Строительная физика

Основы строительной теплотехники, акустики, светотехники

Строительная физика – наука, занимающаяся вопросами температурно-влажностного режима, звукоизоляции и освещения помещений здания.

Разделами строительной физики являются:

- строительная теплотехника;

- строительная акустика;

- строительная светотехника.

1)Строительная теплотехника– наука, изучающая процессы,

происходящие в ограждающих конструкциях при передачи теплоты.

Задачи строительной теплотехники:

-достаточные теплоизоляционные параметры наружного ограждения, обеспечивающие комфортную температуру внутри помещения. Для этого определяют сопротивление теплопередаче R_тр для конструкции в зависимости от климатического района и назначения

-нормативный перепад между температурой внутреннего воздуха и

температурой внутренней поверхности ограждения (в пределах 6-12^оС)

-исключение появления конденсата на внутренней поверхности ограждения.

-достаточное сопротивление воздуха к паропроницанию

При проектировании ограждающих конструкций учитывают климатические

показатели, которые составлены на основе многолетних изучений и находятся в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции называют сопротивление ограждения, оказываемых его слоями, фильтрации воздуха. Воздухопроницаемость ухудшает теплотехнические качества. Если эта величина высока, ограждение изолируют специальными материалами.

Сопротивление паропроницанию- отсутствие конденсата на внутренней поверхности ограждения.

Большое влияние на величину сопротивления теплопередачи оказывает влажностный режим ограждения. Все помещения, входящие в состав любого здания, имеют различный микроклимат (температуру и влажность). Относительная влажность помещения, показатель, выраженный в процентах по отношению к количеству влаги, необходимому для полного насыщения воздуха при данной температуре. Все помещения по этому показателю делятся на :

-сухие помещения- 50%

-помещения с нормальной влажностью- 50-60%

-влажные- 61-75%

-мокрые- более75%

Внутренний воздух содержит больше влаги, чем наружный. В связи с разностью упругости водяного пара внутреннего и наружного воздуха происходит движение пара через ограждение. Если количество водяных паров в воздухе достигает при определенной температуре установленного предела (точка росы), то начинается выпадение конденсационной влаги. Это приводит к ухудшению теплотехнических показателей, снижает долговечность, ухудшает санитарно-гигиенические условия. Борьба с этим ведется повышением сопротивления теплопередачи стены и введением специальных пароизоляционных слоев для предупреждения возможности проникновения в толщу ограждения водяных паров из внутреннего воздуха.

2) Строительная акустика это наука, изучающая приемы и правила устройства оптимальной слышимости в помещениях массового использования.

Подразделяется на два направления.

- Архитектурная акустика исследует условия, определяющие хорошую слышимость в помещениях, а также разрабатывает архитектурно – планировочное и конструктивное решение для обеспечения слышимости хорошей;

- Строительная акустика изучает вопросы звукоизоляции помещений, т.е. защиту помещений от внешних шумов и вопросы снижения шума в помещениях, в которых находятся сам источник.

Конструкции междуэтажных перекрытий, стен, перегородок должны обеспечивать необходимую звукоизоляцию каждого помещения от шума в соседних помещениях и на улице, которая регламентируется нормативными данными. Громкость звука измеряется в фонах.

Звук в 1 фон едва слышен и соответствует порогу звукового восприятия, в 140 фонов - предел громкости и воспринимается с раздражением и болью( разговор шепотом-10 ф., громкий-60ф., шум на улице с трамваем-90ф. и т.д.).

При определении необходимой звукоизолирующей способности конструкции, учитывается максимальный допустимый уровень громкости шума в данном помещении и максимально возможный уровень громкости в соседнем помещении.

Борьба с уличными шумами ведется различными путями например, замена трамваев троллейбусами, выводом транзитных путей за пределы города, зеленными насаждениями, использованием спец. конструкций оконных и дверных блоков, использованием звукоизолирующих материалов и т.д.

При разработке конструкций учитывают два вида шумов: воздушный, материальный или ударный

Воздушный шум возникает при разговорах, пении, музыке и т.п. Он передается в соседние помещения через поры, имеющие в материале ограждения, через сквозные отверстия и трещины, а также благодаря мембранным колебаниям конструкции ограждения под ударами падающих на нее звуковых волн. Защита от воздушного шума это устранение щелей , не плотностей, сквозных пор, воздушной прослойки, использование звуконепроницаемых материалов и т.д.

Звукоизолирующая способность измеряется в децибелах (дБ).

Она возникает непосредственно в ограждении в результате удара и передается в соседнее помещение по материалу конструкции в следствии вибрации ограждения. Это шум при ходьбе, передвижке мебели, в результате урона отдельных вещей и т.д. Для защиты от него в конструкцию пола укладывают звукоизолирующие прокладки под паркет, лаги и т.д.

Звукопроводность перекрытий понижается с применением слоистых конструкций из материалов разных по объемному весу и плотности.

3) Строительная светотехника

Решает вопросы оптимального освещения помещений здания. Освещение бывает естественным, искусственным и совместным.

Естественное освещение – источник солнце. Искусственными источниками является – свет от электрических ламп.

На практике в качестве характеристики естественной освещенности помещений используют относительную величину – коэффициент естественной освещенности (к.е.о.) %:

Е=(Е_в/В_н)100,

где Е_в – освещенность поверхности внутри помещения;

Е_н – освещенность открытой наружной поверхности.

Инсоляция– естественное освещение солнечными лучами.

Инсоляция оказывает воздействие на микроклимат, степень освещенности, гигиенические качества помещений и имеет важное значение для архитектурной выразительности здания.

В жилых помещениях инсоляция должна быть не менее 2.5 часа.

В соответствии со СНиПом территория нашей страны поделена на 4 климатических района: холодный, умеренный, теплый, жаркий. В каждом районе подрайоны: в холодном - 5, в умеренном - 4, в теплом - 3, в жарком - 4.

Рекомендуемые формы зданий: на севере - прямоугольные, замкнутые; на юге - более сложные формы с выступающими лоджиями и т.д.

На продолжительность инсоляции размеры окон не оказывают влияние, а количество лучистой энергии зависит от размеров окон.

Рисунок 1 – Схемы ориентации жилых домов