Физико-технические основы проектирования зданий и сооружений

Основы строительной физики (физико-технические основы проектирования зданий и сооружений)

Физико-технические основы проектирования зданий и сооружений

Раздел II Функциональные основы проектирования зданий. Физико-технические основы проектирования зданий

Тема 1 Функциональные основы проектирования здания. Основы строительной климатологии. Строительная теплотехника. Строительная акустика. Светотехника.

Функциональные основы проектирования зданий

Какие факторы оказывают влияние на формирование объемно-планировочного решения здания?

Прежде всего, для чего строят здания?

Здания должны, в первую очередь, отвечать своему практическому назначению, т.е. в нем должны быть созданы наиболее благоприятные условия, обеспечивающие проведение того или иного функционального процесса.

Для осуществления функционального процесса необходимо:

1) Пространство определенных размеров для размещения и передвижения людей.

2) Размещение оборудования и мебели.

3) Создание определенных микроклиматических, акустических и других условий.

Здание ограничивают несущими и ограждающими конструкциями (стены, перекрытия, перегородки) и образуют помещение.

Помещение всегда трехмерно, т.е. объемно. Помещения в здании расположены по отношению друг к другу в определенном, закономерном порядке. Такой порядок достигается путем планировки.

Т.О. ПОМЕЩЕНИЕ определяет ОБЪЕМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ЗДАНИЯ и является его структурным элементом.

Состав помещений, их параметры и взаимосвязь предопределяют функциональный процесс, который, следовательно, является решающим фактором, влияющим на формирование объемно-планировочного решения здания.

Приступая к проектированию, необходимо всесторонне и тщательно изучить функциональный процесс, причем не только его современное состояние, но и тенденции развития. Исследование функционального процесса является обязательным и определяет научную основу проектирования.

Функциональный процесс – ведущий фактор формирования объемно-планировочного решения здания, но не единственный:

градостроительные условия (факторы);

природно-климатические условия района строительства;

уровень развития материально-технической базы строительства;

национально-бытовые традиции народа (особенно жилые, общественные здания);

временной фактор (развиваются и совершенствуются формы быта и культуры, меняются представления людей об удобствах и красоте зданий);

уровень профессиональной подготовки и опыт участников-исполнителей.

Для того, чтобы облегчить поиск объемно-планировочного решения целесообразно предварительно построить функциональную схему или схему функциональных связей помещений.

Функциональная схема – графическое изображение элементов функционального процесса.

Схема функциональных связей помещений – это графическое изображение помещений или их групп, предназначенных для осуществления соответствующих элементов функционального процесса.

Помещения изображают в виде геометрических фигур, а взаимосвязь между помещениями или их группами – стрелками.

Помещения объединяют в три группы:

— основные – для осуществления основного функционального процесса;

— вспомогательные – для осуществления вспомогательных функций, в т.ч. коммуникационные;

— подсобные – для подсобных функций.

На рисунке 1 показана функциональная схема кинотеатра.

Рисунок 1 — Функциональная схема кинотеатра

Основная функция – зрелищный процесс.

Основная группа помещений:

— зрительный зал;

— помещения кинопроекционной.

Группа вспомогательных помещений:

— фойе;

— входной вестибюль;

— кассовый вестибюль.

Группа подсобных помещений:

— буфет;

— санитарные узлы;

— курительные комнаты.

После изображения функциональной схемы (основываясь на образе) приступают к поиску объемно-планировочного решения здания.

Поиск начинают с «переработки» схемы функциональных связей помещений в композиционную схему помещений (которая, по существу, является проекцией объемно-пространственных построений, каким всегда являются планы зданий).

Практикой проектирования выработаны общие принципиальные композиционные схемы помещений:

— коридорные;

— секционные;

— анфиладные;

— центрические;

— дифференцированные;

— смешанные композиции.

Коридорная композиция(помещения располагают с одной или двух сторон), приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 — Коридорная композиция

Секционная композиционная схема(здания состоят из изолированных друг от друга одинаковых планировочных элементов-секций), приведена на рисунке 3.

Примеры: жилые секционные дома, склад, универсальные промышленные здания.

Рисунок 3 — Секционная композиционная схема

Анфиладная композиция (помещения расположены друг за другом, связаны в одно целое проходами или пролетами), приведена на рисунке 4.

Это: музеи, картинные галереи, некоторые типы магазинов, вокзалы, некоторые промышленные здания.

Рисунок 4 — Анфиладная композиция

Центрическая композиция (вокруг большого основного помещения группируют меньшие вспомогательные и подсобные помещения), приведена на рисунке 5.

Это:

— театры, кинотеатры, концертные залы;

— выставочные павильоны, крытые рынки;

Частный случай: зальная композиция.

Рисунок 5 — Центрическая композиция

Дифференцированная композиция(отдельные здания имеют единое функциональное назначение, связаны переходами или расположены на одной единой территории).

Это: дома отдыха, лечебные учреждения, санаторные здания, промышленные здания.

Смешанная композиция (различные сочетания приемов в одном здании)

Это: клубы, дворцы культуры, в которых зрелищная часть – решается по центрической композиции; а клубная – с использованием коридорного приема.

Таким образом, на этапе поиска объемно-планировочного решения, исходя из:

— — функционального назначения здания,

— — функций его отдельных помещений,

— — объемно-пространственной взаимосвязи,

строят планировочную схему здания, используя один или несколько принципиальных приемов построения композиционных схем помещений и предварительно вычерченные габаритные схемы помещений.

Полученная первая планировочная схема, как правило, получается с «изрезанной» формой, с разными размерами по наружным стенам, неудачными пропорциями помещений.

 Затем:

— следует выбрать планировочную сетку (величину шага и пролета);

— уточнить конструктивную схему (место расположения вертикальных несущих конструкций);

После чего:

— проводят уточнение расположения помещений с целью повышения удобства размещения и их взаимосвязи между собой;

— «выравнивание» размеров по наружным сторонам и между предполагаемыми вертикальными несущими конструкциями;

— улучшение форм и пропорций помещений, уточнение загрузки и расположения коммуникационных помещений.

Причем необходимо одновременно прорабатывать разрезы и фасады, постоянно их взаимоувязывать.

В результате этой работы будет получен эскиз планировки этажа, а также соответствующие ему эскизы разреза и фасада или эскизный проект здания.

Чтобы получить оптимальное решение, необходимо разработать несколько вариантов.

Основы строительной физики (физико-технические основы проектирования зданий и сооружений)

Для защиты помещений от внешних воздействий (метеопараметры воздушной среды, звук и шумы, распределение естественного освещения и др.) служат ограждающие конструкции зданий. Влияние указанных воздействий на ограждения и человека, находящегося в помещении, является предметом изучения строительной физики.

— строительной теплотехники;

— строительной акустики;

— светотехники.

Строительная теплотехника

Этот раздел рассматривает теплозащитные и санитарно-гигиенические качества ограждающих конструкций здания.

Вопросы строительной теплотехники всегда рассматриваются в сочетании с данными строительной климатологии (наука, изучающая условия климатического режима для различных географических районов).

Проектирование ограждающих конструкций зданий должно производиться с учетом:

— достаточных теплозащитных свойств для защиты помещений от охлаждения зимой и от перегрева летом;

— ограниченной воздухонепроницаемости для защиты помещений от излишнего воздухообмена;

— влагозащитных свойств конструкций;

— достаточно высокой температуры внутренней поверхности для предупреждения появления на ней конденсатной влаги;

— сохранения нормального влажностного режима конструкции и предотвращения ее увлажнения, которое может снизить как теплозащитные свойства, так и долговечность этой конструкции;

Теплопередача через ограждения, т.е. перенос теплоты от одной более нагретой газообразной среды к другой через разделяющую их твердую преграду, определяют по формуле:

                                                        (1)

где Q – количество тепла, проходящего через ограждения;

α – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*0C);

τв, τн – температура соотношения внутренней и наружной стороны ограждения, 0C;

A – площадь ограждения, м2;

t – время, с;

α – коэффициент теплопередачи характеризирует количество теплоты (Дж), которое проходит в течение 1с через 1 м2 ограждения при разности температур внутреннего и наружного воздуха в 10C.

При расчете теплозащитных свойств ограждающих конструкций обычно рассматривают не саму теплопередачу, а сопротивление теплопередаче и пользуются обратной величиной – сопротивлением теплопередаче:

                          (2)

Сопротивление теплопередаче может быть интерпретировано как:

разница температур внутреннего и наружного воздуха, требуемая для передачи через 1 м2 ограждения теплового потока в 1Вт.

Какова структура сопротивления теплопередаче R0.

Процесс перехода теплоты через ограждающую конструкцию состоит из трех этапов:

1 Тепловосприятие с внутренней стороны (со стороны более нагретого воздуха).

2 Теплопроницание через ограждения.

3 Теплоотдача с наружной стороны (со стороны более холодного воздуха).

На каждом этапе тепловому потоку приходится преодолевать соответствующие термические сопротивления из которых складывается величина R0:

                      (3)

(для однородного или однослойного ограждения)

                  (4)

– термическое сопротивление i-го слоя; (5)

где δi — толщина i-го слоя материала и n-слойного ограждения; нумерация слоев от внутренней поверхности);

λi – расчетный коэффициент теплопроводности, Вт/м*0C;

αн – коэффициент конвективной теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/м2*0C;

αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения, Вт/м2*0C.

При наличии внутри многослойного ограждения замкнутых воздушных прослоек вводят дополнительно термические сопротивления отдельных воздушных прослоек Rв.н..

Основные принципы конструирования ограждающих конструкций, вытекающие из технологических требований, заключаются в следующем:

— при проверке сопротивления теплопередаче уже существующей конструкции определяют R0 по вышеприведенным формулам. R0 должна быть не меньше требуемого по санитарно-гигиеническим условиям значения R0тр, зависящего от назначения помещения, его температурно-влажностного режима, вида ограждения, а также местных климатических условий:

      (6)

где n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху (n=1 для наружных стен);

– расчетная температура внутреннего воздуха, 0C;

– расчетная температура наружного воздуха, 0C;

αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждения, Вт/м2*0C.

При проектировании новых конструкций, задаются сопротивлениям теплопередаче, равным R0эк – экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче (по минимуму приведенных затрат), но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R0тр по санитарно-гигиеническим условиям.

Выше всюду предполагалось, что тепловой поток является стационарным – неизменным во времени.

В действительности: вследствие колебаний температур внутреннего и наружного воздуха тепловой поток будет переменным во времени.

Поэтому к ограждающим конструкциям предъявляются некоторые дополнительные теплотехнические требования, состоящие в необходимости обеспечить минимум колебаний температуры на внутренней поверхности ограждения.

Это важно как для поддержания комфортных условий в помещении, так и для предотвращения выделения конденсационной влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Свойство ограждения обеспечивать относительное постоянство температуры на внутренней поверхности при изменениях величины теплового потока через ограждения называют теплоустойчивостью.

Важной величиной, во многом определяющей теплоустойчивость ограждения, является его тепловая инерция D, характеризующая свойство конструкции сохранять или медленно изменять распределение температур внутри конструкции.

Тепловая инерция – величина безразмерная.

Для однородного (однослойного) ограждения (принимая i=1):

                     (7)

Для многослойного ограждения:

                     (8)

Ri – термическое сопротивление i-го слоя материала n – слойного ограждения, м2*0C/Вт;

Si – коэффициент теплоусвоения материала i – го слоя, Вт/(м2*0C); (характеризует свойство поверхности материала воспринимать теплоту при колебаниях теплового потока; зависит от удельной теплоемкости материала, его плотности и весовой влажности).

Для конструкций:

— малой инерционности D>1,5 (до 4);

— средней инерционности D>4 (до 7);

— безынерционных D7,0.

Основы строительной акустики

Одной из важнейших задач при проектировании конструкций зданий является проверка их звукоизолирующей способности от воздействия шума.

При этом:

1 Оценивают шумовую нагрузку от соседних помещений (определяется архитектурно-планировочным решением и задает величину затрат на необходимые звукоизоляционные мероприятия).

2 Выбирают вид ограждения – однослойное или многослойное.

3 Анализируют с точки зрения звукоизоляции перекрытия, окна и двери и рассматривают их изоляционные свойства совместно со стенами и перегородками.

Результат: принятие конструктивного решения перекрытий, перегородок, окон и дверей.

Различают воздушный и ударный шум.

Снижение воздушного шума: устройством на пути его распространения звукоизолирующих преград в виде стен, перегородок, перекрытий, специальных звукоизолирующих кожухов, кабин и выгородок.

Сущность звукоизоляции: наибольшая часть падающей на нее энергии отражается и лишь малая часть проникает через ограждение.

Падающая звуковая волна приводит ограждение в колебательное движение с частотой, равной частоте колебаний частиц воздуха в волне. В результате ограждающая конструкция сама становится источником шума.

Однако ее звуковая мощность меньше звуковой мощности излучающего источника шума.

Ударный шум излучается ограждением, которое приходит в колебательное движение под действием ударов и вибрации источников.

Вибрирующие конструкции излучают шум в помещения, расположенные даже на значительном расстоянии от источника. Такой шум обычно называют структурным.

Структурным будет также шум при излучении его конструкцией, жестко связанной с каким-либо вибрирующими механизмами, например, насосными, вентиляционными или лифтовыми установками.

Для изоляции от ударного шума: применяют различные конструкции полов (по упругим основаниям, по лагам и упругим прокладкам, рулонные, «плавающие полы»).

Улучшение звукоизоляции происходит в результате потерь энергии на местное смятие упругого слоя.

Основным мероприятием по уменьшению структурного шума является виброизоляция всех агрегатов и их элементов при помощи амортизаторов, пружин и резин.

Звукоизоляционные качества ограждений от падения звуковых волн определяется коэффициентом звукопроницаемости:

                         (9)

где pпр и pп – звуковые давления соответственно прошедшей и падающей волн;

Величина  – собственная изоляция ограждения воздушного шума и измеряется в децибелах (ДБ).

Практически звукоизолирующая способность данного ограждения R от воздушного шума определяется:

(10)

где L1 – средний уровень звукового давления в помещении с источником звука, ДЦ;

L2 – то же, в изолируемом помещении;

A – площадь ограждения, через которую проникает шум в защищаемое от шума помещения, м2;

B – постоянная изолируемого помещения, м2.

Раздел «Светотехника» будет подробно рассмотрен в 5 разделе: «Физико-технические основы проектирования промышленных зданий».

Источник: https://studopedia.net/3_49408_osnovi-stroitelnoy-fiziki-fiziko-tehnicheskie-osnovi-proektirovaniya-zdaniy-i-sooruzheniy.html

Физико-технические основы проектирования общественных зданий

Физико-технические основы проектирования зданий и сооружений

Общественные здания должны соответствовать определённым параметрам по размерам и форме, состоянию воздушной среды (микроклимату), звуковому и световому режимам и условиям видимости и зрительного восприятия.

Размер и форма зависят от особенностей функционального процесса, для которого предназначены здание и помещения, и от количества людей, которые будут там находиться (нормы по площади и объёму на 1 человека).

Требования к состоянию воздушной среды(температуре, влажности, степени чистоты воздуха и скорости его движения) обеспечиваются наружными ограждающими конструкциями и центральными системами отопления и искусственной приточно-вытяжной вентиляцией или системами кондиционирования воздуха. Также за счёт естественного проветривания через окна.

Усиленную приточно-вытяжную вентиляцию устраивают в помещениях с выделением избыточной влаги, вредностей или тепла, а в зальных помещениях, где может находиться большое количество людей, применяют самостоятельные системы приточно-вытяжной вентиляции или системы кондиционирования воздуха, не связанные с системами других помещений.

Требуемый звуковой режим в помещениях общественных зданий характеризуется условиями слышимости в помещении, т. е. помещения должны быть надёжно защищены как от внешних, так и от внутренних звуков (шумов), мешающих выполнению функционального процесса.

Звуковой режим в общественных зданиях и их помещениях обеспечивается наружными ограждающими конструкциями, имеющими хорошую звукоизоляцию от внешних шумов, снижением уровня внутренних шумов, т. е. с использованием звукопоглощающих, звукоотражающих и звукоизолирующих материалов и конструкций, а также применением специальных акустических устройств и приёмов.

Кроме конструктивных приёмов обеспечения в общественных зданиях и их помещениях требуемого звукового режима применяют и приёмы объёмно-планировочных решений для обеспечения звукового режима.

Так, например, в школах классы размещают изолированно или в отдельных блоках от шумных помещений, а для звукоизоляции зданий от внешних шумов их можно удалять, например, от автомагистралей или отделять зелёными насаждениями.

Требуемый световой режим в помещениях общественных зданий характеризуется условиями работы органов зрения, соответствующими функциональному назначению помещения.

Помещения общественных зданий, предназначенные для длительного пребывания людей, должны обеспечиваться естественным освещением.

Требуемый уровень естественного освещения помещений зависит от их назначения, особенностей выполняемого в них функционального процесса, а также характера и точности проводимых в помещении работ и обеспечивается размерами оконных проёмов и световых фонарей, их ориентацией по сторонам горизонта, изготовлением стен из прозрачного бетона. В тёмное время суток применяют искусственное освещение. Оно допустимо только в тех помещениях, где естественный свет не нужен, а пребывание людей кратковременно (кинотеатры, театры, цирки, концертные залы и др.).

Требования по инсоляции помещений общественных зданий зависят от их функционального назначения, контингента людей, находящихся в помещении, и климатических условий.

Ориентация окон по сторонам горизонта, их размеры и солнцезащитные устройства должны обеспечивать требуемое (или допустимое) время инсоляции помещений. Например, для основных помещений детских и лечебно-профилактических учреждений выполнение инсоляционного режима обязательно в полном объёме, т.

е. их окна желательно ориентировать на юг, а для школьных классов, аудиторий, кабинетов черчения и рисования и других аналогичных помещений на инсоляцию вводятся определённые ограничения.

Видимость и зрительное восприятие в помещениях общественных зданий обусловлены необходимостью видеть плоские или объёмныепредметы, и обеспечиваются за счёт светового режима и взаимного расположения зрителя и воспринимаемого им объекта.

Билет №7

Крупноблочные здания. Конструктивные схемы и системы крупноблочных зданий и обеспечение их пространственной жесткости.

Для повышения производительности труда при устройстве стен вместо мелкоразмерных стеновых материалов (кирпича, мелких камней) применяются крупные блоки из которых обирают стены здания.

Стены из крупных блоков по высоте этажа делятся на 2-4 яруса, а по длине блоки имеют размеры соответствующие размерам подоконной части стены и простенкам.

Дома со стенами из крупных блоков имеют конструктивные схемы с продольными несущими стенами при высоте домов до 5 этажей, а для домов большей этажности применяют конструктивные схемы с поперечными несущими стенами с большим или смешанным шагом.

Возможны также конструктивные схемы с наружными блочными несущими стенами и внутренним каркасом. Конструктивные системы в крупноблочном домостроении являются пространственными коробчатыми, состоящими из плоских вертикальных несущих элементов – стен и горизонтальных несущих элементов – перекрытий из плит-настилов.

В домах с внутренним каркасом имеет место комбинация коробчатой и стоечно-балочной конструктивных систем. Крупноблочные дома являются полносборными, так как все их конструктивные элементы выполняют из крупноразмерных конструкций и деталей заводского изготовления, т.е.

стены – из крупных блоков, перекрытия – из плит-настилов, перегородки – крупнопанельные, лестницы — крупноблочные или крупнопанельные и другие крупноразмерные конструктивные элементы. Пространственная жесткость крупноблочных домов обеспечивается совместной работой продольных и поперечных стен за счет прочного соединения в местах пересечений и примыканий этих элементов один к другому. По эксплуатационным показателям крупноблочные стены не уступают кирпичным.

Трехслойные монолитные и сборно-монолитные бетонные стены

Трехслойные сборно-монолитные стены состоят из внутреннего несущего бетонного монолитного слоя, толщина которого определяется из условия обеспечения несущей способности, но не менее 120 мм, и наружного слоя из двухслойных сборных элементов, выполняющего теплозащитные и декоративные функции. Сборные наружные теплозащитно-декоративные элементы изготавливают в виде двухслойных панелей с утепляющим слоем с внутренней стороны или в виде бетонных офактуренных снаружи плит с прикрепленным (приклеенным) эффективным утеплителем.

Наружный сборный слой трехслойных стен, как и в двухслойных сборно-монолитных стенах, может выполнять функции наружной опалубки и иметь арматурные выпуски для анкеровки к монолитному слою, или он может крепиться к внутреннему монолитному слою арматурными выпусками или закладными деталями.

Трехслойные монолитные стены состоят из двух слоев из плотного бетона и слоя эффективного утеплителя между ними, и в конструктивном исполнении они могут быть с гибкими или жесткими связями между бетонными слоями (аналогично трехслойным бетонным стеновым панелям). Толщина внутреннего бетонного слоя не менее 120 мм, а наружного – не менее 60 мм.

Толщина утепляющего слоя устанавливается расчетом на теплозащиту. В конструкции таких стен в качестве эффективного утеплителя необходимо применять жесткий плитный материал, например, пенополистирол.

Плитный утеплитель между наружной и внутренней опалубкой закрепляют арматурными с антикоррозионной защитой стержнями-фиксаторами, выполняющими в отформованной стене роль гибких связей между бетонными слоями.

При устройстве трехслойных монолитных стен с жесткими связями между бетонными слоями утеплитель в опалубке закрепляют как и в варианте стен с гибкими связями, но по длине стены утеплитель устанавливают с вертикальными разрывами в 40 – 50 мм, в которые заводят арматурные сетки для армирования жестких связей.

Эвакуация людей из зданий

Безопасность людей в зданиях в случае пожара обеспечивается: во-первых, приданием частям здания требуемой огнестойкости, во-вторых, планировочной организацией путей эвакуации.

Производиться при аварийных случаях. При пожаре: продолжительность эвакуации зависит от задымленности и огнестойкости здания. Эвакуация людей из здания или сооружения состоит из двух этапов: в пределах здания и вне здания.

Ширина коридора рассчитывается в соответствии с интенсивностью людских потоков, но должно быть не менее 1,5 м для главных и 1,25 м – для второстепенных коридоров в общественных зданиях. Двери в коридорах открываются по пути эвакуации. Пропускная способность дверей 1,2 метра составляет 50-60 чел/мин.

Ширину лестничных маршей и дверей эвакуационных выходов рекомендуется принимать не более 2,4 м, чтобы набежать нарушения устойчивости потока эвакуирующихся людей. При необходимости проектирования лестничных маршей большей ширины желательно предусматривать их разделение по ширине промежуточными перилами с поручнем.

Для лестниц с шириной марша более 1,5 м желательно предусматривать поручни с двух сторон. Рекомендуется располагать лестничную клетку со входами через наружную воздушную зону. Для эвакуации людей из здания при аварийных ситуациях кроме основных и вспомогательных необходимо устраивать аварийные лестницы.

Устройство порогов на путях эвакуации людей не допускается.

Пути эвакуации должны быть освещены естественным светом, их ограждения должны иметь повышенную огнестойкость.

По эвакуационным требованиям все двери тамбура должны открываться наружу. В зданиях с интенсивными людскими потоками допускается открывание дверей на 90° в обе стороны от плоскости их проемов.

Различают обычную и аварийную эвакуацию. Во всех случаях люди из здания должны эвакуироваться быстро и беспрепятственно наиболее простыми и предельно короткими путями.

Билет №8

Разрезка крупноблочных стен

Разрезка-это система раскладки блоков в пределах высоты этажа. Применяют следующие виды разрезки наружных несущих крупноблочных стен: двухрядная, трехрядная и четырехрядная, состоящие из трех видов блоков — подоконных, простеночных и перемычечных.

Для самонесущих наружных крупноблочных стен в домах с поперечными несущими стенами применяют блоки из автоклавного ячеистого бетона с двухрядной разрезкой, включающей подоконно-перемычечные и простеночные блоки При двухрядной разрезке наружных несущих блочных стен подоконные и простеночные блоки существенно различаются по массе (масса простеночного блока значительно больше массы подоконного блока), а выбор подъемно-монтажных средств выполняют, исходя из массы более массивного монтируемого элемента, т.е. в этом случае требуется подъемно-монтажное средство большей грузоподъемности. При трех- и четырехрядной разрезке различие в массе между блоками уменьшается и, следовательно, упрощается выбор подъемно-монтажных средств. Независимо от вида разрезки во всех случаях должна обеспечиваться перевязка вертикальных швов-стыков в пределах этажа перемычечными блоками на участках стен с оконными проемами и поясными блоками на участках глухих стен

а) б) в) г)

Рис. 2.2. Схемы разрезок наружных крупноблочных стен на блоки: а – четырёхрядная разрезка; б – трёхрядная разрезка; в – двухрядная разрезка; г – двухрядная разрезка для самонесущих стен крупноблочных домов; Н – высота этажа

Внутренние монолитные стены

В домах с монолитными и сборно-монолитными наружными стенами внутренние несущие стены выполняют монолитными однослойными толщиной не менее160 мм из тяжелого бетона и толщиной не менее 180 мм из легкого конструктивного бетона на пористых заполнителях (керамзите, аглопорите или др.). В домах высотой до 16 этажей внутренние монолитные стены, как правило, не имеют расчетного вертикального армирования, но отдельные участки стен имеют расчетное или конструктивное армирование.

Как и в наружных стенах расчетное армирование в виде плоских или пространственных каркасов имеют надпроемные участки внутренних стен, а конструктивное армирование в виде вертикальных пространственных каркасов устраивают в местах взаимных пересечений внутренних стен и их примыканий к наружным стенам, и в виде плоских каркасов – у граней проемов. Конструктивное армирование зон примыкания одной стены к другой устраивают для ограничения трещинообразования и ширины раскрытия трещин в этих зонах.

В домах высотой более 16 этажей и при строительстве на просадочных грунтах, в сейсмоопасных районах и на подрабатываемых территориях внутренние монолитные стены имеют конструктивное или расчетное вертикальное армирование, вид которого зависит от величины воспринимаемых нагрузок и технологических особенностей устройства монолитных стен.

3. Здания обсл. общ. центров местного значения. Детские учреждения, общ. центры сельских посёлков

Детские учреждения делятся на: детские ясли до 3ёх лет, детские сады. Кол-во мест в детских учреждениях рассчитывают в соответствии с кол-вом обслуживаемого населения, по норме: 30-40 мест в яслях и 40-50 мест в садах.

По назначению выделяют детские учреждения общего типа, для детей с нормальным физическим и умтвенным развитием; учреждения спец назначения и санитарно-оздоровительного типа для нездоровых или ослабленных детей; дома ребёнка для детей немеющих родителей.

основным типом общеобразовательных школя являются 11-тилетние, дающие среднее образование (дневные, вечерние школы, гимназии и др.). Здания детских учреждений имеют объемно-планировочную ячейковую структуру и их проектируют высотой в 1 или 2 этажа по бескаркасной или каркасной конструктивным схемам.

Поскольку детские ясли-сады строят одновременно с жилыми зданиями, то целесообразно при их проектировании и строительстве использовать по возможности те же конструкции, что и в жилых зданиях

Основными помещениями общественных центров сельских посёлков являются:

1)универсальный зал для собраний, демонстраций кинофильмов, выступлений артистов и др.; 2)магазин с торговым залом; 3)столовая с кухней и обеденнымзалом; 4)почтовоеотделение; 5)медицинский пункт; 6)приемный пункт прачечной и комбинатабытовогообслуживания; 7)административные помещения и др.,т.е.

предусматриваются помещения первостепенного общественного бытового и культурного обслуживания населения сельского поселка.

Здания общественных центров сельских поселков проектируют бескаркасными или каркасными по смешанной ячейково-зальной объемно-планировочной структуре с асимметричной компоновкой в плане

Билет_№9



Источник: https://infopedia.su/4x1086.html

3. Физико-технические основы проектирования промышленных зданий

Физико-технические основы проектирования зданий и сооружений

Состояниевоздушной среды производственныхпомещений характеризуется температурой,влажностью и скоростью движения воздуха,а также содержанием в нем химических имеханических (аэрозолей) примесей.

Воздушная среда должна по своим параметрамотвечать технологическим исанитарногигиеническим требованиям.

На ее параметры влияют различные внешниеи внутренние факторы, в том числевыделения тепла, влаги, химическихвеществ, пыли, сопровождающиетехнологический процесс.

Метеорологическиеусловия.Воздух, как среда, окружающая технологическоеоборудование и работающих в производственномпомещении, не должен влиять в отрицательномсмысле на происходящий технологическийпроцесс, но главное – воздух долженотводить от человеческого организмато тепло, которое им выделяется.

Отдачатепла организмом, как и любого нагретоготела, происходит за счет конвекцииокружающим воздухом и излучения, а такжеза счет испарения влаги с кожного покровачеловека. Известно, что интенсивнаяконвекция может происходить лишь приналичии достаточной разности температуртела человека и окружающего воздуха.

Теплоотдачаизлучением также зависит от разноститемператур человеческого тела иокружающих его предметов (оборудования,ограждающих конструкций и пр.), температуракоторых во многих случаях близка ктемпературе воздуха помещения.

Следовательно,температура воздуха в помещении должнабыть тем ниже, чем больше выделяетчеловеческий организм тепла. При работе,не требующей значительного физическогонапряжения, температура воздуха должнабыть более высокой, при тяжелых работах– более низкой.

Испарениевлаги с поверхности тела человека можетпроисходить, если окружающий его воздухпри данной температуре имеет дефицитвлаги.

Если путем конвекции, излученияи испарения организм человека все жене может отдать избытки тепла в окружающуювоздушную неподвижную среду из-зачрезмерно высокой ее температуры ивлажности, то при создании искусственнымиметодами движения воздуха его охлаждающеедействие на организм может быть увеличено,так как в этом случае теплоотдача путемконвекции и испарения возрастает.

Этитри параметра воздушной среды –температура,влажность, скорость движения воздухавсегда рассматриваются вместе,поскольку совокупно действуют начеловеческий организм.

Междучеловеческим организмом и окружающейсредой должен существовать правильныйтепло- и влагообмен. Пределы такихсочетаний определяются значениямитемпературы, которые в этом случае (т.е.с учетом совокупного действия влажностии скорости движения воздуха) называютсяэффективными или эквивалентно-эффективнымитемпературами комфорта.

Работы,выполняемые людьми в промышленныхзданиях, по степени тяжести подразделяютна три категории:

а)легкие, без систематического физическогонапряжения (основные процессыприборостроения, машиностроения и т.п.,выполняемые сидяилистоя) – затрата энергии до 175 Вт (150ккал/ч);

б)средней тяжести, связанные с ходьбой,переноской небольших тяжестей, и работы,выполняемые стоя (прядильно-ткацкоепроизводство, механическая обработкадревесины, сварочные, литейные и т.п.),– затрата энергии до 290 Вт (250 ккал/ч);

в)тяжелые, связанные с постоянным физическимнапряжением (кузнечные с ручной ковкой,литейные с ручной набивкой и заливкойопок и т.п.), – затрата энергии более 290Вт, т.е. более 250 ккал/ч (см. СН 245–71, с.77).

Каждыйвид работ определяет свою температурукомфорта. Температура воздушной средызависит от количества тепла, поступающегов нее от разных источников (за счеттепловыделений организма человека,извне, за счет инсоляции, от системыотопления, от раскаленного металла вметаллургических производствах, отэлектродвигателей, от светильниковискусственного освещения и пр.).

Теплопоступления,оказывающие влияние на температурувоздуха в помещении, называют «явнымтеплом» в отличие от скрытого тепла,образующегося при фазовых превращенияхвещества.

Избыткамиявного тепла называют его остаточныеколичества (за вычетом теплопотерьзданием), поступающие в помещение прирасчетных параметрах наружного воздухапосле осуществления всех мероприятийпо их уменьшению, например теплоизоляцииоборудования.

Взависимости от величины избытков явноготепла производственные помещенияразделяют на две группы: к первой отнесеныпомещения с незначительными избыткамиявного тепла – до 24 Вт/м3(до 20 ккал/м3),ко второй – со значительными – более24 Вт/м3(более 20 ккал/м3).

Цехи,подобные сталеплавильным, т. е. созначительными теплоизбытками называют«горячими цехами». Для горячих цеховхарактерны выделение больших количествтепла излучением (от раскаленногометалла, сильно нагретого оборудованияи пр.) и наличие сильных конвективныхтоков воздуха, возникающих в местах,где расположены источники тепловыделений,например сталеплавильные печи.

Взависимости от характера технологическогопроцесса источники избыточноготепловыделения могут действоватьпостоянно или периодически. Периодическиевоздействия («тепловые удары») значительноусложняют создание требуемыхметеорологических условий в производственныхпомещениях.

Санитарныминормами проектирования промышленныхпредприятий (СН 245–71) установленыоптимальные и допустимые параметрывоздушной среды в рабочей зоне (рис.5.3). При этом также учитывают категориюработы (легкая, средней тяжести и тяжелая)и периоды года: холодный, переходный(температура наружного воздуха ниже 10°С) и теплый (температура наружноговоздуха выше 10°С).

Рис.5.3.

Оптимальные температурно-влажностиыеусловия на рабочих местах в производственныхпомещениях промышленных зданий: а – впомещениях с незначительными изначительными избытками явного теплав холодный и переходный периоды года(tвменьше 10 °С); 6 – в помещениях снезначительными и значительнымиизбытками явного тепла в теплый периодгода (tвбольше 10 = С). Комфортные зоны прикатегориях работ: 1 – легкой; 2 – среднейтяжести, 3 – тяжелой

Приотклонении параметров воздушной средыот оптимальных значений сверх допустимыхпределов условия труда существенноухудшаются, падает производительностьтруда, повышается утомляемость людей,возрастает восприимчивость к различнымзаболеваниям.

Составвоздуха.Воздух производственных помещенийвсегда содержит различные примеси,которые могут оказывать вредноевоздействие на организм человека,конструкции здания и на технологическийпроцесс или технологическое оборудование.К ним относятся:

а)влага,выделяемая людьми (потоотделение)и оборудованием в процессе производства;

б)инертныеи вредныегазы,образующиеся в результате разложенияорганической пыли, выделяемые в источникахоткрытого огня и т.п.;

в)механическиепримесиорганического и неорганическогопроисхождения в виде аэрозолей илидисперсных систем, выделяемые в результатетехнологического процесса или деятельностичеловека.

Следуетотметить, что на состав воздухапроизводственных помещений оказываетнепосредственное влияние и наружнаявоздушная среда, содержащая такие жепримеси. Перечисленные выше примеси визвестных концентрациях делают составвоздуха вредным и даже опасным длячеловека, губительно действующим настроительные конструкции здания.

Мериломнепригодности воздуха может быть каждыйиз перечисленных выше видов примесейили их совокупность, что зависит отхарактера технологического процесса,протекающего в помещении.

Например, вгаражах мерилом непригодности воздухаслужит наличие в нем максимальнодопустимого количества окиси углерода,выделяемого при работе двигателейвнутреннего сгорания.

В производственныхпомещениях, связанных с выделениемпыли, мерилом загрязненности воздухаслужит содержание в нем пыли в количествах,превышающих безвредные для человеканормы.

Воздействиевлаги в ее чистом виде на конструкции,например при конденсации влаги навнутренних поверхностях ограждающихконструкций (поверхностная конденсация)или внутри (внутренняя конденсация),может вызвать их переувлажнение(отсыревание), ухудшение физико-техническихпоказателей и в конечном итогепреждевременный износ. Об этом подробнобыло изложено ранее [2, с. 88].

Вредноевоздействие влаги в производственныхпомещениях, технологические процессыв которых связаны, например, с выделениемсернистых или других газов, гложет резкоусилиться в результате взаимодействияэтих газов с влагой и образования слабыхрастворов кислот, разрушающе действующихна строительные конструкции (сталь,бетон и др.).

Следуеттакже иметь в виду, что присутствие ввоздухе или на поверхности конструкциигигроскопических солей (как результатвыделений технологического процесса)повышает температуру точки росы.

Приперемещении по толще ограждающейконструкции к ее наружной поверхностивлаги, сконденсировавшейся на внутреннейповерхности и содержащей растворенныехимические примеси, в холодных слояхконструкции может возникнуть кристаллизацияэтих примесей, сопровождающаясярасширением вещества и вызывающаясерьезные нарушения структуры материалаконструкции. Такое явление наблюдается,например, в наружных ограждающихконструкциях (стенах, покрытиях)красильных цехов текстильных предприятий,если они не имели надежной гидроизоляции,препятствующей проникновению влаги (вжидкой фазе) в толщу ограждения.

Стольже неприятные последствия могут даватьрезультаты взаимодействия влаги инекоторых видов механических примесей,содержащихся в воздухе (аэрозолей),например, в виде нерастворимых пленокна ограждающих конструкциях илиоборудовании.

Следовательно,влага в чистом виде как составная частьвоздушной среды производственногопомещения оказывает активное влияниена влажностное состояние ограждающихи других конструкций здания и в избыточныхколичествах способствует развитиюпроцессов коррозии, снижению морозостойкостии пр., а в сочетании с химическими идругими примесями, содержащимися ввоздухе, может стать решающим фактором,определяющим долговечность конструкций.

Поэтомупри проектировании здания следуетособенно» тщательно проанализироватьожидаемый влажностный режим воздушнойсреды и предусмотреть все необходимыемеры для предупреждения его неблагоприятныхвоздействий как на человеческий организм,так и на конструкции.

Вомногих промышленных зданиях воздушнаясреда может содержать вредные длячеловека химическиевещества.

Вредныевещества по степени воздействия наорганизм человека подразделяются начетыре класса: I – чрезвычайно опасные,II – высокоопасные, III – умеренно опасные,IV – мало опасные. Их агрегатное состояниеможет быть в виде паров или газов,аэрозолей или смеси паров и аэрозолей.Некоторые из них опасны при поступлениив организм человека через дыхательныепути или через кожный покров.

Некоторыеаэрозоли обладают фиброгенным действием,т.е. вызывают поражение дыхательныхпутей человека в результате патологическогороста тканей.

Воздействиеперечисленных веществ зависит от ихконцентрации. Поэтому установленыпредельно допустимые концентрациивредных веществ 1 в воздушной средерабочей зоны производственных помещений(«Санитарные нормы проектированияпромышленных предприятий» СН 245– 71).

Втех случаях, когда в воздухе рабочейзоны содержится несколько вредныхвеществ однонаправленного действия(т.е. близких по химическому строению ихарактеру биологического воздействияна организм человека), допустимымисчитаются концентрации, которыеудовлетворяют следующему соотношению:

гдеС1,С2,…, Сn– фактические концентрации вредныхвеществ;

ПДК1,ПДК2,…, ПДКn– предельно допустимые концентрации,установленные для их изолированногоприсутствия.

Следуетиметь в виду, что степень агрессивноговоздействия газов определяется нетолько их видом и концентрацией, нотемпературой и влажностью воздуха. Чемвыше температура и влажность воздуха,тем активнее вредные вещества воздействуютна организм человека.

Степеньагрессивного воздействия аэрозолейзависит от их вида, дисперсности,интенсивности обмена воздуха (для пылии дыма), растворимости, гигроскопичностии, главное, от содержания влаги в воздухе.

Поразмерам частиц аэрозоли подразделяютна пыль (от 10 мкм и выше), туманы с жидкимичастицами (0,1-10 мкм) и дым (0,001-0,1 мкм).

Агрессивноевоздействие пыли(типа солей) зависит от гидрофильности,растворимости в воде, степениэлектролитической диссоциации иактивности ионов и повышается в следующемпорядке: силикаты, фториды, карбонаты,бикарбонаты, сульфиты, сульфаты и т.д.Наиболее опасна пыль свинца, фосфора идругих подобных элементов, а такжевеществ, пылинки которых имеют острыекрая.

Кпроизводственным зданиям, технологическиепроцессы в которых связаны с большимвыделением пыли, относятся: трепальныеотделения хлопчатобумажных фабрик,цехи стекольных заводов, фосфоритовыемельницы и крупозаводы, сырьевыеотделения цементных заводов при сухомспособе производства цемента и др.

Намногих промышленных предприятияхпроизводится переработка пыли. Например,на свинцово-цинковых заводах, в отделенияхшахтных печей, конвертеров и агломерационныхмашин очень вредная свинцовая пыльулавливается и из нее извлекают рядценных элементов.

Длязащиты помещения от пыли и загазованностивоздушной среды наружный воздух,забираемый системой искусственнойвентиляции, очищается в специальныхфильтрах.

Особым,очень важным аспектом состояния воздушнойсреды производственного помещенияявляется возможность возникновения внем взрывоопасныхсмесей.

Такие смеси образуются в помещениях,где в процессе производства в воздухвыделяются пары газа или пыли, способныев смеси с ним (в определенных соотношениях)взрываться.

Наибольшее число такихвзрывов приходится на химическиепроизводства, связанные с водородом,ацетиленом и метаном.

Достаточновзрывоопасны производства с применениемгорючих жидкостей, а также производствас выделениями органической пыли. К нимотносятся, например, производства,связанные с приготовлением итранспортированием угольной пыли,древесной муки, мукомольные производства,производства с выделением сахарнойпыли и др.

Причинамиобразования взрывоопасных смесей, какправило, являются нарушения технологическогопроцесса, неисправность аппаратуры,нарушение контроля за ней, аварийныеситуации, неисправность или недостаточнаяэффективность систем вентиляции и т.п.

Припроектировании промышленных зданий наобеспечение оптимальных параметроввоздушной среды должно обращатьсябольшое внимание.

Они достигаются припомощи систем отопления, естественнойвентиляции (аэрации), искусственнойвентиляции и систем кондиционированиявоздуха, надлежащим образом отрегулированныхи управляемых, а также путем правильногоподбора физико-технических параметровограждающих конструкций здания.

Нарядус этим важнейшим фактором в борьбе заобеспечение комфортныхусловий трудаостается совершенствование технологическихпроцессов и оборудования с целью сниженияих влияния на состояние воздушной средыпроизводственного помещения.

В частности,защиту работающих от лучистого теплаосуществляют не только мерами строительногохарактера, но и мерами, непосредственносвязанными с технологическим процессоми оборудованием, например, экранированием,охлаждением сильно нагретых поверхностейоборудования, созданием изолированныхот внешней среды рабочих мест, применениемводовоздушного душирования.

Целесообразнотакже здесь рассмотреть еще однухарактеристику среды, которая имееткосвенное отношение к рассмотреннымранее вопросам. Имеется в виду накоплениена теле работающих в помещении статическогоэлектричества.Этот фактор стал заметно проявлятьсяпри выполнении строительных конструкцийиз синтетических материалов.

Присоприкосновении человека с заземленнымиметаллическими деталями происходитэлектрический разряд, который отрицательнодействует на организм человека и можетв отдельных случаях привести кпроизводственной травме, а во взрывоопасныхпомещениях – к взрыву или загоранию.

На организм человека физиологическоевоздействие зарядов статическогоэлектричества оценивается величинойпотенциала в кВ. На теле человека припотенциале 3 кВ разряд не ощутим, при4-5 кВ – ощутим, при 6-12 кВ человек ощущаетлегкие, сильные и острые как бы уколы.

При потенциалах более 12 кВ возникаютсудороги.

Наиболееактивные в электростатическом отношении– полы, выполненные из линолеума,ворсовых ковров, пластиков и т.п.Допустимая величина остаточногопотенциала зарядов в синтетическихпокрытиях полов до 200 В.

Источник: https://studfile.net/preview/5434910/

Biz-books
Добавить комментарий