- •А.Н. Шихов, д.А. Шихов Архитектурная и строительная физика
- •Глава 1. Строительная климатология
- •Глава 2. Строительная теплотехника
- •Глава 3. Архитектурная и строительная светотехника
- •Глава 4. Архитектурная акустика и звукоизоляция помещений
- •4.9. Архитектурная акустика
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1 Строительная климатология
- •1.1. Связь между климатом и архитектурой зданий
- •1.2. Климатические факторы и их роль при проектировании зданий и сооружений
- •1.3 Климатическое районирование
- •1.4. Архитектурно-климатические основы проектирования зданий
- •1.5. Архитектурный анализ климатических условий погоды
- •Глава 2 Строительная теплотехника
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Виды теплообмена
- •2.3. Теплопередача через ограждения
- •2.4. Сопротивление теплопередачи через однослойные и многослойные ограждающие конструкции, выполненные из однородных слоев
- •2.5. Расчет температуры внутри ограждающих конструкций
- •2.6. Графический метод определения температуры внутри многослойной ограждающей конструкции (метод Фокина-Власова)
- •2.7. Влияние расположения конструктивных слоев на распределение температуры внутри ограждающих конструкций
- •2.8. Методика проектирования тепловой защиты зданий
- •2.9. Исходные данные для проектирования тепловой защиты зданий
- •2.9.1. Параметры внутреннего воздуха помещений
- •2.9.2. Наружные климатические условия
- •2.9.3. Расчетные характеристики строительных материалов и конструкций
- •2.9.4. Расчет отапливаемых площадей и объемов здания
- •2.10. Определение нормируемого (требуемого) сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
- •2.11. Расчет общего или приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
- •2.12. Конструктивное решение наружных ограждающих конструкций
- •2.13. Определение санитарно-гигиенических показателей тепловой защиты зданий
- •2.14. Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий
- •2.15. Влажность воздуха и конденсация влаги в ограждениях
- •2.15.1 Расчет ограждающих конструкций на конденсацию водяного пара
- •2.15.2. Графо-аналитический метод определения зоны конденсации внутри многослойной ограждающей конструкции
- •2.15.3. Паропроницаемость и защита от переувлажнения ограждающих конструкций
- •2.16. Воздухопроницаемость ограждающих конструкций
- •2.17. Теплоустойчивость ограждающих конструкций
- •2.17.1. Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года
- •2.17.2. Теплоусвоение поверхности полов
- •2.18. Повышение теплозащитных свойств существующих зданий
- •2.19. Энергетический паспорт здания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 111 Архитектурная и строительная светотехника
- •3.1. Основные понятия, величины и единицы измерения
- •3.2. Световой климат
- •3.3. Количественные и качественные характеристики освещения
- •3.4. Естественное освещение зданий
- •3.5. Естественное и искусственное освещение зданий
- •3.6. Выбор систем естественного освещения помещений и световых проемов
- •3.7. Нормирование естественного освещения
- •3.8. Проектирование естественного освещения
- •3.8.1. Определение площади световых проемов жилых и общественных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений
- •3.8.2. Расчет площади световых проемов производственных зданий при боковом или верхнем естественном освещении помещений
- •3.9. Проверочный расчет естественного освещения помещений
- •3.9.1. Последовательность проведения проверочного расчета при боковом освещении производственных зданий
- •3.9.2. Расчет естественного освещения производственных помещений при верхнем и комбинированном расположении светопроемов
- •3.9.3. Проверочный расчет естественного освещения при боковом размещении световых проемов в жилых и общественных зданиях
- •3.9.4. Последовательность проведения проверочного расчета при верхнем или комбинированном освещении жилых и общественных зданий
- •3.10. Расчет времени использования естественного освещения в помещениях
- •3.11. Совмещенное освещение зданий
- •3.13. Нормирование и проектирование искусственного освещения помещений
- •3.14. Архитектурная светотехника
- •3.14.1. Нормирование и проектирование освещения городов
- •Проектирование освещения архитектурных ансамблей
- •3.15. Светоцветовой режим помещений и городской застройки
- •3.16. Инсоляция и защита помещений от солнечных лучей
- •3.17. Солнцезащита и светорегулирование в зданиях
- •3.18. Экономическая эффективность использования инсоляции и солнцезащиты
- •Глава 4 Архитектурная акустика и звукоизоляция помещений
- •4.1. Общие понятия о звуке и его свойствах
- •4.2. Источники шума и их шумовые характеристики
- •4.3. Нормирование шума и звукоизоляция ограждений
- •4.4. Распространение шума в зданиях
- •4.5. Звукоизоляция помещений от воздушного и ударного шума
- •4.5.1. Определение индекса изоляции воздушного шума для вертикальных однослойных плоских ограждающих конструкций сплошного сечения
- •Границ 1/3 - октавных полос
- •4.5.2. Определение индекса изоляции воздушного шума для каркасно-обшивных перегородок
- •4.5.3. Определение индекса изоляции воздушного шума для междуэтажных перекрытий
- •Расчет междуэтажных перекрытий на ударное воздействие шума
- •4.6. Измерение звукоизолирующих свойств ограждающих конструкций в акустических камерах
- •Мероприятия, обеспечивающие нормативную звукоизоляцию помещений
- •Защита от шума селитебных территорий городов и населенных пунктов
- •4.9. Архитектурная акустика
- •4.9.1. Оценка акустических качеств залов
- •Экспериментальные способы проверки акустических качеств залов
- •4.10. Общие принципы акустического проектирования залов
- •4.11. Специфические особенности акустического проектирования залов различного функционального назначения
- •4. 12. Видимость и обозреваемость в зрелищных сооружениях
- •Общие принципы проектирования беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •4.12.2. Обеспечение беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •4.13. Расчет беспрепятственной видимости в зрительных залах
- •Контрольные вопросы
- •Основные термины и определения
- •Примеры расчетов звукоизоляции ограждающих конструкций (примеры взяты из сп 23-103-03)
- •Примеры расчета по беспрепятственной видимости и акустике зрительных залов
- •Примеры светотехнического расчета гражданских и промышленных зданий
- •Примеры из области архитектурного освещения зданий
- •Примеры расчета продолжительности инсоляции зданий
2.11. Расчет общего или приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
Общее или приведенное сопротивление теплопередаче ( ), (м2∙°С)/Вт, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей следует принимать не менее нормируемых значений ( ), определяемых по табл. 2.8 в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства ( ),°С ·сут.
В связи с тем, что в теплотехническом отношении ограждающие конструкции подразделяются на однородные однослойные или многослойные с последовательно расположенными однородными слоями и на неоднородные, в которых материал неоднороден как в параллельном, так и в перпендикулярном направлении к тепловому потоку (например, в облегченных кирпичных стенах колодцевой кладки или в стенах из пустотелых камней), поэтому для однородных ограждающих конструкций определяется общее сопротивление теплопередаче ( ), а для неоднородных – приведенное сопротивление теплопередаче ( ).
Общее сопротивление теплопередаче ( ), однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями следует определять по формулам (2.5, 2.8), а при наличии в ограждении замкнутой воздушной прослойки – по формуле (2.10).
Теплотехнический расчет неоднородных конструкций выполняется на основе расчета температурных полей путем определения приведенного сопротивления теплопередаче , м2∙°С/Вт, по формуле
(2.28)
где – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;
и - соответственно расчетная температура внутреннего и наружного воздуха;
- площадь неоднородной ограждающей конструкции или ее фрагмента, м2, по размерам с внутренней стороны, включая откосы оконных проемов;
- суммарный тепловой поток через ограждающую конструкцию или ее фрагмент площадью А, Вт, определяемый на основе расчета температурного поля на ЭВМ по специальной программе.
Приведенное сопротивление теплопередаче для наружных стен следует рассчитывать для фасада здания либо для одного промежуточного этажа с учетом откосов проемов без учета их заполнений.
Для плоских стеновых панелей заводского изготовления и кирпичных стен приведенное сопротивление теплопередаче определяется по формуле
(2.29)
где - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции без учета теплопроводного включения;
r - коэффициент теплотехнической однородности, принимаемый для стеновых панелей заводского изготовления по табл. 2.13
Таблица 2.13
Значения коэффициента теплотехнической однородности для стеновых панелей индустриального изготовления
Ограждающая конструкция
|
Коэффициент r |
1. Из однослойных легкобетонных панелей |
0,9 |
2. Из легкобетонных панелей с термовкладышами |
0,75 |
3. Из 3-х слойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями |
0,70 |
4. То же, с железобетонными шпонками или ребрами из керамзитобетона |
0,60 |
5. То же с железобетонными ребрами |
0,50 |
6. Из 3-х слойных металлических панелей с эффективным утеплителем |
0,75 |
7. Из 3-х слойных асбестоцементных панелей с эффективным утеплителем |
0,70 |
Для кирпичных стен жилых зданий коэффициент теплотехнической однородности принимается не менее:
- 0,74 при толщине стены 510 мм;
- 0,69 при толщине стен 640 мм;
- 0,64 при толщине стены 780 мм.
Для плоских ограждающих конструкции с теплопроводными включениями более 50% толщины ограждения, теплопроводность которых не превышает теплопроводность основного материала более чем в 40 раз, приведенное термическое сопротивление теплопередаче ( ) определяется следующим образом:
а) выбирается характерная часть ограждающей конструкции (рис. 2.4);
б) плоскостями, параллельными направлению теплового потока , ограждающая конструкция условно разрезается на характерные в теплотехническом отношении участки, из которых одни могут быть однородными (однослойными), а другие неоднородными - из слоев с различными материалами (рис. 2.4);
Рис. 2.4. Определение приведенного сопротивления теплопередаче
неоднородной ограждающей конструкции
в) определяется термическое сопротивление , выделенных участков ограждающей конструкции I, II и III площадью по формуле:
(2.30)
где - площади отдельных участков однослойных и многослойных слоев конструкции, м2;
- термические сопротивления отдельных участков, определяемые по формуле (2.5) для однослойных однородных участков и по формуле (2.9) для многослойных участков;
г) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока , конструкция условно разделяется на слои, из которых одни могут быть однородными, а другие неоднородные - из однослойных участков разных материалов;
д) определяется термическое сопротивление выделенных участков как сумма термических сопротивлений однослойных и неоднородных слоев по формуле
(2.31)
где - термические сопротивления отдельных участков однослойных однородных слоев;
- площади отдельных участков неоднородных слоев;
, … - термические сопротивления отдельных участков неоднородных слоев.
Приведенное термическое сопротивление характерной части нeoднopoднoй ограждающей конструкции определяется по формуле
(2.32)
При этом величина не должна превышать величину более чем на 25%.
Общее сопротивление теплопередаче всей неоднородной ограждающей конструкции ( ) следует определять по формуле (2.8), где ( ) необходимо заменить на приведенное термическое сопротивление ( ), установленное по формуле (2.32).