Архитектурная физика

1.

Архитектурная физика
Пермь, 2019
1

2. 1. Климатология

Климат – многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности.
Глобальное изменение климата. Важнейшими для архитектурного проектирования
климатическими факторами являются:
• Солнечная радиация;
Температурные факторы;
Влажность;
Ветер.
2

3.

3

4.

солнечная радиация
4

5.

температурные факторы
5

6.

http://www.ipcc.ch/home_languages_main_russian.shtml
температурные факторы
6

7.

http://www.ipcc.ch/home_languages_main_russian.shtml
температурные факторы
7

8.

влажность
8

9.

влажность
9

10.

влажность
10

11.

влажность
11

12.

влажность
12

13.

ветер
13

14.

ветер
14

15.

ветер
15

16.

16

17.

ветер
Жёсткость погоды – термин, под которым подразумеваются ощущения человека при
одновременном воздействии на него мороза и ветра.
На практике позволяет оценить и сравнить субъективные ощущения человека от
нахождения в условиях с разным сочетанием отрицательной температуры и силы ветра,
приведя их к единому эквиваленту.
Тепловое состояние человека в холодный период года в основном определяется низкой
температурой воздуха и скоростью ветра, которые влияют и на охлаждение незащищенных
частей тела, и на органы дыхания.
Формула Бодмана
S
(1 0.04t )(1 0.27u )
S – индекс жесткости, t – температура воздуха, u – скорость ветра. Согласно шкале
Бодмана, при S < 1 зима несуровая, мягкая; 1 – 2 – зима малосуровая; 2 – 3 – умеренно
суровая; 3 – 4 – суровая; 5 – 6 – жестко суровая; 6 – крайне суровая.
17

18.

осадки
Атмосферные осадки разделяются на две основные группы:
1. Выпадающие из облаков – дождь, снег, град, крупа, морось и др.;
2. Образующиеся на поверхности земли и на предметах – роса, иней, изморось, гололед.
18

19.

осадки
Атмосферные осадки разделяются на две основные группы:
1. Выпадающие из облаков – дождь, снег, град, крупа, морось и др.;
2. Образующиеся на поверхности земли и на предметах – роса, иней, изморось, гололед.
19

20.

осадки
Влияние крупных городов на распределение осадков проявляется вследствие наличия
эффекта «острова тепла», повышенной шероховатости городской территории и
загрязнения воздушного бассейна. Исследования, проведенные в разных физикогеографических зонах, показали, что внутри города и в пригородах, расположенных с
наветренной стороны, количество осадков увеличивается, причем максимальный эффект
заметен на расстоянии 20 – 25 км от города.
20

21.

осадки
Считается, что биологическое действие осадков на человеческий организм в основном
характеризуется благотворным эффектом. При их выпадении из атмосферы вымываются
загрязняющие примеси и аэрозоли, частички пыли. Конвективно-ливневые осадки
способствуют формированию отрицательных ионов в атмосфере. Так, в теплый период
года после грозы у больных снижаются жалобы метеопатического характера, уменьшается
вероятность инфекционных заболеваний. В холодный период, когда осадки в основном
выпадают в виде снега, он отражает почти 100% ультрафиолетовых лучей, что используют
на горных курортах, проводя в это время года «солнечные ванны».
В то же время нельзя не отметить и отрицательной роли осадков, а именно связанную с
ними проблему кислотных дождей. Эти осадки содержат растворы серной, азотной,
соляной и других кислот, образующихся из выбрасываемых в процессе хозяйственной
деятельности оксидов серы, азота, хлора и т.п. В результате выпадения таких осадков
происходит загрязнение почвы и воды. Кислотные осадки усиливают коррозию металлов,
тем самым оказывая отрицательное воздействие на кровельные материалы и
подверженные воздействию осадков металлические конструкции зданий и сооружений.
Воздействие атмосферных осадков на здания заключается в увлажнении кровли и
наружных ограждений, приводящих к изменению их механических и теплофизических
свойств и влияющих на срок службы, а также в механической нагрузке на строительные
конструкции, создаваемой накапливающимися на кровле и выступающих элементах
зданий твердыми осадками.
21

22. 2. Теплотехника

22

23.

теплотехника
23

24.

теплотехника
24

25.

теплотехника
25

26.

теплотехника
26

27.

теплотехника
27

28.

теплотехника
Таблица 1.5
28

29.

теплотехника
№
Наименование материала
1 Известково-песчаный раствор
2 Глиняный обыкновенный кирпич
на цементно-песчаном растворе
3 Плиты пенополистирольные
4 Мрамор
ρ, кг/м3
δ, м λ, Вт/(м×°С)
0,01
0,38
0,12
0,02
29

30.

теплотехника
30

31.

теплотехника
31

32.

теплотехника
32

33.

теплотехника
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от
относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по
таблице 1.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б в зависимости от влажностного
режима помещений и зон влажности района строительства для выбора теплотехнических
показателей материалов наружных ограждений следует устанавливать по таблице 2.
Зоны влажности территории России следует принимать по приложению В.
33

34.

влажность
34

35.

теплотехника
35

36.

теплотехника
tв – температура внутреннего воздуха в помещении,
принимаемая по Таблице 1.2 (ГОСТ 30494-2011).
tн – температура наружного воздуха, принимаемая равной
средней температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0.92 по СНиП 23-01-1999.
36

37.

теплотехника
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1
№
1
2
3
4
Наименование материала
δ, м
δ, м
δ, м
Известково-песчаный раствор
0,01
0,015
0,02
Силикатный кирпич на цементнопесчаном растворе
Минеральная вата
0,34
0,36
0,40
Известняк
0,01
0,01
0,02
Мурманск
Чита
ЮжноСахалинск
А, Б, В, Г, Д, Е,
Ё, Ж, З, Д, И, К
Л, М, Н, О, П, Р,
С, Т, У, Ф
Х, Ц, Ч, Ш, Щ,
Э, Ю, Я
Населенный пункт
1. Вычислите минимальную толщину пенополистирольных плит, которые
обеспечат требуемое сопротивление ограждающей конструкции.
2. Вычислите перепад температуры между внутренней стеной и воздухом в
помещении и сравните его с требуемым значением.
37

38.

теплотехника
Уравнение теплопроводности Фурье
Уравнение теплопроводности (закон Фурье):
dT
a T
dt
здесь а – коэффициент температуропроводности.
Когда известны температуры на наружной и внутренней поверхности ограждения,
количество теплопотерь можно вычислить по формуле
λ
Q ( int ext ) St ( )
δ
где λ – коэффициент теплопроводности материала ограждения
38

39.

теплотехника
Расчет температуры в толще ограждения методом Фокина-Власова
39

40.

теплотехника
Расчет температуры в толще ограждения методом Фокина-Власова
№
Наименование материала
δ, м
1
Глиняный обыкновенный кирпич на цементнопесчаном растворе
Плиты пенополистирольные
0,08
2
0,02
Вдоль горизонтальной оси откладывают сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции,
начиная с сопротивления теплопередаче внутренней поверхности ограждения и кончая сопротивлением
теплопередаче наружной поверхности ограждения, так, чтобы сумма всех отрезков изображала в том же
масштабе величину общего сопротивления теплопередаче ограждения. Вдоль вертикальной оси
откладывают температуру.
Через полученные на горизонтальной оси точки проводят вертикальные линии и на крайних вертикалях
откладывают температуру внутреннего и температуру наружного воздуха, получая точки А и В, которые
соединяют прямой, проходящей через всю ограждающую конструкцию с одним и тем же углом наклона.
Полученные графическим методом значения температур переносят на чертеж конструкции ограждения и
соединяют прямыми линиями точки, соответствующие температурам на границах слоев. Полученная
ломанная линия представляет реальный график изменения температуры внутри многослойной
ограждающей конструкции. Более крутой наклон этого графика отображает слои из малотеплопроводного
материала, а более пологий – наоборот, из материалов с большей теплопроводностью.
40

41.

теплотехника
Влагопроницаемость
Удовлетворяет ли условиям паропроницания конструкция перекрытия, состоящая из
следующих конструктивных слоев, расположенных по порядку сверху вниз:
цементно-песчаная стяжка толщиной 20 мм;
утеплитель из пенополистирольных плит толщиной 100 мм;
пароизоляция из рубероида;
железобетонная плита перекрытия толщиной 220 мм.
Исходные данные
Место строительства – г. Казань;
Влажностный режим помещения – нормальный;
Температура внутреннего воздуха tint = +20°С;
Относительная влажность внутреннего воздуха φint = 55%.
41

42.

теплотехника
Влагопроницаемость
Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-03 «Тепловая защита
зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию
рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением.
Для определения фактического сопротивления паропроницанию чердачного
перекрытия устанавливаем коэффициенты паропроницания материала слоев
ограждения μ:
железобетон – ???? мг/(м·ч·Па);
цементно-песчаная стяжка - ???? мг/(м·ч·Па);
пенополистирол – ???? мг/(м·ч·Па).
рубероид – ???? м2·ч·Па/мг.
Далее определяем фактическое сопротивление паропроницанию чердачного
перекрытия как сумму сопротивлений паропроницанию отдельных слоев Rфакт
Нормируемое сопротивление паропроницанию вычисляем по СП 23-101-04:
Rнорм = 0,0012(eint - eext)
42

43.

теплотехника
Влагопроницаемость
43

44.

теплотехника
Влагопроницаемость
eext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода
месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по табл. 5а
СНиП 23-01-99;
eint – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной
температуре и относительной влажности этого воздуха.
44

45.

теплотехника
Влагопроницаемость
45

46.

теплотехника
46

47.

теплотехника
Определить точку росы для воздуха, имеющего температуру 18°С при
относительной влажности φ = 70%
Для стены из легкого бетона толщиной 42 см и теплопроводностью 0.465
Вт/(м×°С) определить предельную допускаемую влажность воздуха в
помещении при tв =18°С и tн =-25°С.
47

48.

теплотехника
Изотермы сорбции водяного пара древесиной
Изотермы сорбции водяного пара 1 – глиняным
обыкновенным кирпичом, 2 – минеральной ватой
48

49. 3. Архитектурная светология

Светочувствительные элементы
расположены на сетчатке неравномерно:
в центральной части преобладают
колбочки, в периферических частях –
палочки. Благодаря палочкам сетчатка
глаза может ощущать яркость при малой
интенсивности освещения (например,
при сумеречном освещении).
Особенность палочек заключается в том,
что они не вызывают ощущения цвета: с
наступлением сумерек объекты кажутся
серыми. Колбочки не реагируют на
слабые световые раздражители; они
менее чувствительны, чем палочки.
Желтое пятно (диаметр около 1 мм) –
область наибольшей остроты зрения
в сетчатке глаза человека. Пятно
расположено против зрачка, рядом с
метом входа в глаз зрительного нерва.
Это слепое пятно, в котором нет ни
Нормальной остротой зрения, равной единице, считается
способность видеть две точки, разделенные промежутком в одну колбочек, ни палочек, так что этим
местом глаз не видит.
угловую минуту
49

50.

Светология
Желтое пятно имеет слегка вытянутую форму по горизонтали и соответствует углам 6° и 8°. На
расстоянии 12° от центральной ямки начинается слепое пятно, угловой размер которого равен
примерно 6°. До наружного края слепого пятна от середины центральной ямки 18°. Если таким
радиусом описать круг, получим основание зрительного конуса, соответствующее 36°. Это поле
50
ясного зрения

51.

Светология
51

52. Шкала электромагнитных волн

Светология
Шкала электромагнитных волн
52

53.

Светология
53

54.

Светология
Коэффициент
естественной
освещенности
КЕО
–
отношение
естественной освещенности, создаваемой
в некоторой точке заданной плоскости
внутри
помещения
светом
неба
(непосредственным
или
после
отражений), к одновременному значению
наружной горизонтальной освещенности,
создаваемой
светом
полностью
открытого небосвода; выражается в
процентах.
Нормированные значения КЕО, еN, для зданий в различных регионах следует
определять по формуле еN = еH mN,
еH – нормированное значение КЕО для группы №1 административных районов
(СНИП 23-05-1995, Таблица 1 или 2);
mN – коэффициент светового климата (СП 23-102-2003, Таблица 2);
N – номер группы административных районов (СП 23-102-2003, Таблица 1).
54

55.

Светология
СНИП 23-05-1995 Естественное и искусственное освещение.
Требования к освещению помещений промышленных предприятий. Таблица №1
55

56.

Светология
СНИП 23-05-1995 Естественное и искусственное освещение. Требования к освещению
помещений жилых, общественных и административно-бытовых зданий. Таблица №2
56

57.

Светология
СНИП 23-05-1995 Естественное и искусственное освещение. Нормируемые
показатели освещения основных помещений общественных, жилых,
вспомогательных зданий. Приложение И
57

58.

Светология
СП 23-102-2003 Естественное освещение жилых и общественных зданий
58

59.

Светология
59

60.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений
Предварительный расчет осуществляют в следующей последовательности:
1. определяют отношение глубины помещения к высоте от верхней грани
световых проемов до уровня условной рабочей поверхности;
2. на оси абсцисс графика (СП 23-102-2003, рисунок 1, 2 или 3) определяют
точку, соответствующую вычисленному значению;
3. через найденную точку восстанавливают перпендикуляр до пересечения с
кривой, соответствующей нормированному значению КЕО для
проектируемого помещения;
4. по ординате точки пересечения находят процентное отношение площади
бокового остекления Ас к площади пола помещения Ап;
5. разделив найденное значение на 100 и умножив на площадь пола,
определяют площадь боковых световых проемов в м2.
60

61.

Светология
61

62.

Светология
62

63.

Светология
63

64.

Светология
Предварительный расчет площади световых проемов при
боковом естественном освещении помещений в школьных
классах
№
окна
Размеры комнаты d×b×h, м3
Расстояние от верхней грани окна до потолка
Точность
Калининградская область
С
6×3×2.7
0.3
высокая
64

65.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений. Пример 1
Определить площадь светового проема в рабочем кабинете здания управления в Сургуте:
глубина помещения dп = 5,5 м, ширина помещения bп = 3,0 м, толщина наружной стены 0,5 м,
высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 1,9 м, высота
подоконника h0 = 0,9 м, переплеты металлические одинарные с двумя слоями остекления;
средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения ρср = 0,5, затемнение
противостоящими зданиями отсутствует.
Порядок расчета:
1. По приложению И СНиП 23-05-1995 определяют нормированное значение
КЕО ен.
2. Выполняют предварительный расчет естественного освещения: по глубине
помещения и высоте верхней грани светового проема над условной рабочей
поверхностью определяют dп/h01.
3. По рисунку 1, 2 или 3 СП 23-102-2003 определяют относительную площадь
светового проема Асо/Ап. Определяют площадь боковых световых проемов и
65
их ширину.

66.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений
4. Производят проверочный расчет по формуле
e = εqir0τ0/ Kз
5. Накладывают график I для расчета коэффициента естественной
освещенности методом А.М. Данилюка (СНИП 23-102-2003, рисунок 8) на
поперечный разрез помещения, совмещая полюс графика с расчетной точкой
А, а нижнюю линию графика – с условной рабочей поверхностью;
подсчитывают число лучей по графику I, проходящих через поперечный
разрез светового проема n1.
6. Отмечают концентрическую полуокружность N, проходящую через
середину светового проема С.
7. Накладывают график II (СНИП 23-102-2003, рисунок 10) для расчета КЕО
на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и
горизонталь N проходили через точку С; подсчитывают число лучей,
проходящих от неба через световой проем n2.
66

67.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений
9. Определяем значение геометрического КЕО по формуле ε = 0.01×n1×n2.
10. На поперечном разрезе помещения определяют угол θ, под
которым видна середина светового проема из точки А. По таблице Б.1
СНИП 23-102-2003 линейной интерполяцией находят для этого угла
коэффициент qi, учитывающий неравномерную яркость облачного неба.
11. По размерам помещения находят lT/dп, bп/dп. По значениям dп/h01, lT/dп, bп/dп
и ρcp в Таблице Б.4 или Б.5 СНИП 23-102-2003 интерполяцией находят r0.
12. Для прозрачного остекленения с металлическим одинарным переплетом
определяют общий коэффициент светопропускания: τ0 = τ1×τ2×τ3×τ4,
где τ1 – коэффициент светопропускания остекления (Таблица Б.7), τ2 –
коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроемов (Таблица
Б.7); τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях
(при боковом освещении τ3 = 1); τ4 – коэффициент, учитывающий потери света в
солнцезащитных устройствах (Таблица Б.8).
67

68.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений
12. По Таблице 3 СНиП 23-05-1995 находят коэффициент запаса Кз.
13. Определяют геометрический КЕО в точке А, подставляя значения всех
найденных коэффициентов в исходную формулу.
14. Сравнивают полученное значение с нормируемым значением КЕО.
68

69.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений. Пример 2
Определить площадь светового проема в школьном кабинете в Перми:
• расчетная точка находится на расстоянии 1 м от дальней стенки;
• глубина помещения dп = 8 м;
• ширина помещения bп = 3 м;
• толщина наружной стены 0,5 м;
• высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 2,7 м;
• высота подоконника h0 = 1 м;
• переплеты деревянные одинарные с двумя слоями остекления;
• средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения ρср = 0,5.
69

70.

Светология
Определение площади световых проемов при боковом
естественном освещении жилых и общественных
помещений. Контрольная работа
Вариант 1: А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И, К, Л, М, Н
Определить площадь светового проема в рабочем кабинете в Перми:
• расчетная точка находится на расстоянии 1.5 м от дальней стенки;
• глубина помещения dп = 5 м;
• ширина помещения bп = 9 м;
• толщина наружной стены 0,5 м;
• высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 4,0 м;
• высота подоконника h0 = 1 м;
• переплеты деревянные спаренные с двумя слоями остекления;
• средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения ρср = 0,45.
Вариант 2: О, П, Р, С, Т, У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я
Определить площадь светового проема в рабочем кабинете в Перми:
• расчетная точка находится на расстоянии 2 м от дальней стенки;
• глубина помещения dп = 6 м;
• ширина помещения bп = 10 м;
• толщина наружной стены 0,5 м;
• высота верхней грани светового проема над условной рабочей поверхностью h01 = 4,0 м;
• высота подоконника h0 = 1 м;
• переплеты металлические одинарные с двумя слоями остекления;
• средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения ρср = 0,60.
70

71.

Светология
71

72.

Светология
72

73.

Светология
73

74.

Светология
74

75.

Светология
75

76.

Светология
76

77.

Светология
77

78.

Светология
Расчет времени использования естественного освещения в
помещениях
Расчет времени использования различных вариантов естественного и
совмещенного освещения помещений должен производится для всего года или
для зимнего или летнего периодов. Продолжительность использования
естественного освещения помещений следует определять промежуточным
временем между моментами выключения и включения искусственного
освещения.
Расчет естественного освещения следует выполнять в зависимости от групп
административных районов по ресурсам светового климата РФ и
рассматриваемого периода года. Для зданий, расположенных в 1-й, 3-й и 4-й
группах административных районов расчет производится для всех месяцев года
по облачному небу. При расположении зданий в 2-й и 5-й группах
административных районов расчет ведется для зимней половины года (ноябрь –
апрель) по облачному небу, а для летнего периода года (май – октябрь) – по
безоблачному небу.
78

79.

Светология
Расчет времени использования естественного освещения в
помещениях
Методика расчета времени использования естественного освещения помещений проводится в
следующей последовательности:
1) определяется номер административного района по ресурсам светового климата (СП 23102-2003, Таблица 1) и устанавливаются условия рассматриваемого периода;
2) По таблице В.1 или В.3 СП 23-102-03 выписываются значения горизонтальной
освещенности Ег0, по которым определяются для соответствующих моментов времени
значения освещенности внутри помещения Е = 0,01×ер×Ег0;
3) по найденным значениям Е строится график изменения естественной освещенности в
помещении в течение рабочего дня при заданном расчетном ер;
4) на ординате графика определяется точка, соответствующая нормированной освещенности
300 лк, через которую проводится горизонталь до пересечения с кривой в первой и второй
половине дня;
5) точки А и Б пересечения с кривой проектируются на ось абсцисс и устанавливаются точки,
соответствующие времени выключения искусственного освещения утром и включения
искусственного освещения вечером;
6) определяется время использования естественного освещения, как разность времени
выключения и включения искусственного и естественного освещения.
79

80.

Светология
80

81.

Светология
Пример 1.
Определить естественную освещенность и продолжительность
использования естественного освещения в течение дня в сентябре при
сплошной облачности в трех точках А, Б и В школьного класса на
уровне парт (0,8 м от пола).
Точки расположены на следующих расстояниях от наружной стены с
окнами: А – 1,5 м, Б – 3 м и В – 4,5 м.
Расчетные значения КЕО еА = 5%, еБ = 3%, еВ = 2%. Нормированная
освещенность в классной комнате равна 300 лк. Школа расположена в
Санкт-Петербурге и работает в одну смену с 9 до 15 ч.
81

82.

Светология
Пример 2.
Определить естественную освещенность и продолжительность
использования естественного освещения в течение дня в сентябре при
сплошной облачности в трех точках А, Б и В школьного класса на
уровне парт (0,8 м от пола).
Точки расположены на следующих расстояниях от наружной стены с
окнами: А - 2 м, Б - 4 м и В - 6 м. Расчетное значение КЕО в
точке А еА = 4,5 %, в точке Б еБ = 2,3 %, в точке В еВ = 1,6 %.
Нормированная освещенность в классной комнате равна 300 лк.
Школа расположена в Белгороде и работает в одну смену с 8 до 14 ч.
82

83.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
Рассчитать общее равномерное освещение в помещении, где используются компьютеры. Исходные
данные: длина помещения А = 7,2 м, ширина помещения В = 5,6 м, высота помещения Н = 3,2 м,
коэффициенты отражения: потолка ρn = 70 %, стен ρc = 50 %, рабочей поверхности ρР = 30 %
Методика расчета времени использования естественного освещения помещений проводится в
следующей последовательности:
1) Выбираем источник света. Договоримся использовать люминесцентные лампы белого
света типа ЛБ-40.
2) Выбираем тип светильника. Принимаем светильники с двумя лампами.
3) Принимаем свеc светильника hС.
4) Определяем высоту рабочей поверхности hр.
5) Определяем расчетную высоту подвеса светильника НР = H – hС – hр.
6) Определяем оптимальное расстояние между рядами люминесцентных светильников L по
формуле L=λ×НР. Различают значение λс (светотехнически оптимальное соотношение)
и λэ (энергетически оптимальное соотношение). Величиной λс следует пользоваться в том
случае, если мощность источника света известна или задана. Когда мощность источника
неизвестна и есть возможность выбрать ее близкой к расчетной, то в расчет принимают
величину λэ.
83

84.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
Величина оптимального расположения определяется типом кривой силы излучения
84

85.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
85

86.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
Для люминесцентных ламп характерна кривая силы излучения типа Д.
Следовательно, λ = λс = 1.4.
7) Определяем число рядов светильников N по формуле N = B/L (округляем до целого
значения).
8) Выбираем нормированное значение освещенности (СНиП 23-05-1995, Приложение И).
9) Определяем площадь помещения S.
10) Выбираем коэффициент запаса (СНиП 23-05-1995, Таблица 3).
11) Определяем коэффициент неравномерной освещенности z. При расположении
светильников в ряд при оптимальном отношении λ рекомендуется принимать z = 1.1 для
люминесцентных ламп.
12) Определяем индекс помещения i = A×B/[НР(A + B)].
13) Выбираем коэффициент использования светового потока η по таблице
86

87.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
13) Выбираем коэффициент использования светового потока η по таблице
87

88.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
14) Определяем необходимый световой поток
одного
ряда
светильников
Φ
=
eн×S×K×z/(N×η).
15) Определяем число светильников в одном
ряду: n = Φ/Φсв, Φсв – световой поток
одного светильника, лм. Световой поток
лампы определяем по таблице (с учетом
количества ламп в светильнике).
16) Определяем
расчетное
значение
освещенности одного ряда светильников
eр = eН×Φр/Φ, здесь Φр = n×Φсв.
17) Определяем
отклонение
расчетной
освещенности
от
нормированного
значения: Δ = (eр – eН)/ eН×100%
18) Сравниваем с требованиями СНиП 23-0595: допускается снижение расчетного
значения ер от нормируемого eн не более
чем на 10%.
88

89.

Светология
Расчет искусственного освещения в помещениях методом
коэффициента использования светового потока
Пример. Рассчитать общее равномерное освещение в столярной мастерской.
Исходные данные: длина помещения А = 7,8 м, ширина помещения В = 5,2 м,
высота помещения Н = 3,6 м, коэффициенты отражения: потолка ρn = 50 %,
стен ρc = 30 %, рабочей поверхности ρР = 10 %
89

90.

Светология
Понятие «цветовая температура» относится к физике. Установлено, что каждый цвет имеет
свою «температуру», которая измеряется в Кельвинах. Этот параметр указывают на упаковках
ламп. Нулём цветовой температуры (0 К) обладает абсолютно чёрный цвет.
Ярко-красный цвет соответствует температуре 1300 К, наблюдается при нагревании
некоторых металлов; жёлтый цвет - 2500 К, его можно наблюдать при восходе солнца; белый
цвет - 5500 К, он соответствует цвету солнца в полдень; голубой цвет - 9000 К.
90

91.

Светология
91

92.

Светология
Вопросы для самоконтроля
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Принцип работы газоразрядной лампы
Принцип работы светодиодной лампы
Что такое комбинированное (искусственное) освещение?
Что такое совмещенное освещение?
Что такое общее освещение?
Когда говорят об утилитарном и архитектурном освещении, освещение каких
объектов городской среды обсуждаются?
Опишите приемы освещения водоемов и фонтанов.
Какие источники света используют для освещения городских ансамблей?
Что такое цветовая гамма? Назовите виды цветовой гаммы. В каких
помещениях используют разные виды цветовой гаммы?
Из чего состоит гамма «оптимальных» цветов?
Что значит «ахроматичный цвет»?
Назовите положительные и отрицательные стороны инсоляции?
Сделайте качественный рисунок видимого пути Солнца.
Какова нормируемая продолжительность инсоляции жилых помещений в
Пермском крае?
Перечислите группы солнцезащитных устройств.
Какие преимущества у стекол типа «кудо-аурезин»?
92

93.

4. Архитектурная акустика
93

94.

Акустика
В технике предпочитают измерять
изменение интенсивности звука в
децибелах (дБ). Если некоторая
интенсивность звука I0 принята за
исходную, то какой-либо
интенсивности I будет
соответствовать изменение уровня
интенсивности на 10×lgI/I0 дБ.
Обычно за I0 принимают
интенсивность звука на пороге
слышимости при 1000 Гц, тогда
уровень интенсивности,
соответствующий порогу болевого
ощущения, будет соответствовать
величине, примерно равной 120 – 130
дБ.
94

95.

Акустика
95

96. Эффект Доплера

Акустика
Эффект Доплера
96

97.

Акустика
Набор частот колебаний, присутствующих в звуке,
называется его акустическим спектром. Если в звуке
присутствуют колебания всех частот в некотором
интервале, то спектр называется сплошным. Если звук
состоит из колебаний дискретных частот, то спектр
называется линейчатым. Сплошным акустическим
спектром обладают шумы. Колебания с линейчатым
спектром вызывают ощущение звука с более или менее
определенной высотой. Такой звук называется
тональным. Высота тонального звука определяется
основной (наименьшей) частотой. Относительная
интенсивность обертонов определяет окраску, или
тембр, звука. Различный спектральный состав звуков,
возбуждаемых разными музыкальными инструментами,
позволяет отличить на слух, например, флейту от
скрипки или рояля.
97

98.

Акустика
Инфразвук подчиняется общим закономерностям, характерным для звуковых волн, однако
обладает целым рядом особенностей, связанных с низкой частотой колебаний упругой среды:
• инфразвук далеко распространяется в воздухе, поскольку поглощение инфразвука
атмосферой незначительно;
• благодаря большой длине волны инфразвук легко проникает в помещения и огибает
преграды, задерживающие слышимые звуки;
Инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень
большие расстояния, и инфразвук может служить предвестником бурь, ураганов, цунами. Это
явление находит практическое применение при определении места сильных взрывов или
положения стреляющего орудия.
Благодаря хорошему распространению ультразвука в мягких тканях человека, его
относительной безвредности по сравнению с рентгеновскими лучами, ультразвук широко
применяется для визуализации состояния внутренних органов человека.
Фонофорез - метод лечения, при котором на ткани вместо обычного геля для ультразвуковой
эмиссии (применяемого, например, при УЗИ) наносится лечебное вещество. Предполагается,
что ультразвук помогает лечебному веществу глубже проникать в ткани.
Ультразвук применяется для механической очистки. При облучении УЗ возникает кавитация,
её пузырьки, возникая и схлопываясь вблизи загрязнений, разрушают их. Этот эффект
известен как кавитационная эрозия.
98

99.

Акустика
СП 23-103-2003
Нормируемыми параметрами звукоизоляции внутренних ограждающих конструкций жилых и
общественных зданий, а также вспомогательных зданий производственных предприятий
являются индексы изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями Rw (дБ) и
индексы приведенного уровня ударного шума Lnw (дБ) (для перекрытий).
Нормируемым параметром звукоизоляции наружных ограждающих конструкций (в том числе
окон, остеклений) является звукоизоляция RAтран (дБА), представляющая собой изоляцию
внешнего шума, производимого потоком городского транспорта.
Нормативные значения индексов изоляции воздушного шума внутренними ограждающими
конструкциями Rw и индексов приведенного уровня ударного шума Lnw для жилых,
общественных зданий, а также для вспомогательных зданий производственных предприятий
приведены в СП 23-103-2003 (Таблица 1) для категорий зданий А, Б и В:
- категория А - высококомфортные условия;
- категория Б - комфортные условия;
- категория В - предельно допустимые условия.
Категория здания определяется техническим заданием на проектирование.
99

100.

Акустика
Методика определения индекса изоляции воздушного шума
Индекс изоляции воздушного шума Rw ограждающей конструкцией с известной
характеристикой изоляции воздушного шума определяется путем сопоставления этой
частотной характеристики с оценочной кривой, приведенной в Таблице 4 (СП 23-103-2003).
Для определения индекса Rw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений
данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются
отклонения вниз от оценочной кривой.
Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не
превышает эту величину, величина индекса Rw составляет 52 дБ. Если сумма неблагоприятных
отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вниз на целое число децибел так,
чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину. Если сумма
неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения
отсутствуют, оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма
неблагоприятных отклонений от смещенной оценочной кривой максимально приближалась к
32 дБ, но не превышала эту величину.
За величину индекса Rw принимается ордината смещенной оценочной кривой в третьоктавной
полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.
Третьоктавная полоса - диапазон частот, в котором верхняя частота равна нижней
частоте, умноженной на кубический корень из двух.
100

101.

Акустика
Методика определения индекса приведенного уровня
ударного шума
Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw для перекрытия* с известной частотной
характеристикой приведенного уровня ударного шума определяется путем сопоставления этой
частотной характеристики с оценочной кривой, приведенной в Таблице 4 (СП 23-103-2003).
Для вычисления индекса Lnw необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений
данной частотной характеристики от оценочной кривой. Неблагоприятными считаются
отклонения вверх от оценочной кривой.
Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не
превышает эту величину, величина индекса Lnw составляет 60 дБ. Если сумма
неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, оценочная кривая смещается вверх (на целое
число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной кривой не
превышала указанную величину. Если сумма неблагоприятных отклонений значительно
меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, оценочная кривая смешается
вниз (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной
кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.
За величину индекса Lnw принимается ордината смещенной (вверх или вниз) оценочной
кривой в третьоктавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.
*Перекрытие – горизонтальная внутренняя защитная конструкция, которая разделяет по высоте смежные
помещения в здании или сооружении
101

102.

Акустика
Методика определения величины звукоизоляции окна
Величина звукоизоляции окна RАтран, дБА, определяется на основании частотной
характеристики изоляции воздушного шума окном с помощью эталонного спектра шума
потока городского транспорта. Уровни эталонного спектра, скорректированные по кривой
частотной коррекции «А» для шума с уровнем 75 дБА, приведены Таблице 4 (СП 23-1032003).
Для определения величины звукоизоляции окна RАтран по известной частотной характеристике
изоляции воздушного шума необходимо в каждой третьоктавной полосе частот из уровня
эталонного спектра Li вычесть величину изоляции воздушного шума Ri данной конструкцией
окна. Полученные величины уровней следует сложить энергетически и результат сложения
вычесть из уровня эталонного шума, равного 75 дБА. Величина звукоизоляции окна
определяется по формуле
Li – скорректированные по кривой частотной коррекции «А» уровни звукового давления
эталонного спектра в i-й третьоктавной полосе частот, дБ, по Таблице 4;
Ri – изоляция воздушного шума конструкцией окна в i-й третьоктавной полосе частот, дБ.
Результат вычисления округляется до целого значения, дБА.
102

103.

Акустика
Определить индекс изоляции воздушного шума Rw перегородкой из тяжелого
бетона плотностью 2500 кг/м3 толщиной 100 мм, расчетная частотная характеристика которой
приведена в таблице.
Расчетная частотная
характеристика R, дБ
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
36
36
36
36
36
36
38
40
42
44
1000 1250 1600 2000 2500 3150
46
48
50
52
54
56
Оценочная кривая,
дБ
Неблагоприятные
отклонения, дБ
Индекс изоляции
воздушного шума Rw,
дБ
103

104.

Акустика
Определить индекс приведенного уровня ударного шума Lnw для перекрытия, частотная
характеристика которого приведена в таблице.
Приведенный уровень
ударного шума Ln, дБ
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
59
60
65
65
63
62
60
58
54
50
1000 1250 1600 2000 2500 3150
46
43
43
41
37
33
Оценочная кривая,
дБ
Неблагоприятные
отклонения, дБ
Индекс приведенного
уровня ударного шума
Lnw, дБ
104

105.

Акустика
Определить звукоизоляцию окна (изоляцию воздушного шума, создаваемого потоком
городского транспорта). Частотная характеристика изоляции воздушного шума данной
конструкцией окна (окно из ПВХ профиля с распашными створками, остеклено двухкамерным
стеклопакетом 4-12-4-12-4 мм, в притворе два контура уплотняющих прокладок) по
представленным изготовителем результатам лабораторных испытаний приведена в таблице
100
125
160
200
250
315
400
500
630
800
23
24
22
21
25
28
29
31
34
36
1000 1250 1600 2000 2500 3150
Уровни звукового
давления эталонного
спектра
(скорректированные
по «А») Li, дБ
Изоляция
воздушного шума
окном Ri, дБ
38
38
39
39
37
35
Разность Li - Ri, дБ
105

106.

Акустика
106

107.

Акустика
107

108.

Акустика
Определение индекса изоляции воздушного шума для
вертикальных однослойных плоских ограждающих
конструкций сплошного сечения
Частотную характеристику изоляции воздушного шума однослойной плоской ограждающей
конструкции сплошного сечения с поверхностной плотностью от 100 до 800 кг/м2, выполненной
из бетона, железобетона, кирпича и тому подобных материалов, следует определять, изображая
ее в виде ломаной линии ABCD.
Построение ломаной линии ABCD начинается с определения положения точки В, абсциссу
которой определяют по Таблице 8 СП 23-103-2003 в зависимости от толщины и плотности
материала ограждающей конструкции. Найденное значение следует округлить до
среднегеометрической частоты, пределы границ третьоктавных полос которой приведены в
Таблице 9.
108

109.

Акустика
Определение индекса изоляции воздушного шума для
вертикальных однослойных плоских ограждающих
конструкций сплошного сечения
Ординату точки В определяют в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности ограждения mэ
по формуле Rв = 20×lg mэ -12,
где mэ – эквивалентная поверхностная плотность ограждения (кг/м2), определяемая по формуле mэ = K×m,
здесь m = γ×h – поверхностная плотность ограждения, кг/м2, К – коэффициент, учитывающий
относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях,
поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной
плотностью. Для сплошных ограждающих конструкций плотностью 1800 кг/м3 и более K =1. Для
аналогичных ограждений, выполненных из легких или поризованных бетонов, кирпичной кладки или
пустотелых керамических блоков коэффициент K определяется по Таблице 10.
Для ограждений из бетона плотностью 1800 кг/м3 и более с круглыми пустотами коэффициент K
определяется по формуле
, где hпр – приведенная толщина сечения (м); для пустотных плит
перекрытия принимается равной 120 мм; I – момент инерции сечения (м4),
где b – ширина сечения (м); h – толщина сечения (м).
Для ограждений из легких бетонов с круглыми пустотами коэффициент K принимается как произведение
коэффициентов, определенных отдельно для конструкции из легких бетонов и конструкций с круглыми
пустотами.
Установленное по формуле Rв = 20×lgmэ -12 значение следует округлить до 0,5 дБ.
109

110.

Акустика
Определение индекса изоляции воздушного шума для
вертикальных однослойных плоских ограждающих
конструкций сплошного сечения
Построение частотной характеристики изоляции воздушного шума осуществляется в
следующей последовательности:
•Из точки В влево проводится горизонтальный отрезок ВА, а вправо – отрезок ВС с наклоном 6
дБ на октаву до точки С с ординатой 65 дБ.
•Из точки С вправо проводится горизонтальный отрезок CD. Если точка С лежит за пределами
нормируемого диапазона частот ( f >3150 Гц), отрезок CD отсутствует.
Для определения индекса изоляции воздушного шума Rw необходимо вычислить сумму
неблагоприятных отклонений построенной частотной характеристики от нормативной кривой.
Неблагоприятными считаются отклонения вниз от нормативной частотной характеристики.
Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает
это значение, величина индекса изоляции шума Rw, составляет 52 дБ. Когда сумма
неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, нормативную кривую следует сместить вниз
так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала величину 32 дБ. Когда сумма
неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения
отсутствуют, нормативная кривая смещается вверх так, чтобы новая сумма отклонений от
нормативной кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину. В этих
случаях за величину индекса изоляции воздушного шума Rw принимается ордината смещенной
110
нормативной кривой в 1/3-октавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц.

111.

Акустика
Рассчитать индекс изоляции воздушного шума методом построения частотной характеристики
для межкомнатной перегородки
111

112.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
однослойной плоской тонкой ограждающей конструкцией
из металла, стекла, асбоцементного листа, гипсокартонных листов (сухой гипсовой
штукатурки) и тому подобных материалов определятся графическим способом, изображая ее в
виде ломаной линии, аналогичной линии ABCD на рисунке.
Координаты точек В и С следует определять по Таблице 11 СП 23-103-2003, при этом значения
fB и fC округляются до ближайшей среднегеометрической частоты 1/3-октавной полосы. Наклон
участка АВ следует принимать 4,5 дБ на октаву, участка CD – 7,5 дБ на октаву. Из точки С
вправо проводится горизонтальный отрезок CD. Если точка С лежит за пределами
нормируемого диапазона частот (f > 3150 Гц), отрезок CD отсутствует.
112

113.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
однослойной плоской тонкой ограждающей конструкцией
Пример. Определить изоляцию воздушного шума глухим металлическим витражом,
остекленным одним силикатным стеклом толщиной 6 мм.
113

114.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
ограждающей конструкцией, состоящей из двух тонких
одинаковых по толщине листов с воздушным промежутком
двойные глухие остекления, перегородки в виде двух обшивок из одинарных листов сухой
гипсовой штукатурки, металла и т.п.
1. Cтроится частотная характеристика изоляции воздушного шума одной обшивкой (см.
предыдущий слайд) - вспомогательная линия ABCD на Рис. 7. Затем строится вспомогательная
линия A1B1C1D1 путем прибавления к ординатам линии ABCD поправки ∆R1 на увеличение
поверхностной плотности по Таблице 12 СП 23-103-2003.
114

115.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
ограждающей конструкцией, состоящей из двух тонких
одинаковых по толщине листов с воздушным промежутком
2. Определяется частота резонанса конструкции по формуле
,
где m1 и m2 - поверхностные плотности обшивок, кг/м2; d – толщина воздушного промежутка, м.
Значение частоты fp округляется до ближайшей среднегеометрической частоты 1/3-октавной
полосы. До частоты 0,8fp включительно частотная характеристика звукоизоляции конструкции
совпадает со вспомогательной линией A1B1C1D1 (точка Е на Рис. 7). На частоте fp звукоизоляция
принимается на 4 дБ ниже линии A1B1C1D1 (точка F на Рис. 7).
3. На частоте 8fp находится точка К с ординатой RK = RF + H, которая соединяется с точкой F.
Величина Н определяется по Таблице 13 в зависимости от толщины воздушного промежутка.
От точки К проводится отрезок KL с наклоном 4,5 дБ на октаву до частоты fB. Превышение
отрезка KL над вспомогательной кривой A1B1C1D1 представляет собой поправку на влияние
воздушного промежутка ∆R2 в диапазоне выше 8fp. В том случае когда fB = 8fp, точки К и L
сливаются в одну. Если fB < 8fp, отрезок FK проводится только до точки L, соответствующей
частоте fB. Точка К в этом случае лежит вне расчетной частотной характеристики и является
вспомогательной.
115

116.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
ограждающей конструкцией, состоящей из двух тонких
одинаковых по толщине листов с воздушным промежутком
4. От точки L до частоты 1,25fB (до следующей 1/3-октавной полосы) проводится
горизонтальный отрезок LM. На частоте fC находится точка N путем прибавления к значению
вспомогательной линии A1B1C1D1 поправки ∆R2 (т.е. RN = RС1 + ∆R2) и соединяется с точкой М.
Далее проводится отрезок NP с наклоном 7,5 дБ на октаву.
Ломаная линия A1EFKLMNP представляет собой частотную характеристику изоляции
воздушного шума рассматриваемой конструкции.
116

117.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
ограждающей конструкцией, состоящей из двух тонких
одинаковых по толщине листов с воздушным промежутком
Пример. Построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой,
выполненной из двух гипсокартонных листов (сухой гипсовой штукатурки) толщиной 14 мм,
плотностью γ = 850 кг/м3 по деревянному каркасу. Воздушный промежуток имеет толщину 100
мм.
117

118.

Акустика
118

119.

Акустика
119

120.

Акустика
120

121.

Акустика
121

122.

Акустика
122

123.

Акустика
Частотная характеристика изоляции воздушного шума
ограждающей конструкцией, состоящей из двух тонких
одинаковых по толщине листов с воздушным промежутком
Контрольная работа.
Построить частотную характеристику изоляции воздушного шума перегородкой.
Вариант 1 (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, З, И)
Два листа древесно-стружечной плиты (ДСП) толщиной 14 мм, плотностью γ = 850 кг/м3 по
деревянному каркасу. Воздушный промежуток имеет толщину 140 мм.
Вариант 2 (К, Л, М, Н, О, П, Р, С, Т)
Два листа древесно-волокнистой плиты (ДВП) толщиной 12 мм, плотностью γ = 1100 кг/м3 по
деревянному каркасу. Воздушный промежуток имеет толщину 120 мм.
Вариант 3 (У, Ф, Х, Ц, Ч, Ш, Щ, Э, Ю, Я)
Два асбоцементных листа толщиной 10 мм, плотностью γ = 1600 кг/м3 по деревянному каркасу.
Воздушный промежуток имеет толщину 100 мм.
123

124.

Акустика
Распространение шума в открытом пространстве
Зависимость снижения эквивалентного уровня звука, учитывающая расхождение звуковой
энергии и влияние поверхности территории и поглощения звука в воздухе. Снижение
эквивалентного уровня звука транспортного потока на расстояниях 25 – 500 м под
влиянием этих факторов можно также определить по формуле ΔLs = 14×lg(S/7,5), где S –
расстояние между осью улицы и расчетной точкой.
124

125. Время реверберации

Акустика
Время реверберации
125

126. Время реверберации

Акустика
Время реверберации
126

127. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
127

128. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
Плоское горизонтальное очертание потолка не является оптимальной его формой. Часть
звука, отраженного от такого потолка, попадает в расположенные на расстоянии менее 8 м
от источника передние ряды слушателей, для которых достаточная слышимость
обеспечивается уже одним прямым звуком. Если высота передней части зала сравнительно
велика, то запаздывание отраженного потолком звука по отношению к прямому звуку
128
превышает 20 мс.

129. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
Распределение отраженного передней частью потолка звука можно улучшить устройством
над эстрадой или авансценой отражателя, направляющего этот звук в основном не в
передние ряды, а к более удаленным слушателям. Отражателю целесообразно придать
выпуклое очертание, обеспечивающее хорошее распределение отраженного звука при
129
разных положениях источника.

130. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
Распределение звука, отраженного
задней частью потолка, улучшается,
если потолок имеет наклонный,
примыкающий к задней стене
участок.
В
результате
этого
отраженный звук направляется,
мало запаздывая по сравнению с
прямым звуком, на задние места
партера, улучшая там слышимость.
Та же цель достигается наклоном в
сторону слушателей задней стены.
Полезным оказывается и наклон в
сторону слушателей боковых стен,
увеличивающий приходящую к
слушателям долю звуковой энергии
первых отражений от этих стен.
130

131. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
Часто применяющееся в практике
проектирования залов расчленение
потолка секциями дает при правильном
их очертании хорошее распределение
отраженного звука. Следует обращать
внимание на то, чтобы звуковые
отражения от смежных секций
перекрывали друг друга. Секции,
изображенные на рисунке а
недостаточно удовлетворительны, так
как отражения от смежных секций не
перекрывают друг друга, вследствие
чего образуются зоны, лишенные
геометрических отражений. Секции на
рисунке б не имеют этого недостатка: их
геометрические отражения перекрывают
друг друга.
131

132. Акустическое проектирование залов многоцелевого назначения

Акустика
Акустическое проектирование залов многоцелевого
назначения
При выборе очертаний стен в плане
руководствуются теми же принципами, что
и при выборе потолка. Особенно важной
является правильная конфигурация стен
вблизи эстрады или сцены. При плоских
параллельных боковых стенах отражения от
их участков, прилегающих к сцене или
эстраде, попадают в передние ряды
слушателей,
где
для
слышимости
достаточен прямой звук источника. Вместе
с тем запаздывание этих отражений по
отношению к прямому звуку превышает
допустимые
пределы,
если
ширина
передней части зала сравнительно велика.
Положение улучшается при устройстве
передней части боковых стен в виде
отражателя и уменьшении ширины зала в
передней его части.
132

133.

Акустика
Вопросы для самоконтроля
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Диффузное звуковое поле
Что характеризует гулкость зала?
Что характеризует ясность звучания?
Что характеризует тембр звучания?
Что такое порхающее эхо?
Что означает беспрепятственная и ограниченная видимость объекта?
Где располагается расчетная точка видимости в помещениях различного
типа?
Построение кривой наименьшего подъема.
133

134. 5. Проектирование зданий с учетом людских потоков

Плотностью людского потока D называется отношение числа людей, выраженного в
суммарной площади их проекций, к площади пути, занимаемой потоком D = N/lδ.
Величиной, связывающей плотность потока D, скорость v и ширину пути δ, является
пропускная способность Q, т. е. число людей, проходящих через "сечение" пути шириной
δ в единицу времени Q = D×v×δ.
134

135. Проектирование зданий с учетом людских потоков

135

136. Проектирование зданий с учетом людских потоков

136

137. Проектирование зданий с учетом людских потоков

•При расчете времени эвакуации путь движения людского потока разделяется на участки
(например, коридоры, дверные проемы, лестничные марши, тамбуры) длиной li и
шириной δi.
•Расчетное время эвакуации людей t определяется как сумма времени движения людского
потока по отдельным участкам пути ti по формуле
t = t1 + t2 + … + tn (мин).
•Время движения людского потока по первому участку пути t1 вычисляется по формуле
t1 = l1/v1
l1 – длина первого участка пути (м), v1 – скорость движения людского потока по
горизонтальному пути на первом участке (м/мин), определяется по таблице 1.1 в
зависимости от плотности людского потока D.
•Плотность людского потока D1 на первом участке пути вычисляется по формуле
D1 = N1f/l1δ1
где N1 – число людей на первом участке, f – средняя площадь горизонтальной проекции
человека (м2), принимаемая равной из Таблицы
137

138. Проектирование зданий с учетом людских потоков

•Скорость vi движения людского потока на участках пути, следующих после первого,
принимается по таблице 1.1 в зависимости от значения интенсивности движения людского
потока по каждому из этих участков пути, которое вычисляется для всех участков пути, в
том числе и для дверных проемов, по формуле:
qn+1 = qn×δn/δn+1.
Если значение qn+1 меньше или равно значению qmax, то время движения по участку пути
tn+1 следует рассчитывать по формуле
tn+1= ln+1/vn+1,
при этом значения qmax следует принимать равными, (м/мин):
для горизонтальных путей – 16,5
для дверных проемов – 19,6
для лестницы вниз – 16
для лестницы вверх – 11
•Если значение qn+1, определенное по формуле, больше qmax, то ширину δi данного участка
пути следует увеличивать на такое значение, при котором соблюдается условие: qi ≤ qmax.
При невозможности выполнения данного условия интенсивность и скорость движения
людского потока по участку пути i определяется по таблице 1.1 при значении D = 0,9 и
более. При этом должно учитываться время задержки движения людей из-за
138
образовавшегося скопления.

139. Проектирование зданий с учетом людских потоков

139

140. Проектирование зданий с учетом людских потоков

Пример 1. Определить время завершения движения людского
потока по пути, состоящему из двух горизонтальных участков
разной ширины (δ1 = 2 м, δ2 = 3 м, l1 = 6 м, l2 = 8 м). Плотность
потока на первом участке составляет D1 = 0.6. Замыкающая
часть потока выходит на первый участок через одну минуту
после начала движения.
140

141. Проектирование зданий с учетом людских потоков

Пример 2. Определить время завершения движения людского
потока по пути, состоящему из двух горизонтальных участков
(δ1 = 2 м, δ3 = 3 м, l1 = 10 м, l3 = 12 м), разделенных лестницей
вниз шириной δ2 = 2.5 м и длиной l2 = 4 м. Количество людей –
100, время года – зима. Замыкающая часть потока выходит на
первый участок через две минуты после начала движения.
141

142. Проектирование зданий с учетом людских потоков

Пример 3. Три людских потока, двигаясь по горизонтальным
путям, сливаются в один, продолжающий движение также по
горизонтальному пути. Определить скорость людского потока
после слияния. Параметры потоков:
δ1 = 2.5 м, D1 = 0.40
δ2 = 2.6 м, D2 = 0.35
δ3 = 2.2 м, D3 = 0.25
δ4 = 3.2 м
142

143. Проектирование зданий с учетом людских потоков

Задача №1
А, Б, В, Г, Д, Е Ж, З, И, К, Л, М Н, О, П, Р, С, Т
1 мин, N 30 с, N =100,
1 мин,
=50, зима
зима
N =100, лето
У, Ф, Х, Ц, Ч,
Ш, Щ, Э, Ю, Я
30 с,
N =50, лето
Длина, ширина коридора 1
12, 3.0
10, 2.2
6.0, 3.2
20, 1.8
Длина, ширина коридора 2
16, 4.0
11, 3.0
22, 2.0
15, 3.0
8.0, 3.2, вниз
7.0, 3.0, вверх
10, 3.2, вниз
15, 3.0, вверх
Лестница между ними
Задача №2
А, Б, В, Г, Д, Е Ж, З, И, К, Л, М Н, О, П, Р, С, Т
У, Ф, Х, Ц, Ч,
Ш, Щ, Э, Ю, Я
ширина коридора,
плотность потока 1
3.2, 0.30
2.2, 0.50
3.2, 0.90
1.8, 0.65
ширина коридора,
плотность потока 2
4.0, 0.45
3.0, 0.25
2.0, 0,75
3.0, 0.45
ширина коридора,
плотность потока 3
3.2, 0.65
3.0, 0.15
2.0, 0.15
3.0, 0.20
4.5
3.0
3.4
2.6
ширина коридора
143