Основы строительной климатологии и физики — ВикиПро: Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебель


Опрос

Сейчас в WikiPRO 3022 статьи и 31 074 страниц на русском языке.

Основы строительной климатологии и физики

Мне нравится
1  

Материал из ВикиПро: Отраслевая энциклопедия. Окна, двери, мебеля
Перейти к: навигация, поиск

Решающее значение при выборе конструктивного исполнения окон имеют метеорологические (климатические) факторы: качественные и количественные параметры окружающей среды региона - его климата: светового, температурно-влажностного и ветрового: а среди задач, возникающих при проектировании светопрозрачных конструкций, основные относятся к области строительной теплофизики (теплотехники), регламентируя световой и акустический режимы помещения, а также температуру и влажность внутреннего воздуха, воздухонроницание - показатели микроклимата помещения. Рассмотрению этих и сопутствующих им вопросов и посвящена настоящая глава.

Содержание

Климатические условия эксплуатации оконных конструкций (внешние воздействия)

Наша страна отличается разнообразием климата. Его воздействие на здания и застройку населённых пунктов изучает наука «Строительная климатология». Она вооружает проектировщиков сведениями о метеорологических факторах, характеризующих климат: солнечной радиации, температуре и влажности воздуха, ветре и количестве осадков. Условия формирования климата в данной местности определяются её широтным расположением, высотой над уровнем моря, близостью к водоёмам, рельефом, характером земного покрова и др. В концентрированном виде информация о климатических условиях эксплуатации собрана в нижеследующих строительных нормах и правилах:

CНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение

СНиП 23-01-99 Строительная климатология

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

Исходные климатические характеристики, используемые при выборе конструкций остекления зданий, можно разделить на две группы. Первую группу составляют комплексные характеристики: климатическое районирование, радиационно-тепловой режим, тепло-влажностный режим, снего- и пылеперенос, наличие косых дождей в сочетании с ветром. Ко второй группе относят пофакторные характеристики: солнечную радиацию (приход в виде тепла на горизонтальную и вертикальную поверхности, продолжительность облучения, интенсивность ультрафиолетовой радиации), температуру воздуха (экстремальную, среднесуточную, отопительного периода, амплитуду колебаний и т. д.), влажность (абсолютную и относительную), ветер (направление, скорость, повторяемость), осадки (средние, экстремальные, снежный покров).

Характеристики, относящиеся к первой группе, используют для общей фоновой оценки климата обширных территорий. Они нацеливают на разработку типологических особенностей проектных решений для территории с примерно одинаковыми фоновыми показателями климата.

Вторую группу показателей используют в теплотехнических расчётах ограждающих конструкций при обеспечении требуемого микроклимата помещений.

Для выявления особенностей климата проводятся многолетние метеорологические наблюдения, на основании которых произведено общее строительно-климатическое районирование Российской Федерации, см. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. Характеристика климатических районов, расположение которых показано на карте, рис.1.1, приведена в табл.1.1

Рисунок 1.1 (нажмите на рисунок, чтобы увеличить его)

Karta1.jpg


Согласно последнему строительно-климатическому районированию, территория России и стран СНГ делится на 1 климатических района, которые, в свою очередь, подразделены на 16 климатических подрайонов. Климатическое районирование разработано на основе комплексного сочетания средней месячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, средней месячной относительной влажности воздуха в июле.

Таблица 1 (нажмите на таблицу, чтобы увеличить её)

Klimatpod.jpg

Климатический подрайон 1Д характеризуется продолжительностью холодного периода года (со средней суточной температурой ниже О °С) 190 дней в году и более.
Кроме общего строительно-климатического районирования, СНиП 23-01-99 Строительная климатология устанавливает разделение территории страны по зонам влажности, см. карту на рис.1.2, и распределению среднего за год числа дней с переходом температуры воздуха через °С, рис.1.3.
На рис. 1.4. показана карта районирования северной строительно-климатической зоны, а в табл.1.2. приводятся значения минимальных температур воздуха в соответствующих районах.

Климатическое районирование обеспечивает разработку типологических требований к зданиям различного назначения. В качестве примера в табл. 1.3. приведены типологические требования к жилым домам, имеющие отношение к светоирозрачным конструкциям.

Климатический анализ основан на знаниях об основных климатообразующих факторах: солнечной радиации - облучении, температуре и влажности воздуха, ветре и количестве осадков.

Рисунок 1.2. Схематическая карта зон влажности

Kartazon1.jpg

Температурные показатели районов северной строительно-климатической зоны

Таблица 1.2. 

Abandon.jpg

Типологические требования к жилым домам в различных климатических подрайонах

Таблица 1.3

Tabl03.jpg

Рисунок 1.3

Karta3.jpg

Рисунок 1.4

Karta4.jpg

Световой климат

Для оптимального выбора (проектирования) светопрозрачных конструкций важное значение имеет информация о градации территории страны по ресурсам светового климата, приведённая в CНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение (приложение Д, обязательное), см. табл. 1.4.

Таблица 1.4 Группы административных районов по ресурсам светового климата

Tabl04.jpg

Световой климат представляет собой совокупность условий естественного освещения в той или иной местности (освещённость и количество освещения на горизонтальной и различно ориентированных по сторонам горизонта вертикальных поверхностях, создаваемых рассеянным светом неба и прямым светом солнца, продолжительность солнечного сияния и альбедо* подстилающей поверхности) за период более десяти лет.

Количественная характеристика административных районов по ресурсам светового климата осуществляется с помощью коэффициента светового климата m, (см. табл. 1.5), определяемого согласно табл. 4 CНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение.

Основные компоненты естественной освещенности на открытой местности - прямой солнечный свет Еc. рассеянный (диффузный) свет неба Ен и отражённый от земли свет Ез. При естественном освещении диапазон освещённостей и яркостей очень велик. Так, освещённость в полдень ясного дня на открытой горизонтальной поверхности может превосходить 100000 лк, в то время как в сумерки пасмурного дня она может равняться нескольким люксам.

Таблица 1.5

Tabl5.jpg

Примечания
С - северное; СВ - северо-восточное; СЗ - северо-западное; В - восточное; 3 - западное; С-Ю - север-юг; В-3 - восток-запад: Ю - южное; Ю-В - юго-восточное; 103 - юго-западное.

Наружная освещённость от диффузного неба зависит, в основном, от высоты стояния солнца и характера облачности. По результатам расчётов наружной освещённости построена карта светоклиматического районирования всей страны, рис. 1.5. На этой карте приведены значения m, которые используются при расчётах коэффициентов естественной освещённости (КЕО), см. п. 1.2., и определяются как отношение средней освещённости в Москве Емср к средней освещённости в данном районе. Средняя освещённость в Москве служит эталоном (Емср=1), т. е.

Основным критерием при проведении границ свето-климатических районов было количество освещения в час в среднем за период использования природного освещения (5000 лк и выше). Однако на Кавказе, юге Западной и Восточной Сибири и на значительной части территории Дальнего Востока более 50% времени в году преобладает ясное небо и солнечная погода. В этих условиях на значительной территории Севера и средней полосы, происходит неоправданное сокращение площади остекления и занижение уровней освещённости помещений в осенне-зимний период, а в южных и дальневосточных районах площадь остекления значительно превышает необходимую.

Солнечная энергия, являясь источником естественного освещения, выполняет также функции ультрафиолетового облучения и обогрева. Солнечное излучение, достигающее земной поверхности, по длине волн разделяют на ультрафиолетовое (длина волн 100-400 нм), видимый свет (180-780 нм) и инфракрасное излучение (780-3000 нм). При этом на долю ультрафиолетового излучения приходит около 3%, видимого света - 44 % и инфракрасного излучения - около 53%. Максимум световой интенсивности лежит в области видимого света, т. е. при длине волны около 500 нм.

Рисунок 1.5

Karta5.jpg

Лучистая энергия солнца и естественный свет оказывают определяющее влияние на жизнедеятельность, физиологические и психологические процессы в живых организмах. Особенно велико значение ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовому излучению, согласно данным Международной комиссии по освещению (МКО), соответствуют следующие области: А - длинной волн 315-400 им; В - 280-315 нм и С - 100-280 им. Непосредственное действие ультрафиолетовой радиации области С на живое вещество угрожает разрушением молекул белка. Однако именно эта часть спектра ультрафиолетовой радиации не достигает Земли, так как поглощается и высоких слоях атмосферы. Умеренные дозы ультрафиолетовой радиации области В, как и дозы области А+В, воздействуют на организм человека благотворно, повышают его устойчивость к заболеваниям, общий тонус и работоспособность.

Значение ультрафиолетовой облученности, мВт/м2, для каждого часа середины месяца приведены в таблицах. Для широтных зон страны принята следующая классификация:

  • широта 750 - зона жёсткого УФ дефицита;
  • широта 700 - зона сурового УФ дефицита;
  • широта 650 - зона значительного УФ дефицита;
  • шпрота 600 - зона умеренного УФ дефицита;
  • широта 550 - зона УФ комфорта со следами УФ дефицита зимой;
  • широта 500 - зона УФ комфорта с избыточным облучением летом;
  • широта 400- зона избыточного УФ облучения;
  • широта 350 - зона длительного избыточного облучения.

Зоны УФ дефицита являются также зонами светового и теплового дефицита, зоны УФ комфорта - зонами светового и теплового комфорта, а зоны избыточного УФ облучения - зонами чрезмерной освещённости и прогрева.
Данные об ультрафиолетовой радиации используют при расчётах инсоляции помещений жилых и общественных зданий.

Суммарная ультрафиолетовая радиация (прямая и рассеянная) в условиях открытого горизонта в суточном и годовом ходе зависит от высоты солнца, прозрачности атмосферы и длины волны излучений.

Облачность существенно изменяет ход суммарной ультрафиолетовой радиации. При плотной непросвечиваемой облачности суммарная ультрафиолетовая радиация составляет 15-18 % от её величины в ясный день (для г. Москвы). Рассеянная ультрафиолетовая радиация ослабляется облаками сильнее, чем прямая.

Спектральное распределение суммарной и рассеянной радиации в ультрафиолетовой области спектра меняется в течение дня. С уменьшением высоты солнца сильнее ослабляется коротковолновая радиация, наиболее активная в биологическом отношении.

Максимальное количество солнечной радиации при безоблачном небе в летнее время получают вертикальные ограждения, ориентированные на запад и юго-запад. Комплексное воздействие интенсивной солнечной радиации и высоких послеполуденных температур создаёт весьма неблагоприятные условия для человека, особенно в жилых помещениях.

Температура воздуха

Является одной из определяющих климатических характеристик. При выборе показателей светопрозрачных конструкций используют следующие величины температуры воздуха в качестве исходных данных для теплового проектирования ограждающих, в т. ч. светопрозрачных, конструкций зданий:

  • средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 для района строительства (согласно данным графы 5 табл. 1 СНиП 23-01-99 Строительная климатология) - принимается в качестве расчётной температуры наружного воздуха, text, 0С. для всех зданий, кроме производственных;
  • средняя температура наружного воздуха, tht, °C, в течение отопительного периода; принимается согласно СНиП 23-01-99 (табл. 1, графа 14 для медицинских и детских учреждений, графа 12 - в остальных случаях) для района строительства. Используется вместо с величиной продолжительности отопительного периода Zht, сут. (принимается по значениям в графах 13 и 11, соответственно), для расчёта величины градусо-суток отопительного периода (см. СНиП 23-02-2003).

Здесь tint - расчётная средняя температура внутреннего воздуха, °С, см. п. 1.2;

Dd = (tint - tht) Zht

Продолжительность отопительного периода Zht принимается для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С - при выборе остекления лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 0С - в остальных случаях.

  • средняя месячная температура июля, °С, региона строительства (см. табл. 3 СНиП 23-04-99) используется для принятия решения о необходимости солнцезащиты, если эта температура выше или равна 21 °С.

В табл. 1.6 приведены данные о вышеназванных температурах воздуха в некоторых районах строительства.

Влажность воздуха

Влажность воздуха является важнейшим показателем гигиенического состояния воздушной среды. Она оказывает также влияние на состояние строительных конструкции. например, теплотехнические свойства материалов и их долговечность. Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б, в зависимости от зон влажности района строительства, см. карту на рис. 1.2, и влажностного режима помещений здания, табл. 1.7 (СНиП 23-02-2003, табл. 1) определяются по табл. 1.8 (табл. 2 СНиП 23-02-2003).


Таблица 1.6. Климатические параметры холодного периода года

Файл:Snip 23-01-99 1 klim.pdf


Таблица 1.7. Влажностный режим помещений зданий

Tabl1 7.jpg

Таблица 1.8. Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Tabl1 8.jpg

Влажность определяется наличием в воздухе водяного пара. Концентрация влаги оценивается влагосодержанием, т. е. количеством влаги в граммах, приходящимся на единицу объёма, т. е. м3, однако чаще в строительстве используют понятие абсолютной влажности - парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, е, Па, (мм, рт. ст.). Парциальное давление называют также упругостью водяного пара. Упругость водяного пара растет с увеличением количества водяного пара в воздухе, но не бесконечно, при определённых температуре и барометрическом давлении воздуха. Максимальная величина упругости водяного пара Е соответствует полному насыщению воздуха водяным паром. Значения Е в зависимости от температуры показаны на рис. 1.6.

<span style="font-style: italic" />Рисунок 1.6. Зависимость максимальной упругости водяного пара от температуры

Ris1 6.jpg

Степень насыщения воздуха влагой оценивается относительной влажностью - процентным отношением упругости водяного пара в воздухе е к его максимальному значению £, соответствующему температуре этого воздуха, т. е.

Formula vlaga.jpg

При нагревании воздуха с определённым влагосодержанием относительная влажность понижается, т. к. парциальное давление водяного пара е не изменяется, а его максимальное значение £ растёт с повышением температуры. С понижением температуры относительная влажность растёт и достигает своего предела (100 %) при некотором значении температуры. Это состояние соответствует полному насыщению охлаждённого воздуха водяным паром, а температура, при которой происходит насыщение, называется температурой точки росы Тр.

Если температура воздуха будет понижена и далее, то произойдёт конденсация части влаги, т. е. из воздуха выделится жидкая вода. При эксплуатации здании конденсат может образоваться на поверхности оконного блока или внутренних откосах оконного проёма, если их температура окажется ниже температуры точки росы. Образование влаги ухудшает гигиеническое состояние помещения, снижает теплозащитные свойства ограждений и срок их службы, ведет к появлению плесени.

Ветер

В сочетании с изменяющейся температурой, влажностью воздуха и осадками, существенно осложняет условия эксплуатации свегопрозрачных конструкций. Он может создавать пылевые бури, метели; совместно с дождём вызывает увлажнение ограждающих конструкции и даже обуславливает проникновение пыли, снега и влаги через притворы оконных блоков. Ветер оказывает силовое воздействие на здания и сооружения.

В холодное время года под воздействием ветра значительно увеличиваются тепло-потери здания, особенно через неплотности окон и дверей. При большой скорости ветра теплопотери в зданиях возрастают на 30-40 %. Вместе с тем, ветер может способствовать улучшению аэрации территории застройки, наилучшему воздухообмену внутри здания, высушиванию строительных материалов, а при определённых параметрах - и смягчению отрицательного воздействия высоких температур и влажности.

Ветровой режим в строительной климатологии оценивают повторяемостью направлений ветра и средней скоростью ветра по румбам. Повторяемость направления ветра рассчитывают в процентах от общего числа случаев направления ветра без учёта штилей. Среднюю скорость ветра по румбам, м/с, рассчитывают делением суммы скоростей на сумму случаев с ветром каждою румба.

В архитектурно-строительном проектировании принято характеризовать направления ветра по 8 румбам. В соответствии со сторонами света, различают северный, северо-восточный, восточный, юго-восточный, южный, юго-западный, западный и северо-западный румбы.

Многолетние данные о ветровом режиме местности изображают графически в виде так называемой розы ветров, рис. 1.7.

Значения повторяемости направлений и скорости ветра в январе и июле для населённых пунктов России представлены в CНиП 23-01-99.

Рисунок 1.7. Роза ветров на зимний период (январь)

Rozavetrov.jpg

Сила ветра - величина переменная, как в вертикальной, так и в горизонтальной проекции; она зависит от направления и скорости ветрового потока. Ветер при встрече препятствия в виде здания формирует с наветренной стороны давление (+), а с подветренной - отсос (-), см. рис. 1.8. Величина ветрового давления увеличивается при высоте.

Рисунок 1.8. Эпюры ветрового давления на вертикальные преграды:

1-направление ветра; 2-воздушные потоки внутри здания.

Ris1 8.jpg

Районирование территории России но скорости ветра и ветровому давлению установлено в СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия». Распределение территории по средней скорости ветра в зимний период приведено на карте 2 приложения 5 СНиП, а расположение районов по ветровому давлению на карте 3 этого СНиП.

Ветровой напор является доминирующим силовым воздействием либо на отдельно стоящие здания, либо во фронте ветрозащитной постройки. В этом случае возможно существенное охлаждение помещений с наветренной стороны фасадов. На светопрозрачные ограждения действует также так называемое гравитационное давление, возникающее из-за разности плотностей холодного наружного и тёплого внутреннего воздуха. Это давление изменяется по высоте. Максимальный его уровень проявляется в нижней части здания: вверху оно меняет свой знак, переходя через ноль. Уровень нейтральной зоны повышается с увеличением этажности здания, см. рис. 1.9.

Рисунок 1.9. Уровень нулевой зоны гравитационного давления в зданиях различной этажности

Ris1 9.jpg

Внутри застройки ветер трансформируется по направлению и силе. Кроме того, движение воздушных масс имеет пульсирующий характер и не зависит от наружной температуры. Поэтому внутри застройки доминирующим является гравитационное давление на наружные стены зданий и оконные конструкции. На рис. 1.10 показана зависимость величины гравитационного давления на ограждающие конструкции здания при разных температурах наружного воздуха. Расчёты показали, что величина гравитационного давления при расчётных температурах наружного воздуха на уровне первого этажа девятиэтажного здания составляет в Красноярске - 800 Па, а в Москве - 500 Па.

Рисунок 1.10. График гравитационного давления на стены здания

Ris1 10.jpg

Гравитационное и ветровое давление в общем случае действуют совместно. Формирование избыточного давления на внешних поверхностях здания под влиянием естественных гравитационных сил и ветра показано на рис. 1.11.

Рисунок 1.11. Построение эпюр избыточных давлений.

Ris1 11.jpg

При отсутствии ветра на поверхностях наружных стен будет действовать разной величины гравитационное давление. По закону сохранения энергии среднее давление по высоте внутри и снаружи будет одинаково. Относительно среднего уровня в нижней части здания давление столба тёплого воздуха будет меньше, чем давление столба холодного наружного воздуха с внешней поверхности стены. Эпюра этого избыточного ( относительно давления внутри здания) гравитационного давления показана на рис. 1.11 a. На противоположных стенах здания эпюры одинаковы. В нижней части здания внешнее давление больше внутреннего, и величина избыточного давления имеет знак плюс. Вверху здания внутреннее давление больше внешнего, поэтому избыточное давление имеет знак минус. На некоторой высоте избыточное гравитационное давление будет равно нулю. Плоскость нулевого избыточного давления называется нейтральной плоскостью здания. Величина Рt= ± hg (ph-pb), где g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения, рb и рн - соответственно плотности воздуха внутри и снаружи здания.

Если здание обдувается ветром, а температуры внутри здания и снаружи его равны (т. с. гравитационного давления нет), то на внешних поверхностях ограждений будет создаваться повышенное статистическое давление или разрежение. Внутри здания давление будет равно среднему между повышенным с наветренной и пониженным с подветренной сторон, если проницаемости ограждающих конструкций одинаковы. Эпюры давлений но высоте здания на рис. 1.11 б показаны одинаковыми в предположении постоянства скорости ветра и аэродинамического режима обтекания по высоте. На практике, как известно, скорость ветра, а, следовательно, и ветровое давление увеличиваются с высотой. В СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия в табл. 6 приводятся значения коэффициента К, учитывающего изменение ветрового давления по высоте, (см. табл. 1.9) в зависимости от типа местности.

Таблица 1.9. Изменение ветрового давления по высоте

Tabl1 9.jpg

Примечание
При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для раз-ных расчётных направлений ветра.

Принимаются следующие типы местности: А - открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра; В - городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; С - городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.

Ветровая нагрузка, согласно вышеупомянутому СНиП 2.01.07-85*, определяется как сумма средней и пульсационной составляющих. Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте Z над поверхностью земли рассчитывается по формуле:

25form.jpg

где С - аэродинамический коэффициент; W0 - нормативное значение ветрового давления, принимаемое в зависимости от ветрового района по табл. 1.10.

Таблица 1.10. Нормативное значение ветрового давления

Tabl1 10.jpg

Аэродинамический коэффициент с в общем виде определяется в зависимости от схемы ветровых нагрузок по приложению 4 СНиП 2.01.07-85*. Для рассматриваемого случая, рис. 1.11, отдельно стоящего плоского здания можно принять с наветренной стороны С = +0,8, а с подветренной С = -0,6.

Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки Wp на высоте Z находится в зависимости от коэффициента пульсации давления ветра £ на уровне Z, см. табл. 1.11,

Таблица 1.11. Коэффициент пульсации давления ветра

Tabl1 11.jpg

Pikpik.jpg

где Wph - нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки на высоте Н верха дома. По ветровой нагрузке коэффициент надёжности Yf принимается равным 1,4, т. е. расчётное значение ветровой нагрузки:

Zikzik.jpg

При совместном действии гравитационных сил и ветра применим принцип независимости действия сил. Поэтому величина избыточного давления определяется простым сложением частных результатов, см. рис. 1.11 в. Эпюры избыточного давления на ограждающую конструкцию используются в дальнейшем для выбора конструктивного исполнения окна с точки зрения его воздухопроницаемости и сопротивления ветровой нагрузке и позволяют сделать вывод о дифференцированном подходе к остеклению многоэтажных зданий: на различных этажах и различно ориентированных по отношению к розе ветров фасадах здания должны устанавливаться различные по классам типы оконных конструкций.

Осадки в виде дождя и снега также должны учитываться при выборе конструкции остекления, т. к. светопрозрачные ограждения не являются абсолютно водонепроницаемыми (см. п. 1.3), а снежный покров, ложащийся на горизонтальные или наклонные поверхности светопрозрачных элементов фонарей, зимних садов, оказывает силовое воздействие в виде весовой нагрузки.

Полное нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию ограждения S определяется по формуле:

Formoza.jpg

где S0 - нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли; принимается в соответствии с картой снегового районирования территории России по СНиП 2.01.07-85* и табл. 1.12.

Таблица 1.12. Нормативное значение веса снегового покрова

Tabl1 12.jpg

Коэффициент и перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке зависит от схем распределения снеговой нагрузки, значений скорости ветра за три наиболее холодных месяца и углов наклона покрытий. Например, для односкатных зданий - зимних садов, коэффициент перехода

µ = 1 при a < 25°
µ = 0 при а < 60°,

при этом промежуточные значения µ определяются линейной интерполяцией.

Акустический климат

Хотя шумовое воздействие не относится к числу климатических условий эксплуатации светопрозрачных ограждений, тем не менее, оно является внешним фактором, защита или ослабление которого входит в функциональные задачи остекления.

В эпоху СССР определение необходимого уровня звукоизоляции светопрозрачных конструкций, как, впрочем, и других его показателей, являлось прерогативой проектировщика - он производил выбор конструктивного исполнения окна, обеспечивающего необходимый уровень звукоизоляции, с учётом акустической обстановки в районе застройки, градостроительных методов и средств защиты от шума.

Для лучшего понимания вопросов, связанных с окружающей нас звуковой средой, целесообразно вспомнить основные сведения из архитектурной акустики. Звуковые волны, распространяющиеся в воздухе, оказывают звуковое давление, измеряемое в Па (1Па = 1 Н/м2 ), но на практике шум оценивают не звуковым давлением, а его уровнем - десятикратным десятичным логарифмом отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления (Р0 = 2·10-5 Па - порог слышимости) в дБ (децибеллах). Большинство шумов содержат звуки почти всех частот слухового диапазона, но они имеют разное распределение уровней звукового давления по частотам, а также характеризуются изменением их во времени.

В практике измерения шумов принято представлять спектры шума в октавных полосах частот. Полоса частот, у которой отношение f2/f1 = 2, называется октавой. Здесь f1 и f2 соответственно нижняя и верхняя граничные частоты полосы спектра. За среднюю частоту полосы принимается среднегеометрическая частота от её границ fcp=

Если f2/ii = ^J2 = 1,26, то ширина полосы равна 1/3 октавы. Для оценки непостоянных шумов, а также ориентировочной оценки постоянных используют «уровень звука» - общий уровень звукового давления, измеряемый шумомером на частотной коррекции А, характеризую¬щей приближённо частотную характеристику восприятия шума человеческим ухом [1]. Относительная частотная характеристика коррекции А (см. табл. 1.13), показывает, на сколько децибел на каждой частоте чувствительность уха человека отличается от его чувствительности на частоте 1000 Гц. Единица измерения уровня звука в этом случае обозначается дБА.

Таблица 1.13. Относительная частотная характеристика коррекции "А".

Tabl1 13.jpg

Для наглядности на рис. 1.12 показаны распределения различных источников шума по уровням и частотам, а в табл. 1.14 приведены данные об уровнях звука различных источников шума.

Рисунок 1.12. Распределение различных источников шума по уровням звукового  давления и частотам

Ris1 12.jpg

Таблица 1.14. Характеристика различных источников шума

Tabl1 14.jpg

Основными источниками шумового загрязнения селитебных территорий являются транспортные потоки на улицах и дорогах, железнодорожный, водяной и воздушный транспорт, промышленные и энергетические предприятия и их отдельные установки, внутриквартальные источники шума (транспортные подстанции, центральные тепловые пункты, хозяйственные дворы магазинов, спортивные и игровые площадки и др. (п. 5.3 СНиП 23-03-2003 Защита от шума). В п. 5.4 СНиП даются шумовые характеристики этих источников, в частности, для транспортных потоков на улицах и дорогах - эквивалентный уровень звука LАэкв, дБА, на расстоянии 7,5 м от оси первой полосы движения. Эквивалентный (по энергии) уровень звука - это уровень звука постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое значение звукового давления, что и исследуемый непостоянный шум в течение определённого интервала времени, в дБА.

Таблица 1.15. Характеристика транспортных источников акустического загрязнения территорий

Tabl1 15.jpg

Важное условие для правильной оценки шумовой характеристики - выбор отрезка времени, за который определяются эквивалентные уровни звука источников шума, которые условно разбиваются на две группы: отдельные источники и комплексные, состоящие из ряда отдельных. К отдельным источникам шума относятся единичные транспортные средства, электрические трансформаторы, установки промышленных или энергетических предприятий и др.

К комплексным источникам шума относятся транспортные потоки на улицах и дорогах, потоки поездов на железной дороге, промышленные предприятия с многочисленными источниками шума, спортивные или игровые площадки и т.п.

Если работа отдельного или комплексного источника шума не имеет циклического характера, то наиболее целесообразно его шумовые характеристики относить к дневному и ночному периоду суток. Если при этом шум носит непостоянный характер, то часто определяется максимальный уровень звука), создаваемый источниками шума на определённом расстоянии от него.

Главный источник акустического дискомфорта - поток автомобильного транспорта. На рис. 1.13 приведена номограмма для определения шумовой характеристики потока автомобильного транспорта в зависимости от средней часовой интенсивности движения N, авт./ч, в течение 8 часов наиболее шумного периода дневного времени суток, доли числа средств грузового и общественного транспорта в суммарном числе средств транспорта в потоке ß, %, и средней скорости движения потока Vp км/ч, с учётом поправок, приведённых в табл. 1.16 и 1.17.

Таблица 1.16. Поправка к Lаэкв. в зависимости от проезжей части улицы или дороги

Tabl1 16.jpg

Таблица 1.17. Поправка к Lаэкв. в зависимости от продольного уклона улицы или дороги

Tabl1 17.jpg

Рисунок 1.13. Номограмма для определения шумовой характеристики потоков средств автомобильного транспорта

Nomos1.jpg

Таблица 1.18. Уровни звука Lаэкв. в зависимости от категории улиц или дороги

Tabl1 18.jpg

018888.jpg

Для оценки шумовых характеристик потоков автотранспорта можно воспользоваться также данными табл. 1.18.

Рисунок 1.14.

Ris14444.jpg

Для шумовой характеристики средств рельсового транспорта также используются величины эквивалентного уровня звука Lаэкв, дБА, на определённом расстоянии от оси и макcимального уровня звука Lамакс, дБА, ближнего к расчётной точке пути, см. рис. 1.14.

Шумовой режим жилой застройки зависит также от наличия и других источников звукового загрязнения, упомянутых выше. В случае необходимости акустические характеристики этих источников шума могут быть найдены в специальной литературе или определены экспериментально.

Степень шумозащищённости зданий определяется нормами допустимого шума для помещений конкретного назначения, см. ниже п. 1.2.


Ссылки на СНиП(ы) использованные в статье

CНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение

СНиП 23-01-99 Строительная климатология

СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

СНиП 23-03-2003 Защита от шума


Вклад участников

"Межрегиональный институт окна" , С-Пб

Тиняков Алексей


Примечание

Материалы  статьи созданы на основе:

Справочник замерщика. Методическое пособие по проведению замеров оконных и дверных блоков.- Санкт-Петербург: НИУПЦ "Межрегиональный институт окна", 2005 . - 240 с.

Www.mio.ru

Описание_продуктов_(пособие_для_новичка)

Paper.png Статья требует доработки или изменения. Вы можете принять участие в её создании.

Необходимо правильно создать таблицы







Отправить на e-mail

Мне нравится
1  

Похвалить | Пожаловаться | Посоветовать
Как разместить статью
Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Инструменты

Топ статей