5262

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

И.А. ЗИМНОВИЧ, С.А. ПАУЗИН, В.И. ЖАРИКОВ

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Учебно-методическое пособие по выполнению расчетной работы по дисциплине «Строительная физика»

Специальность 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализация «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений»

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

И.А. ЗИМНОВИЧ, С.А. ПАУЗИН, В.И. ЖАРИКОВ

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Учебно-методическое пособие по выполнению расчетной работы по дисциплине «Строительная физика»

Специальность 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализация «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений»

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

ББК 09*38,7 К64

УДК: 624.04:531/534

Зимнович И.А. Строительная физика [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / И.А. Зимнович, С.А. Паузин, В.И. Жариков; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 22 с. – 1 электрон. опт. диск (CDRW).

В пособии приведены методические рекомендации для обучающихся по успешному освоению учебной дисциплины «Строительная физика», содержатся указания по выполнению расчетной работы по теплотехнике и светотехнике. Приведены основные требования и указания к расчету продолжительности инсоляции помещений, расчету термического сопротивления. Приводятся примеры расчетов и варианты заданий к расчетной работе.

Целью изучения курса «Строительная физика» является формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, теплотехники и акустики, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать благоприятные параметры микроклимата помещений, обеспечить высокие фотобиологические, санитарно-гигиенические и акустические качества окружающей среды.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлению подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений».

©Коллектив авторов, 2016

©ННГАСУ, 2016.

СОДЕРЖАНИЕ

3

Введение

Целью изучения курса «Строительная физика» является формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, теплотехники и акустики, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать благоприятные параметры микроклимата помещений, обеспечить высокие фотобиологические, санитарно-гигиенические

иакустические качества среды.

Внастоящем учебном пособии рассмотрены основные правила расчета и проектирования помещений зданий и их ограждающих конструкций, которые необходимы для обеспечения оптимального светового, гигиенического, темпе- ратурно-влажностного и акустического режимов.

Пособие состоит из трех разделов, посвященных строительной светотехнике, строительной теплотехнике и строительной акустике.

Строительная светотехника рассматривает теплозащитные свойства зданий и конструкций, проводит обоснование наиболее целесообразных в эксплуатации решений зданий и ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения в помещениях благоприятного микроклимата для деятельности или отдыха человека. Методы строительной теплотехники основаны на общей теории теплообменных массообменных процессов в материальных системах.

Строительная теплотехника рассматривает теплозащитные свойства зданий и конструкций, проводит обоснование наиболее целесообразных в эксплуатации решений зданий и ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения в помещениях благоприятного микроклимата для деятельности или отдыха человека. Методы строительной теплотехники основаны на общей теории теплообменных массообменных процессов в материальных системах.

Строительная акустика изучает вопросы прохождения звука через ограждающие конструкции зданий, изоляции звука конструкциями зданий, а также снижения шума в зданиях. Борьба с шумом ведется как на стадии проектирования зданий и сооружений и их комплексов, так и при их реконструкции, а также при строительстве новых железнодорожных и автомобильных дорог вблизи застройки. Теоретические расчеты позволяют прогнозировать ожидаемые уровни шума не территории застройки, на основании которых ведется проектирование различных шумозащитных конструкций.

4

1.РАСЧЁТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ

Впрактической деятельности обучающегося по направлению подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений», периодически встречаются задачи определения расстояний между проектируемыми зданиями, выбора формы, конфигурации и ориентации проектируемых зданий.

Решение этих задач требует выполнения расчёта продолжительности инсоляции и естественного освещения, так как согласно п.7.1 СП 42.13330.2011 расстояния между жилыми зданиями, жилыми и общественными, а также производственными зданиями принимаются на основе расчетов инсоляции и освещенности.

Целями изучения раздела «Строительная светотехника» дисциплины «Строительная физика» являются:

–формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать нормативные параметры микроклимата помещений и обеспечить высокие фотобиологические и санитарно-гигиенические качества окружающей среды;

–формирование у обучающихся навыков расчета нормируемых показателей освещения и инсоляции, применения законов и методов строительной светотехники при проектировании зданий и в градостроительном проектировании.

Для достижения поставленных целей, в течение семестра обучающиеся выполняют курсовую работу, состоящую из следующих элементов (в том числе графических схем):

1.Титульный лист.

2.Схема построения инсоляционного графика.

3.Схема построения инсоляционных углов.

4.Схема генплана к расчёту продолжительности инсоляции с построением эпюр инсоляции фасадов.

5.Схема генплана к расчёту продолжительности инсоляции с планировкой секций и расчётными помещениями.

6.Таблица результатов расчёта продолжительности инсоляции.

Указанные выше текстовые и графические элементы (схемы) компонуются на листах формата А4, либо А3. На каждом отдельном листе возможна

5

компоновка нескольких элементов.

В течение курса с обучающимися проводятся индивидуальные и групповые консультации по вопросам выполнения курсовой и контрольных работ, по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов. Результаты проверки хода выполнения курсовой работы оказывают влияние на оценку, выставляемую в ходе текущего контроля успеваемости обучающихся.

Для освоения дисциплины обучающемуся предлагается ознакомиться с программой курса, основным и дополнительным списками рекомендуемой литературы. После выполнения курсовой работы, обучающийся должен обладать следующими навыками:

Знать: – базовые методы расчета основных светотехнических показателей и исторические предпосылки их появления;

–типовые решения и современные подходы в области обеспечения инсоляции и солнцезащиты зданий и территорий.

Уметь: – применять на практике аналитические и графические средства расчета основных светотехнических показателей;

–использовать типовые приемы рационального градостроительного проектирования.

Владеть: – навыками расчета нормируемых светотехнических показателей с использованием аналитических и графических способов расчета.

1.1. Оформление расчёта продолжительности инсоляции

Пример оформления титульного листа расчёта продолжительности инсоляции приведен на рис. 1. Титульный лист распечатывается на листе формата А4 и содержит полное наименование министерства, ВУЗа, название работы, сведения об авторе (группа, Ф.И.О.), сведения о преподавателе (Ф.И.О.), место и год выполнения работы.

Согласно п. 7.1 СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 расчет продолжительности инсоляции помещений и территорий выполняется по инсоляционным графикам с учетом географической широты места строительства, выбираемого обучающимся самостоятельно с использованием сервиса «Яндекс:Карты», страницы Интернет-энциклопедии «Википедия» о рассматриваемом населенном пункте, топографических карт и т.п.

Для построения инсографика на листе ватмана формата А4 вычерчивается схема, приведённая на рис. 2.

6

Рисунок 1 — Пример оформления титульного листа

7

Рисунок 2 — Пример оформления схемы к построению инсоляционного графика (инсографика)

8

Принцип построения схемы описан в [1] основного списка литературы и в статье «Построение графика для расчетов инсоляции 22 марта / сентября в центральной зоне РФ», опубликованной на сайте http://www.bakharev.org.

Чтобы изготовить инсографик, необходимо перенести на кальку ниж-нюю левую половину схемы с часовыми номиналами от 12 до 18 часов. Правая половина графика симметрична построенной и отличается только часовыми номиналами (от 6 до 12 ч). Оптимальная ширина кальки для изготовления инсографика — 36 – 42 см.

Рассмотрим принцип расчета продолжительности инсоляции точки M , расположенной на участке, окруженном зданиями средней этажности. Центр инсоляционного графика совмещается с расчетной точкой, при этом график ориентируется так, чтобы линия «12 часов» проходила с юга на север. В расчете учитываются только части зданий, расположенные выше горизонталей, номинал которых соответствует превышениям кровли зданий над расчетной точкой.

Рисунок 3 — Принцип расчета продолжительности инсоляции точки

Так, для правого нижнего здания расчетной высотой 20 м в расчете учитывается только часть, расположенная выше горизонтали с отметкой «20 м». Согласно приведенной на рис. 3 схемы, точка M будет инсолироваться с 11:35 до 15:40 и, таким образом, продолжительность инсоляции точки М составит 4 часа 05 минут. В оставшееся время точка M будет затеняться (экранироваться) окружающими её зданиями.

Увеличение продолжительности инсоляции точки M может быть достиг-

9