Фізико-технічні основи проектування будівель і їх огороджуючих конструкцій

Проектування будівель як штучного середовища життєдіяльності повинно забезпечувати такий стан середовища, який сприймається людиною як комфортний. Тільки при правильному вирішенні технічних задач можуть бути забезпечені необхідний рівень тепло-, звуко-, гідроізоляції приміщень, оптимальні параметри повітряного середовища, світовий комфорт і т. ін.

4.1. Елементи будівельної теплотехніки.

При проектуванні будівель в першу чергу вирішують наступні теплотехнічні задачі:

- забезпечення необхідної теплозахисної здатності зовнішніх огорож;

- забезпечення на внутрішній поверхні огорожі температур, що мало відрізняються від температури повітря в приміщенні, щоб уникнути випадіння конденсату;

- забезпечення теплостійкості огорожі;

- утворення осушуючого вологісного режиму огорожі в процесі експлуатації;

- обмеження повітряпроникливості зовнішніх огорож.

Теплотехнічний розрахунок зовнішніх огорож більшості випадків здійснюється для умов стабілізувавшогося в часі процесу тепло- і масообміну.

В стаціонарних умовах теплопередачі кількість тепла в Ккал , що проходить через огорожу, складає:

, (1);

де: - температура теплої і холодної поверхні огорожі, ;

- коефіцієнт теплопровідності матеріалів огорожі, ;

- товщина огорожі, ;

- площа передачі тепла, .

Із (1) коефіцієнт теплопровідності:

, (2).

- мідь; - пінопласт.

4.1.1. Визначення опору теплопередачі огорожі.

При визначенні теплозахисної здатності зовнішніх огорож практичний інтерес представляє не теплопровідність її складових шарів, а обернена їй величина - термічний опір, який відповідно для одно- і багатошарових конструкцій складає:

, (3); , (4).

Розподіл температур в одношаровій огорожі при стаціонарному тепловому потоці.

Інколи в теплотехнічних розрахунках використовують обернені величини – коефіцієнти теплопередачі.

і рівні

, (5); , (6).

Їх значення наводяться в табл.4 СНиП ІІ-3-79**(Строительная теплотехника, М., Стройиздат, 1986).

Відповідно загальні величини опору теплопередачі одно- і багатошарових огорож складають:

, (7);

, (8).

4.1.2. Визначення необхідного опору теплопередачі огорожі .

Величину визначають із наступних міркувань: при сталому потоці тепла величина тепла, що входить в огорожу, дорівнює кількості тепла, що виходить. Поток тепла, що проходить через одиницю площі внутрішньої поверхні за одиницю часу, складає:

, (9)

і дорівнює потоку тепла через огорожу :

, звідси , (10).

Мінімально необхідна величина також залежить від розташування огорожі, що враховується коефіцієнтом :

, (11).

Величина нормується для найбільш холодних зимових днів: =6 (житло), 7 (адм. буд), (промисл).

4.1.3. Розподіл температур по товщині огорожі.

Із умови (10) отримують:

.

3-х шарова огорожа

Виходячи з рівності потоків тепла, що проходить через шар огорожі товщиною , що межує з приміщенням, і через всю огорожу:

, звідси:

, (12);

де: - термічний опір шарів товщиною , що примикають до приміщення.

4.1.4. Теплостійкість огорожі.

Це здатність огорожі зберігати при коливаннях величин теплового потока відносну постійність на поверхні огорожі, повернутої в приміщення.

4.1.5. Опір огороджуючих конструкцій повітрянепроникненню.

повинно бути не менше потрібного . Перший визначається як сумма опорів шарів огорожі:

, (13),

а другий прямо пропорційний різниці тиску повітря на зовнішній і внутрішній поверхнях огороджуючої конструкції ы обернено пропорцыйный нормативный воздухонепроникненосты огороджуючоъ конструкцыъ :

, (14).

визначають за спеціальними формулами, а має цифрові значення від 0,5 (зовнішні стіни) до 20 (вікна і балконні двері). (див. Додаток 9 СНиП ІІ-3-79**).

4.1.6. Вологісний режим зовнішньої огорожі.

Абсолютна вологість повітря визначається кількістю вологи в одиниці об'єму повітря в . В теплотехнічних розрахунках користуються величиною відносної вологості повітря:

(50-55%), (15);

де: - гранична величина парціального тиску водяного пару в мм рт.ст. при повному насиченні повітря водяним паром при заданій температурі;

- парціальний тиск водяного пару в приміщенні.

- сухо; - нормально; - волого; - мокро.

4.2. Елементи будівельної світлотехніки.

Освітлення приміщень вдень проектують природнім, штучним, або суміщеним (інтегральним).

Природнє освітлення благотворно впливає на прсихофізіологічний та загартовуючий вплив на людину, одночасно залишаючись бактерицидним.

Штучне освітлення використовують там, де знаходження людей відносно короткочасне (<50% робочого часу).

Природне освітлення буває бокове, верхнє та комбіноване.

Коефіцієнт природнього освітлення:

(освітленість) (16),

де: - освітленість заданої точки М внутрі при міщення;

- те ж, зовны примыщення.

Абсолютне значення освітленості в любій точці вимірюється в люксах:

(17).

4.3. Інсоляція.

Інсоляція – опромінення прямими сонячними променями будівель, приміщень і територій, що оказує світловий, ультрафіолетовий і тепловий (радиаційний) вплив.

Для регулювання інсоляції (особливо в літній час) використовують різноманітні світлозахисні пристрої, розташовані під різними кутами до горизонталі і вертикалі.

4.4. Захист від шуму.

Шумовий вплив оцінюється величиною рівня звукового тиску, що вимірюється в децибелах (допустимо 120дб).

Боротьба з шумом шляхом зниження його рівня в джерелі, а також будівельно-акустичними методами.

Коефіцієнт звукопоглинання , (18);

де: - енергія прямого звуку, що випромінює джерело;

- енергія відбитого звуку.

РОЗДІЛ ІІ.

Об'ємно-планувальні та конструктивні рішення цивільних будівель.

Лекція № 5.