2. Физико-технические основы

Теплосбережение.

При современном строительстве зданий, будь то промышленное, административное или жилое здание, используются классические стройматериалы: железобетон и изделия из него, кирпич, иногда дерево. Но все эти материалы не являются теплосберегающими по определению. К тому же, их неспособность обеспечить термическое сопротивление обусловлена тем, что монтаж ограждающих конструкций осуществляется всего в один слой. В этом случае остается одно: использовать утеплитель. Качественный, обладающий отличными теплоизоляционными свойствами.

Утепление фасадов – первый шаг на пути сохранения тепла в жилище. Осуществляться такое утепление может несколькими способами:

1.Применение легких штукатурных систем – метод настолько простой, насколько и недорогой.

2.Применение тяжелых штукатурных систем – помимо основного назначения помогает исправить деформации в наружном слое ограждающих конструкций.

3.Использование колодцевой кладки и системы трехслойной защиты тепла – здесь имеет место создание защитного слоя по схеме «несущая стена – утеплитель – стена из кирпича». Однако возможно появление конденсата внутри конструкции.

Рисунок 1

Рисунок 2

4.Использование воздушной прослойки вентилируемого типа: вентилируемая прослойка способствует удалению влаги из утеплителя посредством теплых паров восходящего воздуха.

Следующим важным шагом будет утепление стен жилого строения. Зачастую наличие защищенных стен не входит в строительный план. А теплопотери при незащищенных стенах могут достигать 40%, что является неприемлемым. Следует сразу оговориться, что процесс утепления стен весьма трудоемкий и достаточно сложный. Необходимо грамотно подобрать штукатурный материал, нужный тип утеплителя, подготовить необходимые клеевые составы.

Вообще, выбор материалов для утепления зависит от общего проекта домостроения. В нашей стране наиболее популярными материалами, используемыми в качестве утеплителя, являются пенопласт, стекловолокна, каменная вата. Между прочим, правильное использование этих простых на первый взгляд материалов помогает справиться даже с лютыми морозами. К более современным видам материалов, используемых в качестве утеплителей, относятся: пенополистирол, пеноизол, пенополиуретан, пенофол, минеральная вата, базальтовые миниплиты.

Водоотведение.

Водоотведение, совокупность санитарных мероприятий и технических устройств, обеспечивающих удаление сточных вод за пределы населённого пункта или промышленного предприятия.

Канализация, комплекс инженерных сооружений, оборудования и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и отведение за пределы населённых мест и промышленных предприятий загрязнённых сточных вод, а также их очистку и обезвреживание перед утилизацией или сбросом в водоём. Различают внутреннюю и наружную канализацию Внутренняя канализация служит для приёма сточных вод (в местах их образования) и отведения их из здания в наружную канализационную сеть. Элементами внутренней канализации являются санитарные приборы, отводные трубы, стояки и выпуски из зданий. Наружная канализация, предназначенная для транспортирования сточных вод за пределы населённых мест и промышленных предприятий, включает трубопроводы (самотёчные и напорные), насосные станции и очистные сооружения.

Рисунок 3

Под системой канализации принято понимать совместное или раздельное отведение трёх категорий сточных вод (бытовых, производственных и дождевых). В практике городского строительства наибольшее распространение получили общесплавная и раздельная системы канализации. При общесплавной системе все три категории сточных вод отводятся по одной общей сети труб и каналов за пределы населённого места. При раздельной системе дождевые и условно чистые производственные воды удаляют по одной сети труб и каналов, а бытовые и производственные – по другой (одной или нескольким канализационным сетям). Раздельная система канализации может быть полной или неполной.

Рисунок 4

Схемой канализации называют технически и экономически обоснованное проектное решение принятой системы канализации с учётом местных условий и перспектив развития объекта канализования (города, посёлка, промышленного или жилого района и т.д.). Каждая схема канализации может быть осуществлена различными техническими приёмами в отношении трассирования сетей и коллекторов, глубины их заложения, количества насосных станций, числа и местоположения очистных сооружений, необходимой степени очистки сточных вод, очерёдности строительства и т.д.

В зависимости от рельефа местности всю канализуемую территорию населенного пункта условно делят на бассейны канализования, т. е. участки, ограниченные водоразделами. В каждом бассейне по подземным канализационным трубам уличной сети сточные воды собирают в один или несколько коллекторов. Сточные воды сплавляют по коллекторам самотёком, а в случаях большого заглубления коллектора сеть разделяют на несколько районов с нормальным заглублением трубопроводов. Из этих районных сетей сточные воды направляют к районной насосной станции перекачки (РСП), откуда они по напорному трубопроводу поступают на более высокую отметку в самотёчные коллекторы. Устраивают также канализационные насосные станции для подачи сточных вод непосредственно к очистным сооружениям, откуда очищенные воды по выпуску сбрасывают в водоём.

Освещение. Естественное и искусственное

Освещение является важным элементом среды обитания. В условиях недостаточного освещения повышается утомляемость, снижается производительность труда, увеличиваются частота и тяжесть травматизма, так, установлено, что на хорошо освещенных улицах количество дорожно-транспортных происшествий при прочих равных условиях на 30% меньше, чем на неосвещенных. Недостаточное освещение способствует развитию близорукости и пресбиопии, снижает устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов.

Гигиенические требования к освещению: интенсивность, равномерность, тенеобразующие и цветопередающие свойства. Освещение должны соответствовать назначению помещения, характеру зрительной работы или роду отдыха; при этом оно должно быть безопасным, бесшумным, легко регулируемым, не оказывать слепящего действия и не ухудшать микроклимат и воздушную среду в помещении.

Естественное освещение обеспечивается в основном рассеянным светом небосвода и дополняется светом прямых лучей Солнца (инсоляцией), а также светом Солнца и неба, отраженным от облаков, зданий, земной поверхности и других объектов. Оно является наиболее благоприятным в гигиеническом отношении и должно максимально использоваться во всех помещениях, где длительное время находятся люди. Компонентом естественного освещения является УФ-излучение, оказывающее благоприятное воздействие на организм человека. Недостаток УФ-излучения в естественном свете в затененных участках, в местах с сильно загрязненным атмосферным воздухом и в помещениях с плохим естественным освещением является одним из факторов, предрасполагающих к развитию рахита у детей, снижению иммунитета и, как следствие, к повышенной заболеваемости. При длительном существенном недостатке естественного освещения могут нарушаться и биоритмы организма, которые синхронизированы с суточной и годовой динамикой световой среды на Земле.

Рисунок 5

Вследствие изменчивости естественного освещения в помещениях оно характеризуется относительной величиной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО), представляющим собой отношение освещенности внутри помещения к освещенности в тот же момент под открытым небом.

Искусственное освещение обеспечивается искусственными источниками света: электрическими лампами накаливания или газоразрядными лампами (например, люминесцентными). Оно продлевает время активной деятельности человека, позволяет создать постоянные уровни освещенности на рабочем месте, легко регулируется. В то же время искусственному освещению присущ ряд недостатков: слепящая яркость ламп, специфический спектр светового потока, снижающий биологическое воздействие света и зачастую искажающий цвет окружающих предметов, пульсация освещенности при использовании газоразрядных ламп, а также общая монотонность освещения.

Искусственное освещение может быть общим равномерным, общим локализованным (над рабочими местами) или комбинированным, состоящим из общего освещения помещения и местного освещения рабочих мест или отдельных зон помещения. Не рекомендуется использование только местного освещения при напряженной зрительной работе, т.к. большая разница в яркости рабочего места и окружающего пространства приводит к повышенному утомлению. В то же время в помещениях, предназначенных для отдыха, благоприятные условия создает одно местное освещение отдельных зон. Для помещений разного назначения должен подбираться цвет освещения: в рабочих помещениях он должен быть максимально близким к дневному, а в помещениях, предназначенных для вечернего отдыха, – имитирующим закатные лучи Солнца.

Особого внимания требует искусственное освещение помещений, не имеющих естественного света или достаточного естественного освещения. В таких помещениях должны создаваться повышенные уровни освещенности за счет применения газоразрядных ламп. В этом случае доля общей искусственной освещенности в системе комбинированного освещения должна составлять не менее 20% суммарного освещения. При длительном пребывании людей в помещенииях с дефицитом естественного освещения должны использоваться искусственные источники УФ-излучения.

Помимо рационального рабочего освещения производственных и общественных помещений в специально обозначенных местах должны быть установлены светильники аварийного или эвакуационного освещения, дающего возможность эвакуировать людей или временно продолжить работу при выходе из строя рабочего освещения В лечебных учреждениях таким освещением оборудуют операционные, перевязочные, приемный покой, основные проходы.

Рисунок 6

Архитектурно-декоративное освещение фасадов зданий, памятников, фонтанов, зеленых насаждений, так же как освещение расположенных около домов дворов, создает условия для увеличения продолжительности отдыха людей на свежем воздухе и оказывает благоприятное психологическое воздействие.

Условия освещения в производственных, общественных и жилых зданиях и на территории населенных мест регламентируются государственными нормами естественного и искусственного освещения. В зависимости от назначения помещений и условий работы КЕО нормируется от 0,1 до 3,5%. освещенность от искусственного освещения – от 30 до 5000 лк, освещенность транспортных магистралей – с учетом интенсивности движения транспорта.

Контроль условий освещения производится путем проведения светотехнических расчетов или измерения освещенности с помощью люкометров, яркометров или радиометров. Качественные характеристики освещения, которые также регламентируются нормами (равномерность освещения, допустимый уровень пульсации освещенности и яркостного дискомфорта), проверяются расчетными методами, изложенными в справочной литературе и соответствующих методических указаниях.

Защита от шума

Для снижения шума на пути его распространения применяют звукопоглощение, звукоизоляцию, установки глушителей шума, средства индивидуальной защиты. Покрытие стен и потолков звукопоглощающими материалами (мягкие волокнистые материалы типа войлока, поропластов) дает снижение шума на 68 дБ в области высоких частот.

Для снижения высокочастотных шумов используются также штучные звукопоглотители различных конструкций (конусы, призмы, параллелепипеды), устанавливаемые непосредственно над рабочими местами. Звукопоглощение происходит путем перевода энергии шума в тепловую за счет потерь на трение в порах материала.

Звукоизоляция применяется с целью ограничения проникновения звука из одного помещения в другое через стены, перекрытия, кожухи, кабины. Для звукоизоляции применяются тяжелые и плотные материалы с закрытыми порами. Общая звукоизоляция помещения достигается созданием ограждений (стен, полов, потолков) из кирпича, бетона, железобетона. Местная звукоизоляция осуществляется в виде кожухов, капотов, кабин, боксов, куда помещают агрегат или отдельную технологическую линию.

При невозможности укрытия источника высокочастотного шума снижение шума на рабочем месте может быть достигнуто установкой экрана между рабочим и источником шума.

Акустический экран представляет собой преграду с определенной звукоизолирующей способностью, за которой возникает звуковая тень, т.е. снижение звукового давления. Экран может быть выполнен из стирального или алюминиевого листа толщиной 1,5-2 мм, к которому присоединяется звукопоглощающая облицовка толщиною 50 мм, причем увеличение толщины не увеличивает эффект звукопоглощения. Экраны эффективны лишь для средне - и высокочастотных шумов. Звуковые волны низкочастотного шума за счет дифракции легко огибают преграду, и экранирование не дает эффекта.

Рисунок 7

Глушители шума применяют для уменьшения аэродинамического шума (системы вентиляции, воздушного отопления, компрессорные установки и пр.). Глушители бывают абсорбционными, поглощающими звуковую энергию, рефлексными (реактивными), отражающими звуковую энергию, и комбинированными.

Применение средств индивидуальной защиты (СИЗ) обоснованно лишь в тех случаях, когда невозможно добиться снижения шума другими средствами. СИЗ выбирают исходя из спектра шума на рабочем месте, они бывают в виде вкладышей (мягких или жестких), в виде наушников или шлемов. Звукопоглощающим материалом в наушниках служит поролон или ультратонкое стекловолокно. Чтобы привыкнуть к наушникам, их надевают сначала на полчаса в день, затем в течение12 месяцев увеличивают время на 15-20 мин ежедневно. Высокочастотный шум наушники ослабляют до 35 дБ. Для защиты от низкочастотного шума они не эффективны. Человеческая речь, в основном состоящая из низкочастотных звуков, в наушниках слышима, в то время как производственный шум заглушается.

Постоянный рост автопарка в городах и интенсивности транспортных портов, расширение улично-дорожной сети приводят к значительному увеличению площади городских территорий с неблагоприятным акустическим режимом.

Для снижения шума на жилой территории строятся специальные шумозащитные (барьерные) здания - экраны (жилого и нежилого назначения), стенки, насыпи, эстакады, образующие акустическую тень.

Большое значение для снижения уровня шума в жилой среде имеет оформление лоджий и балконов с помощью звукопоглощающей облицовки.

Уменьшению транспортного шума (до 25 дБ) способствует применение типовых конструкций окон с повышенной звукоизоляцией за счет увеличения толщины стекол и воздушного пространства между ними, тройного остекления, уплотнения притворов, использования звукопоглощающей прокладки по периметру оконных рам. Специальные конструкции оконных блоков с устройством вентиляционных клапанов - глушителей ("шумозащитное окно") обеспечивают естественную вентиляцию помещений при одновременном снижении транспортного шума на 25-35 дБ.

Рисунок 8