- •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
Предисловие
Монография по архитектурной и строительной физике разработана с учетом возросших требований к комфортности проживания и деятельности людей в зданиях и сооружениях различного назначения, а также повышением нормативных требований по тепловой защите, звукоизоляции и освещению зданий и сооружений. Она является естественным продолжением подобных работ, направленных на раскрытие теоретических основ, протекающих в ограждающих конструкциях при воздействии на них не силовых факторов в виде отрицательных и положительных температур, влажности, естественного и искусственного света, солнечной радиации и звука.
В связи с проводимой в стране энергосберегающей политики возросли требования по тепловой защите зданий, нашедших отражение в нормативных документах. На смену старого СНиП 11-3-79** «Строительная теплотехника» введен в действие новый СНиП 23-02-03»Тепловая защита зданий», в котором приведены повышенные теплозащитные требования к наружным ограждениям зданий. Для практической реализации требований СНиП 23-02-03 разработан СП 23-101-04 «Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий», в котором содержатся методы проектирования и теплотехнического расчета ограждающих конструкций зданий, рекомендации и справочные материалы для проектировщиков. Положения свода правил позволяют проектировать здания с рациональным использованием тепловой энергии путем выявления суммарного энергетического эффекта от использования планировочных, строительных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов.
Взамен СНиП 2.01.01-82 с 1 января 2000 г. введен в действие откорректированный
СНиП 23-01-99* «Строительная климатология», в котором отражены изменения климатических параметров, необходимые для проектирования тепловой защиты зданий, систем отопления и кондиционирования воздуха с учетом экономии энергетических ресурсов.
В новом СНиП 23-03-03 «Защита от шума» приведены повышенные требования к защите помещений, рабочих мест, селитебных территорий городов и площадок промышленных предприятий от различных шумов, а также проектированию акустики зальных помещений. В СП 23-103-03 «Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий», изложены новые методики определения параметров звукоизоляции внутренних и наружных ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий.
В области проектирования светотехники также произошли изменения, которые учтены в новой редакции СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» и СП 23-102-03 «Свод правил по проектированию и строительству. Естественное освещение жилых и общественных зданий».
Таким образом, во всех разделах строительной физики (строительная теплотехника, строительная и архитектурная акустика, строительная и архитектурная светотехника) в последние годы произошли значительные изменения норм и методов расчета, которые приводятся только в специализированных нормативных изданиях. Однако в них не рассматриваются вопросы теоретического объяснения физических процессов, происходящих в ограждающих конструкциях и помещениях при воздействии на них тепловой, звуковой и световой энергии. Все эти вопросы довольно подробно рассмотрены в учебнике «Основы строительной физики», изданном в 1975 г. профессором Н.М.Гусевым. За последние 35 лет после издания этого учебника изменились взгляды и методы на проектирование ограждающих конструкций, повысились требования к комфортности, долговечности, архитектурной выразительности и экономичности. В предлагаемой монографии эти вопросы излагаются с современных позиций.
В 2003 и 2007 гг. вышли в свет два учебника «Архитектурная физика» (под редакцией члена-корреспондента Международной Академии архитектуры, доктора технических наук, профессора. Н.В.Оболенского), рекомендованные для студентов специальности «Архитектура». В силу того, что эти учебники рассматривают вопросы строительной физики с архитектурных позиций, они не могут быть рекомендованы для студентов направления 270100 «Строительство». Однако некоторая часть теоретических вопросов этих учебников были использованы в настоящей работе.
При работе над монографией использованы учебные и научные материалы
В. Блази, Н.М. Гусева, С.В. Дяткова, Л.Л. Дашкевича, А.В. Ефимова, А.В. Захарова, В.И. Заборова, В.М. Ильинского, Н.С. Ивановой и И.В. Мигалиной, С.Д. Ковригина и С.П. Крышова, В.К. Лицкевича, Л.И. Макриненко, Н.В. Оболенского, Г.В. Осипова, Б.Я. Орловского, П.П. Сербиновича, К.К. Шевцова, Л.Ф Шубина, Ф.В. Ушкова и др. авторов.
Работа рассчитана на студентов строительных профилей направления 270100 «Строительство», изучающих дисциплину «Архитектурная и строительная физика», а также выполняющих курсовые работы и дипломные проекты.