- •А.Н. Шихов, д.А. Шихов Архитектурная и строительная физика
- •Глава 1. Строительная климатология
- •Глава 2. Строительная теплотехника
- •Глава 3. Архитектурная и строительная светотехника
- •Глава 4. Архитектурная акустика и звукоизоляция помещений
- •4.9. Архитектурная акустика
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 Строительная климатология
- •1.1. Связь между климатом и архитектурой зданий
- •1.2. Климатические факторы и их роль при проектировании зданий и сооружений
- •1.3 Климатическое районирование
- •1.4. Архитектурно-климатические основы проектирования зданий
- •1.5. Архитектурный анализ климатических условий погоды
- •Глава 2 Строительная теплотехника
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Виды теплообмена
- •2.3. Теплопередача через ограждения
- •2.4. Сопротивление теплопередачи через однослойные и многослойные ограждающие конструкции, выполненные из однородных слоев
- •2.5. Расчет температуры внутри ограждающих конструкций
- •2.6. Графический метод определения температуры внутри многослойной ограждающей конструкции (метод Фокина-Власова)
- •2.7. Влияние расположения конструктивных слоев на распределение температуры внутри ограждающих конструкций
- •2.8. Методика проектирования тепловой защиты зданий
- •2.9. Исходные данные для проектирования тепловой защиты зданий
- •2.9.1. Параметры внутреннего воздуха помещений
- •2.9.2. Наружные климатические условия
- •2.9.3. Расчетные характеристики строительных материалов и конструкций
- •2.9.4. Расчет отапливаемых площадей и объемов здания
- •2.10. Определение нормируемого (требуемого) сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
- •2.11. Расчет общего или приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
- •2.12. Конструктивное решение наружных ограждающих конструкций
- •2.13. Определение санитарно-гигиенических показателей тепловой защиты зданий
- •2.14. Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий
- •2.15. Влажность воздуха и конденсация влаги в ограждениях
- •2.15.1 Расчет ограждающих конструкций на конденсацию водяного пара
- •2.15.2. Графо-аналитический метод определения зоны конденсации внутри многослойной ограждающей конструкции
- •2.15.3. Паропроницаемость и защита от переувлажнения ограждающих конструкций
- •2.16. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций
- •2.17. Теплоустойчивость ограждающих конструкций
- •2.17.1. Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года
- •2.17.2. Теплоусвоение поверхности полов
- •2.18. Повышение теплозащитных свойств существующих зданий
- •2.19. Энергетический паспорт здания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 111 Архитектурная и строительная светотехника
- •3.1. Основные понятия, величины и единицы измерения
- •3.2. Световой климат
- •3.3. Количественные и качественные характеристики освещения
- •3.4. Естественное освещение зданий
- •3.5. Естественное и искусственное освещение зданий
- •3.6. Выбор систем естественного освещения помещений и световых проемов
- •3.7. Нормирование естественного освещения
- •3.8. Проектирование естественного освещения
- •3.8.1. Определение площади световых проемов жилых и общественных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений
- •3.8.2. Расчет площади световых проемов производственных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений
- •3.9. Проверочный расчет естественного освещения помещений
- •3.9.1. Последовательность проведения проверочного расчета при боковом освещении производственных зданий
- •3.9.2. Расчет естественного освещения производственных помещений при верхнем и комбинированном расположении светопроемов
- •3.9.3. Проверочный расчет естественного освещения при боковом размещении световых проемов в жилых и общественных зданиях
- •3.9.4. Последовательность проведения проверочного расчета при верхнем или комбинированном освещении жилых и общественных зданий
- •3.10. Расчет времени использования естественного освещения в помещениях
- •3.11. Совмещенное освещение зданий
- •3.13. Нормирование и проектирование искусственного освещения помещений
- •3.14. Архитектурная светотехника
- •3.14.1. Нормирование и проектирование освещения городов
- •Проектирование освещения архитектурных ансамблей
- •3.15. Светоцветовой режим помещений и городской застройки
- •3.16. Инсоляция и защита помещений от солнечных лучей
- •3.17. Солнцезащита и светорегулирование в зданиях
- •3.18. Экономическая эффективность использования инсоляции и солнцезащиты
- •Глава 4 Архитектурная акустика и звукоизоляция помещений
- •4.1. Общие понятия о звуке и его свойствах
- •4.2. Источники шума и их шумовые характеристики
- •4.3. Нормирование шума и звукоизоляция ограждений
- •4.4. Распространение шума в зданиях
- •4.5. Звукоизоляция помещений от воздушного и ударного шума
- •4.5.1. Определение индекса изоляции воздушного шума для вертикальных однослойных плоских ограждающих конструкций сплошного сечения
- •Границ 1/3 - октавных полос
- •4.5.2. Определение индекса изоляции воздушного шума для каркасно-обшивных перегородок
- •4.5.3. Определение индекса изоляции воздушного шума для междуэтажных перекрытий
- •Расчет междуэтажных перекрытий на ударное воздействие шума
- •4.6. Измерение звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций в акустических камерах
- •Мероприятия, обеспечивающие нормативную звукоизоляцию помещений
- •Защита от шума селитебных территорий городов и населенных пунктов
- •4.9. Архитектурная акустика
- •4.9.1. Оценка акустических качеств залов
- •Экспериментальные способы проверки акустических качеств залов
- •4.10. Общие принципы акустического проектирования залов
- •4.11. Специфические особенности акустического проектирования залов различного функционального назначения
- •4. 12. Видимость и обозреваемость в зрелищных сооружениях
- •Общие принципы проектирования беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •4.12.2. Обеспечение беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •4.13. Расчет беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •Контрольные вопросы
- •Основные термины и определения
- •Примеры расчетов звукоизоляции ограждающих конструкций (примеры взяты из сп 23-103-03)
- •Примеры расчета по беспрепятственной видимости и акустике зрительных залов
- •Примеры светотехнического расчета гражданских и промышленных зданий
- •Примеры из области архитектурного освещения зданий
- •Примеры расчета продолжительности инсоляции зданий
2.13. Определение санитарно-гигиенических показателей тепловой защиты зданий
Санитарно-гигиеническим требованиям (показатель ) должны удовлетворять все виды наружных ограждающих конструкций. Наружные ограждающие конструкции должны проходить проверку на невыпадение конденсата на внутренних поверхностях вышеуказанных ограждений, т.е. на выполнение условия ≥ , и температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности вышеуказанных ограждающих конструкций, т.е. на соответствие условия ≤ .
При определении температуры точки росы, °C, относительную влажность внутреннего воздуха , %, согласно п. 5.9 СНиП 23-02-03 следует принимать:
- для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждения, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных детских школ, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов –55%, для помещений кухонь – 60%, для ванных комнат – 65%, для теплых подвалов и подполий с коммуникациями –75%; для теплых чердаков жилых зданий –55%;
- для помещений общественных зданий (кроме вышеуказанных) –50%.
Температура внутренней поверхности , °C, однородных однослойных или многослойных ограждающих конструкций с однородными слоями определяется по формуле
= (2.33)
где , , , - тоже, что и в формуле (2.27).
В практике проектирования ограждающих конструкций встречаются случаи, когда в ограждения вводятся включения из материалов с большей теплопроводностью, чем основной массив конструкции, например бетонная или стальная колонна в кирпичной кладке; железобетонные ребра в легкобетонных панелях и т.п. Такие включения, называемые мостиками холода, могут привести к образованию конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции в местах нахождения теплопроводных включений. Для нейтрализации этого явления необходимо проводить дополнительный расчет температуры внутренней поверхности в местах теплопроводных включений и сравнивать ее с температурой точки росы.
Схемы наиболее часто встречаемых теплопроводных включений приведены на
рис. 2.5.
Рис. 2.5 Схемы теплопроводных включений
в ограждающих конструкциях
Для теплопроводных включений, приведенных на рис. 2.5, температуру внутренней поверхности по теплопроводному включению , оС, определяют:
- для неметаллических теплопроводных включений по формуле
, (2.34)
- для металлических теплопроводных включений по формуле
, (2.35)
где , , , – то же, что и в формуле (2.27);
, – сопротивление теплопередаче по сечению ограждающей конструкции, (м2· оС)/Вт, соответственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест;
η, ξ – коэффициенты, принимаемые по табл. 2.16 и 2.17.
Таблица 2.16
Коэффициент для температуры внутренней поверхности в зоне
теплопроводных включений
|
Схема теплопроводного |
|
|
Коэффициент при а/б |
|
|
|
|||||
|
включения |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
|
1,5 |
2,0 |
||
1 |
|
|
0,52 |
0,65 |
0,79 |
0,86 |
0,90 |
0,93 |
|
0,95 |
0,98 |
|
11а |
При б/бв:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
0,5 |
0,30 |
0,46 |
0,68 |
0,79 |
0,86 |
0,91 |
|
0,97 |
1,00 |
|
|
|
1,0 |
0,24 |
0,38 |
0,56 |
0,69 |
0,77 |
0,83 |
|
0,93 |
1,00 |
|
|
2,0 |
0,19 |
0,31 |
0,48 |
0,59 |
0,67 |
0,73 |
|
0,85 |
0,94 |
|
|
|
|
5,0 |
0,16 |
0,28 |
0,42 |
0,51 |
0,58 |
0,64 |
|
0,76 |
0,84 |
111 |
При с/б: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
3,60 |
3,26 |
2,72 |
2,30 |
1,97 |
1,71 |
|
1,47 |
1,38 |
|
|
|
0,50 |
2,34 |
2,26 |
1,97 |
1,76 |
1,62 |
1,48 |
I |
1,31 |
1,~2 |
|
|
|
0,75 |
1,28 |
1,52 |
1,40 |
1,28 |
1,21 |
1,17 |
1,11 |
1,09 |
||
IV |
При с/б: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,16 |
0,28 |
0,45 |
0,57 |
0,66 |
0,74 |
|
0,87 |
0,95 |
|
|
|
0,50 |
0,23 |
0,39 |
0,57 |
0,60 |
0,77 |
0,83 |
|
0,91 |
0,95 |
|
|
|
0,75 |
0,29 |
0,47 |
0,67 |
0.78 |
0,84 |
0,88 |
|
0,93 |
0,95 |
Примечания: 1. Для промежуточных значений а/б коэффициент следует определять интерполяцией.
2. При а/б >2,0 следует принимать коэффициент =1.
3. Для папраллельных теплопроводных включений типа 11а табличное значение коэффициента следует принимать с поправочным множителем (1 + е-5L), где L - расстояние между включениями, м.
Таблица 2.17
Коэффициент ξ для температуры внутренней поверхности в зоне
теплопроводных включений
Схема теплопроводного включения |
|
|
Коэффициент ξ, при (а m) / (б ) |
|
|
||||||
включения |
0,25 |
0,5 |
],0 |
2,0 |
5,0 |
10,0 |
20,0 |
50,0 |
150,0 |
||
1 |
|
|
0,105 |
0,160 |
0,227 |
0,304 |
0,387 |
0,430 |
0,456 |
0,485 |
0,503 |
11б |
|
|
- |
- |
- |
0,156 |
0,206 |
0,257 |
0,307 |
0,369 |
0,436 |
111 |
|
При с/б: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,061 |
0,075 |
0,085 |
0,091 |
0,096 |
0,100 |
0,101 |
0,101 |
0,102 |
|
|
0,50 |
0,084 |
0,112 12 |
0,140 |
0,160 |
0,178 |
0,184 |
0,186 |
0,187 |
0,188 |
|
|
0,75 |
0,106 |
0,142 |
0,189 |
0,227 |
0,267 |
0,278 |
0,291 |
0,292 |
0,293 |
IV |
|
При с/б: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,002 |
0,002 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
0,004 |
0,004 |
0,005 |
0,005 |
|
|
0,50 |
0,006 |
0,008 |
0,011 |
0,012 |
0,014 |
0,017 |
0,019 |
0,021 |
0,022 |
V |
|
0,75
|
0,013 |
0,022 |
0,033 |
0,045 |
0,058 |
0,063 |
0,066 |
0,071 |
0,073
|
V |
|
При бi/бe: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,75 |
0,007 |
0,021 |
0,055 |
0,147 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
1,00 |
0,006 |
0,017 12 |
0,047 |
0,127 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
2,00 |
0,003 |
0,011 |
0,032 |
0,098 |
- |
- |
- |
- |
- |
Примечания: 1. Для промежуточных значений (а m) / (б ) коэффициент ξ следует определять интерполяцией.
2. Для теплопроводных включений типа V при наличии плотного контакта между гибкими связями и арматурой (сварка или скрутка вязальной проволокой) в формуле (1.35) вместо следует принимать .
Температуру внутренней поверхности наружных стен ( ), чердачного перекрытия ( ) и покрытия ( ) теплого чердака определяют по формуле
= , (2.36)
где – расчетная температура воздуха в теплом чердаке, оС;
– расчетная температура наружного воздуха, оС;
– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности наружного воздуха ограждения теплого чердака, Вт/(м2 оС); принимается- для стен – 8,7; для покрытий 7-9 этажных домов 9,9; для покрытий 10-12 этажных домов 10,5; для покрытий 13-16 этажных домов 12,0.
– требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен ( ), чердачного перекрытия ( ) и перекрытия теплого чердака ( ), (м2∙ оС)/Вт.
Температуру точки росы , оС, в зависимости от температуры , оС и относительной влажности , %, воздуха помещения следует определять по приложению (Р) СП 23-101-04.
Для жилых, школьных зданий, поликлиник, лечебных и детских дошкольных учреждений температуру точки росы , оС, допускается принимать по табл. 2.18.
Таблица 2.18
Температура точки росы воздуха внутри здания
для холодного периода года
Тип здания |
Температура точки росы , оС |
в пп. 2 и 3) |
10,7 |
2. Поликлиники и лечебные учреждения
|
11,6 |
3. Детские дошкольные учреждения
|
12,6 |
Температура точки росы ( ) для ограждающих конструкций теплого чердака определяется следующим образом:
устанавливается влагосодержание воздуха чердака по формуле
, (2.37)
где – приращение влагосодержания за счет поступления влаги с воздухом из вентиляционных каналов, г/м3 принимается: для домов с газовыми плитами 4,0 г/м3; для домов с электроплитами – 3,6 г/м3;
– максимальное влагосодержание наружного воздуха, г/м3, при расчетной температуре 0C, определяемое по формуле
, (2.38)
где – средняя упругость водяного пара за январь, гПа; определяемое по табл. 5а СНиП 23-01-99*;
б) рассчитывается действительная упругость водяного пара воздуха в теплом чердаке , гПа, по формуле
, (2.39)
в) по табл.С.2 максимальной упругости водяного пара согласно приложения (С) СП 23-101-04 определяется температура точки росы ( ) по значению .
г) полученное значение сопоставляется с соответствующим значением , и на выполнение условия ≤ , и .
Температурный перепад, , 0С между температурой внутреннего воздуха , 0С и на поверхности ограждающих конструкций, , 0С, определяется по формуле
, (2.40)
где , и , , – то же, что и в формуле (2.27);
- общее термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙ оС)/Вт.
Для ограждающих конструкций «теплого» чердака и перекрытия над техподпольем в формулу при определении температурного перепада , оС, вместо , оС, подставляются соответственно расчетная температура внутреннего воздуха теплого чердака или техподполья , оС. Нормируемый температурный перепад , оС, принимается по табл.2.12.
В случае невыполнения условия ≤ необходимо увеличить величину сопротивления теплопередаче , (м2∙ оС)/Вт, до значения, обеспечивающего это условие.