Определение коэффициента естественной освещенности помещения. Определение индекса изоляции воздушного шума: Методические указания по выполнению индивидуальных заданий по дисциплине "Строительная физика"

поверхности на расстоянии 1 м от стены со световым проемом и противоположной стены, например 1 и 5 точки, остальные расчетные точки находятся на одинаковом расстоянии между собой.

На рис. 1а и 1б изображены поперечные разрезы помещения со световым проемом для двух вариантов (отсутствия противостоящего проему здания и его наличии).

Рис. 1а. Пример нахождения расчетных точек на рабочей поверхности РП и угла θпри открытом небосводе на характерном разрезе помещения.

Вычисление КЕО в расчетных точках помещения при боковой системе освещения при наличии затеняющего здания следует производить по формуле:

,                (1)

где – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий прямой свет неба, определяемый по графикам Данилюка I и II:

Рис.1б. Определение угла θпри частично экранируемом небосводе.

,                           (2)

где n₁- количество лучей (по графику I Данилюка), проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на поперечном разрезе помещения;

n₂ – количество лучей (по графику Данилюка II), приходящих от неба через световые проемы в расчетную точку в плане помещения;

q– коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба, определяемый по таблице 1 в зависимости от угла θ(θ– угол, образованный линией горизонта и прямой, соединяющей точку С центра светового проема с расчетной точкой при открытом (не экранируемом застройкой) небосводе;

 – геометрический КЕО в расчетной точке при боковом освещении, учитывающий свет, отраженный от противостоящего здания, определяемый по графикам I и II Данилюка.

R– комплексный коэффициент, учитывающий относительную яркость противостоящего здания и его расположение по отношению к расчетной точке;

r_о– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от основных поверхностей помещения (стен, потолка, пола), оцениваемому, средневзвешенным коэффициентом отражения, определяемый по таблице 2.

 – общий коэффициент светопропускания, зависящий от потерь света в материале, в элементах переплета, несущих конструкциях, солнцезащитных устройствах и сетке, определяемый в соответствии с указаниями СП 23–102–2003. В каждом варианте задания указывается его значение.

Кз – коэффициент запаса, учитывающий состояние воздушной среды в помещении и принимаемый по таблице 3 СНиП 23–03–95. Для помещений общественных и жилых зданий с нормальными условиями среды К_З=1,2.

Для случая, когда противостоящего здания, затеняющего световой проем, нет, расчетная формула становится более простой:

.                         (3)

На основании полученных значений КЕО строится кривая распределения освещенности. Используя нормативное значение КЕО, проводится линия, параллельная условной рабочей поверхности. Пересечение ею расчетной кривой говорит о не выполнении норм.

В рассматриваемом индивидуальном задании расчет ведется для одной точки и при отсутствии противостоящего здания.

Порядок выполнения работы

1. Характерный разрез и план помещения, рис.2, берутся исходя из параметров вашего варианта индивидуального задания. Характерный разрез помещения – это поперечный разрез посередине помещения, плоскость которого перпендикулярна к плоскости остекления световых проемов (при боковом освещении) или к продольной оси  помещения (при верхнем освещении). В характерный разрез помещения должны попадать участки с наибольшим количеством рабочих мест, а также точки рабочей зоны, наиболее удаленные от световых проемов.

2. Условная рабочая плоскость (УРП) в жилых помещениях совпадает с уровнем пола.  Расчетная точка выбирается на расстоянии 1 м от задней стены помещения.

3. На графике Данилюка I (можно скопировать из данной методички) в масштабе 1:50 вычерчивается поперечный разрез помещения так, чтобы центр графика был совмещена с расчетной точкой УРП, а основание графика  – с горизонтальной рабочей плоскостью, рис. 3.

4. Подсчитывается число лучей n₁, пересекающих световой проем; отмечается номер полуокружности на графике I Данилюка, которая проходит через середину светового проема, а также угол , под которым видна точка середины светопроема.. Эти значения вносятся в табл. 3;

5. Осуществляется подсчет количества лучей n₂по графику II Данилюка: для этого план помещения вычерчивается на графике II таким образом, чтобы ось плана проходила по линии поперечного разреза помещения перпендикулярно фронту окон и через центр графика II, а параллель, номер которой соответствует номеру полуокружности по графику I, проходила через наружную поверхность ограждения, рис. 4. Результат заносится в табл. 3.

6. Определяются геометрический коэффициент естественной освещенности КЕО от неба ε_б(формула 2) и заносится в табл. 3.

Рис. 2. Схема помещения (вверху - план, внизу - разрез):

h₀₁– высота верхних граней световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности (УРП); h– высота помещения; b_п – ширина помещения; d_n  – глубина помещения; l– расстояние от расчетной точки А до внутренней поверхности наружной стены помещения;угол между УРП и линией, соединяющей расчетную точку и середину светового проема.

Рис. 3. Определение числа световых лучей n₁ .

 

Рис. 4. Определение числа световых лучей n₂ .

7. По таблице 1 определяется q– коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного неба в пасмурный день (по МКО), и заносится в табл. 3.

8. Значение средневзвешенного коэффициента отражения стен, потолка и пола (дано в задании), вносим в табл. 3.

9. По таблице 2 определяем r_о– коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет многократных отражений внутри помещения, вносим в таблицу 3.

10. Вычисляем отношение коэффициента потерь света при прохождении его через окноτ_о=0,5к коэффициенту запаса К_З , т.е.  τ_о / Кз, вносим в таблицу 3.

11. По формуле 3 рассчитывается коэффициент естественной освещенности (КЕО) при боковом освещении. Расчетные значения КЕО е_рследует округлять до десятых долей процента.

12. По таблицам СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий» находим регламентируемое нормами значение нормированного КЕО для данного помещения при боковой системе освещения, которые составляют: для жилых помещений е_н=0,5% и заносим в таблицу.

13. Полученное расчетное значение е_рсопоставляется с нормированным значением е_н. Допускается отклонение расчетного значения от нормированного на ±10%.

Таблица 1

	2	6	10	14	18	22	26	30	34	38	42	46
qi	0,46	0,52	0,58	0,64	0,69	0,75	0,80	0,86	0.91	0.96	1,0	1,04
	50	54	58	62	66	70	74	78	82	86	90
qi	1,08	1,12	1,16	1,18	1,21	1,23	1,25	1,27	1,28	1,28	1,29

Примечание. При значениях угловых высот среднего луча, отличных от приведенных в таблице, значения коэффициента q_i определяют интерполяцией.

Таблица 2. Значения коэффициента r₀

А	Б	Средневзвешенный коэффициент отражения пола, стен и потолка rср
		0,60			0,50			0,45			0,35
		Отношение ширины помещения bп к его глубине dп
		0,5	1,0	2,0	0,5	1,0	2,0	0,5	1,0	2,0	0,5	1,0	2,0
1,0	0,10	1,03	1,03	1,02	1,02	1,02	1,02	1,02	1,02	1,01	1,01	1,01	1,01
1,0	0,50	1,66	1,59	1,46	1,47	1,42	1,33	1,37	1,34	1,26	1,19	1,17	1,13
1,0	0,90	2,86	2,67	2,30	2,33	2,19	1,93	2,06	1,95	1,74	1,53	1,48	1,37
1,5	0,10	1,05	1,05	1,03	1,03	1,03	1,03	1,03	1,03	1,02	1,015	1,015	1,013
1,5	0,20	1,36	1,33	1,20	1,2	1,18	1,15	1,15	1,14	1,11	1,08	1,07	1,06
1,5	0,30	1,68	1,61	1,36	1,36	1,33	1,28	1,28	1,27	1,20	1,15	1,13	1,10
1,5	0,40	2,00	1,89	1,53	1,53	1,48	1,40	1,40	1,38	1,30	1,21	1,19	1,14
1,5	0,50	2,31	2,18	1,69	1,70	1,63	1,52	1,53	1,51	1,39	1,28	1,25	1,19
1,5	0,60	2,68	2,51	2,01	2,0	1,88	1,74	1,79	1,74	1,57	1,4	1,37	1,28
1,5	0,70	3,05	2,84	2,33	2,33	2,13	1,95	2,05	1,96	1,75	1,53	1,48	1,37
1,5	0,80	3,42	3,17	2,65	2,66	2,38	2,17	2,32	2,19	1,93	1,76	1,6	1,46
1,5	0,90	3,79	3,50	2,98	2,99	2,64	2,39	2,59	2,42	2,11	1,79	1,72	1,55
3,0	0,10	1,10	1,09	1,07	1,07	1,06	1,05	1,06	1,05	1,04	1,03	1,03	1,02
3,0	0,20	1,32	1,29	1,22	1,23	1,20	1,16	1,18	1,16	1,13	1,09	1,08	1,06
3,0	0,30	1,72	1,64	1,50	1,51	1,46	1,36	1,41	1,37	1,29	1,20	1,18	1,14
3,0	0,40	2,28	2,15	1,90	1,91	1,82	1,64	1,73	1,66	1,51	1,37	1,33	1,26
3,0	0,50	2,97	2,77	2,38	2,40	2,26	1,98	2,12	2,01	1,79	1,56	1,51	1,39
3,0	0,60	3,75	3,47	2,92	2,96	2,76	2,37	2,57	2,41	2,10	1,78	1,71	1,55
3,0	0,70	4,61	4,25	3,52	3,58	3,32	2,80	3,06	2,86	2,44	2,03	1,93	1,72
3,0	0,80	5,55	5,09	4,18	4,25	3,92	3,27	3,60	3,34	2,82	2,30	2,17	1,91
3,0	0,90	6,57	6,01	4,90	4,98	4,58	3,78	4,18	3,86	3,23	2,59	2,43	2,11
5,0	0,10	1,16	1,15	1,11	1,12	1,11	1,08	1,09	1,08	1,07	1,05	1,04	1,03
5,0	0,20	1,53	1,48	1,37	1,38	1,34	1,27	1,30	1,27	1,21	1,15	1,14	1,11
5,0	0,30	2,19	2,07	1,84	1,85	1,77	1,60	1,68	1,61	1,48	1,34	1,31	1,24
5,0	0,40	3,13	2,92	2,49	2,52	2,37	2,07	2,22	2,10	1,85	1,61	1,55	1,43
5,0	0,50	4,28	3,95	3,29	3,34	3,11	2,64	2,87	2,68	2,31	1,94	1,84	1,66
5,0	0,60	5,58	5,12	4,20	4,27	3,94	3,29	3,61	3,35	2,83	2,31	2,18	1,92
5,0	0,70	7,01	6,41	5,21	5,29	4,86	4,01	4,44	4,09	3,40	2,72	2,55	2,20
5,0	0,80	8,58	7,82	6,31	6,41	5,87	4,79	5,33	4,90	4,03	3,17	2,95	2,52
5,0	0,90	10,28	9,35	7,49	7,63	6,96	5,64	6,30	5,77	4,71	3,65	3,39	2,86

Первый столбец таблицы (А) – отношение глубины помещения d_п к высоте от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h₀₁. Второй столбец таблицы (Б) – отношение расстояния расчетной точки от внутренней поверхности наружной стены l к глубине помещения d_п..

Примечание. Если отношение b_n/d_n не попадает в значения таблицы (0,5;1,0;2,0), а находится между ними, то величину r_o находят методом интерполяции. Например, если b_n/d_n=1,2, (для отношения d_n/h₀₁=1, 0,6) имеем (см. таблицу): при b_n/d_n=1,0 значение r_o=2,67, при b_n/d_n=2 значение r_o=2,30. Истинное значение  r_o определится величиной: .

Таблица 3

dn

l

h01

dn/h01

l/dn

bn

bn/dn

ro

n1

n2

q

ер

ен

14. Задание выполняется на листах формата А4 и включает в себя:

а) титульный лист, который оформляется в соответствии со стандартом;

б) лист с номером варианта и параметрами задания;

в) лист с графиками Данилюка с разрезом и планом помещения в соответствующем масштабе;

г) лист с заполненной таблицей 3 с необходимыми расчетами.

Возможно оформление в виде стандартного бланка–отчета (при его наличии).

Таблица вариантов задания (расположение и количество окон, а также положение УРП выбрать самостоятельно)

График Данилюка для разреза помещения.

График Данилюка для плана помещения.

Рекомендации и сведения по расчету индекса изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями жилых и общественных зданий

Цель работы: научить студентов решать задачи  проектирования различных ограждающих конструкций, удовлетворяющих нормативным требованиям к звукоизоляции воздушного шума.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1)  строится частотная характеристика звукоизолирующей способности стены или перегородки;

2) на том же графике строится нормативная частотная характеристика;

3) производится расчет индекса изоляции воздушного шума

4) расчетный индекс звукоизоляции сравнивается с нормативным значением индекса и дается заключение о пригодности конструкции в конкретной ситуации.

Задание выполняется на листах формата А4, которое включает в себя:

а) титульный лист, который оформляется в соответствии со стандартом;

б) лист с номером варианта и параметрами задания (вид конструкции, материалы, их размеры);

в) графики частотной расчетной характеристики звукоизолирующей способности конструкции и нормативной характеристики, которые выполняются  на миллиметровой бумаге (или в компьютерном варианте) в масштабе:

- по оси абсцисс – частотный диапазон (1 см на 1/3 октаву);

- по оси ординат – звукоизоляция (2 см на 10 дБ);

г) расчет с выводом по оценке звукоизолирующих качеств ограждения.

Возможно оформление в виде стандартного бланка–отчета (при его наличии).

Индекс изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями определяют путем сравнения известной частотной характеристики звукоизоляции конструкции с нормативной характеристикой звукоизоляции.

В случае отсутствия сведений о звукоизоляции конструкции используют методики построения частотной характеристики конструкции, изложенных в СП 23-103-2003.

Примерный график с двумя частотными характеристиками приведен на рис. 5, где АВС – расчетная характеристика, пунктир – нормативная.

Для определения индекса изоляции воздушного шума R_w необходимо определить сумму неблагоприятных отклонений звукоизоляции данной частотной характеристики от нормативной оценочной кривой звукоизоляции. Неблагоприятными считаются отклонения вниз от оценочной кривой нормативной на каждой частоте. Таким образом определяется разность между значениями звукоизоляции данной конструкции и нормативными значениями на каждой из частот (учитываются те, которые имеют отрицательное значение!).

Если сумма неблагоприятных отклонений максимально приближается к 32 дБ, но не превышает эту величину, величина индекса R_w составляет 52 дБ (значению звукоизоляции нормативной характеристики на частоте 500 Гц).

Если сумма неблагоприятных отклонений превышает 32 дБ, нормативная оценочная кривая звукоизоляции смещается вниз на целое число децибел так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений не превышала указанную величину и была к ней максимально возможно приближена.

Если сумма неблагоприятных отклонений значительно меньше 32 дБ или неблагоприятные отклонения отсутствуют, нормативная оценочная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы сумма неблагоприятных отклонений от смещенной нормативной  кривой максимально приближалась к 32 дБ, но не превышала эту величину.

В обоих случаях за величину индекса R_w принимается ордината смещенной  нормативной оценочной кривой в третьоктавной полосе со среднегеометрической частотой 500 Гц. В случае смещения вниз получим значение R_w<52 дБ, при смещении вверх R_w>52 дБ.

Выбранная конструкция удовлетворяет санитарным нормам по шуму, если полученное значение звукоизоляции больше (или равно) нормативному значению звукоизоляции, которое берется из СНиП  23–03–2003 «Защита от шума». Все расчетные значения вносятся в таблицу 4.

Таблица 4

Параметры	Среднегеометрические частоты 1/3 октавных полос, Гц
	100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
Расчетная частотная характеристика, дБ
Норматив. частотная характеристика, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
Неблагоприятные отклонения, дБ
Нормтив. кривая смещенная на         _____дБ
Неблагопр.отклонения, дБ
Индекс изоляции воздушного шума, дБ

Методика расчета изоляции воздушного шума однослойными ограждениями

К однослойным ограждающим конструкциям, к которым применима данная методика, относятся не только конструкции из сплошных материалов, но также из нескольких слоев разнородных материалов, жестко связанных между собой (например, кирпичные, бетонные, керамзитобетонные и другие стены, оштукатуренные или имеющие облицовку). Поверхностная масса таких конструкций определяется  как сумма масс всех слоев.

  Частотную характеристику изоляции воздушного шума однослойной плоской ограждающей конструкцией сплошного сечения с поверхностной плотностью от 100 до 800 кг/м² из бетона, железобетона, кирпича и тому подобных материалов следует определять, изображая ее в виде ломаной линии, аналогичной линии ABCD, изображенной на рисунке 6.

Расчет и построение частотной характеристики звукоизолирующей способности акустически однородного ограждения производится в следующем порядке:

а) строится график (на миллиметровке), по оси абсцисс которого откладываются частоты в диапазоне 100-4000