8.Методологические основы проектирования общественных помещений, на примере зрительных залов, во взаимосвязи с физико-техническими требованиями и теорией людских потоков

Смотри лекцию.

Требования : Акустические требования, которые корректируются при помощи формы стен. Проблемы аэрации (в залах более 4.2 м) Главные принципы – эвакуационные потоки.

Школа Беляева, которая определялась газо-гидро-динамеческими потоками. Теорию предложил Предтеченский

НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К АКУСТИЧЕСКОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ЗРИТЕЛЬНЫХ ЗАЛОВ

 Форма зрительного зала должна обеспечивать равномерное распределение прямой и отраженной звуковой энергии на всех зрительских местах и исключить возможность возникновения эха, концентрации звуковой энергии и других акустических дефектов.

 Время запаздывания первых звуковых отражений, приходящих к зрителям вслед за прямым звуком, не должно превышать 30 мс.

 Рекомендуемое время реверберации в зрительном зале (в зависимости от объема зала) для частот 500-2000 Гц принимается согласно графику и определяется при 75% заполнении зала зрителями

Расстояние от барьера помещения оркестра до кресел первого ряда мест – не менее 1 м (1,8 м). • Ширина оркестровой ямы – 3,0 м. • Превышение луча зрения зрителя над глазом впереди сидящего –

не менее 0,06 м. • Площадь помещения на одно место в зрительном зале включая, балконы, ярусы, лоджии – 0,65 м2 • Размеры кресел в зрительном зале следует принимать:- ширину кресел (между осями подлокотников) – 0,5 м;- глубину кресел – 0,42 м;- высоту кресел – 0,45 м. • Расстояние между спинками сидений: - при расстановке мест короткими рядами – 0,9 м; - при расстановке мест длинными рядами – 1,0 м. • Ширина проходов в зрительном зале принимается не менее 1 м и не более 2,4 м. Уклон пола в проходах допускается не более 1:7. • Ширина боковых проходов – 1,8 м. • Ширина прохода после 14 ряда – 1,2 м. Высота источника звука над полом сцены принимается 1,5 м; а высота точки приема звука над полом партера – 1,2 м (средняя высоте сидящего зрителя). • Размеры зрительного зала рассчитываются по формулам: А = Nкр · а +2К – ширина зала, м; В = C + T + P + Np · в + E – длина зала, м; Н = V/S - высота зала, м, где Nкр – количество кресел в ряду; а – ширина одного кресла, а = 0,5 м; К – ширина боковых проходов, К = 1,8 м; С – ширина оркестровой ямы, € = 3 м; Т – расстояние от первого ряда до оркестровой ямы, Т = 1,8 м; Р – ширина прохода после 14 ряда, P = 1,2 м; Np – количество рядов; в – глубина одного ряда от спинки до спинки кресла, в = 0,9м; Е – расстояние от края сцены до занавеса, м. V – общий объем зала, м S – площадь зала, м.

• При расчете и назначении основных размеров залов необходимо учитывать следующие рекомендации: - отношение длины зала к его средней ширине принимается более 1, но не более 2; - отношение средней ширины зала к его средней высоте назначается в тех же пределах. • Рекомендуются также следующие общие пропорции: отношение высоты зала к его ширине и длине: 2:3:5; 1:3; 3:2 : 4 или соотношение близкое к золотому сечению, например, 3:5:8. Высота зала желательна не более 8 м.

• В залах вместимостью более 600 зрителей целесообразно устрой ство балконов. Отношение выноса балкона к средней высоте подбалконного пространства должно быть не более 1,5. Потолок под балконом устраивается с наклоном 5-10º в сторону сцены.

• Одним из важнейших условий планировки балконов является такое их расположение над партером и друг над другом, чтобы в каждом подбалконном пространстве помещалось не более четырех-пяти рядов зрительских мест

людские потоки Передвижение людей представляет собой один из тех функциональных процессов, которые характерны для зданий любого назначения. Очень важно учитывать это движение при большом количестве людей и в условиях чрезвычайных ситуаций (пожар, землетрясение). При этом возникают людские потоки, движение которых может быть вынужденным. Такое передвижение называется аварийной эвакуацией.Для передвижения людей в помещениях предусматриваются проходы между оборудованием, а в зданиях – коммуникационные помещения, которые занимают относительно большую площадь. Движение людских потоков представляет собой сложный процесс, на который большое влияние оказывает психологическое состояние людей, участвующих в движении. Движение может быть нормальным и аварийным, беспорядочным и поточным, согласованным (ходьба в ногу) и несогласованным, длительным и кратковременным, свободным и стесненным. Двигаясь в одном направлении, люди образуют людской поток шириной 5 и длиной l. Величиной, связывающей плотность потока D, скорость ν и ширину пути δ, является пропускная способность Q, т.е. число людей, проходящих через "сечение" пути шириной δ в единицу времени: Произведение плотности потока и скорости его движения называется интенсивностью (или количеством) движения q: Расчет и проектирование путей движения людских потоков осуществляются по расчетным предельным состояниям. Первым расчетным предельным состоянием называется такое состояние путей движения, при котором они перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям по времени движения, т.е. когда пути движения не могут пропустить в заданное время установленное количество людей, например при вынужденной эвакуации людей: Вторым расчетным предельным состоянием называется такое состояние путей движения, при котором они перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям по удобствам движения, т.е. когда на путях движения создаются такие плотности потока D, которые превышают установленные предельные плотности Dnp для данного здания по требованиям удобства и комфорта движения:

9. Архитектурно-конструктивное проектирование. Физико-технические основы проектирования. Шесть факторов!!!!

Каждое здание – это отдельный индивидуальный архитектурный объект, который имеет свои отличительные особенности в оформлении, в декорировании, в планировке и так далее. Архитектурно-конструктивные решения включают в себя полную разработку вида здания: форм фундамента, расположение лестниц, окон, дверных проемов, ворот, содержат визуальные дизайнерские решения по внешнему облику здания.

Все конструктивные элементы здания можно разделить на несущие и ограждающие. Такое деление связано с назначением этих элементов, с условиями их работы в структуре здания при восприятии нагрузок и воздействий, которым они подвергаются в ходе строительства и в процессе эксплуатации.

Назначение несущих конструкций здания -- воспринимать все виды нагрузок и воздействий силового характера, возникающих в здании, и передавать их через фундаменты на грунт. Такими конструкциями являются, например, фундаменты, стены.

Назначение ограждающих конструкций здания -- изолировать пространство здания от внешней среды, разделять пространство на отдельные помещения и защищать их от всех видов воздействий не силового характера. Примерами таких конструкций могут служить перегородки, кровля, окна.

Ряд конструктивных элементов выполняют одновременно несущие и ограждающие функции, например наружные и внутренние несущие стены одновременно могут являться вертикальными опорами для плит перекрытия и ограждающими конструкциями.

Фундамент -- подземная часть здания, воспринимающая нагрузки от вышележащих конструкций и передающая их на грунт.

Стены -- вертикальные ограждения, защищающие помещения от воздействия окружающей среды и отделяющие одно помещение от другого. По своему назначению и месту расположения в здании делятся на наружные и внутренние. Стены нередко выполняют несущие функции. По характеру воспринимаемых нагрузок стены могут быть:

§ несущие -- воспринимающие нагрузки от собственного веса и опирающихся на них конструкций, передающие нагрузку на фундамент;

§ самонесущие -- воспринимающие нагрузку только от собственного веса в пределах высоты здания и передающие нагрузку на фундамент;

§ навесные -- воспринимающие нагрузку от собственного веса (в пределах этажа) и передающие ее на междуэтажное перекрытие.

Отдельные опоры -- несущие вертикальные элементы (колонны, кирпичные столбы), передающие нагрузки на фундамент от вышерасположенных элементов.

Перекрытия -- горизонтальные несущие конструкции, разделяющие здание на этажи и передающие нагрузку на стены и отдельные опоры. В зависимости от месторасположения в здании перекрытия делятся на междуэтажные, надподвальные, чердачные.

Ригели -- горизонтальные конструктивные элементы, воспринимающие нагрузку от перекрытия и передающие ее на колонну.

Перегородки -- внутренние ненесущие стенки, разделяющие смежные помещения.

Лестницы -- конструкции, служащие для сообщения между этажами, а также для эвакуации людей из здания; бывают внутренние и наружные. Внутренние лестницы располагают в помещениях, называемых лестничными клетками. Конструкция лестниц включает марши, площадки и ограждение.

Крыша -- завершающая часть здания, защищающая помещения и конструкции здания от воздействия внешней среды. Она состоит из водонепроницаемой оболочки -- кровли и поддерживающих ее несущих элементов.

По конструктивному решению крыши могут быть:

§ чердачными, имеющими пространство между перекрытиями верхнего этажа и крышей;

§ бесчердачными (совмещенными).

Окна -- светопрозрачные ограждения, предназначенные для освещения и проветривания помещения; они состоят из устанавливаемых в проемах коробок и оконных переплетов.

Двери -- подвижные ограждения для сообщения между помещениями; состоят из дверных коробок и дверных полотен.

К конструктивным элементам здания относятся также ряд дополнительных: эркеры, лоджии, балконы, веранды, приямки и т.д.

Для обеспечения необходимых эксплуатационных и санитарно-гигиенических условий гражданские здания оборудуются санитарно-техническими и инженерными устройствами. К ним относятся: отопление, водоснабжение, водоотведение, вентиляция, мусоропровод, газификация, телефонизация и т.д.

Купольные и конические крыши применяются для перекрытия зданий кругового очертания в плане.

Плоские крыши находят наиболее широкое применение как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

В отличие от скатных крыш, на плоских крышах не применяют в качестве кровельных штучные и листовые материалы.

Здесь необходимы материалы, допускающие устройство сплошного ковра (битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы, а также мастики). Этот ковер должен быть эластичным настолько, чтобы воспринимать температурные и механические деформации основания кровли. В качестве основания используют поверхность теплоизоляции, несущие плиты, стяжки.

Нормативные требования к современным крышам сдержатся в большом количестве документов, причем часть из этих документов уже морально устарела, но, тем не менее, не отменена. Проектирование следует вести с учетом указаний и ограничений действующих норм:

Водоотвод с плоских крыш может быть неорганизованный -- со стоком воды с обреза кровли; наружный организованный с уклоном крыши в сторону наружных стен и системой желобов, водоприемных воронок и водосточных труб.

Водоотвод с плоских крыш решается, как правило, внутренним организованным. Для стока воды к воронкам крыше придают небольшой уклон (1-1,5%). Водоприемные воронки связаны со стояками, выходящими в ливневую канализацию. Воронки располагаются не ближе 1,5-2 м. от стен и парапетов, что дает возможность надежного примыкания к ним рулонного ковра.

Эксплуатируемые крыши устраивают над теплыми и холодными чердачными крышами, над техническими этажами, реже и над совмещенными крышами. Последний вариант применяют в зданиях с террасными уступами.

Пол крыш-террас проектируют плоским или с уклоном не более 1,5%, а поверхность кровли под ним -- с уклоном не менее 3%.

Для кровли принимают наиболее долговечные материалы. На поверхность кровельного ковра наносят слой горячей мастики, антисептированной гербицидами. Они защищают ковер от прорастания корней растений от семян и спор, заносимых на крышу ветром.

Пол крыши-террасы выполняют из каменных или бетонных плит. Плиты пола свободно укладывают по выравнивающему и дренирующему слою гравия, устроенному поверх кровли. Иногда во избежание увеличения нагрузки на покрытие пол крыши-террасы устраивают без дренирующего слоя. В этих случаях плиты пола укладывают на специальные бетонные подкладки, установленные на крыше по маякам.

Крыши чердачного типа из сборных железобетонных элементов называют раздельными.

Высота чердака таких крыш составляет не менее 1,6 м, в пониженных местах (у карниза или под водосборным лотком) -- до 1,2 м. По виду чердака и кровли крыши раздельных конструкций могут быть: с холодным чердаком и рулонной или мастичной кровлей.

Чердачное перекрытие таких крыш -- утепленное.

Кровельное покрытие -- холодное из ребристых или плоских плит, опертых на наружные или внутренние поперечные стены. Кровля устраивается по выравнивающей цементной стяжке.

Совмещенными называют пологие бесчердачные крыши, которые одновременно выполняют функцию верхнего перекрытия и крыши.

Различают два основных типа совмещенных крыш: невентилируемые и вентилируемые.

Невентилируемые совмещенные крыши допускаются в районах с расчетной зимней температурой воздуха не ниже -30°.

Их конструкция следующая: по железобетонной плите устраивают пароизоляцию из одного или двух слоев рубероида на битумной мастике (может быть и обмазочная из слоя битума) для защиты вышерасположенного теплоизоляционного слоя от увлажнения водяными парами, проникающими из помещения через плиту.

Толщина утеплителя из ячеистых бетонов, пенополистирола, пенополиуретана, стекловаты, шлака, керамзита и других определяется расчетом. По утеплителю устраивают выравнивающую цементную стяжку толщиной 15-20 мм, а при сыпучем утеплителе ее принимают толщиной 25-30 мм и армируют сеткой из проволоки диаметром 2-3 мм с размером ячеек 200-300 мм. По стяжке устраивают кровлю рулонную или мастичную и защитный слой из гравия толщиной 5-10 мм, втопленного в битумную мастику.

Вентилируемые покрытия отличаются от невентилируемых тем, что поверх теплоизоляции устраивают воздушную прослойку (зазор), а вместо стяжки укладывают тонкие железобетонные плиты. Воздушная прослойка содействует удалению излишней влаги из утеплителя, сохраняя его теплозащитные свойства.

Ограждения устраивают на крышах зданий высотой более 10 м. и при уклонах более 18° -- высотой не менее 0,6 м., что обеспечивает безопасность работ при ремонте кровли и очистке ее от снега.

Ограждения выполняют из круглой или полосовой стали в виде сварных решеток, укрепляемых на стальных стойках с подкосами или на кирпичных парапетных столбиках.

Стальные стойки и подкосы устанавливают поверх кровли и прибивают глухарями к обрешетке крыши. Под лапки стоек и подкосов для гидроизоляции ставят прокладки из листовой резины или двух слоев мешковины, пропитанной густотертым железным суриком.

Водоотвод со скатных крыш может быть: наружным неорганизованным (свободным) со стоком воды по всему периметру стен непосредственно с обреза кровли. Его устройство допускается для малоэтажных зданий.

Свес карниза должен быть не менее 550 мм.; организованным, с отводом воды через желоба и водосточные трубы. Их диаметр определяют из расчета 1 см² сечения трубы на 1 м² кровли на расстоянии 18-20 м. друг от друга. Трубы крепят к стене с помощью костылей.

Отмет водосточной трубы располагается выше отмостки на 200 мм. Устройство наружного водоотвода ограничено высотой до 5 этажей.

Физико-технические основы проектирования

Проектирование зданий как искусственной среды жизнедеятельности должно обеспечивать такое состояние среды, которое воспринимается человеком как комфортное.

Комфорт внутренней среды определяется как совокупность оптимальных уровней всех её характеристик, не вызывающих чрезмерного напряжения высших регуляторных механизмов организма человека.

1. Элементы строительной теплотехники Оптимальный микроклимат обеспечивается комплексом мер:

• расположением здания в застройке;

• объёмно – планировочным решением;

• системой искусственной климатизации помещений (отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха);

• выбором наружных ограждающих конструкций.

Задача выбора наружных ограждающих конструкций решается методами строительной теплотехники.

• Строительная теплотехника базируется на общей теории теплообменных и массообменных процессов.

• Наружные ограждающие конструкции рассматриваются как открытые термодинамические системы, которые обмениваются с внешней средой энергией путём теплообмена и веществами путём влаго- и воздухообмена.

При проектировании зданий решаются следующие теплотехнические задачи:

• обеспечение необходимой теплозащитной способности наружных ограждений;

• обеспечение на внутренней поверхности ограждения температур, незначительно отличающихся от температуры воздуха помещения, во избежание выпадения на этой поверхности конденсата;

• ограничение воздухопроницаемости наружных ограждений.

В целях упрощения теплотехнического расчёта идеализируют природные процессы:

• расчёт производят для отапливаемых помещений на зимние условия, когда тепловой поток направлен из помещений в наружную среду;

• наружное ограждение рассчитывается как плоская стенка, разделяющая воздушные среды с различной температурой и влажностью, ограниченная параллельными поверхностями, и перпендикулярная тепловому потоку;

• ограждение считается однородным, если оно выполнено их одного материала, и слоистым, если состоит из нескольких материалов, расположенных параллельно внешним плоскостям ограждения.

Коэффициент теплопроводности материала λ равен количеству тепла в Дж , проходящего за 1 час через 1м кв. стенки толщиной в 1м из рассматриваемого материала, при разнице температур на её поверхности в 1 градус.

Значение коэффициента колеблется в пределах: от 407 Вт/(м*град) у меди до 0,04 Вт/(м*град) у пенопластов.

На величину теплопроводности материала влияют его плотность и влажность.

Чем меньше плотность материала, тем больший объём занимают заполненные воздухом поры, и тем меньше теплопроводность.

Чем больше воздуха в порах вытесняется водой, тем выше становится теплопроводность.

На влажность материала влияют климатические условия и влажностный режим эксплуатации помещения.

Определение сопротивления теплопередаче ограждения

При определении теплозащитной способности наружных ограждений практический интерес представляет не теплопроводность её слоёв, а обратная ей величина R– термическое сопротивление:

При переходе тепла через наружное ограждение изменяется t в материале ограждения, на его поверхностях и понижается t воздуха в прилежащих к ограждению зонах.

Это свидетельствует о наличии термического сопротивления переходу тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения и от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху и .

В расчёте используют обратные величины – коэффициенты теплоотдачи внутренних и наружных поверхностей конструкции:

Соответственно, общая величина сопротивления теплопередаче одно- и многослойного ограждения составляет:

Определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждения

Величина сопротивления теплопередаче запроектированной конструкции должна быть не менее величины требуемого по климатическим и гигиеническим условиям сопротивления .

определяется из условия, что при установившемся потоке тепла величина входящего в ограждение потока равна величине выходящего:

Коэффициенты n имеют следующие значения:

• n=1 для наружных стен покрытий;

• n=0,9 для чердачных перекрытий с кровлей из рулонных материалов;

• n=0,75 для перекрытий над неотапливаемым подвалом.

В формулу входит величина нормируемого температурного перепада у внутренней поверхности ограждения:

Эта величина определяет тепловой комфорт помещения.

В наиболее холодные зимние дни она должна составлять:

• для наружных стен жилых домов, школ, больниц не более 4 градусов,

• для административных – 4,5 градуса,

• для производственных – от 7 до 12 градусов.

Расчётные параметры внутреннего воздуха определяются нормами проектирования и составляют:

• для жилых комнат 18-20 °С в зависимости от климатического района строительства;

• для административных помещений 18 °С;

• для больничных палат, библиотек 20 °С;

• для помещений детских садов 21-23°С;

• для спортивных залов 15 °С;

• для торговых залов 12 °С.

Температуры наружного воздуха для разных географических пунктов приведены в СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Значения представляет собой минимально необходимое по гигиеническим требованиям величину, т. е. выпадение конденсата на внутренней поверхности стены или покрытия.

Однако современное проектирование наружных ограждающих конструкций подчиняется не только гигиеническим, но и более жёстким требованиям энергосбережения.

Необходимость экономии средств на отопление зданий при их эксплуатации требует повышения стоимости наружных ограждающих конструкций за счёт повышения их сопротивления теплопередаче (в три и более раза по сравнению с гигиенически необходимыми).

Учёт этого продиктован принятым в 1996г. Законом РФ «Об энергосбережениях» и отражён в СНиП II-3-79*, где определение приведённого сопротивления ставится в зависимость от эмперической характеристики ГСОП.

ГСОП - градусо-сутки отопительного периода определяют по формуле: ГСОП= , где

- температура внутреннего воздуха;

- средняя температура, С°, отопительного периода;

- продолжительность, сут., периода со средней температурой воздуха ниже или равной 8°C (принимают по табл. 1 СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»).

В соответствии с назначением зданий и помещений для каждого их видов наружных ограждающих конструкций (стен, окон, покрытий и пр.) в соответствии с рассчитанной ГСОП по таблице 1а СНиП II-3-79*. Для малоэтажных (до 3-х этажей вкл.) зданий со стенами из мелкоштучных материалов, а также для реконструируемых и капитально ремонтируемых зданий независимо от их этажности принимают по таблице 1б.