- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел 1 основы строительной климатологии Тема 1 Информация о климате и климатических нормативах для строительства
- •1.1 Определение климата
- •1.2 Краткая история создания климатических нормативов для строительства
- •Тема 2 Основные характеристики климата и их значение при проектировании
- •2.1 Основные климатические характеристики
- •Пример определения точки росы:
- •2.3 Учет климатических факторов при проектировании зданий и населенных мест
- •2.2 Климатическое районирование для строительства
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 2 основы строительной теплотехники
- •Тема 3 Теплозащитные свойства ограждения
- •3.1 Передача тепла через ограждения
- •3.2 Теплофизический расчет ограждающих конструкций при установившемся потоке
- •3.3 Расчет толщины ограждения
- •3.7 Расчет толщины ограждения с включениями
- •3.8 Графический метод определения температур внутри ограждения.
- •Тема 4 Обеспечение защитных свойств ограждения
- •4.1 Передача тепла через ограждения в нестандартных условиях
- •4.2 Воздухопроницаемость ограждений
- •4.3 Аэрация
- •4.4 Влажностный режим ограждений
- •Контрольные вопросы:
- •Раздел 3 основы строительной и архитектурной акустики
- •Тема 5 Звукоизоляция помещений
- •5.1 Общие понятия о звуке и его свойствах
- •5.2 Проникновение звука через ограждающие конструкции
- •5.3 Звукоизоляция. Оценка звукоизоляции
- •5.4 Меры защиты от шума
- •Тема 6 Архитектурная акустика
- •Контрольные вопросы:
Пример определения точки росы:
Повышенная влажность воздуха ухудшает эксплуатационные качества конструкций, уменьшает срок их пригодности и отрицательно влияет на микроклимат помещений. При проектировании производят расчет возможного увлажнения, образования конденсата на поверхности или в толще ограждения.
По сочетанию температуры и влажности воздуха определяют комфортность условий в помещениях. Требования к условиям комфортности установлены в санитарно-гигиенических нормах с учетом климатического района строительства. Это объясняется особенностями влияния климата на организм человека в различных условиях. В районах с холодной зимой для нормализации теплового состояния человека в жилище требуется более высокая температура в помещении, чем в теплых районах.
В зависимости от климата, соотношения температур и влажности наружного воздуха и внутри помещения, перемещение водяного пара через ограждение происходит наружу или внутрь помещений.
Например, в Москве в течение года температура наружного воздуха (таблица 4) редко превышает температуру внутри помещения (18 °С), преобладает тепловой поток наружу. Абсолютная влажность воздуха 50 – 60 % внутри помещений большую часть года выше, чем снаружи (таблица 5), следовательно, преобладает движение водяного пара из помещения наружу. В качестве меры, предупреждающей конденсационное увлажнение ограждений, в Москве предусматривают гидроизоляционный слой ближе к внутренней стороне стены (к наиболее влажной зоне ограждения).
Таблица 4 – Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С
Город |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
XI |
XII |
Год |
Москва |
-10,2 |
-9,2 |
-4,3 |
4,4 |
11,9 |
16,0 |
18,1 |
16,3 |
10,7 |
4,3 |
-1,9 |
-7,3 |
4,1 |
Белгород |
-8,5 |
-6,4 |
-2,5 |
7,5 |
14,6 |
17,9 |
19,9 |
18,7 |
12,9 |
6,4 |
0,3 |
-4,5 |
6,4 |
Таблица 5 – Влажность и осадки
Город |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца, % |
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч. наиболее холодного месяца, % |
Количество осадков за ноябрь – март, мм |
Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее теплого месяца, % |
Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 ч. наиболее теплого месяца, % |
Количество осадков за апрель – октябрь, мм |
Суточный максимум осадков, мм |
Москва |
84 |
77 |
201 |
70 |
56 |
443 |
61 |
Белгород |
84 |
84 |
191 |
66 |
52 |
362 |
83 |
Поэтому нельзя автоматически переносить профилактические меры из одного района в другой, без учета особенностей климата, а именно, температуры и влажности воздуха.
Количество выпадающих осадков и их интенсивность имеют большое значение при проектировании. Влияние осадков на ограждения зданий существенно.
При дождях с сильными порывистыми ветрами стены увлажняются. В холодное время года влага перемещается внутрь конструкции от более холодных и влажных слоев к более теплым и сухим.
Если ограждения легкие, влага может достигать внутренней поверхности стены. Если стены массивные, влага не проникает внутрь помещения, но такие стены медленно высыхают, а при понижении температуры влага внутри конструкций замерзает и разрушает стены. Разрушение ускоряется оттепелями. Более вредное действие оказывают моросящие длительные осадки, чем интенсивные, непродолжительные в виде мелких капель. Мелкие капли удерживаются на поверхности и впитываются материалами. Крупные капли скатываются со стен под действием силы тяжести.
Осадки (дождь, таяние снега) увеличивают влажность грунта, повышается уровень грунтовых вод. Это опасно для зданий возможностью вспучивания грунта, затоплением подземной части здания.
Количество выпадающего снега увеличивает нагрузку на крыши зданий. При проектировании покрытий учитывают возможность интенсивных снегопадов, создающих кратковременную нагрузку.
Ветер оказывает непосредственное воздействие на здания. От направления и скорости воздушных потоков зависит температурно-влажностный режим территории. От скорости ветра зависит теплоотдача зданий. Ветровой режим влияет на планировку, ориентацию зданий, размещение промышленной и жилой зоны, направление улиц.
Например. В Сибири и на Урале внутренняя поверхность наружной стены, расположенной перпендикулярно холодному ветру, несколько холоднее, чем при штиле. В Мурманске зимой в квартирах, окна которых выходят на юг, холоднее, чем в ориентированных на север, потому что южный ветер там оказывается более холодным. В условиях жаркого климата расположением комнат можно добиться сквозного проветривания квартир, т.е. ветер улучшает микроклимат жилища. Во влажных районах ветер ускоряет просушивание ограждений, таким образом, увеличивая долговечность зданий.
Лучистая энергия солнца (солнечная радиация) создает естественное освещение земной поверхности. Солнечную радиацию можно определить как количество энергии на единицу поверхности, Вт/м2.
Спектр солнечной радиации состоит из ультрафиолетовых лучей (около 1 %), видимых лучей, которые светят (около 45 %), и инфракрасных лучей, которые греют (около 54 %).
Земной поверхности достигает лишь часть солнечной радиации: прямая, рассеянная и отраженная (рисунок 5).
Рисунок 5 – Солнечная радиация: 1 – прямая; 2 – рассеянная;
3 – отраженная
Количество суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации приведено в СНиП [ ] для горизонтальных и вертикальных поверхностей.
Облучение какой либо поверхности прямыми солнечными лучами называется инсоляцией. Инсоляция территории или помещения измеряется продолжительностью в часах, площадью облучения и глубиной проникновения солнечных лучей в помещение.
Положительное действие инсоляции определяется бактерицидными свойствами солнечных лучей и тепловым воздействием.
Количество солнечной радиации также зависит от широты района строительства, времени года и имеет максимальную интенсивность в летний период (рисунок 6).
Р
исунок
6 – Сравнение интенсивности солнечной
радиации.
От количества приходящей солнечной радиации зависит нагрев стен и температура внутри помещений. При открытых окнах в помещение поступает тепла столько же, сколько и на стены. При закрытых окнах часть радиации отражается от стекла, часть поглощается стеклом и оконными переплетами, нагревая их. При одинарном остеклении через окно проникает около половины падающей радиации (41–58 %), при двойном остеклении – около 1/3 радиации (23–40 %).
Рассматривая влияние солнечной радиации на здание, следует учитывать поглощательную способность различных материалов, которая зависит от их цвета и состояния. В таблице 6 приведена поглощательная способность различных материалов.
Таблица 6 – Поглощательная способность материалов
Наименование материала |
Характеристика поверхности |
Цвет поверхности |
Поглощенная радиация, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Стены |
||||
Кирпич неоштукатуренный: |
|
|
|
|
глиняный |
Новая |
Красный |
70 – 77 |
|
силикатный |
Новая |
Светлый |
40 – 55 |
|
Кирпич оштукатуренный |
Гладкая |
Белый |
30 |
|
Гладкая |
Розовый |
50 |
||
Гладкая
|
Светло-желтый
|
47
|
||
Гладкая |
Темно-розовый и светло-бежевый
|
70 |
||
Шероховатая |
Коричневый |
90 |
||
Панель: бетонная оштукатуренная
|
Шероховатая |
Белый |
30 |
|
Гладкая |
Светло-голубой
|
55
|
||
Гладкая |
Темно-серый |
70 – 72 |
||
Гранит |
Полированная |
Серый |
85 |
|
Чисто отесанная |
Светло серый |
65 |
||
Мрамор |
Отесанная |
Белый |
55 |
|
Кровля |
||||
Рубероид Оцинкованная сталь Черепица |
|
Темно-коричневый Светло-серый Светло-красный |
88 65 60 |
|
Подобрав соответствующие материалы и нужные цвета для ограждений здания, можно изменить величину радиации, поглощаемую стеной, уменьшить или увеличить нагрев конструкций солнечным теплом.
Необходимо учитывать, что стены разной ориентации в разное время суток нагреваются неодинаково, при этом их температура на 15–20°С выше температуры окружающего воздуха. Кроме того, создаются большие контрасты между стенами здания. Такое возможно и в холодное время года в некоторых районах.
В результате нагрева панели деформируются, в кирпичных стенах возникают температурные напряжения, которые сравнимы по своей величине с другими нагрузками и должны учитываться при проектировании.
