Основы строит-й физики. Теплоизоляция конструкций

Строительная физика – прикладная область физики, рассматривающая физические явления и процессы, протекающие в конструкциях здания и сооружения.

Основные задачи – обоснование применения в строительстве материалов и конструкций.

Строительная физика изучает следующие вопросы – теплопередача, воздухопроницаемость и влажное состояние конструкций, звукоизоляция, акустика и светотехника.

Основная задача строительной теплотехники – обоснование рационального выбора ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения помещениями благоприятного микроклимата для жизнедеятельности человека.

Из-за отсутствия теплового равновесия внутри конструкции происходит переход тепла из более нагретой в менее нагретую часть. Этот процесс называется теплопередача (теплообмен).

При рассмотрении процесса перехода тепла через однородное ограждение следует различать 3 этапа: 1)тепловосприятие; 2)теплопроницаемость; 3)теплоотдача.

В соответствии с теплотехническими требованиями, ограждающие конструкции зданий должны обладать свойствами: 1)не допускать потерь тепла в холодное время и перегрева помещений летом; 2)температура внутри поверхности ограждения не должна опускаться ниже определенного уровня, чтобы исключить конденсацию пара на ней и одностороннее охлаждение тела человека; 3)обладать достаточным сопротивлением воздуха и паропроницанием.

Коэффициент теплопроводности – количество тепла, которое проходит за 1 час через площадь поверхности 1м² толщиной 1м при разности температур 1. Он зависит от пористости материала, структуры, влажности, вида взаимосвязи влаги с материалом, температуры, химико-минералогического состава материала.

Основная задача теплотехнического расчета ограждающих конструкций – придание необходимых теплозащитных качеств, показателем которых является термическое сопротивление. Численно термическое сопротивление равно разности температур на противоположных поверхностях ограждения, при которой через каждый 1м² ограждения в течении 1 часа проходит тепловой поток, равный 1Ккал. При проходе теплового потока через ограждение падение температуры происходит не только в материале, но и у его поверхности. При этом общий температурный перепад складывается из 3 частных перепада: 1)перепад у внутренней поверхности ограждения; 2)перепад в толще ограждения; 3)перепад по наружной поверхности ограждения. Такое падение температур свидетельствует о наличии дополнительных термических сопротивлений. В теплотехническом расчете используются обратные величины: коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи.

Сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций Rо должно быть больше величины, при которой ограждение будет удовлетворять теплотехническим требованиям Rо>=Rо^тр. R_о^тр определяется исходя из санитарно- гигиенических условий и комфортных требований.

Звукоизоляцией называется ослабление шума, обеспечиваемое ограждением. Меры достижения звукоизоляции: 1)достаточное звукоизолирующее качество ограждения; 2)объемно-планировочное решение; 3)конструктивные решения; 4)размещение оборудования.

Шумы различают: 1)по происхождению(бытовые, транспортные, техногенные, социальные, природные); 2)по частоте(низкочастотные до 300Гц, среднечастотные до 8000Гц, высокочастотные свыше 8000Гц); 3)по интенсивности(1-ая зона – до 40дБ – тихая; 2-ая зона – 40-80дБ – зона основных шумов; 3-ая зона – свыше 80дБ – зона высокоинтенсивных шумов); 4)по характеру (непрерывные, прерывные, кавитационные, ударные).

Защита помещений от шума достигается совокупностью архитектурно-планировочных, конструктивных и эксплуатационных мер.

Планировочные методы защиты от шума – являются самыми дешевыми и простыми. К ним относятся мероприятия, предусмотренные проектом городов и зданий: 1)зонирование территорий предполагающие удаленность промышленных предприятий от жилых районов; 2)упорядочение зон – размещение зон с учетом интенсивности шума; 3)использование преград для распределения шума(зеленых насаждений(снижает шум на 15%), использование природных формирований рельефа, размещение дорог ниже уровня размещения зданий, ориентация здания).

Объемно-планировочные методы защиты от шума: 1)размещение с наименее шумной стороны наиболее уязвимых с точки зрения шума помещений, 2)группирование шумовыделяющих помещений. к ним относятся: лифтовые шахты, лестничные клетки, вентиляционные камеры; 3)вынос источников шума за пределы здания; 4)устройство экранов между шумовыделяющими помещениями.

К техническим мероприятиям звукоизоляции относятся - защита от воздушного шума и уменьшение изгибных колебаний. Для достижения необходимой звукоизоляции от воздушного шума следует не допускать в ограждении щелей, отверстий и неплотностей сопряжений. Уменьшить изгибные колебания возможно следующими способами: а) увеличением толщины стены; б)повышением массы ограждения; в)подбором материала ограждения(плотный материал отражает 99% шума). При этом, изолируя соседние помещения от шума, внутри самого помещения такой материал шум увеличивает за счет многократного отражения. Для снижения уровня шума в помещении с источником шума целесообразно применить рыхлые пористые материалы. г)применение многослойных конструкций (конструкций состоящих из 2-х слоёв, разделенных воздушной прослойкой). Звукоизолирующая способность таких конструкций выше, если слои имеют разную толщину или выполняются из разных материалов.