Внутренняя среда в модульных зданиях малых предприятий легкой промышленности в условиях Ирака тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.01, кандидат технических наук Раззак Аудах Хамад

• Раззак Аудах Хамад
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Раззак Аудах Хамад

Наименование Стр.

Введение

Глава 1. Анализ опыта проектирования зданий легкой 10 промышленности и опыта проектирования и применения модульных зданий в России и в других странах.

1.1 Критерии для анализа опыта проектирования.

1.2 Анализ литературы.

1.3 Анализ проектных решений.

1.4 Унифицированные здания легкой промышленности на 31 примере швейных предприятий.

1.5 Роль объемно-планировочного решения и ограждающих 36 конструкций в обеспечении энергоэкономичности зданий.

1.6 Выводы. •;• • •':•,«.;.

Глава 2. Природно-климатические условия строительства в

Ираке.

2.1 Географическое положение.

2.2 Рельеф Ирака и сейсмичность.

2.3 Почвы, водные ресурсы, растительный покров в Ираке.

2.4 Температурно-климатические характеристики Ирака.

2.4.1 Температурный режим.

2.4.2 Радиационный режим.

2.5 Ветровой режим Ирака.

2.6 Влажностный режим климата.

2.7 Выпадение осадков.

2.8 Характеристики режимов эксплуатации зданий в 69 различных районах Ирака.

2.9. Климатическое районирование территории Ирака.

2.10 Выбор климатических параметров, необходимых для проведения строительно-физических расчетов и расчетов энергозатрат в зданиях.

2.11 Вывод по главе 2.

Глава 3. Физика внутренней среды в зданиях легкой 85 промышленности в условиях Ирака и экономия энергии.

3.1 Температурно-влажностный и воздушный режим 85 помещений.

3.2 Определение периода перегрева при проектировании 94 солнцезащитных устройств и расчетах энергозатрат.

3.3 Роль солнцезащиты при повышении энергоэффективности 97 зданий.

3.4 Определение времени инсоляции и расчет 103 солнцезащитных устройств.

3.5 Температурно-влажностный режим в зданиях легкой 113 промышленности.

3.6 Опыт проектирования систем естественного освещения.

3.7 Выводы по главе.

Глава 4. Обоснование предложений по рациональному решению ограждающих конструкций и объемно-планировочных решений производственных зданий легкой промышленности в условиях Ирака с учетом требований по экономии энергии на их эксплуатацию.

4.1 Общие положения.

4.2 Метод расчета конструкций на теплоустойчивость и 128 определение задержки амплитуды колебаний температуры в конструкции.

4.3 Анализ теплоустойчивости традиционных конструкций 136 стен и запаздывания амплитуды колебания температуры внутренней поверхности; разработка предложений по наиболее целесообразным конструкциям стен.

4.4 Анализ теплоустойчивости и времени запаздывания 145 амплитуды колебаний на внутренней поверхности традиционных для Ирака конструкций совмещенных невентилируемых крыш.

4.5 Исследование энергоэффективности светопроемов и 152 выбор их оптимальных размеров и конструктивных решений.

4.6 Выбор объемно-планировочного решения зданий легкой 163 промышленности.

4.7 Выбор энергоэкономичных размеров светопроемов.

4.8 Выводы по главе 4. 175 Основные выводы. 177 Список литературы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Внутренняя среда в модульных зданиях малых предприятий легкой промышленности в условиях Ирака»

Промышленное строительство в Ираке начало развиваться уже в XX веке.

После первой мировой войны Ирак стал английской мандатной территорией. В 1952 г. было создано формально независимое королевство Ирак, управляемое Англией.

В период между двумя мировыми войнами почти вся строительная деятельность в стране проходила под влиянием английских архитекторов и строителей. Строительство промышленных зданий в этот период осуществлялось почти без учета климатических особенностей страны и традиционного уклада жизни.

После народной революции (17-30 июля 1968г.) начался бурный национальный подъем в жизни страны, интенсивная урбанизация, усилилось промышленное строительство. В последние годы выросла потребность в современных удобных и экономичных производственных зданиях, отвечающих современным функциональным и национальным традициям.

Несмотря на правительственные меры, предпринимаемые в области промышленного строительства и на привлечение подрядчиков частного сектора в настоящее время производственный кризис остается острым, однако нужда в современных производственных зданиях усугубляется в результате роста больших городов (особенно столицы), высокого прироста населения, разрушений производственного фонда в Ирако - Иранской войне.

Организация массового производственного строительства в Ираке поддержана государственным планированием и финансированием при развитии индустриальной базы строительства.

Задачи архитектуры и строительства многогранны. Однако их объединяет одна цель - создание материальной среды для жизни и трудовой деятельности людей.

Объекты промышленной архитектуры, как материальная среда, создаются в соответствии с функционально технической целесообразностью.

В России, как и в других странах, строительство заводов (фабрик) или комплексов предприятий осуществляется для удовлетворения нужд общества в той или иной промышленной продукции. Поэтому первоосновой развития промышленной архитектуры является производственный процесс. Однако, архитектура имеет и вторую, тесно связанную с первой сторону - идейно-художественную, рассмотрение которой изначально не входило в задачи данной работы. Однако, многолетний опыт показывает, что высокое качество промышленной архитектуры способствует совершенствованию самой технологии, улучшению условий проживания городского населения и рациональной организации трудовой деятельности промышленного персонала на предприятиях.

Кроме того, архитектура промышленных предприятий достигающих во многих случаях значительно больших размеров, чем объекты жилищно-гражданского назначения, и занимающих более половины городской территории, оказывает в ряде случаев решающее влияние и на архитектурный облик отдельных городских районов и транспортных магистралей.

Поэтому, при разработке проекта того или иного предприятия следует учитывать все внешние и внутренние аспекты: нередко поспешные решения о необходимости строительства промышленных предприятий имеют плачевные результаты.

Так, например, старое здание обувной фабрики «Парижская коммуна» в Москве показывает какой не должна быть промышленная архитектура. Мало того, что она не вписывается во внешний облик региона, но она и не удовлетворяет многим функционально-техническим требованиям. Таково мнение одного из видных теоретиков промышленной архитектуры проф. H.H. Кима [1].

Конкретно, в нашем случае, предприятия легкой промышленности не требуют больших расходов тепла, электроэнергии и воды для изготовления продукции, а их малый грузооборот вполне обеспечивается централизованным городским автомобильным транспортом и существующими железнодорожными и водными путями. Эти предприятия, как правило, не выделяют в пространство вредных отходов и не создают шума.

Кроме того, предприятия легкой промышленности, размещаемые, как правило, в многоэтажных (3-5 этажей) зданиях, архитектурно и композиционно увязывающиеся с застройкой жилых кварталов, занимают небольшую территорию [3].

Все это дает возможность размещать предприятия в жилых густонаселенных районах города.

Таким образом, вышеперечисленные преимущества при проектировании предприятий легкой промышленности, дают нам возможность широко использовать их и при этом учитывать ранее накопленный опыт проектирования.

В Ираке, как в развивающейся стране, остро стоят экономические проблемы, которые в последнее время усугубились войной.

Для развития и восстановления промышленности, в особенности легкой, требуется строительство быстро монтируемых легких модульных производственных зданий.

В настоящее время проектирование таких зданий развивается произвольно, не базируясь на современных научных и методических основах. В связи с этим для Ирака необходимо создание системных рекомендаций по проектированию таких зданий, включая выбор наиболее эффективных объемно-планировочных и конструктивных решений и разработку принципов формирования внутренней среды.

В процессе работы предполагается провести анализ опыта России и других стран в области проектирования модульных производственных зданий, в том числе и для легкой промышленности, выбрать наиболее рациональные прототипы проектов и разработать вариант объемно-планировочного и конструктивного решения наиболее подходящего для условий Ирака, исследовать и предложить наиболее рациональные ограждающие конструкции и системы естественного освещения, обеспечивающие минимум энергозатрат на освещение и кондиционирование воздуха.

В результате работы будут разработаны рекомендации по проектированию таких зданий в условиях Ирака.

Цель работы: Предложить наиболее рациональные объемно-планировочные решения, ограждающие конструкции и системы естественного освещения зданий легкой промышленности для условий Ирака (по составу рабочих и с учетом местных климатических условий).

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1. Провести анализ объемно-планировочных решений зданий легкой промышленности, построенных в России и зарубежных странах, а также проанализировать системные подходы к проектированию таких зданий и разработать методику проектирования с учетом местных условий Ирака.

2. Проанализировать климатические особенности различных районов Ирака. Скомпоновать климатические данные для теплотехнических расчетов ограждающих конструкций.

3. Исследовать и предложить наиболее рациональные ограждающие конструкции, обеспечивающие минимальные затраты энергии на отопление и охлаждение зданий.

4. Исследовать и предложить наиболее рациональные светопрозрачные конструкции, их размеры, состав, конструктивное решение, обеспечивающие минимальные затраты энергии на отопление, охлаждение и освещение зданий. Научная новизна выполненной работы заключается:

1. В обобщении системных подходов к проектированию зданий легкой промышленности и в определении технических параметров, которые оказывают основное влияние на энергоэкономичность здания.

2. В систематизации климатических факторов Ирака и их обобщении с целью создания системы справочных данных для теплотехнических расчетов и расчетов энергетической эффективности зданий. Эта система может быть положена в основу создания нормативного документа для Ирака по климатологии.

3. В апробировании методики определения требуемого состава ограждающих конструкций для жаркого климата с учетом теплоустойчивости и запаздывания амплитуды температурных колебаний.

4. В применении методики определения размеров и формы светопрозрачных ограждений промышленных зданий легкой промышленности для условий страны с жарким климатом (применена впервые) по условию минимальных затрат энергии на освещение и возмещение теплопотерь и теплопоступлений через окна.

Практическая ценность работы заключается:

1. В разработке методики проектирования энергоэкономичных зданий легкой промышленности модульного типа с энергоэффективными стенами, покрытием и светопроемами.

2. Разработана методика проектирования солнцезащитных устройств для Ирака, для чего создана солнечная ката.

3. Предложены графики определения наиболее энергоэффективного соотношения площади окон к площади пола.

4. Показана энергетическая эффективность перехода к двухслойному остеклению и стеклопакетам в странах с жарким климатом. Предмет защиты:

1. Системный подход к учету климатических особенностей Ирака при проектировании зданий легкой промышленности по критерию минимума энергозатрат на освещение, отопление, вентиляцию и кондиционировании воздуха.

2. Результаты анализа энергоэкономичных светопроемов для условий Ирака.

Заключение диссертации по теме «Строительные конструкции, здания и сооружения», Раззак Аудах Хамад

Основные выводы.

1. Анализ современного строительства производственных зданий легкой промышленности в Ираке, в России, бывшем СССР и в европейских странах позволяет выявить общие закономерности в их компоновке, а именно: компактные объемно-планировочные решения, этажность - не более четырех этажей при любом количестве работающих. В условиях жаркого климата Ирака имеет место тенденция уменьшения площади светопроемов и перехода на искусственное освещение и полное кондиционирование воздуха.

2. Проведенное ранее климатическое районирование и анализ климатических параметров в различных районах Ирака позволили составить таблицы климатических данных, необходимых для расчета ограждающих конструкций по требуемому сопротивлению теплопередачи в зимних условиях, на теплоустойчивость, а также для определения энергозатрат, связанных в устройством светопроемов в зданиях. Эти таблицы могут быть положены в основу теплотехнического нормирования в Ираке.

3. Анализ климатических данных по регионам позволил составить таблицы, по которым можно на стадии предварительного проектирования определить энергозатраты на отопление, вентиляцию и охлаждение зданий.

4. Расчеты традиционных для Ирака ограждающих конструкций показали, что некоторые из них не отвечают требованиям теплоустойчивости. Практически все из рассмотренных традиционных конструкций не отвечают требованиям задержки амплитуды температурных колебаний на внутренней поверхности стены. Определенно, что для производственных зданий эта задержка должна составлять 10-11 часов.

5. В работе показано, что для обеспечения требуемого времени задержки температурных колебаний необходимо, чтобы конструкция имела внешний массивный отделочный слой и общая массивность конструкции составляла бы не менее 4.

6. Предложены целесообразные конструкции стенового заполнения и совмещенных невентилируемых крыш для условий Ирака на основе утепляющих плит из перлитобетона или вермикулитобетона. Показано, что наиболее целесообразной для 2 перлитобетона является объемная масса 1000кг/м , а для о вермикулитобетона - объемная масса бООкг/м . Это обеспечивает при одной и той же толщине плиты больший показатель тепловой инерции конструкции.

7. Проведенный анализ объемно-планировочный решений зданий легкой промышленности и климатических условий Ирака позволил рекомендовать для таких зданий вытянутую форму плана с ориентацией основных фасадов на север -производственная зона и на юг - зона вспомогательных помещений.

Проведена классификация таких зданий по численности рабочих. Определенно, что основной модульной ячейкой для производственных цехов в таких зданиях, позволяющей разместить оборудование и рабочие места для 6 человек, является ячейка 6x6м. Составлена таблица, по которой можно определить количество таких ячеек для производственной и вспомогательной частей здания, а также требуемое количество этажей в здании в зависимости от планируемой мощности предприятия.

8. Разработанная система позволяет не только рассчитывать требуемые площади в здании, но и планировать расширение предприятия за счет пристройки ячеек.

9. По методике, принятой в НИИСФ и МГСУ рассчитаны затраты энергии, связанные с устройством светопроемов в производственных цехах зданий легкой промышленности. Исследованные варианты позволили построить зависимости расхода условного топлива на отопление, охлаждение и вентиляцию, связанные с устройством светопроемов.

10. Определено, что при однослойном остеклении и полном кондиционировании устройство светопроемов в условиях Ирака энергетически нецелесообразно.

11. Переход на двухслойное остекление обеспечивает экономию энергозатрат, по сравнению с одинарным остеклением до 36-40%. В этом случае устройство светопроемов является целесообразным, если их размеры не превышают 30% от площади пола зоны с достаточным естественным освещением (глубина равна 1,5 высоты помещения).

12. Наиболее целесообразны по минимуму расхода энергии на отопление, вентиляцию, охлаждение и освещение светопроемы размером 22% от площади пола (например 2,2x1,5м. по высоте и ширине по 2 окна на ячейку).

13. Переход на трехслойное обычное остекление или на двухкамерные стеклопакеты, заполненные аргоном, дают незначительную экономию по сравнению с обычным двухслойным остеклением (около 2кг/м -год условного топлива). Для сравнения переход с однослойного на двухслойное остекление дает экономию около 1 Окг/м -год. Эти данные получены для условий г.Мосул.

14. Расчеты показали, что использование двухкамерных стеклопакетов в условиях Ирака нецелесообразно.

Разработанная методика определения энергетической эффективности светопроемов позволяет для любых объемно-планировочных решений в любых климатических районах Ирака определить оптимальную конструкцию стен, крыш и определить энергетически целесообразную систему проемов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Раззак Аудах Хамад, 2000 год

1. Ким H.H. Промышленная архитектура. М. Стройиздат, 1979.

2. Лисициан М.В., Пронин Е.С. Архитектурное проектирование зданий. -М. Стройиздат, 1990.

3. Министерство работ и жилища. Руководящие указания. Багдад, 1971 (на арабском языке).

4. Ким H.H., Маклакова Т.Г., Архитектура гражданских и промышленных зданий. М. Стройиздат, 1987.

5. Дубсон A.A. Архитектура предприятий легкой и пищевой промышленности. -М. Стройиздат, 1975.

6. Указания по строительному проектированию предприятий, зданий и сооружений легкой промышленности. СН 122-73. Госстрой СССР. М. Стройиздат, 1974.

7. Руководство по повышению архитектурно-художественного качества планировки и застройки предприятий легкой и пищевой промышленности. М., 1981.

8. Хромец Ю.Н. Новое в строительстве зданий, выпускающих предметы потребления. М. Знание, 1983.

9. Научные исследования в области архитектурно-строительных решений предприятий легкой и пищевой промышленности. Труды ЦНИИПромзданий, вып. 60., М. 1977.

10. Санки Б. Строительство и окружающая среда. М. Стройиздат, 1980.

11. Малый атлас мира. Главное управление геодезии и картографии при СМ СССР. М., 1980.

12. Халид Дауд. Климат городов и озеленение территории. Журнал «Арабский инженер» №71,1983 (на арабском языке).

13. General Tourism Directorate. Iraq Tourist Guide, 1988.14