Специальные вопросы строительной физики
Приведены расчеты, необходимые для нахождения толщины утеплителя – пенополистирола (теплофизика), определения уровня точности работ, которые возможно выполнять в цехе (светотехника), вычисления индекса изоляции перегородкой воздушного шума (акустика).
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | учебное пособие |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.11.2009 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел I «Строительная теплофизика»
Раздел II «Строительная светотехника»
Раздел III «Строительная акустика»
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Углубленное и специальное изучение любой научно-технической дисциплины, которое необходимо при проектировании и возведении надземных зданий, содержит опасность переоценки ее фактического значения или приводит к неразрешимым способам рассмотрения.
Исследование основ строительной физики имеет большое значение, которое, однако, не переоценивается авторами. В предлагаемой книге внимание уделено применению строительной физики на практике. В основе заданий для архитекторов на разработку проекта здания лежит использование функциональных связей и архитектурной формы.
Строительная физика имеет большое значение не только как дополнительная служебная техническая дисциплина, которая дает возможность правильно решать свои собственные задачи, но и, при понимании ее проблем, помогает архитектору и инженеру находить правильное решение более общих задач.
Основы строительной физики должны быть учтены при выборе конструкций и строительных материалов, поскольку их воздействие является взаимным. Примером может служить определение конструкции стен или кровли. Часто встречающаяся ошибка состоит в том, что в процессе проектирования не учитывают положений строительной физики. Это приводит к непроизводительным потерям времени и труда, поскольку готовый проект дополнительно проверяется на соответствие требованиям строительной физики.
Выявленные после такой проверки изменения могут коренным образом изменить проектную концепцию. Таким образом, рациональным должно быть только совместное решение задач строительной физики и непосредственно задач проектирования.
РАЗДЕЛ I «СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА»
Исходные данные:
1.Район строительства -- г. Майкоп.
2. Назначение здания - промышленное.
3. Расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений
tв =+16 С
(для промышленных зданий)
4. Расчетная зимняя температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82
= - 19 С.
5. Продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 С по СНиП 2.01.01-82
zот.пер.=154.
6. Средняя температура отопительного периода
tот.пер= + 1,7 С.
7. Нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2* СНиП II-3-79*
tн = +7 °C.
8. Коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3* СНиП II-3-79* для стен
n=1.
9. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*СНиП II-3-79*
в= 8,7 Вт/(м2С).
10. Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, Вт/(м2С), принимаемый по таблице 6* СНиП II-3*
н= 23 Вт/(м2С).
11. Теплотехнические характеристики материалов стены выбираются по условиям эксплуатации А согласно приложению Е:
1. Цементно-песчаный раствор
кг/м3, Вт/(м2С);
2. Кирпич
кг/м3, Вт/(м2С);
3. Пенополистирол
кг/м3, Вт/(м2С);
Требуется вычислить толщину утеплителя д.
Решение.
1. Вычислим требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяемое по формуле:
, (1)
===2,366 м2С/Вт
2. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) определим по формуле:
ГСОП = (tв - tот.пер.) zот.пер., (2)
ГСОП=(+16-(+1,7))*154=2202,2 Ссут
3. По табл. 1„б” СНиПа II-3-79* определим методом интерполяции:
м2С/Вт
4. Из двух сопротивлений п.1 и п.3 выберем большее (п.1) и подставим в формулу вычисления сопротивления ограждающей конструкции:
, (3)
где = термическое сопротивление ограждающей конструкции, с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
, (4)
где , , - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2С/Вт, определяемые по формуле (5);
, где (5)
где - толщина слоя, м;
-- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м°С), принимаемый по приложению Е.
5. Вычислим сопротивление цементно-песчаного раствора :
6. Вычислим сопротивление кирпича :
7. Вычислим сопротивление утеплителя :
8. Вычислим сопротивление утеплителя :
9. Подставим данные в выражение 3:
10. Общая толщина стены:
дс=0,12+0,068+0,25+0,015=0,345 м
Ответ: толщина пенополистирола - 0,068 м, толщина стены - 0,345м.
РАЗДЕЛ II «СТРОИТЕЛЬНАЯ СВЕТОТЕХНИКА»
Исходные данные:
Здание - одноэтажное, однопролётный цех с односторонним боковым освещением.
Размер простенков между окнами -1500 мм.
Ширина оконных проёмов - 4500 мм.
Рисунок - Характерный разрез помещения, М 1:200.
Решение.
1. Намечаем расчётные точки. Располагаем их на пересечении условной рабочей плоскости, проходящей на расстоянии 0,8 м от уровня чистого пола, и характерного поперечного разреза. Первую точку размещаем на расстоянии 1 м от наружной стены. А последнюю - на расстоянии 1 м от внутренней стены. Расстояние между другими точками 2,5 м.
2. Вычислим геометрический коэффициент КЕО от проёмов в каждой расчетной точке по выражению:
еб =0,01(n1?n2), (1)
где n1 - количество лучей по графику I А. М. Данилюка, проходящих через световые проёмы в расчётную точку на поперечном разрезе помещения;
n2 - количество лучей по графику II А. М. Данилюка, проходящих от неба через световые проёмы в расчётную точку на плане помещения.
Для этого поперечный разрез здания накладываем на График I, совмещая полюс графика с расчётной точкой. Определяем число лучей n1, проходящих от неба к каждой точке через проём. В нашем случае для точки 1 n1=27, для точки 2 n1=15, для точки 3 n1=12, для точки 4 n1=10 и для точки 5 n1=9. Значения n1 и другие показатели сведём в таблицу 1.
Для нахождения n2 отмечаем номера полуокружностей на графике I, проходящие через точку С - середину светового проёма. Для точки 1 положение С соответствует № 4, для точки 2 - 7 и т.п.
План помещения накладываем на График II так, чтобы вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру полуокружности по графику I, проходил через точку С. Для положения С1, имеющего №4, количество лучей n2=84, №7 - 74 и т. п.
Таким образом,
еб1=0,01(n1?n2)=0,01?25?84=21,
еб2 =0,01(n1?n2)=0,01?15?74=11,1 и т. д.
Значения еб1, еб2, …, еб5 занесём в таблицу.
3. Значение коэффициента q определим по табл. 5 приложения I к СНиП 23-05-95 с учётом угловой высоты середины проёма над рабочей поверхностью и методом интерполяции.
q1=1,10;
q2=0,78;
q3=0,64;
q4=0,58;
q5=0,46.
Значения и и q занесём в таблицу.
4. Для определения коэффициента r0 используем табл. 5 приложения I СНиП 23-05-95. Значение коэффициента средневзвешенного отражения внутренних поверхностей принимаем сср=0,4 - для производственных зданий
а) вычислим отношение глубины здания В к высоте от уровня условной рабочей поверхности и до верха окна h1
б) вычислим отношение длины помещения Ln к его глубине В
в) вычислим отношение расстояния расчётных точек от внутренней поверхности наружной стены l1 к глубине помещения
г) методом интерполяции определим r0 для каждой расчётной точки:
r0(1)=1,04;
r0(2)=1,17;
r0(3)=1,45;
r0(4)=1,81;
r0(5)=2,27;
5. Так как противостоящих зданий зданий нет, то значения M, ездi, bфi, kздi не учитываем.
6. Вычислим значение коэффициента ф0 - общего коэффициента светопропускания материала:
ф0=ф1?ф2?ф3?ф4?ф5 , (2)
где ф1 - коэффициент светопропускания материала ф1=0,9 - стекло оконное листовое однородное;
ф2 - коэффициент светопропускания материала ф2=0,75 - переплёты стальные для окон одинарные открывающиеся;
ф3 - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях ф3=1 - при боковом освещении. Значения ф4, ф5 не учитываем.
7. Коэффициент запаса Кз=1,3, определяемый по табл. 3 СНиП 23-05-95.
8. Вычислим расчётное значение КЕО при боковом освещении по формуле:
=ебi?qi?r0? (3)
%
%
%
%
%
9. Найденные значения КЕО в виде отрезков отложим вверх от условной рабочей поверхности, соединив эти точки получим кривую освещённости, дающую наглядное представление об освещённости помещения.
Вывод: При значении КЕО в самой отдалённой точке 5 равным 3,22% руководствуясь нормами СНиП 23-05-95* можно сделать вывод, что в производственном цехе можно выполнять работы средней точности, т. к. 3,22%>>1,5%.
РАЗДЕЛ III «СТРОИТЕЛЬНАЯ АКУСТИКА»
Определить индекс изоляции воздушного шума перегородкой, для которой экспериментальным путём определена частотная характеристика звукоизоляции.
|
Частота |
100 |
125 |
160 |
200 |
250 |
320 |
400 |
500 |
630 |
|
|
Опр. знач. |
27 |
25 |
31 |
38 |
37 |
40 |
41 |
42 |
37 |
|
|
Частота |
800 |
1000 |
1250 |
1600 |
2000 |
2500 |
3200 |
4000 |
5000 |
|
|
Опр. знач. |
37 |
42 |
45 |
45 |
45 |
47 |
46 |
46 |
48 |
Решение.
Расчет проводится по форме таблицы. Вносим в таблицу №2 значения R оценочной кривой и находим неблагоприятные отклонения расчетной частотной характеристики от оценочной кривой (п. 3). Сумма неблагоприятных отклонений составляет 163 дБ, среднее неблагоприятное отклонение равно 10,19 дБ, т.е. больше 2 дБ. Смещаем оценочную кривую в отрицательную сторону (вниз) на 9 дБ. Сумма неблагоприятных отклонений при этом составляет 28 дБ, среднее неблагоприятное отклонение - 1,75 дБ, т.е. очень близко к 2 дБ, но не больше. Таким образом, за величину индекса изоляции воздушного шума принимаем значение смещенной оценочной кривой в 1/3-октавной полосе 500 Гц, т.е. Rw = 43 дБ.
Ответ: индекс изоляции воздушного шума перегородкой Rw = 43 дБ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:
1. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий Госстрой РФ. - М: ГП.-ЦПП, 2003 - 27 с.
2. СНКК 23-302-2000 Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. - Краснодар: КТУ Типография администрации Краснодарского края, 2001. - 48 с.
3. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника Минстрой России. - М.: ГП ЦПП, 1995. - 29 с.
4. СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика Минстрой России. - М.: Стройиздат, 1997. - 140 с.
5. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. - М.: Стройиздат, 1973. - 287 с.
6. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Том II. Основы проектирования / Под ред. В. М. Предтеченского. - М.: Стройиздат, 1976.
7. Шпилевой Н.А. Теплозащита зданий: Методические указания по расчёту тепловой защиты к курсовому и дипломному проектированию гражданских и промышленных зданий для студентовьвсех форм обучения спец. 270102-ПГС, 270105-ГСХ. - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 2002. - 39 с.
8. Шпилевой Н.А., Пивень Н.Т. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию гражданских зданий для студентов всех форм обучения - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 1984. - 38 с.
9. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение. Госстрой России. - М.: ГУП ЦПП 2003. - 54 с.
10. СНиП II-4-79 Естественное и искусственное освещение Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1980. - 48 с.
11. Гусев А.М. Основы строительной физики: Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1975. - 40 с.
12. СНиП 23-03-2003 Защита от шума. Госстрой РФ М.: ГП ЦПП, 2003 - 31 с.
13. Руководство по расчёту и проектированию звукоизоляции ограждающих конструкций зданий НИИСФ Госстроя СССр. - М.: Стройиздат, 1983. - 64 с.
14. Гост 27296-87 (СТ СЭВ 4866-84) Защита от шума в строительстве. Звукоизоляция ограждающих конструкций. Методы измерений. - М.: Стройиздат, 1988. - 20 с.
15. Звукоизоляция внутренних ограждающих конструкций гражданских зданий: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию для студентов всех форм обучения, спец. - Краснодар: Изд-во КубГТУ, 1995. - 38 с.
Подобные документы
Схема замещения изоляции и диаграмма токов, протекающих в ней. Определение увлажненности изоляции по коэффициенту абсорбции. Определение местных дефектов изоляции по току сквозной проводимости. Расчет объема работ по обслуживанию электрооборудования.
курсовая работа [205,3 K], добавлен 04.01.2011Аспекты науки, влияющие на звук при перемещении среды, источника, приемника звуковых колебаний. Приборы, созданные на основе эффекта Доплера, аэродинамики и их спользование в наше время. Ученые, которые повлияли на развитие акустики движущихся сред.
реферат [397,3 K], добавлен 20.12.2010Характеристика задач энергетики, которые решаются с помощью методов теории вероятностей. Физический смысл формулы полной вероятности. Сущность основных условий гамма-распределения. Ключевые вопросы требования и учёта надёжности систем электроснабжения.
контрольная работа [244,7 K], добавлен 26.10.2011Роль океана в жизнедеятельности человека. Особенности среды океана и распространение звуковой энергии, акустика и ее количественные характеристики. Понятие рефракции лучей в морской воде. Поверхность дна океана и его рельеф, внутренние и внешние волны.
реферат [3,6 M], добавлен 25.11.2010Разработка и апробация автоматизированного комплекса расчета виброакустических характеристик торпеды на основе программного продукта AutoSEA2. Влияние способа моделирования воздушного шума двигателя, шума и вибрации редуктора на результаты расчетов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.12.2012Рассмотрение особенностей корреляционной функции полезного сигнала. Общая характеристика матрицы Калмана. Анализ структурной схемы оптимального фильтра "цветного" шума. Основные способы нахождения дифференциального уравнения оптимального фильтра.
курсовая работа [392,3 K], добавлен 27.05.2013Энергетические зоны в полупроводниках. Энергетическая диаграмма процесса переноса электрона с энергетического уровня в зону проводимости. Пример внедрения трехвалентного атома в решетку кремния. Эффективная плотность состояний в зоне проводимости.
реферат [730,0 K], добавлен 26.08.2015Гидравлический расчет гравитационной системы отопления здания. Определение коэффициента сопротивления теплопередаче. Подбор толщины утеплителя в наружной ограждающей конструкции. Расчет и подбор отопительного прибора и запорно-регулирующей арматуры.
курсовая работа [97,5 K], добавлен 28.02.2013Проведение цикла лабораторных работ, входящих в программу традиционного курса физики: движение электрических зарядов в электрическом и магнитном полях; кинематика и динамика колебательного движения; термометрия и калориметрия.
методичка [32,9 K], добавлен 18.07.2007Общая характеристика и принципы функционирования Компрессорной станции 5К-24А, принцип ее работы, внутреннее устройство и взаимосвязь частей. Ведомость объемов электромонтажных работ, необходимые механизмы и оборудование. Вопросы охраны труда и экологии.
курсовая работа [181,4 K], добавлен 05.05.2014
