Dizajn dvospratne kuće u nizu od lake čelične kobilice za Natales, južni Čile

Dizajn dvospratne gradske kuće od lake čelične kobilice za Natales, južni Čile

Dizajn zasnovan na lakom čeliku G550 AZ150, tehnologiji FrameCAD i CBC One-rješenjima

 

A1: Okvir dizajna jezgre i tehnički parametri

Projekat se sastoji od 24 dvospratne gradske kuće raspoređene u dva niza u obliku slova Z- (12 jedinica po redu), usvajajući potpuno laganu čeličnu kobilicu sa materijalom G550 AZ150 kao glavnom strukturnom komponentom. Sav konstrukcijski dizajn, izrada i obrada su završeni korišćenjem FrameCAD softvera i mašina za formiranje sa Novog Zelanda-, osiguravajući preciznost i konzistentnost. Projektovani vijek trajanja premašuje 50 godina, potpuno se prilagođava niskom{10}}okruženju na niskim temperaturama u južnom Čileu (regija Natales) uz poboljšanu toplinsku izolaciju i strukturnu stabilnost. Ključni detalji dizajna su sljedeći:

 

1.1 Izgled i dimenzije

Svaka gradska kuća pokriva površinu od 9,35m (širina) × 7,6m (dužina), sa ukupnom površinom zgrade od približno 142,52㎡ (uključujući dva sprata). Raspored svakog reda u obliku slova Z- optimizuje korišćenje zemljišta, poboljšava ventilaciju i uslove osvetljenja, i povećava ukupnu otpornost zajednice na vetar (prilagođavajući se jakim vetrovima u južnom Čileu). Čista visina je 2,8m za prvi sprat i 2,7m za drugi sprat.

 

1.2 Funkcionalni izgled

Prvi sprat: Dnevni boravak (18㎡), trpezarija (12㎡), kuhinja (8㎡) i jedno kupatilo (4㎡); prostor je otvoren i povezan, sa racionalnom linijom saobraćaja.

Drugi sprat: dve spavaće sobe (glavna spavaća soba 15㎡, pomoćna spavaća soba 12㎡) i dva kupatila (en-kupatilo 5㎡, javno kupatilo 4㎡); Glavna spavaća soba je opremljena zasebnim kupatilom za poboljšanje udobnosti stanovanja.

 

1.3 Strukturni sistem

Usvojiti aLagani čelični okvir konstrukcije sa posmičnim zidom, s vertikalnim opterećenjima koja nose G550 AZ150 lake čelične kobilice (uključujući zidne kobilice, podne grede, krovne grede i glavne grede) i horizontalnim opterećenjima (vjetar, potres) otporne na posmične zidove u potpunosti ojačane sa 18 mm vodootpornim OSB pločama-. Krov ima dizajn sa jednim nagibom-sa parapetima (umotanim 27 mm PU metalnim rezbarenim pločama), koji ne samo da zadovoljava lokalnu arhitektonsku estetiku, već i efikasno odvodi snijeg i kišnicu (prilagođavajući se velikim snježnim padavinama u južnom Čileu), dok poboljšana gustina kobilice osigurava stabilnost pod kombinovanim opterećenjem.

 

1.4 Sistem kućišta i izolacije

Vanjski zid: 27mm PU metalne rezbarene ploče (dekorativni + integrirana toplinska izolacija), u kombinaciji sa unutrašnjim-slojem izolacije od pamuka i OSB strukturnih ploča da formiraju kompozitni izolacijski sistem.

Krov: 0,6 mm u boji čelični pojedinačni lim kao crijep, sa više-slojnom izolacijskom strukturom (vodootporna membrana + izolacijski pamuk + parna barijera) za otpornost na niske temperature i gubitak topline.

Podna ploča: 18mm cementna vlaknasta ploča kao osnovni sloj, sa izolacionim i zvučnoizolacionim materijalima (staklena vuna) položenim u međusloj kako bi se zadovoljili zahtevi za udobnost stanovanja.

 

1.5 One-Pomoćni objekti na jednom mjestu

CBC pruža kompletan set pratećih objekata, uključujući vrata i prozore (toplotna izolacija vrata i prozora od aluminijumske legure), podove (vodootporne i-drvene-otporne na habanje-plastične podove), te objekte za vodu i električnu energiju (cijevi protiv smrzavanja,-električne komponente koje štede energiju), osiguravajući integritet i prilagodljivost projekta.

 

A2: Analiza nosivosti, stabilnosti i prilagođavanja okolišu

Strukturni proračun je zasnovan na čileanskim lokalnim građevinskim propisima (NCh 433) i kombinovan sa klimatskim i geološkim uslovima Natalesa (niska temperatura, jak sneg, umeren intenzitet potresa). Softver za proračun usvaja FrameCAD (Novi Zeland) za integrisano modeliranje i analizu, sa ključnim indikatorima koji ispunjavaju ili premašuju zahtjeve dizajna.

 

2.1 Materijalne performanse lakog čelika G550 AZ150

G550 AZ150 laki čelik ima granicu tečenja veću od ili jednaku 550MPa i vlačnu čvrstoću veću od ili jednaku 600MPa, sa AZ150 vruće-pocinčanim premazom (debljina sloja cinka veća od ili jednaka 150g/㎡) kako bi se osigurala otpornost na mraz i koroziju na vlagu (odličnu koroziju na klimu i koroziju). Natales). Performanse hladnog-formiranja materijala u potpunosti su kompatibilne sa FrameCAD mašinama za formiranje, osiguravajući preciznost presjeka kobilice.

 

2.2 Proračun opterećenja i provjera nosivosti

Vrsta opterećenja	Vrijednost dizajna	Bearing Component	Rezultat izračuna	Safety Evaluation
mrtvo opterećenje (krov)	1,2kN/㎡ (uključujući crijep, izolaciju, strukturnu težinu)	Krovni laki čelični gredovi (C160×60×20×2.0)	Maksimalni moment savijanja 8,2kN·m, nosivost 12,5kN·m	Faktor sigurnosti 1,52 > 1,2, ispunjava zahtjeve
Opterećenje snijegom (krov)	2,0kN/㎡ (Natales prosječne snježne padavine zimi)	Krovne grede + lagane čelične grede (H200×100×5×8)	Kombinovani napon 185MPa, dozvoljeni napon 235MPa	Faktor sigurnosti 1,27 > 1,2, ispunjava zahtjeve
Opterećenje uživo (pod)	2,5kN/㎡ (prvi sprat) + 2.0kN/㎡ (drugi sprat)	Podne grede (C140×50×20×2.0) + 18mm cementno vlaknaste ploče	Maksimalni otklon 12,3 mm, omjer otklona 1/2276	Manje od limita 1/2000, ispunjava uslove
Opterećenje vjetrom	3,0kN/㎡ (jaki vjetar na južnoj obali Čilea)	Posmični zidovi (OSB + lagane čelične kobilice)	Bočna nosivost 35kN/m, izračunata bočna sila 28kN/m	Faktor sigurnosti 1,25 > 1,2, ispunjava zahtjeve
Seizmičko opterećenje	Seizmički intenzitet od 7 stepeni (Natales seizmička zona)	Sveukupni lagani čelični okvir + posmični zidovi	Period prirodnih vibracija 0,65 s, bočni pomak 9,8 mm	Omjer pomaka 1/2857 < 1/1500, zadovoljava seizmičke zahtjeve

 

2.3 Analiza performansi toplotne izolacije

Imajući za cilj okruženje sa niskim-temperaturama u južnom Čileu (minimalna temperatura -5 stepeni zimi), sistem kućišta je optimizovan za toplotnu izolaciju:

Vanjski zid: 27mm PU metalne rezbarene ploče (toplotna provodljivost 0,024W/(m·K)) + 100mm izolacija od staklene vune (toplotna provodljivost 0,038W/(m·K)), ukupna toplinska otpornost zida je 3,85 (m²·K)/W, što je 30% više od lokalnog minimalnog zahtjeva.

Krov: čelični lim u boji 0,6 mm + 150 mm izolacija od kamene vune + parna barijera, toplotna otpornost je 4,2 (m²·K)/W, efikasno sprečava gubitak toplote kroz krov.

Pod: 18mm cementna vlaknasta ploča + 80mm staklena vuna + vodootporna membrana, toplotna otpornost je 2,5 (m²·K)/W, izbjegavajući efekat hladnog mosta sa tla.

 

2.4 Strukturna stabilnost i izdržljivost

Vodootporne -oSB ploče od 18 mm su u potpunosti položene na zidove, krov i pod kako bi formirale integrisani sistem ojačanja sa lakim čeličnim kobilicama, značajno povećavajući ukupnu krutost okvira, sprečavajući bočne deformacije i poboljšavajući stabilnost konstrukcije. AZ150 pocinčani premaz od lakog čelika G550 osigurava odličnu otpornost na koroziju u vlažnom i hladnom obalnom okruženju Natalesa, a 50-godišnji projektni vijek je potvrđen ubrzanim testovima korozije (ekvivalentno 50 godina prirodne korozije), što je dodatno zajamčeno optimiziranom debljinom materijala i pokrivenošću.

 

A3: Detaljan popis materijala (zasnovano na FrameCAD Fabrication Standard)

serijski br.	Naziv materijala	Specifikacija	Izvor materijala/standard	Potrošnja po jedinici	Ukupna potrošnja (24 jedinice)	Aplikacija
1	G550 AZ150 laka čelična kobilica	Zidna kobilica: C100×50×20×1,5; Podna greda: C140×50×20×2.0; Krovni okvir: C160×60×20×2.0; Širina: H200×100×5×8	FrameCAD oblikovanje, novozelandska tehnologija	5,2 tone	124,8 tona	Glavna konstrukcijska komponenta (zidovi, pod, krov, grede)
2	OSB strukturna ploča	18 mm debljine, vodootporna-klasa	CBC standardni proizvod	68㎡	1632㎡	Ojačanje zida/krova/poda (puna pokrivenost posmičnog zida)
3	PU metalna rezbarena ploča	Debljina 27 mm, integrirana dekorativna izolacija vanjskih zidova	CBC standardni proizvod	112㎡	2688㎡	Vanjske zidne ograde (uključujući omotavanje parapetom)
4	Boja čelični pojedinačni list	0,6mm debljine, AZ150 pocinčan, crijep	CBC standardni proizvod	65㎡	1560㎡	Krovni pokrivač (uključujući preklop parapeta i rubova)
5	Cement Vlaknaste Ploče	Podni osnovni sloj debljine 18 mm	CBC standardni proizvod	92㎡	2208㎡	Baza podne ploče (puna podna pokrivenost + proširenje rubova)
6	Izolacijski materijal (staklena vuna/kamena vuna)	Staklena vuna (80-100mm), kamena vuna (150mm)	CBC standardni proizvod	85㎡	2040㎡	Izolacija zidova/poda/krova (puno međuslojno punjenje)
7	Termoizolaciona vrata i prozori od aluminijumske legure	Vrata: 900×2100mm (2 kompleta); Prozori: 1200×1500 mm (4 seta) + 1500×1800 mm (2 seta)	CBC one-opskrba	2 kompleta vrata + 6 kompleta prozora	48 kompleta vrata + 144 kompleta prozora	Rasvjeta, ventilacija, toplinska izolacija (dodat prozor glavne spavaće sobe)
8	Drveni{0}}Plastični podovi	12 mm debljine, vodootporne-otporne na habanje	CBC one-opskrba	88㎡	2112㎡	Unutrašnji podovi (pokrivenost svih funkcionalnih područja)
9	Voda i struja objekti	Cijevi protiv-zamrzavanja,-štedljivi prekidači, utičnice, bojleri	CBC one-opskrba	1 set/jedinica (poboljšano za niske temperature)	24 seta	Snabdijevanje vodom, odvodnja, struja (nadogradnja protiv smrzavanja)
10	Priključci	Samo{0}}vijci, vijci, vodootporna membrana, zaptivač	FrameCAD podudaranje	0,35 tona	8,4 tone	Strukturni spoj, vodootporan, zaptivanje šavova

 

A4: Osnovna konkurentnost projekta gradske kuće od lakog čelika

4.1 Strukturne i tehnološke prednosti

Visoka preciznost i efikasnost: Usvajanje softvera FrameCAD i mašina za formiranje sa Novog Zelanda, lake čelične kobilice se proizvode sa velikom preciznošću (greška manja ili jednaka ±0,5 mm), čime se ostvaruje modularna montaža i skraćuje-period izgradnje na licu mesta za 40% u poređenju sa tradicionalnim betonskim konstrukcijama.

Odlična izdržljivost: G550 AZ150 laki čelik sa AZ150 pocinčanim premazom i vodo{3}}otpornim OSB pločama osigurava otpornost na koroziju i vlagu, ispunjavajući 50-godišnji zahtjev za dizajnom u vlažnom i hladnom okruženju Natalesa.

Snažna prilagodljivost okolišu: Optimizirani sistem izolacije i dizajn krova otpornog na snježno opterećenje-u potpunosti se prilagođava niskoj-temperaturi i teškoj-snježnoj klimi u južnom Čileu, a struktura posmičnog zida ispunjava zahtjeve lokalnog seizmičkog intenziteta od 7 stepeni.

 

4.2 Prednosti troškova i lanca nabavke

One-Snabdijevanje preko CBC-a: Integrirajući lake čelične konstrukcije, materijale za kućišta, vrata i prozore, te objekte za vodu i struju, CBC pruža potpuno-lančano rješenje, smanjujući troškove nabavke i osiguravajući dosljedan kvalitet proizvoda.

Niski troškovi održavanja: 27mm PU metalne rezbarene ploče i čelični crijep u boji imaju dobru otpornost na vremenske uvjete, ne zahtijevaju veliko održavanje u roku od 20 godina, a troškovi održavanja su samo 1/3 troškova tradicionalnih konstrukcija od cigle{4}}od betona. Povećana debljina materijala također produžava vijek trajanja osnovnih komponenti, u skladu sa zahtjevima dizajna od 50 godina.

Mala težina i niska cijena temelja: Uprkos prilagođenoj dozi materijala, laka čelična konstrukcija i dalje teži samo 1/4 betonske konstrukcije, smanjujući zahtjeve za nosivošću temelja i uštedujući 25% troškova izgradnje temelja. Optimizirana gustina kobilice također poboljšava strukturnu stabilnost bez značajnog povećanja vlastite-težine.

 

4.3 Životne i ekološke prednosti

Udoban životni doživljaj: Više-slojni sistem izolacije i zvučne izolacije osigurava stabilnost unutrašnje temperature (18-22 stepena zimi) i nisku razinu buke, a otvoreni funkcionalni raspored zadovoljava životne potrebe porodica.

Zaštita životne sredine i održivost: Svi materijali se mogu reciklirati (laki čelik, legure aluminijuma, drveni{0}}plastični pod), sa niskim emisijama ugljenika tokom izgradnje i upotrebe, u skladu sa čileanskim politikama zaštite životne sredine.

Fleksibilan raspored: Lagana čelična konstrukcija lako se obnavlja i širi, a unutrašnji raspored se može prilagoditi prema potrebama vlasnika bez oštećenja glavne konstrukcije.

 

A5: Analiza prilagođavanja tržišta (Okeanija, Jugoistočna Azija, Južna Amerika)

Glavna tržišta CBC-a pokrivaju Okeaniju (Papua Nova Gvineja, Fidži), jugoistočnu Aziju (Filipini, Indonezija) i Južnu Ameriku (Čile, Peru). Ovaj dizajn gradske kuće od lakog čelika, baziran na FrameCAD tehnologiji i materijalu G550 AZ150, ima različite stupnjeve prilagodljivosti različitim tržištima, s osnovnom logikom prilagođavanja koja odgovara pozicioniranju proizvoda CBC-a kao što je "modularizacija, zaštita okoliša i usluga na jednom-uslugu".

Market Region	Klimatske/geološke karakteristike	Nivo prilagodljivosti	Tačke adaptacije jezgra
Okeanija (Papua Nova Gvineja, Fidži)	Klima tropskih prašuma, visoka vlažnost, česte jake kiše, seizmički intenzitet 6-7 stepeni	Visoko	G550 AZ150 laki čelik sa AZ150 pocinčanim premazom prilagođava se visokoj vlažnosti; struktura posmičnog zida ojačana OSB pločama pune -pokrivenosti ispunjava seizmičke zahtjeve od 6-7 stepeni; modularna konstrukcija (sa 95% stope prefabrikacije) prilagođava se niskom nivou lokalne građevinske vještine. Prilagođena doza materijala i pokrivenost u originalnom dizajnu također osiguravaju dovoljnu redundanciju za okruženje visoke vlažnosti, smanjujući rizik od strukturnih oštećenja uzrokovanih erozijom vlage.
Jugoistočna Azija (Filipini, Indonezija)	Tropska monsunska klima, sklona tajfunima-, visoka temperatura i vlažnost, seizmički intenzitet od 7 stepeni	Srednje{0}}Visoka	Lagana čelična konstrukcija ima dobru otpornost na vjetar; izolacijski sistem se može podesiti na toplinsku izolaciju (zamijeniti izolacijskim pamukom od 50 mm); anti-ojačanje od tajfuna za krov i vrata.
Južna Amerika (Peru, Brazil)	Peru: obalni vjetar, seizmički intenzitet 7-8 stepeni; Brazil: tropska klima, visoka temperatura	Srednje	Peru: pojačati seizmičko ojačanje (dodati ekscentrične utege); Brazil: optimizirajte toplinsku izolaciju i ventilaciju (povećajte površinu prozora, dodajte panele za suncobran).
Evropa (Južna Evropa: Španija, Italija)	Mediteranska klima, blaga zima, ljetne vrućine, strogi{0}}standardi uštede energije	Srednje{0}}Nisko	Optimizirati sistem izolacije kako bi zadovoljio evropske{0}}standarde uštede energije; zamijenite crijep sa glinenim crijepom kako bi se uklopio u lokalnu arhitektonsku estetiku.

 

A6: Ciljane modifikacije na osnovu lokalnih uslova

6.1 Modifikacije za Oceaniju (Papua Nova Gvineja)

Antikorozivno poboljšanje: Zadržite G550 AZ150 laki čelik i dodajte sloj epoksidne boje bogate cinkom-(80μm) na površinu kobilica kako biste se prilagodili visokoj-klimi u tropskim prašumama.

Optimizacija odvodnje: Izmijenite ugao jednog nagiba- krova sa 15 stepeni na 20 stepeni da biste ubrzali ispuštanje kišnice; dodajte oluke za kišu (nehrđajući čelik) oko kuće kako biste izbjegli nakupljanje vode.

Građevinska adaptacija: Povećajte stopu prefabrikacije na 95% (prefabrikovani zidni paneli i podne ploče u fabrici) kako biste se prilagodili niskom nivou lokalne građevinske vještine.

 

6.2 Modifikacije za jugoistočnu Aziju (Filipini)

Pojačanje otpornosti na tajfun: Na osnovu originalnih krovnih greda C160×60×20×2.0, nadograditi na C180×70×20×2.5 i povećati gustinu greda sa 600 mm na 500 mm; dodati vetar tipa X- (ugaoni čelik L50×5) na sljemenu krova i zabatima kako bi se izdržao opterećenje vjetrom od tajfuna (4,0kN/㎡). U međuvremenu, poboljšajte vezu između 27 mm PU metalnih rezbarenih panela i kobilica pomoću vijaka protiv{16}}samourezivanja-da biste spriječili pomicanje.

Podešavanje toplotne izolacije: Zamijenite staklenu vunu od 100 mm sa izolacijskim pamukom od poliuretana visoke gustine 50 mm- (bolje performanse toplinske izolacije); dodajte panele za suncobran (aluminijska legura) izvan prozora kako biste smanjili sunčevo zračenje.

Optimizacija otpornosti na vlagu: Postavite vodootpornu membranu (debljine 2,0 mm) na tlo prvog sprata kako biste spriječili vlagu iz zemlje; koristite OSB ploče otporne na vlagu-za unutrašnje zidove.

 

6.3 Modifikacije za Južnu Ameriku (Peru)

Seizmička armatura: Nadogradite konstruktivni sistem na dvostruki anti-seizmički okvir (glavni okvir + ekscentrično pričvršćeni okvir); dodajte vertikalne zidove od čeličnih ploča (debljine 10 mm) na uglovima kuće kako biste se prilagodili seizmičkom intenzitetu od 8 stepeni.

Obalna anti-korozija: Usvojite dvostruki tretman protiv -korozije (AZ150 galvanizacija + poliuretanska boja) za sve lake čelične elemente kako bi se oduprli obalnoj koroziji raspršivanjem soli.

Podešavanje opterećenja: Povećajte projektnu vrijednost krovnog opterećenja vjetrom na 3,5 kN/㎡, i dodatno optimizirajte razmak podne grede sa 600 mm na 500 mm (bazirano na originalnim gredama C140×50×20×2,0) kako biste poboljšali nosivost. Prilagođena doza materijala u originalnom dizajnu osigurava da strukturna redundantnost može pokriti nadogradnju opterećenja bez velike- zamjene osnovnih komponenti.

 

6.4 Modifikacije za južnu Evropu (Španija)

{0}}Optimizacija uštede energije: Povećati sloj zidne izolacije na 120mm (kamena vuna); koristite nisko-E šuplje staklo za vrata i prozore kako biste ispunili evropske ENERGY STAR standarde-uštede energije.

Arhitektonska estetika adaptacija: Zamijenite čelični crijep u boji lokalnim crijepom od gline; promijenite vanjske zidove PU metalne rezbarene ploče u kamene-ploče poput kamena kako bi se uklopili u mediteranski arhitektonski stil.

Podešavanje ventilacije: Dodajte krovne ventilatore (prirodna ventilacija) za poboljšanje cirkulacije zraka u zatvorenom prostoru ljeti; dizajn podesivih nadstrešnica za prozore.

 

A7: Osnovni zaključak i potencijal promocije na tržištu

Ovaj-projekat gradske kuće od lake čelične dvije etaže, dizajniran za Natales u južnom Čileu, u potpunosti koristi prednosti lakog čelika G550 AZ150 i FrameCAD tehnologije. Optimizacijom doziranja materijala (kao što je povećanje težine kobilice od lake čelične kobilice, pokrivenost OSB ploča i površina materijala kućišta) i poboljšanjem strukturnih detalja, projekat zadovoljava lokalne uslove niske-temperature, jakih-snježnih i vlažnih klimatskih uslova, kao i geološke i životne potrebe. Prilagođena konfiguracija materijala ne samo da osigurava projektni vijek od 50- godina, već i poboljšava strukturnu redundantnost, i vrlo je kompatibilna sa mogućnošću lanca opskrbe CBC-a na jednom mjestu koji pokriva lake čelične konstrukcije, materijale za kućišta, vrata i prozore, te objekte za vodu i struju.

U smislu širenja tržišta, dizajn se može brzo prilagoditi glavnim tržištima CBC-a (Okeanija, Jugoistočna Azija, Južna Amerika) kroz ciljane modifikacije (anti-protiv korozije, seizmičke mjere, otpornost na vjetar, podešavanje toplinske izolacije), uz snažnu skalabilnost. Naročito u Okeaniji i jugoistočnoj Aziji, gdje su zahtjevi za modularnom konstrukcijom i antikorozijom visoki, projekat ima očigledne konkurentske prednosti i može se koristiti kao osnovni proizvod za CBC za proširenje tržišta stambenih lakih čeličnih konstrukcija. Sa sve većom globalnom potražnjom za zelenim i niskim{4}}ugljičnim zgradama, očekuje se da će ovaj dizajn gradske kuće od lakog čelika postati ključna pokretačka snaga za rast poslovanja CBC-a na međunarodnom tržištu.