Регион	Климатске/геолошке карактеристике	Ниво прилагодљивости	Тачке адаптације језгра
Океанија (Папуа Нова Гвинеја, Фиџи)	Клима тропских прашума, висока влажност, честе јаке кише, сеизмички интензитет 6-7 степени	Високо	Г550 АЗ150 лаки челик са АЗ150 поцинкованим премазом прилагођава се високој влажности; структура зида на смицање ојачана ОСБ плочама са пуном -покрићем испуњава сеизмичке захтеве од 6-7 степени; модуларна конструкција (са 95% стопе префабрикације) прилагођава се ниском нивоу локалне грађевинске вештине. Прилагођена доза материјала и покривеност у оригиналном дизајну такође обезбеђују довољну редундантност за окружење са високом влажношћу, смањујући ризик од структурних оштећења изазваних ерозијом влаге.
Југоисточна Азија (Филипини, Индонезија)	Тропска монсунска клима, склона тајфунима{0}}, висока температура и влажност, сеизмички интензитет од 7 степени	Средње{0}}Висока	Лагана челична конструкција има добру отпорност на ветар; изолациони систем се може прилагодити топлотној изолацији (заменити изолационим памуком од 50 мм); анти-ојачање против тајфуна за кров и врата.
Јужна Америка (Перу, Бразил)	Перу: приобални ветар, сеизмички интензитет 7-8 степени; Бразил: тропска клима, висока температура	Средње	Перу: појачати сеизмичко ојачање (додати ексцентричне утеге); Бразил: оптимизирајте топлотну изолацију и вентилацију (повећајте површину прозора, додајте панеле за сунцобран).
Европа (Јужна Европа: Шпанија, Италија)	Медитеранска клима, блага зима, летње врућине, строги{0}}стандарди уштеде енергије	Средње{0}}Ниско	Оптимизовати систем изолације како би задовољио европске{0}}стандарде уштеде енергије; замените кровне црепове глиненим цреповима како би се уклопили у локалну архитектонску естетику.

 

А6: Циљане модификације на основу локалних услова

6.1 Модификације за Океанију (Папуа Нова Гвинеја)

Антикорозивно побољшање: Задржите Г550 АЗ150 лак челик и додајте слој боје богате епоксидним цинком-(80 μм) на површину кобилица да бисте се прилагодили високој-клими у тропским кишним шумама.

Оптимизација дренаже: Измените угао једног нагиба{0}} крова са 15 степени на 20 степени да бисте убрзали испуштање кишнице; додајте олуке за кишу (нерђајући челик) око куће како бисте избегли акумулацију воде.

Грађевинска адаптација: Повећајте стопу префабрикације на 95% (префабриковани зидни панели и подне плоче у фабрици) да бисте се прилагодили ниском нивоу локалне грађевинске вештине.

 

6.2 Модификације за југоисточну Азију (Филипини)

Појачање отпорности на тајфун: На основу оригиналних кровних греда Ц160×60×20×2.0, надоградити на Ц180×70×20×2.5 и повећати густину греда са 600 мм на 500 мм; додајте ветар типа Кс- (угаони челик Л50×5) на сљемену крова и забатима да бисте издржали оптерећење ветром од тајфуна (4,0 кН/㎡). У међувремену, побољшајте везу између 27 мм ПУ металних резбарених панела и кобилица помоћу -самоурезних{{17} вијака против ветра да бисте спречили померање.

Подешавање топлотне изолације: Замените стаклену вуну од 100 мм са изолационим памуком од полиуретана високе густине 50 мм- (боље перформансе топлотне изолације); додајте панеле за сунцобран (легура алуминијума) изван прозора да бисте смањили сунчево зрачење.

Оптимизација отпорности на влагу: Поставите водоотпорну мембрану (дебљине 2,0 мм) на тло првог спрата да спречите влагу из земље; користите ОСБ плоче које су-отпорне на влагу за унутрашње зидове.

 

6.3 Модификације за Јужну Америку (Перу)

Сеизмичко појачање: Надоградите конструктивни систем на двоструки анти-сеизмички оквир (главни оквир + ексцентрично причвршћени оквир); додајте вертикалне зидове од челичне плоче (дебљине 10 мм) на угловима куће да бисте се прилагодили сеизмичком интензитету од 8 степени.

Обална анти-корозија: Усвојите двоструки третман против -корозије (АЗ150 галванизација + полиуретанска боја) за све лаке челичне елементе да би се одупрли обалној корозији распршивањем соли.

Подешавање оптерећења: Повећајте пројектовану вредност оптерећења ветром на крову на 3,5 кН/㎡ и додатно оптимизујте размак подне греде са 600 мм на 500 мм (на основу оригиналних греда Ц140×50×20×2,0) да бисте побољшали носивост. Прилагођена доза материјала у оригиналном дизајну обезбеђује да структурни вишак може да покрије надоградњу оптерећења без-велике замене основних компоненти.

 

6.4 Модификације за јужну Европу (Шпанија)

{0}}Оптимизација уштеде енергије: Повећати слој зидне изолације на 120мм (камена вуна); користите ниско-Е шупље стакло за врата и прозоре да бисте испунили европске ЕНЕРГИ СТАР стандарде за уштеду енергије{2}}.

Архитектонска естетика Адаптација: Замените челичне црепове у боји локалним цреповима од глине; промените спољашње зидове ПУ металне резбарене панеле у панеле попут камена-како би се уклопили у медитерански архитектонски стил.

Подешавање вентилације: Додајте кровне вентилаторе (природна вентилација) да побољшате циркулацију ваздуха у затвореном током лета; дизајн подесивих надстрешница за прозоре.

 

А7: Основни закључак и потенцијал промоције на тржишту

Овај-пројекат градске куће од лаке челичне двоспратне куће, дизајниран за Наталес у јужном Чилеу, у потпуности користи предности лаког челика Г550 АЗ150 и ФрамеЦАД технологије. Оптимизацијом дозирања материјала (као што је повећање тежине кобилице од лаке челичне кобилице, покривеност ОСБ плоча и површина материјала кућишта) и побољшањем структуралних детаља, пројекат испуњава локалне услове ниске-температуре, јаких-снежних и влажних климатских услова, као и геолошке и животне потребе. Прилагођена конфигурација материјала не само да обезбеђује 50-годишњи животни век дизајна, већ и побољшава структурну редундантност и веома је компатибилна са могућношћу ланца снабдевања на једном месту која покрива лаке челичне конструкције, материјале за кућишта, врата и прозоре, као и објекте за воду и електричну енергију.

У смислу ширења тржишта, дизајн се може брзо прилагодити главним тржиштима ЦБЦ-а (Океанија, Југоисточна Азија, Јужна Америка) кроз циљане модификације (анти-против корозије, сеизмичке мере, отпорност на ветар, подешавање топлотне изолације), уз снажну скалабилност. Нарочито у Океанији и југоисточној Азији, где су захтеви за модуларном конструкцијом и -корозијом високи, пројекат има очигледне конкурентске предности и може се користити као основни производ за ЦБЦ за проширење тржишта стамбених лаких челичних конструкција. Са све већом глобалном потражњом за зеленим и нискоугљеничним зградама{4}}, очекује се да ће овај дизајн градске куће од лаког челика постати кључна покретачка снага за раст пословања ЦБЦ-а на међународном тржишту.