Politechnika Poznańska

Instytut Inżynierii Środowiska

Projekt Domu Jednorodzinnego

Wykonała:

Judyta Kaczmarczyk

Inżynieria Środowiska

Grupa:12

1. Opis Techniczny:

• Przedmiot opracowania

Poniższe opracowanie jest projektem budynku jednorodzinnego, parterowego, podpiwniczonego. Projekt został opracowany w wersji podstawowej. Budynek ma być przeznaczony do potrzeb 4÷6 osobowej rodziny.

• Podstawy opracowania

Projekt został opracowany w oparciu o:

• rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie,

• rozporządzenie w sprawie szczegółowego zakresu i formy projektu budowlanego

- koncepcja projektu własna.

• Rozwiązania konstrukcyjno-materiałowe

Ściany zewnętrzne:

Ściany zewnętrzne wykonane zostały z cegły kratówki o wymiarach 24·12·6,5.

Współczynnik przewodzenia ciepła jest równy: λ=0,17 W/m·K.

Bloczki łączone zaprawą klejową. Budynek zaizolowany jest styropianem o grubości d=0,1m od strony zewnętrznej ściany o parametrach cieplnych: λ=0,043 W/m·K i ρ=12 kg/m³. Do ściany zewnętrznej zaliczamy również tynk wapienny zewnętrzny i wewnętrzny o grubościach odpowiednio: d_zew=0,015 i d_wew=0,01m i parametrach cieplnych równych: λ=0,7 W/m·K i ρ=1700 kg/m³.

Ściany wewnętrzne nośne:

Ściany wewnętrzne wykonane zostały z cegły kratówki o takich samych parametrach jak w ścianie zewnętrznej. Pokryte zostały tynkiem wapiennym o grubości d=0,1m o parametrach jak powyżej.

Ściany wewnętrzne działowe:

Ściany wewnętrzne działowe wykonane zostały z cegły kratówki o wymiarach 12·12·6,5, gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła jak powyżej. Do łączenia zastosowano zaprawę klejową. Na ścianie położono tynk wapienny o grubości d=0,1m o parametrach jak powyżej.

Przegroda kominowa:

Przegroda kominowa policzona została jako przegroda jednorodna złożona z cegły kratówki o d=0,37m i tynku wapiennego o d=0,01m. Parametry materiałów jak powyżej.

Podłoga na gruncie:

Podłoga składa się z warstwy wykładziny cementowej o grubości 0,01[m], betonu zwykłego z kruszywa kamiennego 0,05m, izolacja przeciwwilgociowa 0,002m, warstwy styropianu o grubości 0,1[m], ponownie izolacje przeciwigociową o tej samej grubości oraz chudy beton o grubości 0,1m. W zależności od użytku pomieszczenia są różne nawierzchnie podłogi w kuchni i łazięce znajduje się terakota w pokojach parkiet dębowy o grubości 0,01m.

Strop międzykondygnacyjny:

Na strop miedzykondygnacyjny przyjęto strop typu DZ-3 o wymiarach jak poniżej. Poszczególne grubości i współczynniki przewodzenie ciepła λ podane przy obliczeniach współczynnika przenikania ciepła U. Strop policzono jako przegrodę niejednorodną.

Ława fundamentowa:

Zostanie wykonane poniżej głębokości przemarzania gruntu, ławy fundamentowe i konstrukcja ścian fundamentowych izolowane izolacją pionową przeciwwilgociową, pod ławą fundamentową - ok. 15[cm] warstwa podsypki piasek-żwir

Parapety okienne wewnętrzne - prefabrykowane, drewniane lub z płyty wiórowej,

Wykończenie wewnętrzne - malowanie, tapetowanie, boazerie, balustrady schodowe itp. pozostawia się do rozwiązania wg. inwencji inwestora,

Elementy ślusarskie, balustrady zewnętrzne, wycieraczki do obuwia, skrobaczki, uchwyty do flag itp. wg inwencji inwestora

Budynek znajduje się w II strefie klimatycznej. Temperatura zewnętrzna wynosi -18ºC.

2. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła„U”[W/m²K] przegród budowlanych -Zestawienie współczynników „U”.

• Ściana zewnętrzna nośna budynku:

Zestawienie współczynników przewodzenie ciepła λ[
]i grubości poszczególnych warstw d[m]:

- cegła kratówka: λ=0,56
d=0,25m

- cegła kratówka: λ=0,56
d=0,12m

- styropian: λ=0,04
d=0,12m

- tynk zewnętrzny: λ=0,82
d=0,015m

- tynk wewnętrzny: λ=0,7
d=0,01m

W celu obliczenia oporu cieplnego ściany wykorzystano wzór:

R
= R
+ R
+ R
+ R₃ + R₄ +R₅ + R

gdzie:

- opór przejmowania ciepła na zewnętrznej stronie ściany

R
=0,04
,

- opór przejmowania ciepła na wewnętrznej stronie ściany

R
=0,13
,

R
= 0,13+
+
+
+
+
+0,04 = 4,35

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła dla ściany:

U =
=
= 0,22

Maksymalny współczynnik przenikania ciepła przez ścianę zewnętrzną według Dziennika Ustaw wynosi 0,3 [W/m²K], czyli jest większy od wyznaczonego współczynnika dla tego budynku.

W projektowaniu indywidualnym dopuszcza się nie wykonywać szczegółowych obliczeń współczynnika przenikania ciepła przegród z mostkami cieplnymi, oraz należy uwzględnić punktowe mostki cieplne wyznaczając wartość Uk - w sposób uproszczony - ze wzoru:

- wartość dodatków wrażających wpływ mostków cieplnych, dla ściany zewnętrznej z otworami okiennymi i drzwiowymi wynosi 0,05

- punktowe mostki cieplne obliczamy ze wzoru:

gdzie:

- współczynnik równy 6 [1/m];

- współczynnik przewodzenia ciepła łącznika przyjmujemy dla stali nierdzewnej 17;

- liczba łączników na metr kwadratowy przyjmujemy 5

A_f - pole przekroju poprzecznego jednego łącznika, średnica jednej kotwy wynosi 3 mm, a pole przekroju jest równe 7

czyli:

Po uwzględnieniu mostków cieplnych i punktowych mostków cieplnych współczynnik przenikania dla ściany zewnętrznej wynosi 0,274
. Po uwzględnieniu mostków cieplnych i miejscowych mostków cieplnych również spełnia wymagania dotyczące przenikania ciepła.

• Strop między kondygnacyjny:

Strop typu DZ-3 jest przegrodą niejednorodną. Przekrój i jej poszczególne elementy pokazano na rysunku poniżej. Parametru dotyczące stropu odczytano w katalogu firmy Budra sp. Z o.o.

Zestawienie współczynników przewodzenie ciepła λ[
] i grubości poszczególnych warstw d[m]:

1) Jastrych cementowy: λ=1,3
d=0,04m

2) Styropian: λ=0,043
d=0,05m

Strop typu DZ-3: d=0,23m

3) Pustak z betonu z żużlem paleniskowym: λ=0,6

4) Pustka powietrzna: R=0,16

6) Beton z kruszywa kamiennego: λ=1,3

7) Żelbet: λ=1,7

5) Tynk cementowo-wapienny: λ=0,7
d=0,015m

R
=R
=0,1
- ciepło przepływa w góre.

• Obliczenie pól wycinków stropu:

Całkowite pole powierzchni części stropu:

A=0,6
m²

f_a =
=0,1 m²

f_b =
=0,1 m²

f_c =
=0,1 m²

f_d =
=0,67 m²

f_e =
=0,03 m²

f_a+f_b+f_c+f_d+f_e=1

• Obliczenia kresu górnego:

R_Tm'­ = R_si + ΣR + R_se

R
=0,1+
+
+
+
+0,1 =2,24

R
=0,1+
+
+
+
+
+0,1 =2,24

R
=0,1+
+
+
+
+0,1 =2,49

R
=0,1+
+0,16+
+
+
+
+0,1 =2,36

R
=0,1+
+
+
+
+0,1 =2,49

=
+
+
+
+
[
]

=
+
+
+
+
= 0,43

R_T' = 2,33

• Obliczenia kresu dolnego:

R_Tj”­= R_si+ ΣR+ R_se

Σ R_j = 2,05

R_T”­ = 0,1 +2,05+ 0,4

R_T” = 2,55

• Obliczenie współczynnika przenikania ciepła dla stropu:

R_T =
[
]

U =
=
= 0,4 [
]

• Konstrukcja stropodachu(dachu):

W projekcie dom posiada stropodach płaski. Jest to jednorodna warstw o oporze R_p=0,15 (przyjęto z normy w zależności od konstrukcji dachu.) Dach składa się z poszycia, które w tym przypadku jest płytą dachową oraz części izolującej termicznie. Korzystamy ze wzoru:

U =
=
= 0,36 [
]

3. Obliczenie temperatury wewnętrznej powierzchni przegrody bez mostków cieplnych liniowych:

Temperaturę i wewnętrznej powierzchni przegrody bez mostków cieplnych liniowych należy obliczać ze wzoru:

i = ti - Uc(ti - te)Ri

gdzie:

ti - temperatura obliczeniowa powietrza wewnętrznego, ºC,

te - temperatura obliczeniowa powietrza zewnętrznego, ºC,

Uc - współczynnik przenikania ciepła przegrody bez uwzględnienia wpływu mostków cieplnych liniowych, W/(m²·K),

Ri - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni przegrody, m²·K/W.

i = 20 - 0,224(20 + 18) ^. 0,167

i = 18,58 ºC

Temperatura wewnętrzna przegrody wynosi 18,58 ºC

4. Obliczenia temperatury punktu rosy oraz obliczenia wilgotności względnej powietrza przy powierzchni ściany na podstawie analizy zawartości pary wodnej w powietrzu.

Nazwa	Jednostka	Wartość dla temp. wewnętrznej pomieszczenia	Wartość dla temp.na powierzchni ściany
Temperatura powietrza wewnętrznego	^oC	20	18,42
Wilgotność względna powietrza wewnętrznego	%	55	60,69
Ciśnienie cząstkowe pary nasyconej	Pa	2337,53	2118,3828
Ciśnienie cząstkowe pary nie nasyconej	Pa	1285,64	1285,6465
Temperatura punktu rosy	^oC	10,7	10,6886
Zawartość pary wodnej w 1 kg suchego powietrza	g/kg	7,993	7,993
Gęstość suchego powietrza przy ciśnieniu barowym	kg/m^3	1,2055	1,2121
Gęstość wilgotnego powietrza	kg/m^3	1,1997	1,2062
Wilgotność objętościowa	g/m^2	9,4997	9,5512
Zawartość pary wodnej w powietrzu nasyconym	g/kg	14,6871	13,2808
Przybliżona zawartość pary wodnej	g/kg	8,079	8,0601
Błąd	%	1,0626	0,8394

Musi być spełnione założenie

  temperatura punktu rosy na powierzchni ściany

t_s- temperatura punktu rosy w pomieszczeniu

18,58>10,7+1

18,58>11,7

Warunek jest spełniony.

5. Obliczanie temperatury powierzchni koniecznej do uniknięcia krytycznej wilgotności powierzchni.

Nadwyżka wewnętrznego ciśnienia pary wodnej została wyznaczana z linii granicznej między klasami 3 i 4.

Obliczenie minimalnego czynnika temperaturowego na powierzchni wewnętrznej z użyciem klas wilgotności wewnętrznej:

Lp.	Miesiąc	θe	φe	psat,e	pe	Δp	pi	φsi	psat(θsi)	θsi,min	θi	f Rsi,min
		°C		Pa	Pa	Pa	Pa		Pa	°C	°C
1	Styczeń	-1,1	0,87	557	482	810	1373	0,8	1716	15,1	20	0,768
2	Luty	-0,6	0,84	581	485	810	1376	0,8	1720	15,1	20	0,764
3	Marzec	3,9	0,77	807	617	652	1335	0,8	1668	14,7	20	0,669
4	Kwieciń	7,2	0,69	1015	695	518	1266	0,8	1582	13,8	20	0,519
5	Maj	13,3	0,65	1527	992	271	1291	0,8	1613	14,2	20	0,127
6	Czerwiec	16,1	0,68	1829	1244	158	1417	0,8	1772	15,6	20	-0,127
7	Lipiec	17,8	0,68	2037	1385	89	1483	0,8	1854	16,3	20	-0,676
8	Sierpień	17,8	0,71	2037	1436	89	1534	0,8	1918	16,8	20	-0,434
9	Wrzesień	13,9	0,76	1587	1206	247	1478	0,8	1848	16,3	20	0,387
10	Październik	8,9	0,81	1140	923	450	1418	0,8	1772	15,6	20	0,604
11	Listopad	3,9	0,87	807	698	652	1415	0,8	1769	15,6	20	0,726
12	Grudzień	0,6	0,89	638	564	786	1429	0,8	1786	15,7	20	0,780
			Czynnik temperaturowy dla krytycznego miesiąca, f Rsi,max =									0,780

Obliczenie czynnika temperaturowego na powierzchni wewnętrznej elementu płaskiego:

Lp.	Wielkość	Wartość wielkości
1	Współczynnik przenikania ciepła elementu, U, W/(m²·K)	0,249
2	Opór przejmowania ciepła na powierzchni wewnętrznej, Rsi, m²·K/W	0,25
	Czynnik temperaturowy, f Rsi =	0,938

Element budynku należy tak projektować, aby f Rsi,max było zawsze przekroczone, tzn. f Rsi > f Rsi,max.

Warunek został spełniony

f Rsi > f Rsi,max

0,938>0,780

6. Zestawienie zewnętrznych obciążeń stropów w budownictwie mieszkaniowym.

Lp.	Wyszczególnienie	Grubość warstwy m	Ciężar w stanie powietrznosuchym kN/m³	Wartość charakterystyczna obciążenia kN/m²	Współczynnik obciążenia -	Wartość obliczeniowa obciążenia kN/m²
1	2	3	4	5	6	7
	Obciążenia stałe
1	Płytki ceramiczne 7 mm	0,007	21,0	0,147	1,2	0,18
2	Zaprawa klejąca 5 mm	0,005	15,0	0,075	1,3	0,10
3	Płynna folia 1,5 mm			0,017	1,3	0,02
4	Jastrych cementowy 40 mm	0,040	21,0	0,840	1,3	1,09
5	Folia PE 0,2 mm			0,002	1,2	0,00
6	Styropian PS-E FS 20 50 mm	0,050	0,20	0,010	1,2	0,01
7	Strop DZ-3 żużlobetonowy	0,23		2,65	1,1	2,92
8	Tynk cementowo-wapienny 1 mm	0,010	19,0	0,19	1,3	0,25
	Razem g, kN/m²			3,93		4,56
	Obciążenia zmienne
1	Obciążenie zastępcze od ścianek działowych			0,25	1,2	0,30
2	Obciążenie użytkowe - pokoje i pom. mieszkalne			1,50	1,4	2,10
	Razem p, kN/m²			1,75		2,40
	Łącznie g + p, kN/m²			5,68		6,96

Maksymalne odciążenie dla DZ-3 przyjmujemy 7,15 kN/m² dla rozpiętości modularnej 4,5. Zbrojenie dolne 2 Ø 10 + 1 Ø 8.

Przykład obliczeń ciężaru ścianek działowych:

Lp.	Materiał	Grubość materiału m	Ciężar w stanie powietrznosuchym kN/m³	Ciężar odniesiony do powierzchni ścianki kN/m²
1	Szpachlówka gipsowa (w razie potrzeby)	0,001	12,0	0,01
2	Płyta gipsowo-kartonowa 2 x 12,5 mm	0,125		0,47
			Metalowa konstrukcja nośna z izolacją
			Płyta gipsowo-kartonowa 2 x 12,5 mm
3	Szpachlówka gipsowa (w razie potrzeby)	0,001	12,0	0,01
	Razem, kN/m²			0,49

7. Przeznaczenie i program użytkowy budynku.

Program funkcjonalny domu opracowany jest dla potrzeb 5-osobowej rodziny (rodzice z trójką dzieci) i dotyczy wolnostojącego jednorodzinnego budynku mieszkalnego.

Parter:

Wejście do domu prowadzi poprzez hol.

Hol ( komunikacja), w którego poszerzeniach znajdują się pięć szafy wnękowe z drzwiami.

Z holu dostępne jest WC z umywalką i ustępem i miejscem na pralkę. Jest to łazienka ogólnodostępna, połączona z funkcją gospodarczą.

Również przy wejściu, dostępny bez wchodzenia w głąb domu znajduje się pokój do pracy, który jednocześnie może pełnić rolę gościnnej.

Otwarty pokój dzienny, łączący funkcję salonu i reprezentacyjnej jadalni.

W kuchni znajduje się wejście do pomieszczenia gospodarczego, w którym można przechowywać zamrażarkę i inne niezbędne rzeczy potrzebne w kuchni.

Schody prowadzą na piętro.

Piętro:

Na poddaszu użytkowym znajdują, się dwa duże pokoje dziecięce o po­wierzchni umożliwiającej uniwersalną funkcję sypialni i pokoju dziennego oraz sypialnia rodziców. Znajduje się tutaj również łazienka z wanna, umywalką i ustępem. Jest to łazienka tylko do celów higienicznych.

Piwnica:

W piwnic znajdują się dwa pomieszczenia gospodarcze, jedno może być zagospodarowane przez inwestora. Drugie przeznaczone jest na składowanie paliwa stałego niezbędnego do opalu.

W suszarni podłączona jest wentylacja.

Obok suszarni znajduje się kotłownia, w której znajduje się piec centralnego ogrzewania na paliwo stałe.

W picy nie ma dziw a cała podłoga pokryta jest gładzią cementową..

8. Zestawienie powierzchni użytkowej pomieszczeń:

PIWNICA:

01- kotłownia 11,0 m²

02- suszarnia 13,0 m²

03- pomieszczenie gospodarcze 18,7 m²

04- pomieszczenie gospodarcze 22,2 m²

PARTER:

1- WC 7,8 m²

2- pomieszczenie gospodarcze 3,2 m²

3- kuchnia 13,0 m²

4- pokój dzienny 18,7 m²

5- pokój do pracy 22,2 m²

PIETRO:

11- łazienka 11,0 m²

12-pokój dziecięcy 13,0 m²

13- pokój dziecięcy 18,7 m²

14- pokój rodziców 22,2 m²

9

---