Основы строительной и архитектурной акустики. Общие сведения о строительной светотехнике.

Звук – механические колебание воздуха, возникающее при колебаниях какого-либо тела(источника звука).

Колебания распространяются в воздухе по всем направлениям в виде звуковых волн. Скорость распространения звуковой волны называется скоростью звука. Скорость звука в различных средах не одинакова.(например, в воздухе 340м/с, в воде 1450м/с, в стали 5100м/с)

К основным физическим характеристикам звука относятся:

1)частота колебаний – число полных колебаний в единицу времени. Человек воспринимает звуки в диапазоне 20….20000Гц. интервал частот ограниченный 2-мя частотами, из которых верхняя вдвое больше нижней предыдущей называется октавой.

2)длина звуковой волны – расстояние, на которое распространяется звуковая волна за время 1-го полного колебания.

3)период колебаний – время в течении которого происходит одно полное колебание.

4)сила звука – количество энергии переносимое звуковой волной за 1 секунду через площадку 1см² или 1м².Минимальная сила звука, воспринимаемая человеком – 1*10^-16 Вт/м² – порог слышимости. Верхний предел силы звука, воспринимаемый как болевые ощущения, называется болевым порогом(1*10^-2 Вт/м²). Звуки одинаковой силы, но разной частоты воспринимаются как разные по громкости: эталон звука по частоте – 1000Гц.

5)звуковое давление – переменное давление, возникающее при распространении звука вследствие колебательных частиц среды

6)интенсивность звукового давления – мощность звукового излучения на единицу площади.

7)уровень звукового давления – характеризует восприятие звука человеком.

8)уровень силы звука. Чем больше уровень силы звука, тем громче звук. Т.к. ухо человека обладает наибольшей чувствительностью на средних и высоких частотах, в акустике вводится понятие уровня громкости. Он выражается в фонах.

Всякий звук, проникающий в помещение называется шумом. С гигиенической точки зрения под шумом понимают звук, который мешает человеку в его деятельности и может вызвать нежелательные явления. Причины шума бывают внешние(городской транспорт, производственные процессы) и внутренние(люди, инженерное оборудование).

В помещениях различают: прямой звук, идущий непосредственно от источника шума и отраженный. При многократном отражении и суммированной энергии прямых и отраженных звуковых волн в помещении устанавливается звуковое поле.

В зависимости от источника шума, шум бывает: воздушный и ударный. Воздушные шумы возникают и распространяются в воздухе(речь человека, музыка). Ударные шумы возникают непосредственно в материале при механическом воздействии на него(ходьба, передвижение груза).

Пути передачи шума от источника в помещение могут быть – прямые и косвенные. Косвенная передача шума образуется при колебании ограждений, вызванных ударным или воздушным звуком. Такой шум называется структурным. Он особенно заметен в конструкциях, которые непосредственно связаны с вибрирующими механизмами. Косвенные пути передачи звука зависят от многих причин. Они не поддаются расчету и учету и создают дискомфортные условия во многих помещениях здания.

Звукопоглощение. Для снижения уровня шума применяют: 1)поглощение звука пористыми материалами; 2)мембранное поглощение звука. В качестве мембраны используются гипсокартонные листы, ДСП,ДВП; 3)перфорация(акустические плиты “мелодия”, металлические плитки, металлические перфорированные листы).

Архитектурная акустика. Существуют помещения, в которых звук получается полным, глубокими продолжительным. Эти помещения называются гулкими. Помещения, где звук быстро глохнет- глухие. Акустические свойства помещений определяются уровнем процесса отражения и поглощения звука. Для хорошей акустики необходимо обеспечить равномерное распределение звука в объеме помещения. Одним из показателей акустических свойств помещений является реверберация. Время в течение которого происходит полное затухание звука, называется временем реверберации.

При небольшой реверберации звук становится громче, лучше проявляются нюансы звучания. При увеличении времени реверберации исчезает четкость речи, звук как бы налезает на другой звук. Если время реверберации увеличить до максимума, то получится эхо. Время реверберации зависит от мощности источника звука и акустических свойств помещений. Оптимальное время реверберации разное для различных видов помещений.

Акустическое качество помещения зависит: 1)от его формы; 2)от его размеров; 3)от профиля отдельных поверхностей стен и потолка; 4)от применения и размещения звукопоглощающих материалов.

Требования к освещенности и способы освещения помещений. Уровень освещенности производственных помещений должен быть не ниже нор­мированного, а направление светового потока, падающего на рабочие поверхности наиболее благоприятным. Освещенность должна быть доста­точно равномерной и рассеянной, так как частый перевод взгляда из затемненных мест на ярко освещенные утомляет зрение. На рабочих по­верхностях освещение не должно создавать прямую и отраженную блесткость, резкие тени от оборудования и корпуса работающего. Оно должно быть насыщенным и максимально приближенным к солнечному по рас­пределению яркостей, контрасту светотени и т.п.

Освещение должно обогащать архитектурно-художественную компо­зицию и цветовое решение интерьеров помещений, а также быть эконо­мичным, пожаробезопасным и надежным в эксплуатации.

Способы освещения. Производственные помещения можно освещать естественным или искусственным светом, одновременно тем и другим (совмещенное освещение). Способ освещения выбирают с учетом специфики технологии производства, объемно-планировочного и конст­руктивного решения здания, климатических и светоклиматических осо­бенностей района строительства и экономических возможностей.

Естественное освещение предусматривают преимущественно в зданиях массового строительства, в помещениях с постоянным пребыванием лю­дей. Уровень освещенности рабочих мест естественным светом не являет­ся постоянным, так как он всецело зависит от времени года и суток, сос­тояния атмосферы и т.п. К тому же при двухсменной работе время использования естественного света относительно невелико.

Искусственное освещение целесообразно устраивать в герметизирован­ных зданиях со строго заданными параметрами внутренней среды произ­водства, а также в зданиях, располагаемых в районах с интенсивными снегопадами, когда нормальная эксплуатация световых фонарей затруд­нена. Такое освещение обеспечивает постоянную освещенность на рабо­чих местах.

При совмещенном освещении одновременно используют в дневное вре­мя естественный и искусственный свет. Искусственное освещение необ­ходимо на участках с недостаточным естественным светом. При этом предпочтение отдают светильникам, скрытым от работающих и обладаю­щим светом, близким по спектральному составу к естественному. Совме­щенное освещение устраивают преимущественно в крупных сблокиро­ванных цехах.

Естественное освещение помещений подразделяют на боковое, верхнее, а также то и другое. В первом случае свет проникает в здание через световые проемы в наружных стенах, во втором - через фонари в покры­тии и через проемы в стенах в местах перепада высот смежных пролетов, в третьем - через проемы всех типов.

При выборе вида естественного освещения учитывают специфику технологического процесса, условия зрительной работы, объемно-планировочное и конструктивное решение здания, климатиче­ские и светоклиматические особенности места строительства и экономи­ческие факторы.

Освещенность, создаваемая естественным светом, - величина непос­тоянная, поэтому трудно установить значение естественной освещен­ности помещений в абсолютных единицах. В силу этого освещенность в зданиях регламентируют относительной величиной - коэффициентом ес­тественной освещенности (сокращенно к.е.о.). Он выражает отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке заданной плоскости внутри помещения светом неба, к значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой в это же время светом полностью открытого небосвода; выражают коэффициент в процентах.

 

6. Классификация жилых зданий. Конструктивные и планировочные схемы жилых домов. Квартира и ее состав.

B зависимости от назначения, этажности, значимости, а также от материалов конструкций жилые здания подразделяют на виды и классы капитальности.

По своему назначению и времени проживания жилые здания под­разделяют на четыре основные вида (рис. 1.1).

В соответствии с нормами.на проектирование жилых зданий их подразделяют по капитальности на 4 класса.

К I классу относят жилые здания любой этажности со степенью долговечности основ­ных конструкций и огнестойкости не ниже 1. К II классу — жилые здания высотой не более 9 этажей, долговечностью и огнестойкостью не ниже II степени. К Ш классу — жилые здания высотой не более 5 этажей, долговеч­ностью не ниже II степени и огнестойкостью не ниже III степени. К IV классу — жилые здания высотой не более 2 этажей, по долго­вечности не ниже III степени; степень огне­стойкости не нормируется.

По этажности жилище дома подразделяют на малоэтажные (1 — 2 этажа), средней этажности (3 —.5 этажей), многоэтажные (6 и более этажей), повышенной этажности (11 — 16 этажей) и высотные (более 16 этажей); по числу квартир: на одноквартирные (индивидуальные), двухквартирные и многоквартирные.

Жилые многоквартирные дома по своей объемно-планировочной структуре подразделяются на секционные, коридорные, галерейные, коридорно- и галерейно- секционные блокированные.

Жилые дома могут быть, многосекционны­ми и односекционными («точечные» или «ба­шенные»). В коридорных жилых домах квартиры расположены с двух сторон коридора, связывающего их с верти­кальными коммуникациями, т. е. с лестница­ми лифтами.

По материалам несущих конструкций (стен, покрытий, колонн) жилые здания подразделяют на каменные, деревянные и сме­шанного типа. В каменных зданиях стены могут быть из крупных сборных бетонных эле­ментов (панелей, блоков) или из мелкоразмер­ных изделий (кирпича, керамических, бетон­ных блоков), из естественных камней, а также монолитные из легких бетонов.

Квартиры в зависимости от количества комнат делятся на: одно-, двух-, трёхкомнатные и т.д. Квартиры бывают в одном и двух уровнях. Планировку жилых комнат определяют их функциональное назначение, состав и разме­щение мебели, создание свободных прост­ранств для передвижения, эстетические требо­вания, модульно-координационная система па­раметров и связь с соседними помещениями. Площади общих комнат следует принимать не менее 15 м² в двухкомнатных квартирах, не менее 16 м² в трехкомнатных, 18 м² в четы­рех-, пятикомнатных квартирах. Спальни не могут быть проходными. Их площадь должна быть не менее 8-10 м² на человека. Кухня – не менее 7м.кв.

По существующим нормам ванная комната должна быть максимально приближена к спальной зоне., а уборная - к кухне, но по экономическим соображениям возможно их совмещение в один блок.

Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность верти­кальных и горизонтальных несущих конструкций здания, которые совместно обеспечи­вают его прочность, жесткость и устойчивость.

Различают пять основных конструктивных систем гражданских зданий - кар­касную, стеновую (бескаркасную), объемно-блочную, ствольную и оболочковую. Наряду с основными широко применяют и комбинированные конструктивные сис­темы

 

Основные конструк­тивные системы граждан­ских зданий: I - стеновая; II - каркасная; III - ствольная; IV - оболочковая; V - объем­но - блочная, 1 - несущая на­ружная ограждающая конст­рукция, 2 - то же, ненесу­щая, 3 - внутренняя несущая конструкция, 4 - несущий объемный блок

7. Наружные стены гражданских зданий и их элементы. Внешние воздействия на наружные стены, требования к стенам. Классификация конструкций наружных стен.

Общие требования и классификация конструкций

Стены – вертикальные конструкции, выполняющие ограждающие и несущие функции. Бывают: наружные и внутренние.

Наружные стены — наиболее сложная кон­струкция здания. Они восприни­мают собственную массу, постоянные и вре­менные нагрузки от перекрытий и крыш, воз­действия ветра, неравномерных деформаций основания, сейсмических сил и др. С внешней стороны наружные стены подвержены воздей­ствию солнечной радиации, атмосферных осадков, переменных температур и влажности наружного воздуха, внешнего шума, а с внут­ренней — воздействию теплового потока, пото­ка водяного пара, шума. Выполняя функции: наружной ограждающей конструкции и ком­позиционного элемента фасадов, а часто и не­сущей конструкции, наружная стена должна соответствовать требованиям прочности, долговечно - огнестойкости, соответствующим классу капитальности здания, защищать помещения благоприятных внешних воздействий, обеспечивать необходимый температурно-влажностный режим ограждаемых помещений, обладать декоративными качествами.

Рис. Нагрузки на стену.

Температурные швы.

Температурно-усадочные швы устраива­ют во избежание образования в стенах тре­щин и перекосов, вызываемых концентрацией усилий от воздействия переменных темпера­тур и усадки материала (каменной кладки, монолитных или сборных бетонных конструк­ций и др.). Температурно-усадочные швы рас­секают конструкции только наземной части здания. Расстояния между температурно-уса­дочными швами назначают в соответствии с климатическими условиями и физико-механи­ческими свойствами стеновых материалов. Швы необходимо защищать от продувания, промерзания и сквозных протечек с помощью металлических компенсаторов, герметизации, утепляющих вкладышей.

Осадочные швы следует предусматривать в местах резких перепадов этажности здания (осадочные швы первого типа), а также при значительной неравномерности деформаций основания по протяженности здания, вызван­ной спецификой геологического строения осно­вания (осадочные швы второго типа).

Конструкции наружных стен классифицируют по признакам:

-статической функции стены, определяемой ее ролью в конструктивной системе здания,

-материала и технологии возведения,

-конструктивного решения— в виде однослойной или слоистой ограждающей конструкции.

По статической функции различают несущие, самонесущие или ненесущие конструкции стен.

Несущие стены помимо вертикальной грузки от собственной массы воспринима передают фундаментам нагрузки от смежных конструкций: перекрытий, перегородок, и пр. Самонесущие стены воспринимают вертикальную нагрузку только от собственной массы Ненесущие стены поэтажно (или через несколько эта оперты на смежные внутренние конструкции здания (перекрытия, стены, каркас).

Наружные стены могут быть однослойной и слоистой конструкции. Однослойные стены возводят из панелей, бетонных или каменных блоков, монолитного бетона, камня. В слоистых стенах выполнение разных функций возложено на различные материалы. Функции прочности обеспечивают бетон, камень, дерево; функции долговечности — бетон, камень, функции теплоизоляции — эффективные 1тели (минераловатные плиты, фибролит, олистирол и др.); функции пароизоля-рулонные материалы (прокладочный эид, фольга и др.), плотный бетон или ки; декоративные функции — различные облицовояные материалы..

Толщину наружных стен выбирают по наи­большей из величин, полученных в результате статического и теплотехнического расчетов, и назначают в соответствии с конструктивными и теплотехническими особенностями ограждаю­щей конструкции.

В полносборном бетонном домостроении расчетную толщину наружной стены увязыва­ют с ближайшей большей величиной из унифи­цированного ряда толщин наружных стен, принятых при централизованном изготовлении формовочного оборудования 250, 300, 350, 400 мм для панельных и 300, 400, 500 мм для крупноблочных зданий.

Расчетную толщину каменных стен согла­суют с размерами кирпича или камня и прини­мают равной ближайшей большей конструк­тивной толщине, получаемой при кладке. При размерах кирпича 250X120X65 или 250Х120X88 мм (модульный кирпич) толщина стен сплошной кладки в 1; 1 1/2; 2; 2 '/2 и 3 кир­пича (с учетом вертикальных швов по 10 мм между отдельными камнями) составляет 250, 380, 510, 640 и 770 мм.

Конструктивная толщина стены из пиленого камня или легкобетонных мелких блоков, уни­фицированные размеры которых составляют 390X190x188 мм, при кладке в один камень равна 390 и в 1 7г — 490 мм.