строительная физика

План – конспект лекции №1

Тема : « Введение »

Цель: Ознакомить студентов со структурой курса.

1.Предмет и метод архитектурно-строительной физики в творчестве архитектора.

Архитектурно-строительная физика изучает взаимосвязи физических параметров факторов,

определяющих качество архитектуры: комфортность городских пространств и интерьеров зданий ; их выразительность , надежность и экономическую эффективность проектных решений.

Курс «Архитектурно строительная физика» состоит из вводного раздела и трех основных разделов:

-Архитектурная теплотехника;

-Архитектурная светология;

-Архитектурная акустика.

Архитектурная теплофизика - системе знаний о законах формирования комфортного микроклимата застройки.

Тепловой микроклимат помещений, критерии его оценки по теплоощущениям человека, теплотехническое нормирование ограждающих конструкций, тепло и хладопотери через светопропускающие и глухие ограждения, паропроницаемость и воздухопроницаемость конструкций - все эти вопросы решаются при изучении раздела «Архитектурная теплофизика».

Раздел «Архитектурная светология» включает в себя основы учения о светоцветовой среде как физико–техническом и психофизическом факторе, обеспечивающем зрительный комфорт в городских пространствах и интерьерах зданий.

Данные раздела рассматривают методы проектирования естественной и искусственной среды. Содержание раздела тесно связанно с дисциплинами: «Архитектурное проектирование», «Градостроительство», «Живопись» и «Рисунок» (рассказать на примерах из истории искусств и архитектуры).

Раздел «Архитектурная акустика» включает основы проектирования комфортной звуковой среды в городских пространствах и интерьерах зданий.

Раздел состоит из 3 частей : «Звукоизоляция», «Шумоизоляция» и « Акустика зданий». Данные раздела тесно связанно с дисциплинами : «Архитектурное проектирование», «Градостроительство», «История архитектуры».

Практические работы

1.Архитектурная теплотехника;

1.1. Определение теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций.

2. «Архитектурная светология»;

2.1. Расчет естественного освещения интерьера для конкретных климатических условий;

2.2.Цветовое решение интерьера с учетом его назначения.

3. «Архитектурная акустика»;

3.1.Выбор звукоизолирующие конструкции жилого дома.

Литература

1.СНиП 2.01-82. Строительная климатология и геофизика. Основные положения проектирования.–М:Стройиздат-1982.

2.СНиП А. 4-72.Естественное и искусственное освещение .Нормы проектирование- М: Стройиздат.

3.СНиП Жилые здания. Нормы проектирования. –М : Стройиздат,1982.

4.Ильвинский В.М «Строительная теплофизика».- М : Высшая школа,1974.

5.Васильев Б.Ф.Строительная теплофизика.- М: Стройиздат,1986.

6. Гусев М.М. Основы строительной физики. – М : Стройиздат,1974.

Лекция № 2,3

Тема: «Строительная теплотехника»

Цель: Для создания микроклимата в помещении при проектировании зданий необходимо знать некоторые аспекты строительной теплотехники, которые рассматриваются в лекции.

План

1.Тепловой режим здания и теплообмен в помещении.

2.Передача тепла через ограждение конструкции.

2.1. Термические сопротивления, возникающие в ограждающей конструкции при приложении через нее тепловые потоки из помещения – наружу .

2.2. Учет влажностного режима при расчете теплопередачи через ограждения.

3.Принцип теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций.

3.1.Определение общего приведенного сопротивления теплопередачи в конструкции.

3.2.Общие указания по выбору теплоизоляционных материалов.

3.3.Расчет температур внутри конструкций на границах слоев.

Для изучения этого материала необходим СНиП 23-02-2003 – тепловая защита зданий.

1.Тепловой режим- это совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помещениях.

Совокупность всех инженерных средств и устройств, обеспечивающих заданные условия микроклимата в помещениях зданий (ограждающие конструкции, солнцезащитные устройства, а так же системы отопления- охлаждения, вентиляции, воздуха) называют системой кондиционирования микроклимота.

Процессы, формирующие тепловую остановку помещения, необходимо рассматривать в неразрывной связи между собой, ибо их взаимное влияние может оказаться весьма существенным. (привести пример).

В помещении в обмене теплом участвует ряд элементов:

-воздух основного объема помещения;

- поверхности, обращенные в помещение;

-объемы струи воздуха;

-наружный воздух.

Между перечисленными элементами происходит следующие виды обмен тепла:

-конвертируемый (К) тепловой обмен между воздухом и поверхностями ограждений и приборов системы отопления, охлаждения;

- лучистый (Л) теплообмен между отдельными поверхностями;

-Струйный (С) теплообмен в результате смешивания входного воздуха с воздухом помещения.

(Пропущено)

а) Теплообмен между поверхностью ограждения и прилегающей к ней нагретой воздушной средой - тепловосприятие; такой теплообмен происходит, например, в отапливаемых помещениях при соприкосновении внутренней поверхности стены с внутренним воздухом.

б) теплообмен между поверхностью ограждения и прилегающей к ней охлажденной воздушной средой - теплоотдача.

Тепловой поток проходят через наружной ограждающую конструкцию, вызывает в толще конструкций и на ее поверхностях, так называемые термические сопротивления, сумма которых

должна быть не менее R (табл.4, СНиП – тепловая защита). Вычертить фрагмент разреза наружной

стены из камня с двумя фактурными слоями ,показать все термические сопротивления теплопередачи конструкций.

Акцент: еcли ,конструкция требует утепления.

2.2. Влажностная состояния ограждения может быть разделено на: эксплуатационное и начальное. ( объяснить ).

Наиболее полно влажностное состояния может быть описано с помощью потенциала влажности относительного потенциала ( %). Комплексное тепло влажностное воздействие наружного климата на ограждение, которое названо как потенциал влажности климата определяется температурой наружного воздуха , интенсивность и продолжительностью солнечной радиации q.

В общем случае влажностное состояние в помещении следует оценивать в шкале относительного потенциала влажности.

Теплотехнический расчет, ограждающий наружных конструкций с определением толщины утеплители и построением линии распределения температур на границах слоев конструкций. См.пример в методических указаниях по теплотехническим расчетам.

Методические указания читать совместно с СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита»

План-конспект лекций №12

Тема: «Звук и его распространение в различных средах».

Цель

План

1.Основные факторы, влияющие на распространение звука в воздухе.

2.Данные для учета акустических особенностей места строительства.

3.Основные требования при проектировании открытых театров.

При акустическом проектировании открытых театров необходимо учитывать:

-особенности распространения звука в разных атмосферных условиях;

-акустические характеристики окружающей местности (шумовой фон эпизодические шумы и др.);

-универсальность назначения открытых театров, используемых для концертных, оперно-драматических, хореографических, хореографических, хоровых выступлений и т.д.

Основные факторы, влияющие на распространение звука в атмосфере:

-направление и скорость ветра;

-распределение температуры в воздухе по мере удаления от поверхности земли.

Объяснить в чем заключается влияние вышеперечисленных факторов на распространение звука в атмосфере (направление ветра совпадает с направлением распространения звуковых волн, направление ветра противоположно распространению звуковых волн).

Основные архитектурно-строительные меры и средства для сохранения естественности звучания:

-форма и конструкция акустических раковин;

-применение резонаторов.

Флюктуация-колебание воздуха, которые возникают вследствие различного нагревания солнцем поверхностей территории с неоднородным подстилающим слоем. Эти флюктуации оказывают существенные влияния на качество звучания, когда подстилающий слой обладает высоким альбедо.

Архитектуру перед проектированием необходимо тщательно изучить метеорологические и акустические характеристики местности:

-возможность возникновения на территории театра эха от окружающих гор, леса, зданий;

-расчетные уровни внешнего шума от автострады, стадиона и др.;

степень защищенности открытого театра от ветра.

Требования норм проектирования:

-уровень звукового давления в амфитеатре не должен превышать 40дБ;

-скорость ветра должна быть не более 4 м/сек.

Для открытых драматических или эстрадных театров предел удаленности без звукоусиления обычно ограничивается 30м при вместимости от 1500 до 2500 человек, при хорошей защите от шума и ветра-40м.

Привести схемы открытого драматического или эстрадного театров.

Важными элементами открытых театров являются акустические раковины и экраны.

Раковины и экраны должны обладать высоким коэффициентом отражения облицовочного материала при любых частотах звука и углах падения, способов крепления и жесткости элементов.

Потолок раковины располагается под углами, которые способствуют отражению звуковой энергии в направлении параллельном уровню пола в амфитеатре.

Наклон потолка к горизонту:

Где 𝛩- угол наклона пола амфитеатра.

Рассказать об особенностях древних и римских театров.

Из современных открытых театров большой вместимости наибольший интерес представляют «Голливудская чаша» и Певческие трибуны в Таллинне и Вильнюсе.

Литература см. РПД