8611
.pdf0
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
С.А. Паузин
СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА Часть 2. Строительная теплотехника
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине Строительная физика по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология направленность (профиль) Стандартизация и сертификация
Нижний Новгород
2022
1
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
С.А. Паузин
СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА Часть 2. Строительная теплотехника
Учебно-методическое пособие
по подготовке к лекциям, практическим, семинарским занятиям (включая рекомендации обучающимся по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине Строительная физика по направлению подготовки 27.03.01 Стандартизация и метрология направленность (профиль) Стандартизация и сертификация
Нижний Новгород ННГАСУ
2022
2
УДК 699.86
Паузин, С.А. Строительная физика. Часть 2. Строительная теплотехника: учебно-методическое пособие / С.А., Паузин; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2022. – 56 с. – Текст : электронный.
Содержит рекомендации по поиску оптимальных конструктивных решений зданий и сооружений, направленных на повышение энергетической эффективности вновь проектируемых зданий.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлениям подготовки 07.03.01 Архитектура, 07.03.03 Дизайн архитектурной среды, 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, 27.03.01 Стандартизация и метрология для подготовки к лекциям, практическим занятиям, включая рекомендации по самостоятельной работе, а также при выполнении разделов выпускной квалификационной работы.
©С.А. Паузин, 2022
©ННГАСУ, 2022
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1. Рекомендации обучающимся по подготовке к занятиям. . . . . . 6
2. Содержание лекционных занятий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3. Содержание практических занятий. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4. Методические рекомендации для решения задач . . . . . . . . . . . 31
5.Общие рекомендации по организации самостоятельной
работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Приложение А. Расчетные значения температур внутреннего |
|
воздуха для зданий различного функционального значения |
41 |
Приложение Б. Климатические параметры холодного периода |
|
года для населенных пунктов Российской Федерации.. . . . |
42 |
Приложение В. Климатические данные населенных пунктов |
|
Нижегородской области . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
50 |
Приложение Г. Температура точки росы для различных температур и относительной влажности воздуха в помещении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Приложение Д. Значения парциального давления насыщенного водяного пара Е, Па, для различных значений температур.. 52
Приложение Е. Примеры решения некоторых теплотехнических задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4
ВВЕДЕНИЕ
Архитектурно-строительная физика – это прикладная область физики,
которая изучает физические явления и процессы, связанные с переносом тепла,
света и звука в отдельных конструкциях и в помещениях зданий.
Основная задача строительной физики – научное обоснование применения в строительстве материалов и конструкций и в целом помещений, которые обеспечили бы оптимальные температурно-влажностные, акустические и светотехнические условия в помещениях в соответствии с их функциональным назначением. Поэтому строительная физика является неотъемлемой частью архитектурно-строительного проектирования любых зданий и сооружений.
Основной структурный элемент здания – это помещение. Помещение может соответствовать своему функциональному назначению только тогда, когда в нем созданы оптимальные условия для жизнедеятельности человека. Для оценки качества внутренней среды в помещениях зданий используются следующие параметры:
– состояние воздушной среды (микроклимат) характеризуется запасом воздуха для дыхания человека с оптимальными параметрами температуры,
влажности и скорости движения. Микроклимат помещения должен соответствовать нормальному тепло- и влагообмену человеческого организма;
–световой режим характеризуется освещенностью помещения в целом
иего отдельных частей. Световой режим помещения должен обеспечивать оптимальную работу органов зрения человека в зависимости от точности выполняемой работы;
–акустический режим характеризуется двумя основными параметрами:
обеспечение слышимости в помещении (речи, музыки, сигналов), что является основным требованием для зрительных залов театров, кинотеатров, конференц-
залов и т.п., а также защита помещения от посторонних шумов, которые
5
проникают из смежных помещений здания или снаружи и оказывают вредное влияние на организм и психику человека.
Для того чтобы правильно запроектировать здание, необходимо на начальной стадии учесть все вышеперечисленные параметры в зависимости от функционального назначения всех его помещений.
В данном учебно-методическом пособии рассмотрены основные правила расчета и проектирования помещений зданий и их ограждающих конструкций,
которые необходимы для обеспечения оптимального теплового режима.
6
1. Рекомендации обучающимся по подготовке к занятиям
Целями освоения учебной дисциплины «Архитектурно-строительная физика. Теплотехника» являются ознакомление студентов с основами архитектурно-строительной физики, тенденциями развития и основными методами теплотехнических расчетов; формирование навыков работы со специальной и справочной литературой, с нормативно-технической документацией, а также выработка у студентов навыков и умений проектирования комфортной звуковой и световой среды в помещениях различного назначения.
Методы изучения материала - активная работа на лекциях и практических занятиях, самостоятельная работа с литературными источниками и справочной нормативной литературой.
Основные виды учебных занятий - лекции, практические занятия, зачет.
Учебные задачи - ознакомление студентов с особенностями проектирования зданий, научными аспектами специализированных разделов проектов.
Лекции– форма учебного занятия, цель которого состоит в рассмотрении теоретических вопросов излагаемой дисциплины в логически выдержанной форме. Важно понять, что лекция не является копией учебника, а скорее – обобщением многочисленной литературы, авторской разработкой, которая отражает опыт преподавателя его представления о том, что студент должен знать.
Правильно законспектированный лекционный материал позволяет студенту создать устойчивый фундамент для самостоятельной подготовки, дает возможность получить и закрепить полезную информацию. Именно на лекции создаются основы для эффективной и плодотворной работы с информацией,
которая нужна студенту как в профессиональной, так и в повседневной жизни.
Восприятие лекции и ее запись – это процесс постоянного сосредоточенного внимания, направленного на понимание рассуждений лектора, обдумывание
7
полученных сведений, их оценку и сжатое изложение на бумаге в удобной для восприятия форме. То есть, самостоятельная работа студента на лекции заключается в осмыслении новой информации и ее краткой рациональной записи.
Правильно записанная лекция позволяет глубже усвоить материал, успешно подготовиться к практическим занятиям, зачетам и экзаменам и к реальному проектированию.
8
2. СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКИОННЫХ ЗАНЯТИЙ
Тема 1. Основы строительной теплотехники
Цель лекции: дать обучающимся основные представления о дисциплине
строительной теплотехники, её разделах, истории и связи с другими разделами
строительной физики.
Вид лекции: по дидактическому назначению – тематическая, по
содержанию и построению – познавательная.
Дидактические функции лекции:
1.Формирование у обучающихся целостных представлений о дисциплине строительной теплотехники и её связи с другими разделами строительной физики.
2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.
3.Воспитание ключевых компетенций.
Содержание учебного раздела:
В рамках обозначенной темы даются общие сведения о строительной теплотехнике и её месте среди дисциплин строительной физики. Раскрываются основные разделы строительной теплотехники и рассматриваемые ими вопросы.
Рассматриваются исторические этапы формирования представлений о теплоте и отоплении помещений зданий. Раскрываются принципы обеспечения комфортных температурных и гигиенических условий в помещениях зданий. Приводятся санитарно-гигиенические требования и нормативные документы.
Краткое содержание учебного материала
Архитектурно-строительная физика – прикладной раздел физики,
изучающий физические процессы, происходящие в пространствах городской застройки, зданий и строительных конструкций, с целью создания оптимальных
9
условий для жизнедеятельности людей и обеспечения долговечности строительных конструкций.
Забота о создании комфортной среды для жизнедеятельности человека является одной из основных задач архитектурно-строительного проектирования.
Предметом архитектурно-строительной физики являются:
1. Изучение физических процессов, которые происходят в ограждениях и разделяемых средах под воздействием тепла, холода, влаги, воздушной среды,
звука, солнечной радиации;
2. Разработка планировочных и конструктивных решений отдельных элементов и частей зданий и сооружений.
Основными разделами архитектурно-строительной физики являются:
Архитектурная акустика. Основная задача – проектирование оптимальных акустических условий в помещениях различного назначения
(обеспечение наилучшей слышимости и разборчивости речи; полноты, ясности и равновесия звучания музыки), а также в случае необходимости устранение помех,
мешающих восприятию полезных звуков.
На первом этапе изучаются различные физические процессы: излучение,
распространение, отражение и поглощение звука. На втором этапе на основе проведенных исследований разработка объемно-планировочных и конструктивных решений с целью создания оптимальных условий восприятия музыки и речи.
Строительная акустика. Изучает вопросы прохождения звука через ограждения, звукоизоляции ограждающих конструкций, защиты от шума или снижение шума в зданиях и на территории застройки от различных источников шума.
Строительная светотехника. Изучаются естественное и искусственное освещение, инсоляция (проникновение солнечных лучей сквозь оконные проемы в помещение и облучение поверхностей помещения и его пространства прямыми солнечными лучами).