Дву{0}}етажна градска къща от лека стомана Keel Design за Natales, Южно Чили

Дву{0}}етажна градска къща от лека стомана Keel Design за Наталес, Южно Чили

Дизайн, базиран на G550 AZ150 Light Steel, FrameCAD технология и CBC One-Stop Solutions

 

A1: Основна рамка за проектиране и технически параметри

Проектът се състои от 24 дву-етажни градски къщи, подредени в два Z-образни реда (12 единици на ред), възприемащи изцяло лека стоманена килова структура с материал G550 AZ150 като основен структурен компонент. Целият структурен дизайн, производство и обработка се извършват с помощта на-произведен от Нова Зеландия софтуер FrameCAD и машини за формоване, гарантирайки прецизност и последователност. Проектираният експлоатационен живот надхвърля 50 години, като се адаптира напълно към ниската{10}}температурна среда в южно Чили (регион Наталес) с подобрена топлоизолация и структурна стабилност. Основните детайли на дизайна са както следва:

 

1.1 Оформление и размери

Всяка градска къща покрива площ от 9,35 m (ширина) × 7,6 m (дължина), с обща площ на сградата от приблизително 142,52 ㎡ (включително два етажа). Z--образната подредба на всеки ред оптимизира използването на земята, подобрява вентилацията и условията на осветление и повишава цялостната устойчивост на вятъра на общността (адаптиране към силните ветрове в южно Чили). Светлата височина е 2,8м за първи етаж и 2,7м за втори етаж.

 

1.2 Функционално оформление

Първи етаж: Всекидневна (18㎡), трапезария (12㎡), кухня (8㎡) и една баня (4㎡); пространството е отворено и свързано, с рационална пътна линия.

Втори етаж: Две спални (основна спалня 15㎡, вторична спалня 12㎡) и две бани (самостоятелна баня 5㎡, обществена баня 4㎡); основната спалня е оборудвана със самостоятелна баня за подобряване на комфорта на живот.

 

1.3 Структурна система

Приемете aлека стоманена рамка срязваща стена структурна система, с вертикални натоварвания, поемани от леки стоманени килове G550 AZ150 (включително стенни килове, подови греди, покривни греди и главни греди) и хоризонтални натоварвания (вятър, земетресение), издържани от срязващи се стени, напълно подсилени с 18 mm водоустойчиви OSB панели. Покривът възприема дизайн с един-наклон с парапети (обвити от 27 mm PU метални издълбани панели), който не само отговаря на местната архитектурна естетика, но също така ефективно отвежда снега и дъждовната вода (адаптиране към обилния снеговалеж в южно Чили), докато повишената плътност на кила осигурява структурна стабилност при комбинирани натоварвания.

 

1.4 Система за заграждение и изолация

Външна стена: 27 mm PU метални издълбани панели (декоративни + интегрирана топлоизолация), комбинирани с вътрешен-слой изолационен памук и OSB структурни панели за образуване на композитна изолационна система.

Покрив: 0,6 mm цветна стоманена единична ламарина като керемида, с много-слойна изолационна структура (водоустойчива мембрана + изолационен памук + бариера срещу пара), за да устои на ниски температури и загуба на топлина.

Подова плоча: 18 mm циментова фазерна плоскост като основен слой, с изолационни и звукоизолационни материали (стъклена вата), положени в междинния слой, за да отговарят на изискванията за комфорт на живот.

 

1.5 Едно-поддържащи съоръжения

CBC предоставя пълен набор от поддържащи съоръжения, включително врати и прозорци (термоизолационни врати и прозорци от алуминиева сплав), подови настилки (водоустойчиви и износоустойчиви-дървесни-пластмасови подове) и водоснабдителни и електрически съоръжения (-тръби против замръзване, енерго-спестяващи електрически компоненти), гарантирайки целостта и адаптивността на проекта.

 

A2: Анализ на натоварването, стабилността и адаптивността към околната среда

Структурното изчисление се основава на чилийски местни строителни норми (NCh 433) и се комбинира с климатичните и геоложки условия на Наталес (ниска температура, обилен сняг, умерен интензитет на земетресение). Софтуерът за изчисляване използва FrameCAD (Нова Зеландия) за интегрирано моделиране и анализ, като ключовите индикатори отговарят или надвишават изискванията за проектиране.

 

2.1 Материални характеристики на G550 AZ150 лека стомана

Леката стомана G550 AZ150 има граница на провлачване по-голяма или равна на 550MPa и якост на опън по-голяма или равна на 600MPa, с горещо поцинковано покритие AZ150 (дебелина на цинковия слой по-голяма или равна на 150g/㎡), за да се осигури отлична устойчивост на корозия (адаптиране към влажния и студен крайбрежен климат на Наталес). Ефективността на материала при студено{8}}формоване е напълно съвместима с машините за формоване FrameCAD, осигурявайки прецизността на секциите на кила.

 

2.2 Изчисляване на натоварването и проверка на капацитета на лагера

Тип натоварване	Стойност на дизайна	Лагерен компонент	Резултат от изчислението	Оценка на безопасността
Мъртъв товар (покрив)	1,2kN/㎡ (включително керемиди, изолация, структурно тегло)	Покривни леки стоманени греди (C160×60×20×2.0)	Максимален огъващ момент 8.2kN·m, носеща способност 12.5kN·m	Коефициент на безопасност 1,52 > 1,2, отговаря на изискванията
Натоварване от сняг (покрив)	2,0kN/㎡ (среден снеговалеж в Natales през зимата)	Покривни греди + леки стоманени греди (H200×100×5×8)	Комбинирано напрежение 185MPa, допустимо напрежение 235MPa	Коефициент на безопасност 1,27 > 1,2, отговаря на изискванията
Живо натоварване (етаж)	2,5kN/㎡ (първи етаж) + 2.0kN/㎡ (втори етаж)	Подови греди (C140×50×20×2,0) + 18 mm циментов фибран	Максимална деформация 12,3 мм, коефициент на деформация 1/2276	По-малко от ограничение 1/2000, отговаря на изискванията
Вятърно натоварване	3,0 kN/㎡ (силен вятър по крайбрежието на Южно Чили)	Срязващи стени (OSB + леки стоманени килове)	Странична носеща способност 35kN/m, изчислена странична сила 28kN/m	Коефициент на безопасност 1,25 > 1,2, отговаря на изискванията
Сеизмично натоварване	7-градусов сеизмичен интензитет (сеизмична зона Наталес)	Като цяло лека стоманена рамка + срязващи стени	Естествен период на вибрация 0.65s, странично изместване 9.8mm	Коефициент на изместване 1/2857 < 1/1500, отговаря на сеизмичните изисквания

 

2.3 Анализ на ефективността на топлоизолацията

С оглед на ниско{0}}температурната среда в южната част на Чили (минимална температура -5 градуса през зимата), системата за заграждения е оптимизирана за топлоизолация:

Външна стена: 27 mm PU метални резбовани панели (топлопроводимост 0,024 W/(m·K)) + 100 mm изолация от стъклена вата (топлопроводимост 0,038 W/(m·K)), общото термично съпротивление на стената е 3,85 (m²·K)/W, което е с 30% по-високо от местното минимално изискване.

Покрив: 0,6 мм цветна стоманена ламарина + 150 мм изолация от минерална вата + пароизолация, топлинното съпротивление е 4,2 (m²·K)/W, което ефективно предотвратява загубата на топлина през покрива.

Под: 18 mm циментова фазерна плоча + 80 mm стъклена вата + водоустойчива мембрана, термичното съпротивление е 2,5 (m²·K)/W, избягвайки ефекта на студен мост от земята.

 

2.4 Структурна стабилност и издръжливост

18 mm водоустойчиви OSB структурни панели са изцяло положени върху стените, покрива и пода, за да образуват интегрирана армировъчна система с леките стоманени килове, значително подобрявайки цялостната здравина на рамката, предотвратявайки страничната деформация и подобрявайки структурната стабилност. Поцинкованото покритие AZ150 от лека стомана G550 осигурява отлична устойчивост на корозия във влажната и студена крайбрежна среда на Natales, а 50-годишният проектен живот е потвърден чрез ускорени тестове за корозия (еквивалентни на 50 години естествена корозия), което е допълнително гарантирано от оптимизираната дебелина на материала и покритието.

 

A3: Подробна инвентаризация на материалите (въз основа на стандарта за производство на FrameCAD)

Сериен номер	Име на материала	Спецификация	Материален източник/стандарт	Консумация на единица	Обща консумация (24 единици)	Приложение
1	G550 AZ150 лек стоманен кил	Стенен кил: C100×50×20×1.5; Подова греда: C140×50×20×2.0; Покривна греда: C160×60×20×2.0; Ширина: H200×100×5×8	FrameCAD формиране, новозеландска технология	5,2 тона	124,8 тона	Основен структурен компонент (стени, под, покрив, греди)
2	OSB структурни плоскости	18 mm дебелина, водоустойчив клас	CBC стандартен продукт	68㎡	1632㎡	Укрепване на стена/покрив/под (пълно покритие за срязваща се стена)
3	PU метален резбован панел	27 мм дебелина, интегрирана декоративна изолация на външната стена	CBC стандартен продукт	112㎡	2688㎡	Ограждане на външни стени (включително обвиване на парапет)
4	Цветна стоманена единична ламарина	0,6мм дебелина, AZ150 поцинкована, керемида	CBC стандартен продукт	65㎡	1560㎡	Покривно покритие (включително сгъване на горния парапет и ръба)
5	Циментови фибрани	18 мм дебелина, основен слой на пода	CBC стандартен продукт	92㎡	2208㎡	Основа на подова плоча (пълно покритие на пода + удължение на ръба)
6	Изолационен материал (стъклена вата/каменна вата)	Стъклена вата (80-100 мм), каменна вата (150 мм)	CBC стандартен продукт	85㎡	2040㎡	Изолация на стена/под/покрив (пълен междинен пълнеж)
7	Топлоизолационни врати и прозорци от алуминиева сплав	Врати: 900×2100 мм (2 комплекта); Прозорци: 1200×1500 мм (4 комплекта) + 1500×1800 мм (2 комплекта)	CBC{0}}доставка на едно гише	2 комплекта врати + 6 комплекти прозорци	48 комплекти врати + 144 комплекти прозорци	Осветление, вентилация, топлоизолация (добавен прозорец на главната спалня)
8	Дървени-пластмасови подови настилки	12 мм дебелина, водоустойчив,{1}}устойчив на износване	CBC{0}}доставка на едно гише	88㎡	2112㎡	Вътрешни подови настилки (покритие на всички функционални зони)
9	ВиК и електроснабдяване	Тръби против замръзване,-енергоспестяващи ключове, контакти, бойлери	CBC{0}}доставка на едно гише	1 комплект/единица (подобрена за ниска температура)	24 комплекта	Водоснабдяване, дренаж, електроснабдяване (надграждане на анти{0}}замръзване)
10	Свързващи фитинги	Само{0}}винтове, болтове, водоустойчива мембрана, уплътнител	Съвпадение на FrameCAD	0,35 тона	8,4 тона	Структурна връзка, водоустойчива, запечатване на шевове

 

A4: Основна конкурентоспособност на проекта за градска къща от лека стомана

4.1 Структурни и технологични предимства

Висока прецизност и ефективност: Възприемайки софтуер FrameCAD и машини за формоване от Нова Зеландия, леките стоманени килове са произведени с висока прецизност (грешка по-малка или равна на ±0,5 mm), реализирайки модулно сглобяване и съкращавайки-периода на изграждане на място с 40% в сравнение с традиционните бетонни конструкции.

Отлична издръжливост: G550 AZ150 лека стомана с AZ150 галванизирано покритие и водо-устойчиви OSB панели осигурява устойчивост на корозия и влагоустойчивост, отговаряйки на изискването за 50-годишен проектен живот във влажната и студена среда на Natales.

Силна адаптивност към околната среда: Оптимизираната изолационна система и конструкцията на устойчив-натоварване от сняг покрив се адаптират напълно към ниската-температура и тежки-снежен климат в южно Чили, а структурата на срязващата стена отговаря на местните изисквания за сеизмичен интензитет от 7 градуса.

 

4.2 Разходи и предимства на веригата за доставки

Доставка-на едно гише от CBC: Интегрирайки леки стоманени конструкции, материали за заграждения, врати и прозорци и съоръжения за вода и електричество, CBC предоставя цялостно-верижно решение, намалявайки разходите за доставки и гарантирайки постоянно качество на продукта.

Ниски разходи за поддръжка: 27-милиметровите PU метални издълбани панели и цветните стоманени керемиди имат добра устойчивост на атмосферни влияния, не изискват основна поддръжка в рамките на 20 години, а разходите за поддръжка са само 1/3 от тези на традиционните тухлени -бетонни конструкции. Увеличената дебелина на материала също така удължава експлоатационния живот на основните компоненти, отговаряйки на 50-годишното изискване за проектиране.

Леко тегло и ниска цена на основата: Въпреки коригираното дозиране на материала, леката стоманена конструкция все още тежи само 1/4 от бетонната конструкция, намалявайки изискването за носеща способност на фундамента и спестявайки 25% от разходите за изграждане на фундамента. Оптимизираната плътност на кила също подобрява структурната стабилност, без да увеличава значително собственото -тегло.

 

4.3 Предимства за живот и околна среда

Удобен живот: Много{0}}слойната система за изолация и звукоизолация осигурява стабилност на вътрешната температура (18-22 градуса през зимата) и нисък шум, а отвореното функционално разпределение отговаря на жизнените нужди на семействата.

Защита на околната среда и устойчивост: Всички материали могат да се рециклират (лека стомана, алуминиева сплав, дървен-пластмасов под), с ниски въглеродни емисии по време на строителството и употребата, в съответствие с политиките на Чили за опазване на околната среда.

Гъвкаво оформление: Леката стоманена конструкция е лесна за реновиране и разширяване, а вътрешното оформление може да се коригира според нуждите на собственика, без да се повреди основната структура.

 

A5: Анализ на пазарната адаптация (Океания, Югоизточна Азия, Южна Америка)

Основните пазари на CBC обхващат Океания (Папуа Нова Гвинея, Фиджи), Югоизточна Азия (Филипини, Индонезия) и Южна Америка (Чили, Перу). Този дизайн на градска къща от лека стомана, базиран на технологията FrameCAD и материал G550 AZ150, има различни степени на адаптивност към различни пазари, като основната логика на адаптация съответства на продуктовото позициониране на CBC за „модулност, опазване на околната среда и-обслужване на едно гише“.

Пазарен регион	Климат/геоложки характеристики	Ниво на адаптивност	Основни точки за адаптация
Океания (Папуа Нова Гвинея, Фиджи)	Климат на тропическа дъждовна гора, висока влажност, чести проливни дъждове, сеизмична интензивност 6-7 градуса	високо	G550 AZ150 лека стомана с AZ150 галванизирано покритие се адаптира към висока влажност; конструкцията на срязващата се стена, подсилена от OSB панели с пълно-покритие, отговаря на 6-7 градуса сеизмични изисквания; модулната конструкция (с 95% степен на предварително производство) се адаптира към ниско ниво на местни строителни умения. Коригираната дозировка на материала и покритието в оригиналния дизайн също осигуряват достатъчен излишък за среда с висока влажност, намалявайки риска от структурни повреди, причинени от ерозия на влага.
Югоизточна Азия (Филипини, Индонезия)	Тропически мусонен климат, склонност към -тайфуни, висока температура и влажност, 7-градусов сеизмичен интензитет	Средно-Високо	Леката стоманена конструкция има добра устойчивост на вятър; изолационната система може да се регулира за топлоизолация (заменете с 50 мм изолационен памук); анти{1}}антитайфунна армировка за покрив и врати.
Южна Америка (Перу, Бразилия)	Перу: крайбрежен вятър, сеизмична интензивност 7-8 градуса; Бразилия: тропически климат, висока температура	Среден	Перу: подобряване на сеизмичното укрепване (добавяне на ексцентрични скоби); Бразилия: оптимизирайте топлоизолацията и вентилацията (увеличете площта на прозорците, добавете сенници).
Европа (Южна Европа: Испания, Италия)	Средиземноморски климат, мека зима, лятна жега, строги стандарти-за пестене на енергия	Средно-Ниско	Оптимизирайте изолационната система, за да отговаря на европейските-стандарти за пестене на енергия; заменете керемидите с глинени керемиди, за да отговарят на местната архитектурна естетика.

 

A6: Целеви модификации, базирани на местните условия

6.1 Модификации за Океания (Папуа Нова Гвинея)

Анти{0}}Подобряване на корозията: Запазете G550 AZ150 лека стомана и добавете слой от епоксидно-цинкова -боя (80 μm) върху повърхността на киловете, за да се адаптирате към климата на тропическите дъждовни гори с висока-влажност.

Оптимизация на дренажа: Променете ъгъла на единичния-наклон на покрива от 15 градуса на 20 градуса, за да ускорите изтичането на дъждовна вода; добавете дъждовни улуци (от неръждаема стомана) около къщата, за да избегнете натрупване на вода.

Строителство Адаптация: Увеличете степента на предварително производство до 95% (сглобяеми стенни панели и подови плочи във фабриката), за да се адаптирате към ниското ниво на местни строителни умения.

 

6.2 Модификации за Югоизточна Азия (Филипини)

Подсилване на устойчивостта на тайфун: На базата на оригиналните покривни греди C160×60×20×2.0 надстройте до C180×70×20×2.5 и увеличете плътността на греди от 600 mm на 500 mm; добавете ветрови опори тип X- (ъглова стомана L50×5) на билото на покрива и фронтоните, за да устоите на натоварването от вятър от тайфун (4,0kN/㎡). Междувременно подобрете връзката между 27-милиметровите PU метални издълбани панели и киловете с анти{16}}самонарезни-винтове, за да предотвратите разместване.

Регулиране на топлоизолацията: Заменете 100 mm стъклена вата с 50 mm полиуретанова изолационна вата с висока- плътност (по-добра топлоизолация); добавете сенници (алуминиева сплав) извън прозорците, за да намалите слънчевата радиация.

Оптимизиране на устойчивостта на влага: Поставете водоустойчива мембрана (дебелина 2,0 мм) върху земята на първия етаж, за да предотвратите влагата от земята; използвайте влагоустойчиви OSB панели за вътрешните стени.

 

6.3 Модификации за Южна Америка (Перу)

Сеизмично укрепване: Надстройте структурната система до двойна анти{0}}сеизмична рамка (главна рамка + рамка с ексцентрични скоби); добавете вертикални срязващи се стени от стоманена плоча (10 мм дебелина) в ъглите на къщата, за да се адаптирате към 8-градусов сеизмичен интензитет.

Крайбрежна анти{0}}корозия: Приложете двойна антикорозионна обработка (AZ150 поцинковане + полиуретанова боя) за всички леки стоманени елементи, за да устоите на корозията на крайбрежната солена пръска.

Регулиране на натоварването: Увеличете проектната стойност на натоварването от вятъра на покрива до 3,5 kN/㎡ и допълнително оптимизирайте разстоянието между гредите на пода от 600 mm до 500 mm (на базата на оригиналните греди C140×50×20×2.0), за да подобрите носещата способност. Коригираната дозировка на материала в оригиналния дизайн гарантира, че структурното резервиране може да покрие надграждането на натоварването без широко{8}}подмяна на основните компоненти.

 

6.4 Модификации за Южна Европа (Испания)

Оптимизация-за пестене на енергия: Увеличете изолационния слой на стената до 120 mm (каменна вата); използвайте кухи стъкла с ниско-E за врати и прозорци, за да отговаряте на европейските стандарти за-спестяване на енергия ENERGY STAR.

Архитектурно-естетична адаптация: Заменете цветните стоманени керемиди с местни глинени керемиди; променете външната стена PU метални издълбани панели на панели,-подобни на камък, за да паснат на средиземноморския архитектурен стил.

Регулиране на вентилацията: Добавете покривни вентилатори (тип естествена вентилация), за да подобрите циркулацията на въздуха в помещенията през лятото; дизайнерски регулируеми сенници за прозорци.

 

A7: Основно заключение и потенциал за пазарно насърчаване

Този дву{0}}етажен проект за градска къща от лека стомана, проектиран за Natales в южната част на Чили, използва напълно предимствата на G550 AZ150 лека стомана и технологията FrameCAD. Чрез оптимизиране на дозировката на материала (като увеличаване на теглото на лекия стоманен кил, покритието на OSB панелите и материалната площ на корпуса) и подобряване на структурните детайли, проектът отговаря на местните ниски-температури, тежък-сняг и влажни климатични условия, както и геоложки и жизнени нужди. Коригираната конфигурация на материала не само осигурява 50-годишния проектен живот, но също така подобрява структурното резервиране и е силно съвместима с възможностите на веригата за доставки на едно гише на CBC, обхващаща леки стоманени конструкции, материали за корпуси, врати и прозорци и съоръжения за вода и електричество.

По отношение на разширяването на пазара, дизайнът може бързо да се адаптира към основните пазари на CBC (Океания, Югоизточна Азия, Южна Америка) чрез целеви модификации (анти{0}}корозионни, сеизмични, устойчивост на вятър, регулиране на топлоизолацията) със силна мащабируемост. Особено в Океания и Югоизточна Азия, където изискванията за модулна конструкция и анти{2}}корозия са високи, проектът има очевидни конкурентни предимства и може да се използва като основен продукт за CBC за разширяване на пазара на жилищни леки стоманени конструкции. С нарастващото глобално търсене на екологични и ниско-въглеродни сгради, този дизайн на градска къща от лека стомана се очаква да се превърне в ключова движеща сила за растежа на бизнеса на CBC на международния пазар.