Progetto di-case a schiera con chiglia in acciaio leggero a due piani per Natales, Cile meridionale

Progetto di-case a schiera con chiglia in acciaio leggero a due piani per Natales, Cile meridionale

Progettazione basata su G550 AZ150 Light Steel, tecnologia FrameCAD e soluzioni CBC One-Stop

 

A1: Quadro di progettazione di base e parametri tecnici

Il progetto è composto da 24 case a schiera a due-piani disposte su due file a forma di Z- (12 unità per fila), che adottano una struttura a chiglia in acciaio completamente leggera con materiale G550 AZ150 come componente strutturale principale. Tutta la progettazione strutturale, la fabbricazione e l'elaborazione vengono completate utilizzando il software FrameCAD e le macchine di formatura provenienti dalla Nuova Zelanda-, garantendo precisione e coerenza. La durata utile di progettazione supera i 50 anni, adattandosi completamente all'ambiente a bassa-temperatura del Cile meridionale (regione di Natales) con isolamento termico e stabilità strutturale migliorati. I principali dettagli di progettazione sono i seguenti:

 

1.1 Layout e dimensioni

Ogni casa a schiera copre un'area di 9,35 m (larghezza) × 7,6 m (lunghezza), con un'area edificabile totale di circa 142,52㎡ (inclusi due piani). La disposizione a Z-di ogni fila ottimizza l'utilizzo del terreno, migliora le condizioni di ventilazione e illuminazione e migliora la resistenza complessiva al vento della comunità (adattandosi ai forti venti del Cile meridionale). L'altezza libera è di 2,8 m per il primo piano e 2,7 m per il secondo piano.

 

1.2 Disposizione funzionale

Primo Piano: Soggiorno (18㎡), sala da pranzo (12㎡), cucina (8㎡), e un bagno (4㎡); lo spazio è aperto e connesso, con una razionale linea di flusso del traffico.

Secondo piano: due camere da letto (camera principale 15㎡, camera secondaria 12㎡) e due bagni (bagno en-suite 5㎡, bagno pubblico 4㎡); la camera padronale è dotata di bagno indipendente per migliorare il comfort abitativo.

 

1.3 Sistema strutturale

Adotta unSistema di struttura a parete a taglio con telaio leggero in acciaio, con carichi verticali sostenuti da chiglie in acciaio leggero G550 AZ150 (comprese chiglie delle pareti, travetti del pavimento, arcarecci del tetto e travi principali) e carichi orizzontali (vento, terremoto) resistenti a pareti a taglio completamente rinforzate con pannelli OSB resistenti all'acqua da 18 mm-. Il tetto adotta un design a pendenza singola-con parapetti (avvolti da pannelli intagliati in metallo PU da 27 mm), che non solo soddisfa l'estetica architettonica locale ma drena anche efficacemente la neve e l'acqua piovana (adattandosi alle forti nevicate nel sud del Cile), mentre la maggiore densità della chiglia garantisce stabilità strutturale sotto carichi combinati.

 

1.4 Sistema di involucro e isolamento

Parete esterna: pannelli scolpiti in metallo PU da 27 mm (decorativi + isolamento termico integrati), combinati con-strato isolante interno in cotone e pannelli strutturali OSB per formare un sistema di isolamento composito.

Tetto: lamiera singola in acciaio di colore 0,6 mm come la tegola, con una struttura isolante multi-strato (membrana impermeabile + cotone isolante + barriera al vapore) per resistere alle basse temperature e alla perdita di calore.

Solaio: Pannello in fibra di cemento da 18 mm come strato di base, con materiali isolanti e fonoisolanti (lana di vetro) posati nell'intercalare per soddisfare le esigenze di comfort abitativo.

 

1.5 Strutture di supporto-uniche

CBC fornisce una serie completa di strutture di supporto, tra cui porte e finestre (porte e finestre con isolamento termico in lega di alluminio), pavimenti (pavimenti in legno-plastica impermeabili e resistenti all'usura e-resistenti all'usura) e impianti idrici ed elettrici (tubi antigelo-, componenti elettrici-a risparmio energetico), garantendo l'integrità e l'adattabilità del progetto.

 

A2: Analisi di capacità di carico, stabilità e adattabilità ambientale

Il calcolo strutturale si basa sulle norme edilizie locali cilene (NCh 433) e combinato con le condizioni climatiche e geologiche di Natales (bassa temperatura, forti nevicate, moderata intensità del terremoto). Il software di calcolo adotta FrameCAD (Nuova Zelanda) per la modellazione e l'analisi integrate, con indicatori chiave che soddisfano o superano i requisiti di progettazione.

 

2.1 Prestazioni dei materiali dell'acciaio leggero G550 AZ150

L'acciaio leggero G550 AZ150 ha un carico di snervamento maggiore o uguale a 550 MPa e una resistenza alla trazione maggiore o uguale a 600 MPa, con rivestimento zincato a caldo- AZ150 (spessore dello strato di zinco maggiore o uguale a 150 g/㎡) per garantire un'eccellente resistenza alla corrosione (adattandosi al clima costiero umido e freddo di Natales). Le prestazioni di formatura a freddo del materiale- sono pienamente compatibili con le macchine di formatura FrameCAD, garantendo la precisione delle sezioni della chiglia.

 

2.2 Calcolo del carico e verifica della capacità portante

Tipo di carico	Valore progettuale	Componente del cuscinetto	Risultato del calcolo	Valutazione della sicurezza
Carico proprio (tetto)	1,2 kN/㎡ (compresi tegola, isolamento, peso strutturale)	Arcarecci in acciaio per lucernario (C160×60×20×2,0)	Momento flettente massimo 8,2 kN·m, capacità portante 12,5 kN·m	Fattore di sicurezza 1,52 > 1,2, soddisfa i requisiti
Carico di neve (tetto)	2,0 kN/㎡ (nevicate medie di Natales in inverno)	Arcarecci di copertura + travi leggere in acciaio (H200×100×5×8)	Sollecitazione combinata 185MPa, sollecitazione ammissibile 235MPa	Fattore di sicurezza 1,27 > 1,2, soddisfa i requisiti
Carico dinamico (pavimento)	2,5 kN/㎡ (primo piano) + 2.0kN/㎡ (secondo piano)	Travetti del pavimento (C140×50×20×2,0) + 18mm pannello in fibra di cemento	Deflessione massima 12,3 mm, rapporto di deflessione 1/2276	Meno del limite 1/2000, soddisfa i requisiti
Carico del vento	3,0 kN/㎡ (forte vento costiero del sud del Cile)	Pareti di taglio (OSB + chiglie in acciaio leggero)	Portata laterale 35kN/m, forza laterale calcolata 28kN/m	Fattore di sicurezza 1,25 > 1,2, soddisfa i requisiti
Carico sismico	Intensità sismica di 7 gradi (zona sismica di Natales)	Telaio complessivo in acciaio leggero + pareti a taglio	Periodo di vibrazione naturale 0,65 s, spostamento laterale 9,8 mm	Rapporto di spostamento 1/2857 < 1/1500, soddisfa i requisiti sismici

 

2.3 Analisi delle prestazioni dell'isolamento termico

Pensato per l'ambiente a bassa-temperatura del Cile meridionale (temperatura minima -5 gradi in inverno), il sistema di custodia è ottimizzato per l'isolamento termico:

Parete esterna: pannelli intagliati in metallo PU da 27 mm (conduttività termica 0,024 W/(m·K)) + 100mm isolamento in lana di vetro (conduttività termica 0,038 W/(m·K)), la resistenza termica complessiva della parete è 3,85 (m²·K)/W, ovvero superiore del 30% rispetto al requisito minimo locale.

Tetto: lamiera di acciaio colorata da 0,6 mm + 150mm isolamento in lana di roccia + barriera al vapore, la resistenza termica è di 4,2 (m²·K)/W, prevenendo efficacemente la perdita di calore attraverso il tetto.

Pavimento: pannello in fibra di cemento da 18 mm + 80mm lana di vetro + membrana impermeabile, la resistenza termica è di 2,5 (m²·K)/W, evitando l'effetto ponte freddo dal suolo.

 

2.4 Stabilità strutturale e durabilità

I pannelli strutturali OSB-resistenti all'acqua da 18 mm sono completamente posati su pareti, tetto e pavimento per formare un sistema di rinforzo integrato con le chiglie in acciaio leggero, migliorando significativamente la rigidità complessiva del telaio, prevenendo la deformazione laterale e migliorando la stabilità strutturale. Il rivestimento zincato AZ150 dell'acciaio leggero G550 garantisce un'eccellente resistenza alla corrosione nell'ambiente costiero umido e freddo di Natales, e la vita progettuale di 50 anni è verificata da test di corrosione accelerata (equivalenti a 50 anni di corrosione naturale), ulteriormente garantita dallo spessore e dalla copertura ottimizzati del materiale.

 

A3: Inventario dettagliato dei materiali (basato sullo standard di fabbricazione FrameCAD)

N. di serie	Nome del materiale	Specifica	Origine materiale/standard	Consumo per unità	Consumo totale (24 unità)	Applicazione
1	G550 AZ150 Chiglia in acciaio leggero	Chiglia a muro: C100×50×20×1,5; Travetto solaio: C140×50×20×2,0; Arcareccio del tetto: C160×60×20×2.0; Trave: H200×100×5×8	Formatura FrameCAD, tecnologia neozelandese	5,2 tonnellate	124,8 tonnellate	Componente strutturale principale (pareti, solaio, tetto, travi)
2	Pannello strutturale OSB	Spessore 18 mm, grado-resistente all'acqua	Prodotto standard CBC	68㎡	1632㎡	Rinforzo parete/tetto/pavimento (copertura completa per parete a taglio)
3	Pannello intagliato in metallo PU	Spessore 27 mm, isolamento decorativo della parete esterna integrato	Prodotto standard CBC	112㎡	2688㎡	Recinzione per pareti esterne (compreso il rivestimento del parapetto)
4	Colore Acciaio Lamiera Singola	Tegola spessa 0,6 mm, zincata AZ150	Prodotto standard CBC	65㎡	1560㎡	Copertura del tetto (inclusa la parte superiore del parapetto e la piegatura dei bordi)
5	Pannello in fibra di cemento	Strato di base del pavimento spesso 18 mm	Prodotto standard CBC	92㎡	2208㎡	Base solaio (copertura totale del pavimento + estensione del bordo)
6	Materiale isolante (lana di vetro/lana di roccia)	Lana di vetro (80-100 mm), lana di roccia (150 mm)	Prodotto standard CBC	85㎡	2040㎡	Isolamento parete/pavimento/tetto (riempimento completo dello strato intermedio)
7	Porte e finestre con isolamento termico in lega di alluminio	Porte: 900×2100mm (2 set); Finestre: 1200×1500 mm (4 set) + 1500×1800 mm (2 set)	Fornitura unica CBC-	2 set di porte + 6 set di finestre	48 imposta porte + 144 imposta finestre	Illuminazione, ventilazione, isolamento termico (aggiunta finestra della camera matrimoniale)
8	Pavimenti in legno-plastica	Spessore 12 mm, impermeabile-resistente all'usura	Fornitura unica CBC-	88㎡	2112㎡	Pavimentazione interna (copertura di tutte le aree funzionali)
9	Impianti idrici ed elettrici	Tubazioni anti-gelo, interruttori-a risparmio energetico, prese, scaldabagni	Fornitura unica CBC-	1 set/unità (migliorato per le basse temperature)	24 set	Approvvigionamento idrico, drenaggio, fornitura di energia elettrica (aggiornamento antigelo-)
10	Raccordi di collegamento	Viti auto-filettanti, bulloni, membrana impermeabile, sigillante	Corrispondenza FrameCAD	0,35 tonnellate	8,4 tonnellate	Collegamento strutturale, impermeabile, sigillatura delle cuciture

 

A4: Competitività fondamentale del progetto di una casa a schiera in acciaio leggero

4.1 Vantaggi strutturali e tecnologici

Alta precisione ed efficienza: Adottando il software FrameCAD e le macchine di formatura dalla Nuova Zelanda, le chiglie leggere in acciaio sono fabbricate con elevata precisione (errore inferiore o uguale a ±0,5 mm), realizzando un assemblaggio modulare e abbreviando il periodo di costruzione in cantiere del-del 40% rispetto alle tradizionali strutture in cemento.

Eccellente durata: L'acciaio leggero G550 AZ150 con rivestimento zincato AZ150 e pannelli OSB-resistenti all'acqua garantisce resistenza alla corrosione e all'umidità, soddisfacendo i requisiti di durata di progettazione di 50 anni nell'ambiente umido e freddo di Natales.

Forte adattabilità ambientale: Il sistema di isolamento ottimizzato e il design del tetto resistente al carico di neve-si adattano perfettamente al clima di basse-temperature e forti{{2}nevicate del Cile meridionale, mentre la struttura delle pareti a taglio soddisfa i requisiti locali di intensità sismica di 7 gradi.

 

4.2 Vantaggi in termini di costi e catena di fornitura

One-Stop Supply di CBC: Integrando strutture leggere in acciaio, materiali di recinzione, porte e finestre e impianti idrici ed elettrici, CBC fornisce una soluzione-a catena completa, riducendo i costi di approvvigionamento e garantendo una qualità costante del prodotto.

Basso costo di manutenzione: I pannelli intagliati in metallo PU da 27 mm e le tegole in acciaio colorato hanno una buona resistenza agli agenti atmosferici, non richiedono manutenzione importante entro 20 anni e il costo di manutenzione è solo 1/3 di quello delle tradizionali strutture in mattoni-cemento. L'aumento dello spessore del materiale prolunga inoltre la durata dei componenti principali, in linea con i requisiti di progettazione di 50 anni.

Leggero e basso costo di fondazione: Nonostante il dosaggio adeguato del materiale, la struttura leggera in acciaio pesa ancora solo 1/4 della struttura in cemento, riducendo i requisiti di capacità portante della fondazione e risparmiando il 25% sui costi di costruzione della fondazione. La densità ottimizzata della chiglia migliora anche la stabilità strutturale senza aumentare significativamente il peso proprio-.

 

4.3 Vantaggi abitativi e ambientali

Esperienza di vita confortevole: Il sistema di isolamento acustico e di isolamento multi-strato garantisce stabilità della temperatura interna (18-22 gradi in inverno) e bassa rumorosità, mentre il layout aperto e funzionale soddisfa le esigenze abitative delle famiglie.

Protezione ambientale e sostenibilità: Tutti i materiali sono riciclabili (acciaio leggero, lega di alluminio, pavimenti in legno-plastica), con basse emissioni di carbonio durante la costruzione e l'utilizzo, in linea con le politiche di protezione ambientale del Cile.

Disposizione flessibile: La leggera struttura in acciaio è facile da rinnovare e ampliare e la disposizione interna può essere modificata in base alle esigenze dell'armatore senza danneggiare la struttura principale.

 

A5: Analisi dell'adattamento al mercato (Oceania, Sud-Est asiatico, Sud America)

I principali mercati di CBC coprono l'Oceania (Papua Nuova Guinea, Fiji), il Sud-Est asiatico (Filippine, Indonesia) e il Sud America (Cile, Perù). Questo design di una casa a schiera in acciaio leggero, basato sulla tecnologia FrameCAD e sul materiale G550 AZ150, presenta diversi gradi di adattabilità a vari mercati, con la logica di adattamento fondamentale che corrisponde al posizionamento del prodotto CBC di "modularizzazione, protezione ambientale e servizio unico".

Regione di mercato	Caratteristiche climatiche/geologiche	Livello di adattabilità	Punti fondamentali di adattamento
Oceania (Papua Nuova Guinea, Figi)	Clima da foresta pluviale tropicale, elevata umidità, piogge abbondanti e frequenti, intensità sismica di 6-7 gradi	Alto	L'acciaio leggero G550 AZ150 con rivestimento zincato AZ150 si adatta all'umidità elevata; la struttura della parete a taglio rinforzata da pannelli OSB a copertura totale-soddisfa i requisiti sismici di 6-7 gradi; la costruzione modulare (con un tasso di prefabbricazione del 95%) si adatta al basso livello di abilità costruttiva locale. Il dosaggio e la copertura adeguati del materiale nel progetto originale forniscono inoltre una ridondanza sufficiente per l'ambiente ad elevata umidità, riducendo il rischio di danni strutturali causati dall'erosione dovuta all'umidità.
Sud-Est asiatico (Filippine, Indonesia)	Clima tropicale monsonico, incline ai tifoni-, temperatura e umidità elevate, intensità sismica di 7 gradi	Medio-Alto	La struttura leggera in acciaio ha una buona resistenza al vento; il sistema di isolamento può essere adattato all'isolamento termico (sostituire con cotone isolante da 50 mm); rinforzo anti-tifone per tetto e porte.
Sud America (Perù, Brasile)	Perù: vento costiero, intensità sismica 7-8 gradi; Brasile: clima tropicale, temperature elevate	Medio	Perù: potenziare il rinforzo sismico (aggiungere controventi eccentrici); Brasile: ottimizzare l'isolamento termico e la ventilazione (aumentare la superficie delle finestre, aggiungere pannelli parasole).
Europa (Europa meridionale: Spagna, Italia)	Clima mediterraneo, inverno mite, caldo estivo, rigorosi standard-di risparmio energetico	Medio-Basso	Ottimizzare il sistema di isolamento per soddisfare gli standard europei di risparmio energetico-; sostituire le tegole del tetto con tegole in argilla per adattarle all'estetica architettonica locale.

 

A6: Modifiche mirate in base alle condizioni locali

6.1 Modifiche per l'Oceania (Papua Nuova Guinea)

Miglioramento anti-corrosione: Mantieni l'acciaio leggero G550 AZ150 e aggiungi uno strato di vernice epossidica ricca di zinco-(80μm) sulla superficie delle chiglie per adattarsi al clima ad alta umidità della foresta pluviale tropicale-.

Ottimizzazione del drenaggio: modifica l'angolo di pendenza singola-del tetto da 15 gradi a 20 gradi per accelerare lo scarico dell'acqua piovana; aggiungere grondaie (acciaio inossidabile) intorno alla casa per evitare l'accumulo di acqua.

Adattamento della costruzione: Aumentare il tasso di prefabbricazione al 95% (pannelli per pareti e solai prefabbricati in fabbrica) per adattarsi al basso livello di abilità costruttiva locale.

 

6.2 Modifiche per il Sud-Est asiatico (Filippine)

Rinforzo della resistenza ai tifoni: Sulla base degli arcarecci del tetto originali C160×60×20×2.0, aggiornare a C180×70×20×2.5 e aumentare la densità degli arcarecci da 600 mm a 500 mm; aggiungere controventi di tipo X-(acciaio angolare L50×5) sul colmo del tetto e sui timpani per resistere al carico del vento del tifone (4,0 kN/㎡). Nel frattempo, migliora la connessione tra i pannelli intagliati in metallo PU da 27 mm e le chiglie con viti autofilettanti anti-vento-per evitare che si spostino.

Regolazione dell'isolamento termico: Sostituisci la lana di vetro da 100 mm con cotone isolante in poliuretano ad alta-densità da 50 mm (migliori prestazioni di isolamento termico); aggiungere pannelli parasole (lega di alluminio) all'esterno delle finestre per ridurre la radiazione solare.

Ottimizzazione della resistenza all'umidità: Stendere una membrana impermeabile (spessore 2,0 mm) sul terreno del primo piano per evitare la formazione di umidità dal terreno; utilizzare pannelli OSB-resistenti all'umidità per le pareti interne.

 

6.3 Modifiche per il Sud America (Perù)

Rinforzo sismico: Upgrade del sistema strutturale a un doppio telaio antisismico (-telaio principale + telaio controventato eccentricamente); aggiungere pareti di taglio verticali in lamiera d'acciaio (spessore 10 mm) agli angoli della casa per adattarsi all'intensità sismica di 8 gradi.

Anti-corrosione costiera: Adotta un doppio trattamento anti-corrosione (zincatura AZ150 + vernice poliuretanica) per tutti i membri in acciaio leggero per resistere alla corrosione in nebbia salina costiera.

Regolazione del carico: Aumentare il valore di progettazione del carico del vento sul tetto a 3,5 kN/㎡ e ottimizzare ulteriormente la spaziatura dei travetti del pavimento da 600 mm a 500 mm (sulla base dei travetti originali C140×50×20×2,0) per migliorare la capacità portante. Il dosaggio adeguato del materiale nel progetto originale garantisce che la ridondanza strutturale possa coprire l'aggiornamento del carico senza la sostituzione su larga scala dei componenti principali.

 

6.4 Modifiche per il Sud Europa (Spagna)

Ottimizzazione del risparmio energetico-: Aumentare lo strato isolante della parete fino a 120mm (lana di roccia); utilizzare vetro cavo a bassa emissione-E per porte e finestre per soddisfare gli standard europei di risparmio energetico-ENERGY STAR.

Adattamento estetico architettonico: sostituire le tegole in acciaio colorato con tegole in argilla locale; cambia i pannelli intagliati in metallo PU della parete esterna in pannelli simili alla pietra-per adattarli allo stile architettonico mediterraneo.

Regolazione della ventilazione: Aggiungere ventilatori a tetto (tipo ventilazione naturale) per migliorare la circolazione dell'aria interna in estate; grondaia parasole regolabile di design per finestre.

 

A7: Conclusioni fondamentali e potenziale di promozione del mercato

Questo-progetto di residenza cittadina in acciaio leggero a due piani, progettato per Natales nel sud del Cile, sfrutta appieno i vantaggi dell'acciaio leggero G550 AZ150 e della tecnologia FrameCAD. Ottimizzando il dosaggio dei materiali (come l'aumento del peso della chiglia in acciaio leggero, della copertura dei pannelli OSB e dell'area del materiale della recinzione) e migliorando i dettagli strutturali, il progetto soddisfa le condizioni locali di bassa-temperatura, forte-neve e clima umido, nonché le esigenze geologiche e abitative. La configurazione modificata del materiale non solo garantisce una durata di progettazione di 50- anni, ma migliora anche la ridondanza strutturale ed è altamente compatibile con la capacità di una catena di fornitura unica di CBC che copre strutture leggere in acciaio, materiali di recinzione, porte e finestre e impianti idrici ed elettrici.

In termini di espansione del mercato, il design può essere rapidamente adattato ai principali mercati di CBC (Oceania, Sud-Est asiatico, Sud America) attraverso modifiche mirate (anti-corrosione, sismica, resistenza al vento, adeguamento dell'isolamento termico), con forte scalabilità. Soprattutto in Oceania e nel Sud-Est asiatico, dove i requisiti di costruzione modulare e anti-corrosione sono elevati, il progetto presenta evidenti vantaggi competitivi e può essere utilizzato come prodotto principale da parte di CBC per espandere il mercato delle strutture residenziali leggere in acciaio. Con la crescente domanda globale di edifici ecologici e a basso-carbonio, si prevede che questa casa a schiera in acciaio leggero diventerà una forza trainante fondamentale per la crescita aziendale di CBC nel mercato internazionale.