Design de case din oțel cu două-etaje pentru Natales, sudul Chile

Design de case din oțel cu două-etaje pentru Natales, sudul Chile

Design bazat pe oțel ușor G550 AZ150, tehnologia FrameCAD și soluții One-CBC

 

A1: Cadrul de proiectare de bază și parametrii tehnici

Proiectul constă din 24 de case cu două-etaje dispuse în două rânduri în formă de Z-(12 unități pe rând), adoptând o structură complet ușoară cu chilă din oțel cu material G550 AZ150 ca componentă structurală principală. Toate proiectele structurale, fabricarea și procesarea sunt finalizate folosind software-ul FrameCAD din -sursă din Noua Zeelandă și mașini de formare, asigurând precizie și coerență. Durata de viață a proiectării depășește 50 de ani, adaptându-se complet la mediul cu temperatură joasă-din sudul Chile (regiunea natales), cu izolație termică îmbunătățită și stabilitate structurală. Detaliile cheie de design sunt următoarele:

 

1.1 Aspect și dimensiuni

Fiecare casă de oraș acoperă o suprafață de 9,35 m (lățime) × 7,6 m (lungime), cu o suprafață totală a clădirii de aproximativ 142,52㎡ (inclusiv două etaje). Dispunerea în formă de Z a fiecărui rând optimizează utilizarea terenului, îmbunătățește condițiile de ventilație și iluminare și îmbunătățește rezistența generală la vânt a comunității (adaptandu-se la vânturile puternice din sudul Chile). Înălțimea liberă este de 2,8 m pentru primul etaj și 2,7 m pentru etajul al doilea.

 

1.2 Aspect funcțional

Primul etaj: living (18㎡), sufragerie (12㎡), bucătărie (8㎡) și o baie (4㎡); spatiul este deschis si conectat, cu o linie de circulatie rationala.

Etajul II: Două dormitoare (dormitor matrimonial 15㎡, dormitor secundar 12㎡) și două băi (baie privată 5㎡, baie publică 4㎡); dormitorul matrimonial este dotat cu o baie independenta pentru imbunatatirea confortului de locuit.

 

1.3 Sistem structural

Adopta asistem de structura de perete de forfecare cadru din otel usor, cu sarcini verticale suportate de chile de oțel ușor G550 AZ150 (inclusiv chile de perete, grinzi de podea, pane de acoperiș și grinzi principale) și sarcini orizontale (vânt, cutremur) rezistate de pereți de forfecare complet armați cu panouri OSB-rezistente la apă de 18 mm. Acoperișul adoptă un design cu o singură pantă cu parapeți (învelit cu panouri cioplite din metal PU de 27 mm), care nu numai că îndeplinește estetica arhitecturală locală, ci și drenează eficient zăpada și apa de ploaie (adaptandu-se la zăpada abundentă din sudul Chile), în timp ce densitatea îmbunătățită a chilei asigură stabilitatea structurii sub sarcină combinată.

 

1.4 Sistem de incintă și izolație

Perete exterior: panouri cioplite din metal PU de 27 mm (decorative + izolație termică integrate), combinate cu stratul interior de bumbac izolator și panouri structurale OSB pentru a forma un sistem de izolație compozit.

Acoperiș: o singură foaie de oțel color de 0,6 mm ca țiglă de acoperiș, cu o structură de izolație cu mai multe-strat (membrană impermeabilă + bumbac izolator + barieră de vapori) pentru a rezista la temperaturi scăzute și pierderi de căldură.

Placă de podea: placă de fibre de ciment de 18 mm ca strat de bază, cu materiale de izolare și izolare fonică (vată de sticlă) așezate în stratul intermediar pentru a îndeplini cerințele de confort de locuit.

 

1.5 Un-facilități de asistență

CBC oferă un set complet de facilități de susținere, inclusiv uși și ferestre (uși și ferestre termoizolante din aliaj de aluminiu), pardoseli (pardoseli din plastic-rezistente la uzură{0}}lemn-) și facilități de apă și energie electrică (conducte anti-îngheț,{3}}economisire a energiei) componentelor electrice cu economie de energie), asigurând integritatea și adaptabilitatea componentelor electrice ale proiectului.

 

A2: Analiza de rezistență, stabilitate și adaptabilitate la mediu

Calculul structural se bazează pe codurile de construcție locale din Chile (NCh 433) și combinat cu condițiile climatice și geologice din Natales (temperatură scăzută, ninsoare abundentă, intensitate moderată a cutremurului). Software-ul de calcul adoptă FrameCAD (Noua Zeelandă) pentru modelare și analiză integrată, indicatorii cheie îndeplinesc sau depășesc cerințele de proiectare.

 

2.1 Performanța materialului G550 AZ150 Light Steel

Oțelul ușor G550 AZ150 are o limită de curgere mai mare sau egală cu 550 MPa și o rezistență la tracțiune mai mare sau egală cu 600 MPa, cu acoperire galvanizată la cald AZ150 (grosimea stratului de zinc mai mare sau egală cu 150 g/㎡) pentru a asigura o rezistență excelentă la umiditate și coroziune la climă. Natales). Performanța-formată la rece a materialului este pe deplin compatibilă cu mașinile de deformat FrameCAD, asigurând precizia secțiunilor chilei.

 

2.2 Calculul sarcinii și verificarea capacității portante

Tip de încărcare	Valoarea de proiectare	Componenta rulmentului	Rezultatul calculului	Evaluarea siguranței
Sarcină moartă (acoperiș)	1,2 kN/㎡ (inclusiv țiglă, izolație, greutate structurală)	Pane din oțel luminoase pentru acoperiș (C160×60×20×2,0)	Moment încovoietor maxim 8,2 kN·m, capacitate portantă 12,5 kN·m	Factor de siguranță 1,52 > 1,2, respectă cerințele
Încărcare de zăpadă (acoperiș)	2,0 kN/㎡ (zăpadă medie la natale în timpul iernii)	Pane de acoperiș + grinzi ușoare de oțel (H200×100×5×8)	Tensiunea combinată 185MPa, tensiunea admisă 235MPa	Factorul de siguranță 1,27 > 1,2, respectă cerințele
Încărcare activă (pardoseală)	2,5 kN/㎡ (primul etaj) + 2.0kN/㎡ (al doilea etaj)	Grinzi pentru podea (C140×50×20×2,0) + 18mm placă din fibre de ciment	Deformare maximă 12,3 mm, raport de deformare 1/2276	Sub limita 1/2000, îndepliniți cerințele
Sarcina de vant	3,0 kN/㎡ (vânt puternic de coastă din sudul Chile)	Pereți de forfecare (OSB + chile ușoare din oțel)	Capacitate portantă laterală 35kN/m, forță laterală calculată 28kN/m	Factorul de siguranță 1,25 > 1,2, respectă cerințele
Sarcina seismică	Intensitate seismică de 7 grade (zona seismică Natales)	Cadru general din oțel ușor + pereți de forfecare	Perioada de vibrație naturală 0,65 s, deplasare laterală 9,8 mm	Raportul de deplasare 1/2857 < 1/1500, respectă cerințele seismice

 

2.3 Analiza performanței izolației termice

Vizând mediul cu temperatură joasă-din sudul Chile (temperatură minimă -5 grade iarna), sistemul de incintă este optimizat pentru izolare termică:

Perete exterior: panouri cioplite din metal PU de 27 mm (conductivitate termică 0,024 W/(m·K)) + 100mm izolație din vată de sticlă (conductivitate termică 0,038W/(m·K)), rezistența termică totală a peretelui este de 3,85 (m²·K)/W, care este cu 30% mai mare decât cerințele locale minime.

Acoperiș: tablă de oțel de culoare de 0,6 mm + 150mm izolație din vată de rocă + barieră de vapori, rezistența termică este de 4,2 (m²·K)/W, prevenind eficient pierderile de căldură prin acoperiș.

Pardoseală: 18 mm fibre de ciment + 80mm vată de sticlă + membrană impermeabilă, rezistența termică este de 2,5 (m²·K)/W, evitând efectul de punte rece de la sol.

 

2.4 Stabilitate și durabilitate structurală

Panourile structurale OSB de 18 mm-rezistente la apă sunt așezate complet pe pereți, acoperiș și podea pentru a forma un sistem de armare integrat cu chilele ușoare din oțel, sporind semnificativ rigiditatea generală a cadrului, prevenind deformarea laterală și îmbunătățind stabilitatea structurală. Învelișul galvanizat AZ150 din oțel ușor G550 asigură o rezistență excelentă la coroziune în mediul de coastă umed și rece din Natales, iar durata de viață de 50 de ani este verificată prin teste de coroziune accelerată (echivalent cu 50 de ani de coroziune naturală), care este garantată în continuare de grosimea și acoperirea optimizate a materialului.

 

A3: Inventar detaliat al materialelor (pe baza standardului de fabricație FrameCAD)

Nr. de serie	Nume material	Caietul de sarcini	Sursa materialului/Standard	Consum pe unitate	Consum total (24 unități)	Aplicație
1	G550 AZ150 Chilă de oțel ușor	Chila de perete: C100×50×20×1,5; Gripă de pardoseală: C140×50×20×2,0; Pana acoperiș: C160×60×20×2,0; Grinda: H200×100×5×8	Formare FrameCAD, tehnologie Noua Zeelandă	5,2 tone	124,8 tone	Componenta structurală principală (pereți, podea, acoperiș, grinzi)
2	Panou structural OSB	18 mm grosime, calitate rezistentă la apă	Produs standard CBC	68㎡	1632㎡	Armare perete/acoperiș/pardoseală (acoperire completă pentru peretele de forfecare)
3	Panou sculptat din metal PU	27 mm grosime, izolație decorativă pentru perete exterior integrată	Produs standard CBC	112㎡	2688㎡	Incinta peretelui exterior (inclusiv ambalarea parapetului)
4	Foaie de oțel de culoare	0,6 mm grosime, zincat AZ150, tigla de acoperis	Produs standard CBC	65㎡	1560㎡	Acoperirea acoperișului (inclusiv partea superioară a parapetului și plierea marginilor)
5	Fibră de ciment	Grosime de 18 mm, strat de bază pentru podea	Produs standard CBC	92㎡	2208㎡	Baza plăcii de podea (acoperire completă a podelei + extinderea marginii)
6	Material de izolare (Lână de sticlă/Lână de rocă)	Vată de sticlă (80-100 mm), vată de stâncă (150 mm)	Produs standard CBC	85㎡	2040㎡	Izolație perete/pardoseală/acoperiș (umplutură intercalată completă)
7	Uși și ferestre termoizolante din aliaj de aluminiu	Usi: 900×2100mm (2 seturi); Ferestre: 1200×1500 mm (4 seturi) + 1500×1800 mm (2 seturi)	Aprovizionare un-CBC	2 seturi uși + 6 set ferestre	48 set uși + 144 set windows	Iluminat, ventilație, izolație termică (adăugat fereastra dormitorului matrimonial)
8	Lemn-Pardoseli din plastic	12 mm grosime, rezistent la uzură-la apă	Aprovizionare un-CBC	88㎡	2112㎡	Pardoseală interioară (acoperire toate zonele funcționale)
9	Facilități de apă și energie electrică	Conducte anti-îngheț, întrerupătoare-de economisire a energiei, prize, încălzitoare de apă	Aprovizionare un-CBC	1 set/unitate (îmbunătățit pentru temperatură scăzută)	24 de seturi	Alimentare cu apă, canalizare, alimentare cu energie electrică (upgrade anti{0}}îngheț)
10	Fitinguri de conectare	Șuruburi auto-filetante, șuruburi, membrană impermeabilă, material de etanșare	Potrivire FrameCAD	0,35 tone	8,4 tone	Conexiune structurală, impermeabilă, etanșare cusături

 

A4: Competitivitate de bază a proiectului Light Steel Townhouse

4.1 Avantaje structurale și tehnologice

Înaltă precizie și eficiență: Adoptând software-ul FrameCAD și mașinile de modelat din Noua Zeelandă, chilele ușoare din oțel sunt fabricate cu o precizie ridicată (eroare mai mică sau egală cu ±0,5 mm), realizând asamblarea modulară și scurtând perioada de construcție pe șantier cu 40% în comparație cu structurile tradiționale din beton.

Durabilitate excelentă: G550 AZ150 oțel ușor, cu acoperire galvanizată AZ150 și panouri OSB rezistente la apă-, asigură rezistența la coroziune și rezistența la umiditate, îndeplinind cerințele de viață de proiectare de 50 de ani în mediul umed și rece din Natales.

Adaptabilitate puternică la mediu: Sistemul optimizat de izolație și designul acoperișului rezistent la sarcina de zăpadă-se adaptează pe deplin la temperatură scăzută și la zăpadă grea-climei din sudul Chile, iar structura peretelui de forfecare îndeplinește cerințele locale de intensitate seismică de 7 grade.

 

4.2 Costuri și avantaje ale lanțului de aprovizionare

One-Stop Supply de la CBC: integrând structuri ușoare din oțel, materiale pentru carcase, uși și ferestre și facilități de apă și electricitate, CBC oferă o soluție completă-lanțului, reducând costurile de achiziție și asigurând o calitate constantă a produsului.

Cost redus de întreținere: Panourile cioplite din metal PU de 27 mm și țiglele de acoperiș din oțel colorat au o rezistență bună la intemperii, nu necesită întreținere majoră în 20 de ani, iar costul de întreținere este doar 1/3 din cel al structurilor tradiționale din cărămidă-beton. Grosimea crescută a materialului prelungește, de asemenea, durata de viață a componentelor de bază, aliniindu-se cu cerințele de proiectare de 50 de ani.

Greutate ușoară și cost redus de fundație: În ciuda dozării ajustate a materialului, structura ușoară de oțel cântărește încă doar 1/4 din structura de beton, reducând cerințele pentru capacitatea portantă a fundației și economisind 25% din costul construcției fundației. Densitatea optimizată a chilei îmbunătățește, de asemenea, stabilitatea structurală fără a crește semnificativ greutatea proprie.

 

4.3 Avantaje de viață și de mediu

Experiență de viață confortabilă: Sistemul multi-de izolație și izolație fonică asigură stabilitatea temperaturii interioare (18-22 grade iarna) și zgomot redus, iar aspectul funcțional deschis răspunde nevoilor de locuit ale familiilor.

Protecția mediului și durabilitate: Toate materialele sunt reciclabile (oțel ușor, aliaj de aluminiu, podele din lemn-plastic), cu emisii scăzute de carbon în timpul construcției și utilizării, în conformitate cu politicile de protecție a mediului din Chile.

Aspect flexibil: Structura ușoară din oțel este ușor de renovat și extins, iar aspectul intern poate fi ajustat în funcție de nevoile proprietarului, fără a deteriora structura principală.

 

A5: Analiza adaptării pieței (Oceania, Asia de Sud-Est, America de Sud)

Principalele piețe ale CBC acoperă Oceania (Papua Noua Guinee, Fiji), Asia de Sud-Est (Filipine, Indonezia) și America de Sud (Chile, Peru). Acest design ușor de casă din oțel, bazat pe tehnologia FrameCAD și pe materialul G550 AZ150, are diferite grade de adaptabilitate la diverse piețe, logica de adaptare de bază care se potrivește cu poziționarea produsului CBC de „modularizare, protecție a mediului și un-serviciu unic”.

Regiunea pieței	Caracteristici climatice/geologice	Nivel de adaptabilitate	Puncte de adaptare de bază
Oceania (Papua Noua Guinee, Fiji)	Clima pădurii tropicale, umiditate ridicată, ploi abundente frecvente, intensitate seismică de 6-7 grade	Ridicat	Oțel ușor G550 AZ150 cu acoperire galvanizată AZ150 se adaptează la umiditate ridicată; structura peretelui de forfecare armată cu panouri OSB cu acoperire completă-îndeplinește cerințele seismice de 6-7 grade; construcția modulară (cu o rată de prefabricare de 95%) se adaptează la nivelul scăzut de calificare locală în construcție. Dozarea ajustată a materialului și acoperirea în designul original oferă, de asemenea, redundanță suficientă pentru mediul cu umiditate ridicată, reducând riscul de deteriorare structurală cauzată de eroziunea umidității.
Asia de Sud-Est (Filipine, Indonezia)	Climă tropicală musonic, predispus la taifun-, temperatură și umiditate ridicate, intensitate seismică de 7 grade	Mediu-Ridicat	Structura ușoară din oțel are rezistență bună la vânt; sistemul de izolație poate fi reglat la izolație termică (înlocuiți cu bumbac izolator de 50 mm); armătură anti-taifun pentru acoperiș și uși.
America de Sud (Peru, Brazilia)	Peru: vânt de coastă, intensitate seismică de 7-8 grade; Brazilia: climă tropicală, temperatură ridicată	Mediu	Peru: sporiți armarea seismică (adăugați contravântuiri excentrice); Brazilia: optimizați izolarea termică și ventilația (măriți suprafața ferestrelor, adăugați panouri de parasolar).
Europa (Europa de Sud: Spania, Italia)	Climă mediteraneană, iarnă blândă, căldură de vară, standarde stricte de economisire a energiei-	Mediu-Scăzut	Optimizați sistemul de izolație pentru a îndeplini standardele europene{0}}de economisire a energiei; înlocuiți țiglele de acoperiș cu țigle de lut pentru a se potrivi cu estetica arhitecturală locală.

 

A6: Modificări direcționate bazate pe condiții locale

6.1 Modificări pentru Oceania (Papua Noua Guinee)

Îmbunătățirea-la coroziune: Păstrați oțelul ușor G550 AZ150 și adăugați un strat de vopsea epoxidice bogată în zinc-(80μm) pe suprafața chilelor pentru a se adapta la climatul pădurii tropicale cu umiditate ridicată-.

Optimizarea drenajului: modificați unghiul cu o singură pantă-a acoperișului de la 15 la 20 de grade pentru a accelera evacuarea apei de ploaie; adăugați jgheaburi de ploaie (oțel inoxidabil) în jurul casei pentru a evita acumularea de apă.

Adaptarea constructiilor: Creșteți rata de prefabricare la 95% (prefabricați panouri de perete și plăci de podea în fabrică) pentru a se adapta la nivelul scăzut de calificare locală în construcție.

 

6.2 Modificări pentru Asia de Sud-Est (Filipine)

Întărirea rezistenței la taifun: Pe baza panelor de acoperiș C160×60×20×2.0 originale, faceți upgrade la C180×70×20×2.5 și creșteți densitatea panei de la 600mm la 500mm; adăugați contravântuiri de tip X-(unghi de oțel L50×5) la coama acoperișului și frontoane pentru a rezista la sarcina vântului de taifun (4,0 kN/㎡). Între timp, îmbunătățiți conexiunea dintre panourile cioplite din metal PU de 27 mm și chile cu șuruburi autofiletante anti-vânt-pentru a preveni dislocarea.

Reglarea izolației termice: Înlocuiți vata de sticlă de 100 mm cu bumbac izolator din poliuretan de 50 mm de înaltă-densitate (performanță de izolare termică mai bună); adăugați panouri de parasolar (aliaj de aluminiu) în afara ferestrelor pentru a reduce radiația solară.

Optimizarea rezistenței la umiditate: Așezați o membrană impermeabilă (2,0 mm grosime) la primul etaj pentru a preveni umezeala din sol; utilizați panouri OSB rezistente la umiditate-pentru pereții interiori.

 

6.3 Modificări pentru America de Sud (Peru)

Armare Seismică: actualizați sistemul structural la un cadru dublu anti-seismic (cadru principal + cadru contravântuit excentric); adăugați pereți verticali de forfecare din tablă de oțel (10 mm grosime) la colțurile casei pentru a se adapta la intensitatea seismică de 8 grade.

Anti--coroziune de coastă: Adoptați un tratament dublu anti-coroziv (zincare AZ150 + vopsea poliuretanică) pentru toate elementele ușoare din oțel, pentru a rezista coroziunii prin pulverizare cu sare de coastă.

Reglarea sarcinii: Creșteți valoarea de proiectare a sarcinii vântului pe acoperiș la 3,5 kN/㎡ și optimizați în continuare distanța dintre grinzile podelei de la 600 mm la 500 mm (pe baza grinzilor originale C140×50×20×2.0) pentru a îmbunătăți capacitatea portantă. Dozajul ajustat al materialului în designul original asigură că redundanța structurală poate acoperi upgrade-ul de încărcare fără înlocuirea-la scară largă a componentelor de bază.

 

6.4 Modificări pentru Europa de Sud (Spania)

Optimizarea-economisirii energiei: Creșteți stratul de izolație al peretelui la 120 mm (vată de rocă); utilizați sticlă goală-E scăzută pentru uși și ferestre pentru a îndeplini standardele europene de economisire a energiei-ENERGY STAR.

Adaptare estetică arhitecturală: Înlocuiți țiglele din oțel de culoare cu țigle locale din lut; schimbați peretele exterior panouri din metal PU sculptate în panouri-ca piatră pentru a se potrivi stilului arhitectural mediteranean.

Reglarea ventilației: Adăugați ventilatoare de acoperiș (tip de ventilație naturală) pentru a îmbunătăți circulația aerului din interior vara; design streasina parasolar reglabila pentru ferestre.

 

A7: Concluzie de bază și potențial de promovare pe piață

Acest proiect de case din oțel ușor cu două-etaje, conceput pentru Natales în sudul Chile, exercită pe deplin avantajele oțelului ușor G550 AZ150 și tehnologiei FrameCAD. Prin optimizarea dozării materialelor (cum ar fi creșterea greutății ușoare a chilei din oțel, acoperirea panoului OSB și suprafața materialului de incintă) și îmbunătățirea detaliilor structurale, proiectul îndeplinește condițiile locale de temperatură scăzută, zăpadă grea și umiditate, precum și nevoile geologice și de locuit. Configurația ajustată a materialului nu numai că asigură o durată de viață de 50-ani, ci și îmbunătățește redundanța structurală și este foarte compatibilă cu capacitatea unică a lanțului de aprovizionare al CBC, care acoperă structuri ușoare din oțel, materiale pentru incinte, uși și ferestre și instalații de apă și electricitate.

În ceea ce privește extinderea pieței, designul poate fi adaptat rapid la principalele piețe ale CBC (Oceania, Asia de Sud-Est, America de Sud) prin modificări specifice (anti-coroziune, seismic, rezistență la vânt, reglare a izolației termice), cu scalabilitate puternică. În special în Oceania și Asia de Sud-Est, unde cerințele de construcție modulară și anti--coroziune sunt ridicate, proiectul are avantaje competitive evidente și poate fi folosit ca produs de bază pentru CBC pentru a extinde piața rezidențială a structurilor ușoare din oțel. Odată cu creșterea cererii globale pentru clădiri verzi și cu emisii reduse de-carbon, se așteaptă că acest design ușor de casă din oțel va deveni o forță motrice cheie pentru creșterea afacerii CBC pe piața internațională.