- •Глава 1. Строительная теплофизика, теплотехника.
- •§ 1.2. Температурное поле. Виды полей.
- •§1.3. Виды теплообмена. Основные понятия, законы.
- •§1.5. Понятие о критериях подобия. Идеи, принципы [11,12].
- •§1.6. Расчет стационарного теплового состояния стены. Понятие термических сопротивлений.
- •§1.7. Расчеты термических сопротивлений неоднородных конструкций. Принципы.
- •§1.8. Принципы расчета требуемых значений термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.9. Моделирование температурных полей стационарным электрическим полем. .
- •§1.10 Температурное поле наружного угла.
- •§1.11. Современные направления повышения термического сопротивления ограждающих конструкций.
- •§1.12. Экспериментальные методы определения теплопроводности строительных материалов.
- •Термопар
- •§1.13. Нестационарное тепловое состояние стены (идеи, понятия, величины).
- •§2.1. Физико-химические процессы увлажнения строительных материалов, ограждающих конструкций.
- •§2.2 Состояние н20 в строительных материалах.
- •§2.3. Атмосферный воздух. Влажность. Точка росы, инея.
- •§2.4. Гигрометры. Гигрометрия.
- •§2.5. Оценка влажностного состояния ограждающих стен.
- •§2.6. Перемещение парообразной и жир ой влаги в ограждающих конструкциях.
- •Глава 3. Звук. Архитектурно- строительная акустика
- •§3.2. Физика звука.Звуковое голе и его характеристики.
- •§3.3. Акустические единицы. Фонометрия.
- •§3.5. Акустические волны на границе раздела сред. Коэффициенты отражения, поглощения, пропускания и рассеяния.
- •§1Б. Отражение и прохождение акустических волн через плоский слой.
- •§3.7. Звуковое поле в помещении. Акустические критерии качества помещения.
- •§3.8. Время реверберации в помещениях с естественной акустикой.
- •1. Лекционные залы,залы пассажирских помещений; 2. Залы драмтеатров. Кинозалы; 3. Концертные запы,театры оперы и балета; 4. Спортивные залы;
- •Мощность рассеяния волн интенсивность звука первичной волны
- •Глава 4. Свет. Принципы светотехнических расчетов.
- •§4.1. Солнце - источник дневного света.
- •4.2. Основные фотометрические понятия, величины, единицы.
- •Необходимая освещенность для различных зрительных задач
- •§4.3. Фотометры. Фотометрические измерения.
- •§4.4. Дневное освещение. Критерии оценки.
- •_ °Окна ‘-Чопстр.Эл.
- •Значения коэффициента кг в зависимости от степени загрязненности стекла.
- •§4.5. Инсоляция. Солнцезащита.
- •§4.6. Искусственное освещение. Общие замечания.
- •§5.1. Радиоактивность,виды излучений. Основные понятия и законы.
- •§5.2. Методы регистрации радиоактивных излучений. Идеи.Принципы.
- •Рис V.3 Принципиальная схема газового счетчика измерений-(а); вид электрического поля в пространстве а-к * (б).
- •§5.3. Действие радиации на человека. Дозы радиационного облучения.
- •§5.4. Радиоактивность строительных материалов.
- •Значение удельных активностей материалов.
- •Дерево . 1,1 Бк/кг
- •§5.5. Радон. Проблемы в строительстве.
- •-Дверь закрывается; 2-дверь открывается;
- •§6.2 Электромагнитные волны на границе раздела сред.
- •§6.3.Строительные меры по защите от электромагнитных излучений.
- •Электромагнитные поля радиочастот.
- •4Дмитрович а.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. Госстройиздат. М.: 1963, 143 с.
§3.2. Физика звука.Звуковое голе и его характеристики.
Звуком в узком смысле называют процесс распространения механических колебаний с частотами (20 — 20000) Гц в упругих средах либо на границе раздела упругих сред. В допущении гармо — ничности волн этот процесс поясняет рис.III.4. Основными параметрами упругих волн являются длина волны, фазовая скорость с, и для частиц среды период колебаний Т (1/T=v частота),колебательные смещение Sa и скорость Ua.
Рис.III.4 Гармоническая звуковая волна и ее характеристики.
Волны в сплошной среде, чередование сгущений и разряжений, называют продольными. В случае звуковых волн в воздухе процессы сжатия и разряжения газа являются адиабатическими. Для скорости звука в воздухе Лаплас получил формулу:
с = (RT/ц.)0,5 =< v > (у • 7с/8)° *
(3.1]
= cp/cv коэффициент адиабаты,
где: у Т
<v>
R
абсолютная температура газа,
молярная масса воздуха;
средняя скорость движения молекул;
универсальная газовая постоянная.
Зависимость скорости звука в воздухе от температуры, если последняя измеряется в градусах Цельсия, определяется:
с = (331,4 + 0,6t°) м/с (3.2)
Скорость продольных волн в твердых телах определяется
выражением:
0.
5с =
(3.3)
(3.4)
0,5
или точнее с = [E(i - а)/(i + o)(i - га)]
где: Е — модуль одностороннего сжатия;
5 — плотность тела; а — коэффициент Пуассона
.На границе раздела упругих сред твердое тело —газ распространяются поперечные волны, скорость которых рассчитывается по формуле:
‘.=(°/5Г «3.5,
где: G — модуль сдвига;
— плотность твердого тела.
В тонких конструкциях (плитах) с толщиной меньше 1/6 длины волны Moiyr возникать изгибные волны, комбинация продольных и поперечных волн . Скорость этих волн определяется зависимостью:
сИзг== ••4[v • ci' d]°5 (3-6)
где: d — толщина плиты;
v — частота.
Распространение звуковых волн можно понять,используя либо волновые, либо лучевые представления о них. Звук, распространяясь в газе, создает в нем избыточное (звуковое давление). Амплитудное значение звукового давления связано с колебательной скоростью движения частиц Ud в звуковой волне выражением:
Рл=5сиа = гиа (З-7)
Колебательная скорость частиц Ua и колебательное смещение частиц Sn связаны выражением:
U a=2TCvSa (3.8)
Величина Z = 5 с (3.9) носит название удельного акустического импеданса.
Приведем численные оценки. Минимальное значение амплитуды звукового давления в волне составляет Рп1п = 210-5 Па,т.е. — 10~'° от атмосферного давления. Максимальное значение Р(плх = 20 Па, что соответствует погружению уха в воду на глубину 0,5 см. Пример показывает.что порог болевых ощущений не является следствием "больших" давлеггий. Амплитуда колебаний барабанной перепонки уха.вызывающая болезненные ощущения для звуковых волн на частоте =440Гц,составляет Smax = 0,25 мм, причем на уровне порога, слышимости при частоте = 3000 Гц Smjn = 6-10_я см, порядка диаметра атома.
Все три параметра Pd,Uft и Sn в формулах (3.7, 3.8) доступны прямому и независимому измерению. Для измерения колебательной скорости частиц U в звуковом поле применяют диск Релея (рис.Ш.5). Диск представляет легкую круглую пластинку, подвешенную на тонкой упругой нити и ориентированную под углом 45° к направлению колебаний частиц среды (условие шах чувствительности
Рис.III.5
Измерение колебательной скорости
частиц.
устройства). Диск окружен марлевым чехлом, чтобы исключить кон — векционные потоки газа. В потоке диск стремится расположиться перпендикулярно направлению скорости частиц, возникающий при этом вращающий момент М пропорционален квадрату амплитуды колебательной скорости частиц Ua и не зависит от частоты .
Для измерения звукового давления Ра используют конденсаторные микрофоны. Колебательное смещение частиц Sa измеряют по наблюдению под микроскопом смещений мельчайших частиц (шариков) , введенных в звуковое поле.
При распространении звуковых волн от источника в колебательное движение вовлекаются все новые и новые частицы среды. Можно утверждать, что волны обладают энергией и наличие волнового процесса приводит к переносу энергии из одной части пространства в другую. При распространении звуковой волны можно говорить о кинетической и потенциальной энергии.Для энергетической характеристики звукового поля вводят понятие плотности энергии волны.
6U? 8®!S,! ,, ..
wKn=-J*- + —^ <3-9)
Пусть вдоль какого-либо направления распространяется звуковая волна. Выделим на этом направлении перпендикулярную площадку dF, тогда за время dt через площадку будет перенесена энергия dW.
dW = wKn cdtdF
Величину 1 = dW/dF • dt = wKn • с (3.10)
называют потоком звуковой энергии (интенсивностью звука). В курсах физики величина I вектор — вектор Умова.
Размерность единицы интенсивности звука Дж/м2с = Вт/м2. Интенсивность звука можно выразить через звуковое давление и удельный акустический импеданс формулой:
Интенсивность звука также может быть измерена экспериментально и независимо от других величин.
Численные оценки: интенсивность звука на границе порога слышимости = (10" — 10~12 ) Br/м2. Интенсивность звука I°min = МО-'2 Вт/м2 при частоте =1000 Гц выбрана условно в качестве нулевого уровня. Интенсивность звука на уровне болевого порога (2 —
)Вт/м2. Цифры показывают, что диапазон изменений интенсивности звука, на который реагирует ухо, составляет 12 порядков. Стандартом нормальной звуковой интенсивности по международному соглашению выбран уровень 1 = 10"2 Вт/м2, что соответствует спокойному разговору двух близко стоящих людей. При ссоре с криками интенсивность увеличивается примерно в сто раз. При интенсивности звука в интервале 100 1 +1000 I возникают болевые ощущения.
Для характеристики энергии в звуковом поле приведем примеры: рев толпы на стадионе, приветствующей гол,эквивалентен теплу, выделяемому при остывании чашки кофе; разговор толпы 2000 человек в течение полутора часов эквивалентен теплу, которое необходимо для того, чтобы вскипятить стакан воды.