1. Естесственное освещение помещений:

1.1 Виды освещения помещений.

Естественное освещение, создаваемое природными источниками света, меняется в зависимости от времени суток и года, географических широт местности, состояния атмосферы и т.д.стественное освещение в зданиях осуществляется боковыми окнами, верхними фонарями или теми и другими одновременно. Улучшению естественного освещения помещений способствует рациональная застройка городских кварталов, правильная ориентация зданий, светлая отделка помещений, применение окон со спаренными переплетами. Для защиты помещения от излишнего прямого света солнца применяют козырьки, жалюзи и т.п. В ряде случаев технико-экономического соображения оправдывают сооружение зданий без естественного освещения. Отказ от естественного освещения зданий бывает вызван, например, необходимостью поддержания в помещении постоянной температуры и влажности, особой чистоты или определенного светового режима.К естественному освеще­нию помещений предъявляются следующие основные требования: равномерность; обеспе­чение требуемой освещенности рабочих повер­хностей; устранение направленного прямого и отраженного света, слепящего работающих; обеспечение необходимой яркости окружаю­щего пространства за счет достаточного уров­ня освещенности и цветовой отделки интерь­ера.

Искусственное освещение. Существуют обязательные нормы искусственного освещения; основной количественной нормируемой характеристикой служит освещенность, которая устанавливается в пределах от 5 до 5000 лк в зависимости от назначения помещений, условий и рода выполняемой людьми работы.Для искусственного освещения в качестве источников света применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. Экономичные и с большим сроком службы, газоразрядные лампы с успехом (но не полностью) вытесняют лампы накаливания, причем среди них люминесцентные лампы обеспечивают наилучшее качество освещение и могут удовлетворительно имитировать естественное освещение.

Общее освещение во многих случаях дополняется местным освещением рабочих мест, образуя комбинированное освещение. Устройство только местного освещения запрещено. Помимо рабочего освещения, обеспечивающего рациональное освещение производственных и общественных помещений, в ряде случаев требуется устройство аварийного освещения, дающего возможность эвакуировать людей или временно продолжить работу при выходе из строя рабочего освещения.

1.2.Оптимальный световой режим, нормирование естесственного освещения.

В России естественное освещение помещений нормируется. Нормы освещения установлены в зависимости от назначения зданий и отдельных помещений. Основной нормируемой величиной является КЕО, который для различных производственных помещений определен в пределах от 0,25 до 10%.

Освещение нормируется СНБ 2.04.05-98 "Естественное и искусственное освещение" (СНиП II-4-79).

1.3 Понятие расчета естесственного освещения помещений зданий, в т.ч. расчет геометрического к.е.о. Графики к.е.о помещений.

Расчет естесственного освещения. В зависимости от характера функциональ­ного процесса, протекающего в здании, района строительства и вида здания применяется боковое освещение через проемы (окна) в на­ружных стенах, верхнее через проемы в по­крытии (фонари) или комбинированное (бо­ковое и верхнее). Боковое, верхнее и комби­нированное освещение может быть односто­ронним и двухсторонним . Освеще­ние может осуществляться также только от­раженным светом .

Освещенность в помещении достигается за счет прямого диффузного света небосвода и отраженного света от внутренних поверхнос­тей помещения, противостоящих зданий и по­верхности земли, прилегающей к зданию. Для построения кривой освещенности по характер­ному разрезу помещения определяются зна­чения к. е. о. для ряда точек. Найденные ве­личины к. е. о. откладываются от этих точек в соответствующем масштабе в виде верти­кальных отрезков вверх от рабочей поверхно­сти и концы отрезков соединяются кривой .

Характерным разрезом помещения счита­ется поперечный разрез посередине помеще­ния, плоскость которого перпендикулярна к плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или к продольной оси пролетов помещения (при верхнем освеще­нии). В характерный разрез помещения долж­ны попадать участки, загруженные оборудо­ванием, а также точки рабочей зоны, наибо­лее удаленные от световых проемов. Рабочей поверхностью условно считают горизонталь­ную поверхность на высоте 0,8 м от пола— это поверхность стола, верстака, части обору­дования (или изделия). В некоторых зданиях (например, музеях) рабочая поверхность мо­жет быть наклонной или даже вертикальной. Таким образом, местоположение рабочей по­верхности определяется функциональным про­цессом.

В некоторых случаях, когда необходимо оценить распределение к. е. о. по всей площа­ди рабочей поверхности, строят изолюксы— кривые равной освещенности, данные для ко­торых получают, исследуя необходимое коли­чество поперечных разрезов .

Значение к. е. о. при боковом или верхнем и комбинированном освещении определяют в точках характерного разреза помещения, при этом расчетные точ­ки принимают на равных расстояниях друг от друга, располагая первую и последнюю точки на расстоянии 1 м от стен (или осей средних рядов колонн). Обычно количество точек берется не менее пяти.

Создание оптимального светового режима в помещении в основном обеспечивается вы­бором соответствующих размеров светопроемов. Наиболее простым, но приближенным способом определения размеров светопроемов является геометрический, при котором пло­щадь проема устанавливается в долях (или %) от площади пола. Этот способ применяется на стадии разработки проектного задания.

Пользуясь этим приближенным методом расчета естественного освещения по задан­ным требованиям к естественному освещению помещения, определяют предварительные раз­меры проемов. На стадии технического проек­та и рабочих чертежей пользуются светотех­ническим методом расчета, проверяя получен­ные предварительные размеры и устанавли­вая их окончательно.

Геометрический к. е. о. определяется раз­личными методами. Однако наибольшее рас­пространение имеет графический метод, раз­работанный А. М. Данилюком. Этот метод основан на закономерностях проекции телес­ного угла и светотехнического подобия. Если расположить на горизонтальной плоскости в центре полусферы точку и эту полусферу при­нять за небосвод равномерной яркости, а сол­нечный и отраженный свет не учитывать, то освещенность этой точки можно считать рав­ной 1, или 100%.

Для определения освещенности в помеще­нии здание как бы располагается под полу­сферой. Исследуемая точка совмещается с центром полусферы. Световой проем проек­тируется на полусферу, а с нее — на горизон­тальную плоскость . Тогда, соглас­но закону телесного угла и светотехнического подобия, отношение площади проекции свето­вого проема к проекции полусферы даст ис­комое значение геометрического коэффициен­та естественной освещенности .

Полусфера условно разбивается на 10 тыс. площадок (100Х100), каждая из которых, со­гласно закону телесного угла, создает одина­ковую освещенность на горизонтальной плос­кости. Световая энергия каждой площадки принимается за световой пучок. Число таких пучков, проникающих к расположенной в по­мещении точке через светопроемы, является мерилом освещенности. Чтобы получить гео­метрический коэффициент естественной осве­щенности в %, эту величину делят на 10 тыс. и умножают на 100.

Площадки на полусфере образуются сис­темой 100 меридианов и 100 параллелей, име­ющих равновеликие горизонтальные проекции. Точки пересечения полученной таким образом сетки соединяются радиусами с центром полусферы . Разрез сфе­ры по оси У —т. е. вертикальная проекция системы радиусов, дает график 1, а по оси X — Xt т. е. горизонтальная проекция, — гра­фик 2.

Для подсчета числа световых пучков, до­стигших исследуемой точки в помещении, гра­фик 1 совмещают с разрезом поме­щения или здания, а график 2 — с планом (при боковом освещении) или с продольным разрезом (при верхнем освеще­нии) и подсчитывают количество лучей, про­ходящих через светопроемы к исследуемой точке.

Графический метод А. М. Данилюка бла­годаря высокой точности и простоте расчетов получил большое распространение и в настоя­щее время принят во всех странах, объединяе­мых Советом Экономической Взаимопомощи, при расчетах естественного освещения.

Преимущество метода А. М. Данилюка со­стоит в том, что масштаб чертежей не имеет значения. Однако необходимо учитывать, что поперечный разрез, план или продольный раз­рез должны быть в одном масштабе. При раз­ном масштабе (например, масштаб разреза 1:100, а масштаб плана 1:200), используя график 2, необходимо брать номер паралле­ли, вдвое меньший номера полуокружности.

Аналогично определяется геометрический к. е. о. на любой наклонной и вертикальной рабочих поверхностях. В этих случаях основа­ние графика / при определении значения Л] следует совмещать на поперечном разрезе со следом условной рабочей поверхности, а полюс графика / — точку О с точкой М, в кото­рой определяется геометрический к. е. о. При наклонных и вертикальных рабочих поверхно­стях расчет ведут только при помощи графи­ков 1 и 2. Если светопроемы имеют круглую, полукруглую, оваль­ную либо другую, не прямоугольную форму, при расчете геометрического к. е. о. по графи­кам А. М. Данилюка их заменяют на проемы прямоугольной формы одинаковой плошали

КЕО (коэффициент естественной освещенности).КЕО является величиной постоянной и в упрощенном виде представляет собой процентное отношение освещенности определенной точки помещения к одновременной освещенности точки, находящейся на горизонтальной плоскости вне помещения и освещенной рассеянным светом всего небосвода

1.4. Инсоляция. Ее положительное и отрицательное влияние.

Инсоля́ция – (in-sol, in - внутрь, solis – солнце) - облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией). Инсоля́цией называют облучение поверхности, пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент времени центр солнечного диска.Различают геометрические (пространственно-временные) и энергетические методы расчета инсоляции.

Геометрические методы отвечают на вопросы: куда, с какого направления и какой площади сечения, в какое время дня и года и на протяжении какого времени поступает (или не поступает) поток солнечных лучей.

Энергетические методы определяют плотность потока, создаваемую им облученность и экспозицию в лучистых или эффективных (световых, эритемных, бактерицидных и др.) единицах измерения.

Разработка методов, не выходящих за рамки классических разделов математики и физики, в основном была завершена в 70 гг. 20-го столетия. В настоящее время созданы алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие рассчитывать любые характеристики инсоляции и вызываемых ею фотохимических и биологических эффектов.

Литературный обзор развития методологии расчета инсоляции от Витрувия (1 в. н. э.) до конца прошлого столетия дан в [3][4][5]. За исключением методов косоугольного и центрального проецирования все упоминаемые в нем ручные методы и приборы расчета инсоляции представляют сейчас лишь исторический интерес. Жесткая конкуренция на рынке проектных услуг заставила проектировщиков в кратчайшие сроки освоить компьютерные методы архитектурно-строительного проектирования.

Влияние инсоляции на жизнь и деятельность человека мо­жет быть как положительным (дополнительный обогрев и осве­щение помещений в холодное время года; бактерицидное дей­ствие), так и отрицательным (перегрев помещений летом, дис­комфортное освещение, блескость; разрушающее действие солнечных лучей).

2. Строительная акустика.

1. Основные понятия (звук, шум, звуковое давление, хар-ки шума)

Звук, в широком смысле — упругие волны, распространяющиеся в какой-либо упругой среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле — субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека.

Шум — совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум — это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук

Звуково́е давле́ние — переменное избыточное давление, возникающее в упругой среде при прохождении через неё звуковой волны. Единица измерения — паскаль (Па).

Мгновенное значение звукового давления в точке среды изменяется как со временем, так и при переходе к другим точкам среды, поэтому практический интерес представляет среднеквадратичное значение данной величины, связанное с интенсивностью звука.

Характеристкики шума: 1. Звуковое давление р определяет силовое воздействие звуковой волны (вол­ны сжатия/расширения) в заданной точке пространства на мембрану уха или за­меняющий ее микрофон. Это силовая характеристика выбранной точки звуко­вого поля. Звуковое давление р применяется для измерения шума от работы вентилятора в конкретной точке, например на рабочем месте или в месте отдыха. Кроме того, звуковое давление используется для измерения корпусного шума вентилятора (звуковое давление в определенной точке свободного пространства на некотором фиксированном расстоянии от поверхности корпуса вентилято­ра), а также для характеристики шума на выходе в свободном пространстве, окружающем крышный вентилятор (на некотором фиксированном расстоянии). Термин «свободное пространство» означает отсутствие вокруг измеряемого объекта (вентилятора) каких-либо посторонних источников шума или отражаю­щих поверхностей, которые могут исказить результаты измерений. Фактически те или иные помехи при реальных измерениях всегда имеют место, и поэтому необходимо пользоваться соответствующими ГОСТ, в которых установлены тре­буемые условия измерений и оценка возникающих при этом помех.

2. Интенсивность звука I характеризует перенос энергии при распростране­нии звуковой волны, т. е. плотность потока звуковой мощности W. Эта физи­ческая величина связана со звуковым давлением в общем случае сложными уравнениями акустики. В простейшем случае плоской звуковой волны в свобод­ном пространстве (которое моделируется для некоторого частотного диапазона в измерительных заглушённых камерах при испытаниях вентиляторов) интен­сивность звука I связана со звуковым давлением р формулой, которая играет большую роль в акустических измерениях:

I = p2 / p*c

где р2 — средний квадрат звукового давления; р — плотность воздуха (при нор­мальных атмосферных условиях — 1,2 кг/м3); с — скорость звука (при нормальных атмосферных условиях — 344 м/с).

3. Звуковая мощность W определяет энергию звуковой волны, проходящими в единицу времени через заданную поверхность.

Звуковая мощность W используется для характеристики шума вентилятора, распространяющегося по воздуховодам системы, на входе/выходе воздуховодов или вентилятора. Следует иметь в виду, что в большинстве случаев, например в воздуховодах, при сильных отражениях звука, при резонансах звуковое давле­ние не является характеристикой источника шума и поэтому используется звуко­вая мощность. Кроме того, шум, излучаемый из какого-либо отверстия вентиля­ционной системы, входного или выходного отверстий вентилятора, в общем случае имеет диаграмму направленности, т. е. излучается неравномерно по на­правлению.

Так как человеческое ухо чувствительно к звуку в очень широком диапазоне громкое гей, то в акустике принято использовать логарифмическую шкалу — шкалу в децибелах, позволяющую охватить широкий диапазон громкостей и наиболее приближенную к характеристике чувствительности уха. Значение па­раметра в децибелах пропорционально логарифму отношения соответствующей величины к пороговому значению.

Уровень звукового давления, дБ,

LP = 10 lg (p2/p02)

где p0 = 2*10-5 Па — пороговое значение звукового давления.

Именно эту величину — звуковое давление, выраженное в децибелах, — по­казывают стандартные шумомеры.

Интенсивность звука

Li = 10 lg (I/I0)

Здесь Li — уровень интенсивности звука, дБ; I0 = 10-12 Вт/м2 — пороговое значение интенсивности звука.

Звуковая мощность

LW = 10 lg (W/W0)

Здесь LW – уровень звуковой мощности, дБ; W0 = 10-12 Вт — пороговое значе­ние звуковой мощности.

Поскольку для воздуха при нормальных условиях р с = 400 Па*c/v, то уровни звукового давления и интенсивности в плоской волне LP = Li, а уровень звуковой мощности LW = LP+10 lg S

Из формул следует, что если звуковые давления отличаются в два раза, то раз­ница уровней звукового давления равна 6 дБ, в три раза — 10 дБ. А если звуко­вые мощности отличаются в два раза, то разница уровней звуковой мощности равна 3 дБ.

Для сферической волны с радиусом распространения R справедливо соотно­шение W = I*(4?R2) и, следовательно, если мощность источника шума известна, то можно определить интенсивность на требуемом расстоянии R. Если расстоя­ние велико, то звуковую волну можно считать плоской и уровни звукового дав­ления примерно равны уровням интенсивности:

LP = Li = LW – 10 lg (4?R2) = LW – 20 lg R – 11