Основные вопросы строительной физики

Практические строительные задачи при проектировании зданий решаются с помощью законов физики, объединенных в прикладную науку - строительную физику. Этот предмет включает три основных раз­дела: теплотехнику, акустику и светотехнику.

Строительная теплотехника рассматривает теплофизические процессы, протекающие в ограждающих конструк­циях в процессе эксплуатации зданий. Эти конструкции должны обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы удерживать тепло в помещениях в холодное время года, препят­ствовать чрезмерному перегреву помещений в жару и сохранять в них определенный влажностный режим.

При движении теплового потока от внутренней поверхности ограждающей конструкции к наружной температура отдельных слоев ограждения снижается постепенно вследствие возникаю­щего сопротивления. Суммарное сопротивление однослойного ограждения R0

может быть выражено формулой:

R0= Rв + R + Rн

где Rв - сопротивление   тепловосприятию    (переход   тепла   от внутреннего воздуха к поверхности ограждения); Rв 0,133 м2∙чград/ккал;

R - сопротивление теплопередаче материала ограждения;
,  м2∙чград/ккал; для многослойных ограждений сопротивление теплопередаче будет   равно   сумме величин для каждого слоя


- толщина стены, м;
- коэффициент теплопроводности,  м2∙чград/ккал;
Rн - сопротивление теплоотдаче (переход тепла от поверх­ности ограждения к наружному воздуху),

Для стен и бесчердачных покрытий Rн = 0,05 м2∙чград/ккал; для перекрытий Rн = 0,1 м2∙чград/ккал.

При введении в ограждение воздушных прослоек их сопро­тивление также учитывается, однако с увеличением их толщины оно нарастает не пропорционально, а крайне медленно. Поэтому в ограждении выгоднее иметь несколько узких воздушных про­слоек, чем одну широкую.

Значение требуемого сопротивления теплопередаче опреде­ляется по формуле:

где - температура воздуха помещения;
- температура наружного воздуха;
- внутренний температурный перепад  (для стен жилых зданий    = 6°С;   для   чердачных   перекрытий    = 4,5°С);
т - коэффициент,   учитывающий   массивность  ограждения колеблется в пределах от  I - для массивных ог­раждений до 1,3 - для легких);
п - коэффициент, зависящий от расположения ограждения (для наружных стен и бесчердачных покрытий п = 1,0; для  чердачных  перекрытий  п = 0,9;  для  перекрытий над холодным подвалом п = 0,6).

Таким   образом,   при  известном   необходимом значении R0 можно определить требуемую величину толщины ог­раждения.

Строительная акустика изучает вопросы звукоизоля­ции здания и пути создания наилучших условий слышимости в специальных помещениях (аудитории, концертные залы и т. п.).

Звукоизоляцией называется степень ослабления звука данным ограждением. Для достижения необходимой звукоизоляции следует не допускать в ограждениях щелей, отверстий, неплотных сопряжений между отдельными элементами. Целесо­образно выполнять ограждения из сравнительно легких мате­риалов с устройством специальных звукоизолирующих прокла­док или слоистых конструкций, состоящих из резко отличаю­щихся по плотности и жесткости материалов.

Строительная светотехника рассматривает мето­дику проектирования и технику расчета естественного освеще­ния.

Основная задача светотехнических расчетов заключается в определении формы, размеров и расположения световых прое­мов с целью лучшего освещения помещений естественным све­том.

Необходимая степень освещенности может быть прибли­женно установлена путем соответствующего отношения между площадями световых проемов и самого помещения.