건축 물리학.  건축 물리학 불안정한 조건에서의 열 전달

건축 물리학. 건축 물리학 불안정한 조건에서의 열 전달

이 교과서는 도시와 건물의 편안한 밝은 색상, 열 및 음향 환경을 형성하기 위한 이론적 기초를 검토합니다. 둘러싸는 구조물, 조명, 일사량, 자외선 차단, 색 구성표, 음향, 건물의 방음, 도시 및 산업 소음 방지의 표준화, 계산 및 설계 방법이 설명되어 있습니다. 건축 대학 및 교수진의 학생들을 위한 것입니다.

머리말.5

소개. 건축가의 창의적 방법에 있어서 건축물리학의 주제와 위치... 7

파트 I. 건축 기후학. . 12

1장. 기후와 건축...12

제2장. 기후 분석15

파트 II. 건축광학..46

제3장. 밝은 색상의 환경은 건축에 대한 인식의 기초이다.46

3.1. 빛, 비전 및 건축..46

3.2. 기본 수량, 단위 및 법칙...63

4장. 건축 조명..71

4.1. 객실의 자연 채광 시스템..73

4.2. 가벼운 기후. 87

4.3. 조명의 양적, 질적 특성.96

4.4. 건물 내 자연 채광 표준화.99

4.5. 건물의 자연 채광 계산.110

4.6. 자연광장의 광학이론..121

4.7. 인공광원 및 조명장치...129

4.8. 인공 조명의 표준화 및 설계.158

4.9. 결합된 실내 조명.173

4.10. 도시조명 표준화 및 디자인..177

4.11. 건축 조명 모델링. 196

제5장 건축물의 일사량과 자외선 차단205

5.1. 기본 개념...205

5.2. 건물 단열의 표준화 및 설계.209

5.3. 도시와 건물의 태양 보호 및 조명 규제..219

5.4. 일사량 모델링. 238

5.5. 일사량 규제의 경제적 효율성

그리고 자외선 차단.242

6장. 건축 색채 과학. . 244

6.1. 기본 개념...244

6.2. 색상의 체계화. 비색계 MKO...254

6.3. 색 재현...258

6.4. 표준화와 컬러디자인..266

파트 III. 건축음향학 286

제7장. 도시 출판물의 건전한 환경.286

7.1. 기본 개념...286

7.2. 소리와 청각.292

7.3. 소리와 소음의 전파에 관한 기본 법칙. 297

제8장. 도시 및 건물의 소음 방지 및 방음..304

8.1. 소음원과 그 특성304

8.2. 울타리 소음 및 차음 표준화..313

8.3. 소음방지 및 방음설계321

8.4. 소음 방지 및 방음 모델링.364

8.5. 소음 방지 및 방음 조치의 기술적, 경제적 효율성. . . 366

제9장. 홀의 음향..368

9.1. 홀의 주요 음향 특성.371

9.2. 홀의 음향 ​​품질 평가.378

9.3. 홀 음향 설계의 일반 원칙.384

9.4. 연설 프로그램을 위한 홀. 398

9.5. 음악프로그램 홀..404

9.6. 연설과 음악 프로그램이 결합된 홀..411

9.7. 홀의 음향 ​​모델링. . 418

9.8. 홀 사운드 시스템..425

응용프로그램..430

주제색인.438

머리말

건축물리학 교과서는 이 제목으로 처음으로 출판되고 있으며, 1975년에 교수가 출판한 “구조물리학의 기초” 교과서를 발전시킨 것입니다. N. M. Gusev, 모스크바 건축 연구소 건축 물리학과 창립자.

교과서와 학과의 새 이름은 우연이 아닙니다. 현대건축의 녹색화 문제에 대한 타당성은 이제 전 세계적으로 인식되고 있으며, 빛, 색, 기후, 소리는 자연환경(자연)에 맞는 인공환경(건축물)의 쾌적함을 형성하는 주요 요소이기 때문이다. , 이 문제는 자본 건설과 대규모 도시화의 질적으로 새로운 단계를 발전시키는 데 매우 중요합니다.

그러므로 고등건축교육의 녹색화에 대한 필요성은 당연하다. 본질적으로 건축물리학은 현대 건축가가 반드시 연구해야 하는 새로운 학문인 건축생태학의 두 번째 부분입니다. 이 학문의 첫 번째 부분인 “건축 환경 관리”(“환경 보호”)에는 이제 자연적으로 전 세계적으로 확산되어 전 세계적으로 심각한 우려가 되고 있는 도시 인간 활동의 영향으로부터 생명체와 무생물을 보호하는 기본 사항이 포함됩니다. 세계.

건축 물리학은 사회학적, 위생적, 경제적 요인을 평가하여 햇빛과 인공 조명, 색상, 열, 공기 이동 및 소리의 영향을 받아 건축물을 형성하는 이론적 기초와 실제 방법뿐만 아니라 인간이 인식하는 특성을 연구합니다. .

또한 이 과학은 개발의 편안함, 밀도 및 효율성을 규제하는 SNiP라는 주요 건축 문서의 가장 중요한 조항의 기반이 되는 기초입니다.

건축 생태학의 일부인 건축 물리학(현재 프로젝트의 가장 중요하고 의무적인 부분 중 하나는 환경 섹션임)은 여러 기준에 따라 모든 단계에서 프로젝트의 품질(따라서 건축의 품질)을 결정하는 데 직접적으로 도움이 됩니다. 주요 기준 그룹 1) 도시 공간과 건물 내부의 편안함과 기능성; 2) 구조의 신뢰성(내구성); 3) 표현력(구성, 밝은 색상 이미지, 규모, 가소성 등) 4) 경제적 효율성(특히 산업 건설 분야).

이러한 모든 기준은 환경과 건물 요소의 광기후 및 음향 매개변수를 전문적으로 고려하여 설계 과정에서 미리 결정됩니다.

결과적으로 건축 물리학은 "건축 설계", "건축 이론, 역사 및 비평", "건축 구조" 등 핵심 분야뿐만 아니라 프로젝트에 대한 국가 심사 시스템과 가장 직접적인 관련이 있습니다. 건축물리학은 천문학, 기상학, 기후학 등 과학의 교차점에 있으며, 건축은 인간의 생명을 보장하는 역할을 하고 어느 나라의 주요 물질적, 문화적 자금을 대표하기 때문에 이 과학은 위생학, 미학, 심리학, 사회학과 경제학.

교과서의 내용은 이 과학의 현재 발전 수준에 해당하며 모스크바 건축 연구소에서의 수년간의 교육 경험, 최근 몇 년간 우리나라 및 해외 과학 출판물에서 진행된 토론, 환경에 대한 정부 규정을 고려합니다. 생물권 및 환경 문제에 관한 러시아 과학 아카데미의 도시 계획 문제 및 프로그램 연구.

교과서의 각 주요 부분에는 국내외 건축 및 도시계획 실무를 통해 쾌적한 환경을 설계한 사례가 제시되어 있습니다.

이 과정을 공부하는 동안 도시 및 건물의 건축 설계와 관련된 교육 연구 작업을 수행하는 학생들이 동행합니다. 계산 작업을 건축가의 창의적 작업의 실제 조건에 맞게 조정하기 위해 교과서에는 그래픽, 표 및 참고 자료가 제공됩니다.

교과서의 주요 섹션은 참고문헌 목록으로 끝납니다. 이를 통해 학부생과 대학원생은 건축물리학 연구 작업의 지식과 마스터 방법을 확장할 수 있습니다.

교과서는 현행 규제 문서와 건축, 도시 계획, 건축 물리학, 생태학 분야의 국내외 과학자들의 최신 연구 결과를 사용합니다.

서문, 서론, 3장과 5장은 N.V. Obolensky, 1장 및 2장 - V.K. Litskevich, 4 장 - N.V. Obolensky와 N.I. Shchepetkov, 6장 - I.V. Migalina, 7장 및 8장 - A.G. 오시포프, 9장 -L. I. 마크리넨코.

1 Vitruvius의 기준인 "유용성, 강도, 아름다움"과 유사합니다(Vitruvius조차도 건물의 아름다움은 사용과 강도 후에야 건물의 아름다움에 대해 말합니다).

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건축 과학은 형태, 비율 및 선의 아름다움과 우아함, 구성 관계의 패턴에 대한 미술사 연구, 형태의 구조적 본질에 대한 논쟁 및 건축 걸작 창조의 역사로만 이해될 수 없습니다. 그들의 제작자는 건축의 표현력이 자연 환경 매개 변수에 달려 있다는 것을 이해했습니다.
박사, 건축가 N.V. 오볼렌스키
건물 및 개별 건물의 성능 품질은 크기, 마감 품질 등에 의해서만 결정되는 것이 아닙니다. 중요한 요소는 추위 또는 과도한 열, 강수량, 소음과 같은 외부 영향으로부터 보호하는 정도입니다. 건물은 일정 시간 동안 직사광선에 노출되어야 하며(또는 노출되지 않아야 함), 충분한 조명과 유리한 음향 환경을 갖추고 있어야 합니다. 이러한 요소를 올바르게 고려하면 사람이 편안하다고 인식하는 인공 생활 환경의 상태가 보장됩니다.
이러한 질문은 여러 영역을 포함하는 건축 물리학에서 고려됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다. 건설 난방 공학(밀폐 구조물의 열 전달, 증기 및 공기 투과성, 건물의 온도 및 습도 조건) 건설 조명 장비(건물의 자연 및 인공 조명, 일사량 및 태양 복사), 건물 음향(방음 및 실내 음향). 이러한 문제에 대한 지식을 통해 건축가는 둘러싸는 구조의 유형, 개구부의 수와 ​​크기, 기본 지점에 대한 건물의 방향, 강당의 모양, 소음 방지 조치 제공 등을 올바르게 선택할 수 있습니다.

기후학 구축의 개념

러시아 영토는 다양한 자연 및 기후 조건을 특징으로 합니다. 건설을 위한 구소련의 전체 영토는 4개의 기후 지역(I – IV)으로 나뉘며, 각 지역에는 여러 하위 구역이 있습니다. 일반적인 특성은 SNiP 2.01.01-82 "건축 기후학 및 지구 물리학"과 SNiP 2.01.07-85 "하중 및 영향"에 나와 있습니다.
가장 혹독한 기후 조건은 지역 I(소련 영토의 70% - 시베리아 북동쪽과 북동쪽, 유럽 지역, 우랄 지역, 대륙 영토, 북극해와 북해의 해안 지역)에 있습니다. 긴 추운 기간(연간 7~9개월)과 낮은 기온(최대 –50, –60°C), 해안 소지역의 강풍, 눈보라, 긴 극야간(북극권 북쪽), 그리고 영구 동토층. 이는 다른 지역보다 실내에 더 오래 머무르고 외부 환경의 영향으로부터 건물이 더 많이 격리되는 인구의 "폐쇄"생활 방식을 결정합니다.
기후 지역 II 및 III(중간 지역)은 온대 기후가 특징이며 추운 기간과 따뜻한 기간이 거의 같으며 적당한 양의 기온과 음의 기온 및 기타 기후 지표가 있습니다. 이들은 전국에서 가장 인구가 많은 지역입니다. 이곳의 라이프스타일은 좀 더 "개방적"입니다. 성인과 어린이는 일년 내내 오랜 시간 동안 건물 밖에 머물 수 있습니다.
남부 지역(IV 및 일부 III)은 긴 따뜻한 기간(연간 최대 9개월), 높은 여름 기온 및 소지역 미기후의 다양한 특징(해안, 더운 대초원 및 모래 폭풍이 있는 반사막 지역)이 특징입니다. , 습하고 더운 아열대 지역, 산악 지역 등 d. 여기 인구는 다양한 여름 건물과 안뜰을 널리 사용합니다. 건축물의 경우 일사에 의한 과열, 급격한 일교차, 과도한 습도 등으로부터 보호하는 것이 필수적입니다.
설계를 시작하기 전에 알아야 할 가장 중요한 기후 구성 요소는 다음과 같은 자연 및 기후 요인에 대한 데이터입니다.
직접 및 확산 태양 복사– 주요 요인은 살균 및 온도 영향입니다. 이 데이터는 다음과 같이 고려됩니다.

  • 현장에서 건물의 위치와 방향을 선택할 때 연중 다른 시간대에 건물의 일사량과 일사량은 물론 인접 지역의 일사량 정도를 결정할 수 있습니다.
  • 더운 여름철 내열성을 위해 건물의 벽과 지붕을 계산할 때;
  • 여름철 건물의 과열을 제거하는 건축, 계획 및 구조적 태양 보호 조치를 선택할 때;
  • 환기 및 공조 시스템을 선택할 때.

자외선– 주요 요인은 살균 효과입니다. 고려:

  • 포타리움을 설계할 때 - 북부 지역에서 필요한 단기 자외선 소스가 생성되는 방과 사람들이 자연 채광이 부족한 방에서 오랜 시간을 보낼 때;
  • 창문과 랜턴의 디자인을 선택할 때, 의료 건물, 아동 기관 등의 건물에 침투하는 자연 자외선 조사를 계산할 때;
  • 직접, 확산 및 반사된 자외선으로 실내의 채도를 높이는 외관 클래딩 및 내부 마감재를 선택할 때.

자연 야외 조명- 고려:

  • SNiP 장 "자연 및 인공 조명"의 요구 사항에 따라 창문과 랜턴의 유형, 크기 및 위치를 선택할 때
  • 구내에서 자연광을 사용하는 시간을 결정할 때 어떤 경우에는 자연광 거부(강당, 다용도실)에 동기를 부여할 수 있습니다.
  • 조명 유형(자연, 인공 또는 결합)을 선택할 때 인공 조명 설치를 설계합니다(밝기 및 스펙트럼에서 자연 조명 모방).

외부 공기의 온도와 습도.연간 역학에 대한 데이터가 사용됩니다.

  • 건물의 공간 계획 솔루션을 선택할 때(추운 지역에서는 보다 컴팩트한 레이아웃과 개발이 바람직함)
  • 열 기술 요구 사항에 따라 둘러싸는 구조물(벽, 덮개, 충전 개구부)의 요소를 선택하고 계산할 때
  • 난방, 환기 및 공조 시스템을 계산할 때;
  • 온도 영향에 대한 구조물의 강도 계산 중.

주요 풍향, 속도 및 압력고려:

  • 벽과 창문의 공기 투과성으로 인해 건물의 집중적 인 냉각을 제거하기 위해 건물이 현장에 위치하는 경우;
  • 일반적으로 공기 투과성이 증가하는 창문과 채광창의 디자인과 위치를 결정할 때;
  • 건물과 영토의 폭기를 계산할 때;
  • 건물 구조의 강도 계산에 사용됩니다.

풍속은지면에서 10-15m 높이의 평균 공기 흐름 속도의 수평 구성 요소로 정의됩니다. 고층 구조물을 설계할 때는 높이에 따른 풍속 증가를 고려해야 합니다.
바람의 방향은 공기 흐름이 이동하는 수평선 부분에 의해 결정됩니다.
수평선을 따른 평균 풍속과 풍향의 빈도(%)는 개발 지역의 바람의 주요 특성입니다. 설계 과정에서 바람 특성의 그래픽 표현은 특정 기간 동안 특정 지역의 바람 빈도와 속도에 대한 데이터를 제공하는 "바람 장미"라는 특수 다이어그램 형태로 자주 사용됩니다.
여름과 겨울의 강수량.이 데이터는 필수입니다:

  • 영토와 지붕에 큰 눈이 형성되는 것을 방지하기 위해 현장에서 건물 위치를 설계할 때;
  • 지붕에 눈이 쌓이는 데 기여하지 않는 랜턴의 모양과 위치를 선택할 때;
  • 빗물과 녹은 물을 신속하게 제거하기 위해 처마 장식과 홈통을 설계할 때;
  • 지붕에서 눈을 제거하는 방법을 개발할 때;
  • 건물 외관용 클래딩을 선택할 때 내수성을 고려하여 개구부를 채웁니다(극동 연해주에서는 수직 표면에 떨어지는 강수량이 수평 표면에 떨어지는 양보다 3배 높을 수 있습니다("비스듬한" 비).
  • 구조물의 강도 계산. 눈의 밀도(140-360kg/m3)는 눈 덮힌 높이, 발생 기간, 풍속 및 기온에 따라 달라집니다. 양의 공기 온도가 있는 기간에는 밀도가 크게 증가합니다.

주요 기후 요인에 대한 데이터는 수학적 통계 방법을 기반으로 기상 관측소의 장기 측정을 처리하여 결정됩니다.

건설난방공학

온도, 습도 및 청결도 측면에서 실내 공기 환경의 최적 상태는 건물 내 건물 위치, 공간 계획 솔루션의 자연 및 기후 조건 준수, 난방, 환기 등 일련의 조치를 통해 보장됩니다. 에어컨 시스템과 건물에 필요한 열 보호를 제공하는 외부 울타리 설계 선택. 후자는 건축 난방 공학 방법을 사용하여 수행됩니다.
건축 난방 공학은 열 및 물질 전달 과정의 일반 이론을 기반으로 합니다. 외부 둘러싸는 구조는 이러한 과정에서 열에너지(열 교환)와 물질(수분 및 공기 교환)을 외부 환경과 교환하는 개방형 시스템으로 간주됩니다.
건물을 설계할 때 다음과 같은 열 공학 문제가 해결됩니다.

  • 겨울철 외부 밀폐 구조물의 필요한 열 보호 수준을 보장합니다.
  • 결로가 발생하지 않도록 울타리 내부 표면에 온도 수준을 제공합니다.
  • 여름철에는 울타리의 내열성을 보장합니다.
  • 외부 울타리에 대한 건조 습도 체제 생성.
  • 둘러싸는 구조물의 공기 투과성 제한.

건물 외피의 열 전달

모든 매체에서 열 전달에 필요한 조건은 매체의 여러 지점에서의 온도 차이입니다. 열 에너지는 온도가 높은 지점에서 온도가 낮은 지점으로 퍼집니다. 외부 밀폐 구조는 온도가 다른 환경을 분리하여 열 전달 과정을 유발합니다.
열 전달에는 전도, 대류, 복사의 세 가지 유형이 있습니다. 대부분의 건축 자재는 모세관 다공체이므로 모든 유형의 열 전달이 가능합니다. 그러나 실제 계산에서는 일반적으로 건축 자재 내의 열 전달이 열전도 법칙에 따라 발생한다고 가정합니다. 대류 및 복사에 의한 열 전달은 공기층과 외부 및 내부 공기와의 경계에 있는 구조물 표면 근처에서 발생합니다.
열 공학 계산에서는 열 흐름 방향에 수직으로 위치한 하나 또는 여러 개의 균질한 평평한 층으로 각각 구성된 균질(단일층) 및 층상(다층) 둘러싸 구조를 구별하는 것이 일반적입니다(보통 외부 및 내부에 평행함). 구조물의 표면)뿐만 아니라 인클로저 영역에 걸쳐 서로 다른 열전도 특성을 갖는 이종 구조물도 있습니다.

고정 열 전달 조건(1차원 열 흐름)

재료의 열전도율

평평하고 충분히 확장된 구조(모서리 효과를 무시할 수 있도록)를 통해 열 흐름은 더 높은 온도에서 더 낮은 온도 방향으로 표면에 수직으로 전달됩니다.

재료

, W/(m× ° 와 함께)

재료

, W/(m× ° 와 함께)

알류미늄

발포폴리스티렌

철근콘크리트

벽돌 쌓기
평범한

공기(최대 1mm 크기의 닫힌 기공)

미네랄 울 매트

공기(15cm 크기의 구멍)

건축 자재는 공기, 수증기 또는 액체로 채워진 고체상과 기공 및 모세관으로 구성됩니다. 이러한 요소의 비율과 특성에 따라 재료의 열전도도가 결정됩니다.
금속은 전자의 흐름에 따라 결정되므로 열전도율이 높습니다. 전기 전도도가 높을수록 열전도도도 높아집니다.
석재의 열전도율은 구조물의 열진동으로 인해 발생합니다. 이 구조의 원자가 무거울수록 서로 연결되어 있는 힘이 약할수록 열전도율은 낮아집니다. 결정질 구조를 가진 돌은 유리질 돌보다 열전도율이 더 높습니다.
모세관 다공성 물질의 열전도 계수는 평균 밀도(다공성)와 수분 상태에 따라 달라집니다. 이 경우 평균 기공 크기와 그 특성(개방형, 연결형 또는 폐쇄형)도 중요한 역할을 합니다. 작은(1mm) 크기의 닫힌 기공을 가진 다공성 재료는 열전도율이 낮습니다. 재료의 수분 함량이 증가하면 열전도율도 증가합니다. 이는 모공에 함유된 수분이 얼어붙는 겨울에 특히 두드러집니다.
수분 함량 변화에 따른 건축 자재의 열전도 계수 변화는 매우 커서 기후의 습도 특성과 건물의 습도 조건에 따라 그 값이 설정됩니다. SNiP는 3가지 습도 구역(습식, 보통, 건조)과 4가지 실내 습도 조건을 구분합니다.

습도 구역과 건물의 습도 체제의 조합에 따라 열전도 계수가 선택되는 것에 따라 둘러싸는 구조물(A 또는 B)의 작동 조건이 지정됩니다.
밀폐 구조물의 단열층에 사용되는 재료는 원칙적으로 건조 열전도 계수가 0.3W/m×°C보다 높지 않아야 합니다.

이질적인 둘러싸는 구조의 열 공학 계산의 특징

실제 둘러싸는 구조는 개구부, 모서리, 접합부 및 열전도 내포물이 있기 때문에 일반적으로 열 엔지니어링 측면에서 이질적입니다.
예를 들어, 벽 외부 모서리의 온도는 모서리에서 멀리 떨어진 벽 부분의 내부 표면 온도보다 상당히 낮습니다(4-7°C). 이는 한편으로는 열 흡수 면적이 열 전달 면적보다 훨씬 작고 열 흡수 계수가 감소한다는 사실(복사 열 전달 감소 및 대류 기류 약화로 인해)로 설명됩니다. 다른. 온도가 떨어지면 모서리에 습기가 생길 수 있습니다. 이를 방지하려면 추가 단열 또는 모서리에 가열 라이저 배치가 필요합니다.
이러한 영역의 온도는 구조물의 두께뿐만 아니라 길이나 높이에 따라 달라집니다. 즉, 변화는 1차원적이지 않습니다. 꾸준한 열 흐름을 통해 이러한 장소의 온도 분포는 열전도율의 미분 방정식(라플라스 방정식)을 풀어 결정됩니다.

불안정한 조건에서의 열 전달

앞서 설명한 계산은 울타리 외부와 내부의 온도 일정성을 기반으로 하며, 그 결과 꾸준한 열 흐름이 울타리를 통과합니다. 실제 상황에서는 이런 현상이 거의 관찰되지 않습니다. 외부 공기 온도는 지속적으로 변동하고 실내 온도도 변화하며(특히 간헐적으로 난방이 이루어지는 건물의 경우) 여름에는 태양 복사로 인해 외부 표면도 가열됩니다. 이 모든 것은 정상 상태 조건에서 열물리학 계산에 오류를 초래합니다. 따라서 어떤 경우에는 불안정한 열 전달 조건에서 계산을 수행해야 합니다.

둘러싸는 구조물의 열저항

더운 지역(월 평균 기온)에 사용되는 밀폐 구조물의 단열 품질은 열 저항으로 평가됩니다. 이는 열 흐름이 변동하는 동안 방을 향한 표면의 온도를 상대적으로 일정하게 유지하는 구조의 특성입니다. 이것은 사람이 방에 편안하게 머무르는 조건 중 하나입니다.

열 안정성의 정량적 평가는 구조물의 온도 변동을 감쇠시켜 수행됩니다. 감쇠값은 온도 영향을 직접적으로 감지하는 표면의 온도 변동 진폭과 반대 표면의 진폭의 비율로 계산됩니다.

울타리의 공기 투과성

구조물의 열적 특성을 특징짓는 또 다른 특성은 공기 투과성입니다. 울타리를 통한 공기의 침투(여과)는 따뜻한 공기와 차가운 공기의 압력 차이(열압)와 풍압의 결과로 발생합니다.
재료의 공기 투과성이 특징입니다 공기 투과성 계수는 1 Pa - i [kg/m×h×Pa]의 압력차에서 단위 시간 동안 두께 1m의 물질 1m2를 통과하는 공기의 양을 kg 단위로 결정합니다.

둘러싸는 구조물의 습도 체제

재료의 습도가 증가하면 열전도도가 증가합니다. 이는 둘러싸는 구조물의 열 전달 저항을 감소시킵니다. 열 차폐 특성을 유지하려면 습기가 발생하지 않도록 조치를 취해야 합니다.
일반적으로 구조물의 습도를 높이는 것은 여러 가지 이유로 바람직하지 않습니다. 위생적인 관점에서 보면축축한 구조물은 실내 습도를 높이는 원인이 되며, 이는 사람들의 웰빙에 부정적인 영향을 미칩니다. 젖은 물질은 다양한 질병을 일으키는 미생물의 발달에 유리한 환경을 제공합니다. 기술적인 관점에서 보면관점에서 볼 때, 젖은 물질은 공극과 모세관의 동결 시 수분 팽창, 부식(금속 산화, 용액에서 석회 침출) 및 생물학적 과정으로 인해 빠르게 파괴됩니다.

구조물의 습기 원인

건축 습기이는 건축 구조물 생산 시 습식 공정(모르타르를 사용한 벽돌 쌓기, 철근 콘크리트 제품의 열 및 습기 처리)으로 인해 발생합니다. 적절하게 설계된 구조물에서 이 수분은 건물 수명의 첫 해 동안 허용 가능한 한도 내에서 설정됩니다.
지상 수분방수재가 손상되면 모세관 흡입의 결과로 구조물 내부로 침투합니다. 재료의 구조에 따라 모세관 수분은 2.5-10m 높이까지 올라갈 수 있습니다.
대기 수분바람에 비스듬히 내리는 비나 외부 표면에 내리는 서리의 형태로 구조물을 수 센티미터 깊이까지 적시게 됩니다.
작동 수분바닥을 청소하거나 공정 액체를 흘릴 때 바닥에 인접한 벽 부분에 수분을 공급합니다.
구조물의 마지막 세 가지 유형의 수분은 건설적인 조치를 통해 제거하거나 대폭 줄일 수 있습니다.
흡습성 수분– 공기 중 수분을 흡수하는 모세관 다공성 물질의 흡착 특성으로 인해 발생합니다(흡습성). 흡습성 가습 정도는 환경의 온도 및 습도 조건에 따라 미리 결정됩니다. 공격적인 환경에서 작동하는 밀폐 구조물의 경우 수용성 화합물 함량 증가로 인해 재료의 흡습성이 4~5배 증가합니다.
결로 수분이는 실내 공기 환경의 온도 및 습도 매개변수의 편차로 인해 발생하며 구조물의 침수 원인이 되는 경우가 가장 많습니다. 수분 응축은 수증기가 확산되는 동안 구조물 표면과 두께 모두에서 발생할 수 있습니다.
열 공학적 계산을 바탕으로 펜스를 합리적으로 설계함으로써 흡습성 및 결로 가습을 안정화할 수 있습니다.

절대 및 상대 공기 습도

대기에는 항상 증기 형태의 수분이 포함되어 있습니다. 공기 1m3에 함유된 수분의 양(g)을 g이라고 합니다. 절대습도 f [g/m3]. 계산을 위해서는 압력 단위로 수증기의 양을 추정하는 것이 더 편리합니다. 이를 위해 수증기 분압 e[Pa] 또는 [mm]가 사용됩니다. HG Art.]라고 불린다. 수증기의 실제 압력.
실제 탄성은 절대 습도가 증가함에 따라 증가하지만 무한정 증가할 수는 없습니다. 특정 온도와 기압에서는 절대습도 한계값공기 F [g/m3], 수증기로 공기가 완전히 포화된 상태에 해당합니다. 동일한 조건에서는 습도가 더 높아질 수 없습니다. 이 값은 다음에 해당합니다. 최대 수증기압 E [Pa] 또는 [mm. HG Art.], 수증기의 포화압력이라고도 합니다.
공기 온도가 증가함에 따라 습도 제한 값(E 및 F)이 증가하므로 절대 습도 f 및 부분 압력 e는 온도가 아닌 한 공기의 습기 포화 정도에 대한 아이디어를 제공하지 않습니다. 표시되어 있습니다.

상대 습도는 다음을 결정합니다.

  • 축축한 표면(특히 인체 표면)에서 수분 증발 강도;
  • 건축 자재에 의한 수분 흡수 과정 (흡착 과정);
  • 공기와 구조물 표면의 수분 응축 과정.

주어진 수분함량(e=const)의 공기 온도가 증가하면 최대 수증기압 E의 값이 증가함에 따라 상대습도는 감소하고, 온도가 감소함에 따라 E가 감소함에 따라 상대습도는 증가합니다. 온도가 감소함에 따라 특정 값에서 최대 탄성은 실제 수증기압 e와 같아집니다. 이 경우 j=100%이고 공기가 수증기로 완전히 포화된 상태가 된다. 이 순간에 해당하는 온도를 온도라고 합니다. 이슬점 온도주어진 공기 습도에 대한 tr. 온도가 이슬점 아래로 떨어지면 최대 탄성과 실제 탄성이 감소하여 동일하게 유지되고 과도한 수분이 응축되어 액적-액체 상태로 변합니다.
겨울에는 둘러싸는 구조물의 내부 표면에 직접 인접한 얇은 공기층이 이슬점에 도달할 수 있는 온도까지 냉각됩니다. 따라서 내부 표면의 온도가 tв>tр인지 확인하는 것이 필요합니다.
열 전도성 개재물 표면의 건물 외부 모서리 온도는 일반적으로 울타리의 다른 영역보다 낮습니다. 따라서 툴라의 경우 바깥쪽 모서리 근처의 온도는 먼 쪽 모서리보다 4~6°C 낮습니다. 따라서 응축이 발생할 가능성이 있는지 먼저 확인하고 필요한 경우 온도를 높이는 조치(추가 단열, 가열 라이저 배치...)를 제공해야 합니다.

건물 외피를 통한 수증기 확산

추운 계절에 난방 건물의 외부 밀폐 구조는 기압은 동일하지만 온도와 수증기압이 다른 두 공기 환경을 분리합니다. 상대 습도가 더 높더라도 차가운 외부 공기에는 따뜻한 실내 공기보다 수증기가 더 적게 포함되어 있습니다. 즉, 실내 내부의 수증기 분압은 외부 압력보다 훨씬 더 큽니다. 주거용 건물의 차이는 1.2-1.3kPa라는 상당한 값에 도달하며 온도와 습도가 높은 건물의 경우 훨씬 더 높을 수 있습니다.
분압의 차이의 영향으로 내부 표면에서 외부로 향하는 수증기의 흐름이 나타납니다. 수증기 확산.

증기 투과성 계수 m은 확산하는 수증기를 전달하는 재료의 능력을 반영합니다. 이는 1 Pa [mg/( m×h×Pa)].
건축 자재 중 미네랄울 슬래브의 증기 투과 계수가 가장 높으며(최대 0.6 mg/(m×h×Pa)), 가장 낮은 것은 지붕 펠트(0.0014), 리놀륨(0.002), 역청 지붕 재료(0.008 mg)입니다. /(m×h×Pa)).
실내 공기의 습도가 높거나 인클로저 구조가 올바르게 설계되지 않은 경우 확산된 수증기가 인클로저 구조 내부에 응결될 수 있습니다. 응축 가능성이 있는 평면은 균질 구조 두께의 2/3에 해당하는 거리에 위치하며 다층 구조의 단열재 외부 표면과 일치한다고 믿어집니다. 이 현상을 방지하려면:

  • 내부 표면에서 응축 가능성이 있는 평면까지의 범위에서 펜스의 증기 투과 저항 Rp는 SNiP에 의해 설정된 필수 값 이상이어야 합니다. 이렇게하려면 울타리의 내부 층을 더 밀도가 높은 재료로 만들어 단열재를 외부 표면에 더 가깝게 배치하는 것이 좋습니다. 이는 수증기가 더 차가운 층에 도달하는 것을 어렵게 만드는 것 외에도 따뜻한 달에 구조물에서 수분을 제거하기 위한 더 나은 조건을 제공합니다.
  • 외부 건물의 습기로부터 단열재를 보호하려면 증기 장벽을 제공해야 합니다(단열층 아래).
  • 건물 측에 있는 둘러싸는 구조물 요소의 접합부에 단열 씰용 증기 장벽을 제공해야 합니다.
  • 또한 물방울 액체 습기(침전, 작동원)에 의해 울타리가 직접 젖는 것을 방지하기 위한 건설적인 조치를 제공해야 합니다. 표면의 방수성 또는 소수성(석고, 방수 화합물로 페인팅), 조인트의 적절한 설계 및 밀봉 등이 필요합니다.
  • 일정한 가습으로 환기되는 공기층을 제공할 수 있습니다.

건물 열 물리학의 관점에서 밀폐 구조물에 대한 일반적인 요구 사항을 간략하게 요약하고 이러한 요구 사항에서 발생하는 몇 가지 권장 사항을 공식화하겠습니다.

  • 열 전달에 대한 둘러싸는 구조물의 저항은 요구되는 값 이상이어야 합니다. 이는 창문, 발코니 문 및 랜턴을 채우는 데에도 적용됩니다.
  • 둘러싸는 구조물의 최소 면적을 보장하는 공간 계획 솔루션을 제공합니다.
  • 온도가 낮은 방(복도, 계단, 창고 등)은 북쪽을 향하거나 겨울에 통풍을 향하는 건물 부분의 외부 둘레를 따라 위치해야 합니다.
  • 최소한의 외부 둘레로 따뜻한 방을 계획하고 남쪽과 서쪽에 배치하십시오.
  • 건물의 하부에는 지면으로의 열 손실을 줄이기 위해 온도가 낮은 방(상점, 작업장, 창고 등)을 배치합니다.
  • 낮고 넓은 방은 높고 좁은 방에 비해 온도 측면에서 더 유리합니다.
  • 방을 계획할 때 바깥쪽으로 튀어나온 부분(예: 좁고 깊은 퇴창)을 설치하는 것을 피해야 합니다.
  • 반대로 로지아는 인접한 방에 더 유리한 온도 체계를 만듭니다.
  • 빛이 들어오는 면적은 자연광 계수의 정규화된 값에 따라 지정되어야 합니다. 이 경우, 외벽면적 전체 대비 열전달저항이 0.56m2×°C/W 미만으로 감소된 창호의 면적은 18% 이하이어야 한다.
  • 다양한 유형의 건물(특히 주거용, 위 참조)의 더운 지역에서는 둘러싸는 구조물 내부 표면의 온도 변동 진폭이 표준 값을 초과해서는 안 됩니다.
  • 동일한 지역 및 유형의 건물에서는 창문과 랜턴에 자외선 차단 장치를 제공해야 하며 열 투과율은 표준 값을 초과해서는 안 됩니다.
  • 주거용 및 공공 건물, 보조 건물 및 산업 기업의 건물과 산업 건물의 난방 시설(영구 작업장이 있는 지역)의 바닥 표면은 표준 값 이하의 열 흡수율을 가져야 합니다. 지상 바닥은 폭 0.8m의 외벽에 인접한 영역을 단열해야 합니다.
  • 둘러싸는 구조물의 공기 투과 저항은 요구되는 수준 이상이어야 합니다. 이는 창문과 발코니 문, 랜턴을 채우는 데에도 적용됩니다.
  • 밀폐 구조물의 증기 투과성에 대한 위의 요구 사항을 충족해야 합니다(이전 단락 참조).
  • 지상 습기로 인한 습기로부터 보호하려면 벽의 방수가 제공되어야합니다. 수평 - 사각 지대 위의 벽과 지하실 또는 지하실 바닥의 바닥 수준 아래; 수직 - 수문 지질 조건과 건물의 목적을 고려한 벽의 지하 부분.

건설 조명 장비

코르뷔지에는 건축가가 다루는 재료와 수단 중에서 태양을 첫 번째 위치에 두었습니다.

조명 기술 구축 과제

빛은 인간의 삶에서 중요한 역할을 합니다. 이는 사람의 정상적인 정신 생리학적 상태를 보장하는 데 참여합니다. 작업장의 조명을 만들어 모든 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 자연광에는 치유력과 살균력이 있습니다. 자연광의 리듬은 사람들의 생활 방식을 결정합니다. 자연 및 인공 조명도 건물의 건축적, 예술적 특성에 영향을 미칩니다.
이와 함께 조명에는 상당한 비용이 필요합니다. 유약 (및 인공 광원)의 높은 비용, 조명 개구부 청소 및 수리 비용, 이를 통한 열 손실로 인해 때로는 산업 건물 (일부 국가에서는 학교까지)이 발생했습니다. ) 자연 채광 없이 지어졌습니다.
이와 관련하여 조명 기술 구축의 주요 임무방의 최적의 조명 체제 생성을 결정하는 조건과 이 체제를 보장하는 건축 및 건설적 조치의 개발에 대한 연구입니다.
실내 조명은 다음과 같습니다.

  • 자연광의 광원은 직접적, 산란(확산) 및 반사된 햇빛입니다.
  • 인공 (소스 - 백열등, 형광등, 수은, 크세논 등);
  • 방이 자연광과 인공 광원으로 동시에 조명될 때 결합됩니다.

건물 내 최적의 조명 조건이 달성됩니다.

  • 건설 현장의 가벼운 기후를 정확하게 고려합니다.
  • 건물의 크기, 모양 및 색상 장식의 올바른 선택;
  • 조명 개구부의 모양, 크기 및 위치를 올바르게 선택합니다.
  • 인공 광원의 전력 및 방출 스펙트럼의 올바른 배치 및 선택.

실내의 최적 조명 조건 개념은 다음과 같습니다.

  • 작업장에 필요한 조명 수준을 보장합니다.
  • 조명의 균일성;
  • 사람들의 눈을 멀게 하는 직접광과 반사광을 제거합니다.
  • 실내조도와 컬러마감으로 주변공간의 충분한 밝기를 보장합니다.

실내 조명 설계 작업은 건축가, 토목 기술자, 조명 엔지니어가 공동으로 해결합니다.

일광

원칙적으로 일정한 인원이 거주하는 방에는 자연 채광이 있어야 합니다. 자연 채광이 없으면 관련 규제 문서에 의해 승인된 건물과 지하 및 1층에 배치가 허용되는 건물을 설계할 수 있습니다.
자연 채광은 측면, 상단 및 결합으로 구분됩니다. 측면 조명은 단면 또는 양면일 수 있습니다.

실내 조명은 하늘에서 직접 산란(확산)되는 빛과 실내 표면, 반대편 건물 및 건물에 인접한 표면에서 반사되는 빛으로 인해 얻을 수 있습니다. 반사광만으로 조명을 제공할 수도 있습니다.

기본 조명 개념 및 법칙

실내의 자연 조명을 표준화하기 위해 절대 조명 값을 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 외부 및 그에 따른 내부 조명은 끊임없이 변화하고 있습니다. 또한 사람은 절대 값이 아니라 물체와 표면의 상대적인 밝기 수준으로 조명을 평가합니다. 따라서 자연조도를 평가하기 위해서는 내부 표면의 밝기와 채광창을 통해 보이는 외부 공간의 밝기를 비교하는 것이 일반적이다.

건물 및 영토의 단열. 자외선 차단

일사량 및 규제

일사량(직사광선에 노출)은 건강에 큰 이점을 줍니다. 빛과 자외선 조사는 인간에 대한 강화 효과와 미생물에 대한 살균 효과가 있습니다. 따라서 설계 표준은 건물 및 영토의 최소 단열 기간을 규제합니다. 일사량 계산은 사전 프로젝트 및 설계 문서의 필수 섹션입니다.
건물 일사량 표준화
일사 기간은 주거용 건물에서 규제됩니다. 어린이 유치원 기관; 일반 교육, 초등, 중등, 추가 및 직업 교육, 기숙 학교, 고아원 등의 교육 기관; 의료 및 예방, 요양원 및 건강 휴양 기관; 사회 보장 기관(장애인 및 노인을 위한 기숙사, 호스피스 등).
주거용 건물과 공공 건물에 대한 지속적인 일사량의 표준화된 기간은 아파트 유형, 건물의 기능적 목적, 도시 계획 구역, 지리적 위도에 따라 차등적으로 설정됩니다.
북부(58° N 북쪽) - 4월 22일부터 8월 22일까지 하루 최소 2.5시간;
중부(58° N - 48° N) - 3월 22일부터 9월 22일까지 하루 최소 2시간;
남부(48° N 남쪽) - 2월 22일부터 10월 22일까지 하루 최소 1.5시간.
주거용 건물:
주거용 건물에서는 1 베드룸, 2 베드룸, 3 베드룸 아파트-최소 1 베드룸, 4 베드룸 아파트 등-최소 2 베드룸에서 표준 일사 기간을 보장해야합니다. 기숙사 - 주거 공간의 60% 이상.
간헐적인 일사량은 허용되나, 그 중 한 기간은 1시간 이상이어야 하며, 총 일사시간은 기준을 0.5시간 초과해야 합니다.
이 표준은 최소 2개의 방이 단열되는 2개 방 및 3개 방 아파트의 북부 및 중앙 구역에 대해 일사 기간을 0.5시간 단축하는 것을 허용합니다. 방이 4개 이상인 방에서 최소 3개 방이 독립된 경우, 마스터 개발 계획에 따라 정의된 도시의 중앙 역사 지구에 위치한 주거용 건물을 재건축하는 동안에도 마찬가지입니다.
공공 건물:
표준화된 일사 기간은 위의 공공 건물의 주요 기능 건물에 설정됩니다. 그러한 전제에는 다음이 포함됩니다:
유치원 기관 - 그룹, 놀이, 격리 병동 및 병동;
교육 건물 - 교실 및 교실;
의료기관 - 병동(전체 수의 최소 60%)
사회 보장 기관 - 병동, 격리 병동.
복합 용도 건물(고아원, 어린이집, 기숙 학교, 산림 학교, 요양소 학교 등)에서는 위에 나열된 것과 유사한 기능적 건물에서 일사량이 표준화됩니다.
병리과에서는 일사량이 필요하지 않습니다. 수술실, 병원의 중환자실, 동식물 사육장, 동물병원; 화학 실험실; 박물관 전시실; 도서 보관소 및 기록 보관소.
컴퓨터 과학, 물리학, 화학, 그림 및 그림 수업에서는 일사량의 부재가 허용됩니다.
영토의 일사량 표준화
어린이 놀이터, 주거용 건물의 운동장 지역; 유치원 기관의 그룹 사이트; 스포츠 구역, 중등 학교 및 기숙 학교의 레크리에이션 구역; 고정식 의료 시설의 휴양지인 경우, 일사 기간은 지리적 위도에 관계없이 부지 면적의 50%에서 최소 3시간 이상이어야 합니다.

일사량의 지속 기간과 품질에 영향을 미치는 매개변수

각 지역의 열린 공간의 일사 기간은 하늘을 가로지르는 태양의 가시적 이동 시간에 따라 결정됩니다. 태양의 궤적과 각 지리적 위도 및 각 계절에 따른 일일 일사량 기간은 다릅니다. 북위도에서는 궤적이 더 평평하고 길며, 남위도에서는 궤적이 더 가파르고 짧습니다.
연중 다양한 기간의 일사량을 특징으로 하는 날은 하지(6월 22일, 각 지리적 위도에서 태양의 가장 높은 궤적), 동지(12월 22일, 가장 낮은 궤적), 봄(3월)으로 간주됩니다. 22)과 추분(9월 22일)이다. 춘분일에는 개방된 공간에서의 일사 시간은 12시간입니다.
이른 아침과 늦은 저녁 시간에는 태양 광선이 더 넓은 대기층을 통과하여 치유 효과가 약해집니다. 따라서 일사량 계산에서는 일반적으로 일출과 일몰 시의 첫 번째 시간과 마지막 시간을 고려하지 않습니다. 위도 60° N 이북 지역의 경우. 처음과 마지막 1.5시간은 고려되지 않습니다.

태양 위치의 수평각은 방위각 AQ에 의해 결정됩니다. 자오선 평면과 태양 방향 사이의 각도. 방위각은 북쪽 방향에서 시계 방향으로 1도 단위로 측정됩니다. 수평선 위로 태양의 고도는 수직각 hQ로 측정됩니다.
이 점에서 문헌에는 통일성이 없습니다. 때때로 방위각은 시계 방향(서쪽) 0에서 360°까지 남쪽 방향에서 측정되거나 "남서쪽" 및 "남동쪽"이라는 지정을 사용하여 서쪽과 동쪽 0에서 180°까지 두 방향으로 측정됩니다.

일일 일사량 기간은 다양한 위도에 대해 구성된 태양 지도(B.A. Dunaev의 그래프)를 사용하여 결정되는 경우가 많습니다. 태양의 고도를 나타내는 고리 좌표와 태양의 방위각을 나타내는 방사형 좌표가 표시되어 있습니다. 지도는 일년 중 특정 기간 동안의 태양의 궤적을 하루 중 시간별로 나누어 표시합니다. Dunaev의 그래프 외에도 일사량 그래프(자)와 라이트 플래너 D.S.가 자주 사용됩니다. Maslennikova 등.
표준 일사 기간은 수평선 측면의 건물 배치 및 방향, 공간 계획 솔루션, 돌출 요소의 존재 등에 따라 결정됩니다.
일사 기간을 결정하는 방법은 실습 수업에서 제공됩니다.

일사량의 유해한 영향과 예방

일사량은 과도한 열 복사로 인한 건물 과열과 둘러싸는 구조물 및 장비의 빛으로 인한 햇빛의 피곤한 영향을 동반할 수 있습니다. 따라서 어떤 경우에는 일사를 허용하지 않거나(도서 보관소, 핫샵, 식품 준비 및 보관 공간) 제한해야 합니다. 예를 들어, SNiP "공공 건물"은 수술실과 중환자실의 창문 방향을 북쪽, 북동쪽 및 북서쪽으로 가져와야 이러한 방에서 최적의 미기후를 더 쉽게 만들 수 있도록 설정합니다.
과도한 일사량을 방지하는 가장 중요한 수단은 다음과 같습니다.

  • 가벼운 개구부의 면적을 줄입니다.
  • 건물을 위한 공간 계획 솔루션;
  • 조경 제품(1층 및 2층 건물용);
  • 기본 방향에 대한 건물의 올바른 방향;
  • (과열로 인한) 환기된 밀폐 구조물의 사용;
  • 자외선 차단 장치 사용.

주거용 건물의 설계 표준에 따르면 7월 평균 온도가 21°C 이상인 지역에서는 200-290°의 수평선을 향한 거실과 주방의 조명 개구부에 외부 조정 가능한 태양광 차단 장치를 장착해야 합니다.
동일한 지역에 위치한 공공 건물, 사람이 지속적으로 거주하는 방 및 기술 또는 위생 요구 사항으로 인해 햇빛 침투 또는 방 과열이 허용되지 않는 방, 130-315° 구역 내 개구부 지향 자외선 차단 기능이 갖추어져 있습니다.
자외선 차단 장치의 주요 요구 사항은 다음과 같습니다.

  • 연중 특정 기간 동안 특정 시간에 건물의 일사량을 제한합니다.
  • 최대 빛 반사 및 빛 산란;
  • 최소 열용량;
  • 벽 평면에 수평 및 수직으로 평행하게 공기 순환을 보장합니다.

자외선 차단 장치는 고정식과 조정식으로 구분됩니다.

위치

행동

빛 보호 효과

적용분야

수평 또는 경사 연속 바이저

바깥 창문 위

성지에는

루버 그릴과 동일합니다.

동일, + 좋은 공기 세척

수직 리브 스크린은 벽 평면에 수직이거나 비스듬히 있습니다.

한쪽 창문 개구부 옆

낮은 동지에

원격 벽면 스크린

창문 개구부 위 및 측면

동일 + 벽 자체 과열 방지

제한 없는

제한 없는

수직, 경사 또는 수평 칸막이가 있는 루브르 그릴

채광창 앞이나 그 내부

일사량 제한 또는 제거

광 확산기

정면의 전체 평면을 따라

똑같지만 공기 교환이 더 나쁩니다.

특수 유형의 유약:

조명 개구부 채우기

광산란

광산란

반사적

적외선 반사

빛을 흡수하는

적외선 흡수

이동식 블라인드, 차양, 캐노피

외부 또는 내부 조명 개구부

일사량 제한 또는 제거

스탬프가 찍힌 공간 그리드

글레이징 내부

커튼 걸기

실내

자외선 차단 장치는 전체 조명에 큰 영향을 미칩니다. 화창한 날씨에는 표면에 의한 빛 산란으로 인해 CEC가 크게 증가하고, 흐린 날씨에는 CEC가 크게 줄어들 수 있습니다. 실내 조명을 계산할 때 이러한 영향을 고려해야 합니다.

건축 과학은 형태, 비율 및 선의 아름다움과 우아함, 구성 관계의 패턴에 대한 미술사 연구, 형태의 구조적 본질에 대한 논쟁 및 건축 걸작 창조의 역사로만 이해될 수 없습니다. 그들의 제작자는 건축의 표현력이 자연 환경 매개 변수에 달려 있다는 것을 이해했습니다.
박사, 건축가 N.V. 오볼렌스키
건물 및 개별 건물의 성능 품질은 크기, 마감 품질 등에 의해서만 결정되는 것이 아닙니다. 중요한 요소는 추위 또는 과도한 열, 강수량, 소음과 같은 외부 영향으로부터 보호하는 정도입니다. 건물은 일정 시간 동안 직사광선에 노출되어야 하며(또는 노출되지 않아야 함), 충분한 조명과 유리한 음향 환경을 갖추고 있어야 합니다. 이러한 요소를 올바르게 고려하면 사람이 편안하다고 인식하는 인공 생활 환경의 상태가 보장됩니다.
이러한 질문은 여러 영역을 포함하는 건축 물리학에서 고려됩니다. 주요 내용은 다음과 같습니다. 건설 난방 공학(밀폐 구조물의 열 전달, 증기 및 공기 투과성, 건물의 온도 및 습도 조건) 건설 조명 장비(건물의 자연 및 인공 조명, 일사량 및 태양 복사), 건물 음향(방음 및 실내 음향). 이러한 문제에 대한 지식을 통해 건축가는 둘러싸는 구조의 유형, 개구부의 수와 ​​크기, 기본 지점에 대한 건물의 방향, 강당의 모양, 소음 방지 조치 제공 등을 올바르게 선택할 수 있습니다.

기후학 구축의 개념

러시아 영토는 다양한 자연 및 기후 조건을 특징으로 합니다. 건설을 위한 구소련의 전체 영토는 4개의 기후 지역(I – IV)으로 나뉘며, 각 지역에는 여러 하위 구역이 있습니다. 일반적인 특성은 SNiP 2.01.01-82 "건축 기후학 및 지구 물리학"과 SNiP 2.01.07-85 "하중 및 영향"에 나와 있습니다.
가장 혹독한 기후 조건은 지역 I(소련 영토의 70% - 시베리아 북동쪽과 북동쪽, 유럽 지역, 우랄 지역, 대륙 영토, 북극해와 북해의 해안 지역)에 있습니다. 긴 추운 기간(연간 7~9개월)과 낮은 기온(최대 –50, –60°C), 해안 소지역의 강풍, 눈보라, 긴 극야간(북극권 북쪽), 그리고 영구 동토층. 이는 다른 지역보다 실내에 더 오래 머무르고 외부 환경의 영향으로부터 건물이 더 많이 격리되는 인구의 "폐쇄"생활 방식을 결정합니다.
기후 지역 II 및 III(중간 지역)은 온대 기후가 특징이며 추운 기간과 따뜻한 기간이 거의 같으며 적당한 양의 기온과 음의 기온 및 기타 기후 지표가 있습니다. 이들은 전국에서 가장 인구가 많은 지역입니다. 이곳의 라이프스타일은 좀 더 "개방적"입니다. 성인과 어린이는 일년 내내 오랜 시간 동안 건물 밖에 머물 수 있습니다.
남부 지역(IV 및 일부 III)은 긴 따뜻한 기간(연간 최대 9개월), 높은 여름 기온 및 소지역 미기후의 다양한 특징(해안, 더운 대초원 및 모래 폭풍이 있는 반사막 지역)이 특징입니다. , 습하고 더운 아열대 지역, 산악 지역 등 d. 여기 인구는 다양한 여름 건물과 안뜰을 널리 사용합니다. 건축물의 경우 일사에 의한 과열, 급격한 일교차, 과도한 습도 등으로부터 보호하는 것이 필수적입니다.
설계를 시작하기 전에 알아야 할 가장 중요한 기후 구성 요소는 다음과 같은 자연 및 기후 요인에 대한 데이터입니다.
직접 및 확산 태양 복사– 주요 요인은 살균 및 온도 영향입니다. 이 데이터는 다음과 같이 고려됩니다.

  • 현장에서 건물의 위치와 방향을 선택할 때 연중 다른 시간대에 건물의 일사량과 일사량은 물론 인접 지역의 일사량 정도를 결정할 수 있습니다.
  • 더운 여름철 내열성을 위해 건물의 벽과 지붕을 계산할 때;
  • 여름철 건물의 과열을 제거하는 건축, 계획 및 구조적 태양 보호 조치를 선택할 때;
  • 환기 및 공조 시스템을 선택할 때.

자외선– 주요 요인은 살균 효과입니다. 고려:

  • 포타리움을 설계할 때 - 북부 지역에서 필요한 단기 자외선 소스가 생성되는 방과 사람들이 자연 채광이 부족한 방에서 오랜 시간을 보낼 때;
  • 창문과 랜턴의 디자인을 선택할 때, 의료 건물, 아동 기관 등의 건물에 침투하는 자연 자외선 조사를 계산할 때;
  • 직접, 확산 및 반사된 자외선으로 실내의 채도를 높이는 외관 클래딩 및 내부 마감재를 선택할 때.

자연 야외 조명- 고려:

  • SNiP 장 "자연 및 인공 조명"의 요구 사항에 따라 창문과 랜턴의 유형, 크기 및 위치를 선택할 때
  • 구내에서 자연광을 사용하는 시간을 결정할 때 어떤 경우에는 자연광 거부(강당, 다용도실)에 동기를 부여할 수 있습니다.
  • 조명 유형(자연, 인공 또는 결합)을 선택할 때 인공 조명 설치를 설계합니다(밝기 및 스펙트럼에서 자연 조명 모방).

외부 공기의 온도와 습도.연간 역학에 대한 데이터가 사용됩니다.

  • 건물의 공간 계획 솔루션을 선택할 때(추운 지역에서는 보다 컴팩트한 레이아웃과 개발이 바람직함)
  • 열 기술 요구 사항에 따라 둘러싸는 구조물(벽, 덮개, 충전 개구부)의 요소를 선택하고 계산할 때
  • 난방, 환기 및 공조 시스템을 계산할 때;
  • 온도 영향에 대한 구조물의 강도 계산 중.

주요 풍향, 속도 및 압력고려:

  • 벽과 창문의 공기 투과성으로 인해 건물의 집중적 인 냉각을 제거하기 위해 건물이 현장에 위치하는 경우;
  • 일반적으로 공기 투과성이 증가하는 창문과 채광창의 디자인과 위치를 결정할 때;
  • 건물과 영토의 폭기를 계산할 때;
  • 건물 구조의 강도 계산에 사용됩니다.

풍속은지면에서 10-15m 높이의 평균 공기 흐름 속도의 수평 구성 요소로 정의됩니다. 고층 구조물을 설계할 때는 높이에 따른 풍속 증가를 고려해야 합니다.
바람의 방향은 공기 흐름이 이동하는 수평선 부분에 의해 결정됩니다.
수평선을 따른 평균 풍속과 풍향의 빈도(%)는 개발 지역의 바람의 주요 특성입니다. 설계 과정에서 바람 특성의 그래픽 표현은 특정 기간 동안 특정 지역의 바람 빈도와 속도에 대한 데이터를 제공하는 "바람 장미"라는 특수 다이어그램 형태로 자주 사용됩니다.
여름과 겨울의 강수량.이 데이터는 필수입니다:

  • 영토와 지붕에 큰 눈이 형성되는 것을 방지하기 위해 현장에서 건물 위치를 설계할 때;
  • 지붕에 눈이 쌓이는 데 기여하지 않는 랜턴의 모양과 위치를 선택할 때;
  • 빗물과 녹은 물을 신속하게 제거하기 위해 처마 장식과 홈통을 설계할 때;
  • 지붕에서 눈을 제거하는 방법을 개발할 때;
  • 건물 외관용 클래딩을 선택할 때 내수성을 고려하여 개구부를 채웁니다(극동 연해주에서는 수직 표면에 떨어지는 강수량이 수평 표면에 떨어지는 양보다 3배 높을 수 있습니다("비스듬한" 비).
  • 구조물의 강도 계산. 눈의 밀도(140-360kg/m3)는 눈 덮힌 높이, 발생 기간, 풍속 및 기온에 따라 달라집니다. 양의 공기 온도가 있는 기간에는 밀도가 크게 증가합니다.

주요 기후 요인에 대한 데이터는 수학적 통계 방법을 기반으로 기상 관측소의 장기 측정을 처리하여 결정됩니다.

건설난방공학

온도, 습도 및 청결도 측면에서 실내 공기 환경의 최적 상태는 건물 내 건물 위치, 공간 계획 솔루션의 자연 및 기후 조건 준수, 난방, 환기 등 일련의 조치를 통해 보장됩니다. 에어컨 시스템과 건물에 필요한 열 보호를 제공하는 외부 울타리 설계 선택. 후자는 건축 난방 공학 방법을 사용하여 수행됩니다.
건축 난방 공학은 열 및 물질 전달 과정의 일반 이론을 기반으로 합니다. 외부 둘러싸는 구조는 이러한 과정에서 열에너지(열 교환)와 물질(수분 및 공기 교환)을 외부 환경과 교환하는 개방형 시스템으로 간주됩니다.
건물을 설계할 때 다음과 같은 열 공학 문제가 해결됩니다.

  • 겨울철 외부 밀폐 구조물의 필요한 열 보호 수준을 보장합니다.
  • 결로가 발생하지 않도록 울타리 내부 표면에 온도 수준을 제공합니다.
  • 여름철에는 울타리의 내열성을 보장합니다.
  • 외부 울타리에 대한 건조 습도 체제 생성.
  • 둘러싸는 구조물의 공기 투과성 제한.

건물 외피의 열 전달

모든 매체에서 열 전달에 필요한 조건은 매체의 여러 지점에서의 온도 차이입니다. 열 에너지는 온도가 높은 지점에서 온도가 낮은 지점으로 퍼집니다. 외부 밀폐 구조는 온도가 다른 환경을 분리하여 열 전달 과정을 유발합니다.
열 전달에는 전도, 대류, 복사의 세 가지 유형이 있습니다. 대부분의 건축 자재는 모세관 다공체이므로 모든 유형의 열 전달이 가능합니다. 그러나 실제 계산에서는 일반적으로 건축 자재 내의 열 전달이 열전도 법칙에 따라 발생한다고 가정합니다. 대류 및 복사에 의한 열 전달은 공기층과 외부 및 내부 공기와의 경계에 있는 구조물 표면 근처에서 발생합니다.
열 공학 계산에서는 열 흐름 방향에 수직으로 위치한 하나 또는 여러 개의 균질한 평평한 층으로 각각 구성된 균질(단일층) 및 층상(다층) 둘러싸 구조를 구별하는 것이 일반적입니다(보통 외부 및 내부에 평행함). 구조물의 표면)뿐만 아니라 인클로저 영역에 걸쳐 서로 다른 열전도 특성을 갖는 이종 구조물도 있습니다.

고정 열 전달 조건(1차원 열 흐름)

재료의 열전도율

평평하고 충분히 확장된 구조(모서리 효과를 무시할 수 있도록)를 통해 열 흐름은 더 높은 온도에서 더 낮은 온도 방향으로 표면에 수직으로 전달됩니다.

재료

, W/(m× ° 와 함께)

재료

, W/(m× ° 와 함께)

알류미늄

발포폴리스티렌

철근콘크리트

벽돌 쌓기
평범한

공기(최대 1mm 크기의 닫힌 기공)

미네랄 울 매트

공기(15cm 크기의 구멍)

건축 자재는 공기, 수증기 또는 액체로 채워진 고체상과 기공 및 모세관으로 구성됩니다. 이러한 요소의 비율과 특성에 따라 재료의 열전도도가 결정됩니다.
금속은 전자의 흐름에 따라 결정되므로 열전도율이 높습니다. 전기 전도도가 높을수록 열전도도도 높아집니다.
석재의 열전도율은 구조물의 열진동으로 인해 발생합니다. 이 구조의 원자가 무거울수록 서로 연결되어 있는 힘이 약할수록 열전도율은 낮아집니다. 결정질 구조를 가진 돌은 유리질 돌보다 열전도율이 더 높습니다.
모세관 다공성 물질의 열전도 계수는 평균 밀도(다공성)와 수분 상태에 따라 달라집니다. 이 경우 평균 기공 크기와 그 특성(개방형, 연결형 또는 폐쇄형)도 중요한 역할을 합니다. 작은(1mm) 크기의 닫힌 기공을 가진 다공성 재료는 열전도율이 낮습니다. 재료의 수분 함량이 증가하면 열전도율도 증가합니다. 이는 모공에 함유된 수분이 얼어붙는 겨울에 특히 두드러집니다.
수분 함량 변화에 따른 건축 자재의 열전도 계수 변화는 매우 커서 기후의 습도 특성과 건물의 습도 조건에 따라 그 값이 설정됩니다. SNiP는 3가지 습도 구역(습식, 보통, 건조)과 4가지 실내 습도 조건을 구분합니다.

습도 구역과 건물의 습도 체제의 조합에 따라 열전도 계수가 선택되는 것에 따라 둘러싸는 구조물(A 또는 B)의 작동 조건이 지정됩니다.
밀폐 구조물의 단열층에 사용되는 재료는 원칙적으로 건조 열전도 계수가 0.3W/m×°C보다 높지 않아야 합니다.

이질적인 둘러싸는 구조의 열 공학 계산의 특징

실제 둘러싸는 구조는 개구부, 모서리, 접합부 및 열전도 내포물이 있기 때문에 일반적으로 열 엔지니어링 측면에서 이질적입니다.
예를 들어, 벽 외부 모서리의 온도는 모서리에서 멀리 떨어진 벽 부분의 내부 표면 온도보다 상당히 낮습니다(4-7°C). 이는 한편으로는 열 흡수 면적이 열 전달 면적보다 훨씬 작고 열 흡수 계수가 감소한다는 사실(복사 열 전달 감소 및 대류 기류 약화로 인해)로 설명됩니다. 다른. 온도가 떨어지면 모서리에 습기가 생길 수 있습니다. 이를 방지하려면 추가 단열 또는 모서리에 가열 라이저 배치가 필요합니다.
이러한 영역의 온도는 구조물의 두께뿐만 아니라 길이나 높이에 따라 달라집니다. 즉, 변화는 1차원적이지 않습니다. 꾸준한 열 흐름을 통해 이러한 장소의 온도 분포는 열전도율의 미분 방정식(라플라스 방정식)을 풀어 결정됩니다.

불안정한 조건에서의 열 전달

앞서 설명한 계산은 울타리 외부와 내부의 온도 일정성을 기반으로 하며, 그 결과 꾸준한 열 흐름이 울타리를 통과합니다. 실제 상황에서는 이런 현상이 거의 관찰되지 않습니다. 외부 공기 온도는 지속적으로 변동하고 실내 온도도 변화하며(특히 간헐적으로 난방이 이루어지는 건물의 경우) 여름에는 태양 복사로 인해 외부 표면도 가열됩니다. 이 모든 것은 정상 상태 조건에서 열물리학 계산에 오류를 초래합니다. 따라서 어떤 경우에는 불안정한 열 전달 조건에서 계산을 수행해야 합니다.

둘러싸는 구조물의 열저항

더운 지역(월 평균 기온)에 사용되는 밀폐 구조물의 단열 품질은 열 저항으로 평가됩니다. 이는 열 흐름이 변동하는 동안 방을 향한 표면의 온도를 상대적으로 일정하게 유지하는 구조의 특성입니다. 이것은 사람이 방에 편안하게 머무르는 조건 중 하나입니다.

열 안정성의 정량적 평가는 구조물의 온도 변동을 감쇠시켜 수행됩니다. 감쇠값은 온도 영향을 직접적으로 감지하는 표면의 온도 변동 진폭과 반대 표면의 진폭의 비율로 계산됩니다.

울타리의 공기 투과성

구조물의 열적 특성을 특징짓는 또 다른 특성은 공기 투과성입니다. 울타리를 통한 공기의 침투(여과)는 따뜻한 공기와 차가운 공기의 압력 차이(열압)와 풍압의 결과로 발생합니다.
재료의 공기 투과성이 특징입니다 공기 투과성 계수는 1 Pa - i [kg/m×h×Pa]의 압력차에서 단위 시간 동안 두께 1m의 물질 1m2를 통과하는 공기의 양을 kg 단위로 결정합니다.

둘러싸는 구조물의 습도 체제

재료의 습도가 증가하면 열전도도가 증가합니다. 이는 둘러싸는 구조물의 열 전달 저항을 감소시킵니다. 열 차폐 특성을 유지하려면 습기가 발생하지 않도록 조치를 취해야 합니다.
일반적으로 구조물의 습도를 높이는 것은 여러 가지 이유로 바람직하지 않습니다. 위생적인 관점에서 보면축축한 구조물은 실내 습도를 높이는 원인이 되며, 이는 사람들의 웰빙에 부정적인 영향을 미칩니다. 젖은 물질은 다양한 질병을 일으키는 미생물의 발달에 유리한 환경을 제공합니다. 기술적인 관점에서 보면관점에서 볼 때, 젖은 물질은 공극과 모세관의 동결 시 수분 팽창, 부식(금속 산화, 용액에서 석회 침출) 및 생물학적 과정으로 인해 빠르게 파괴됩니다.

구조물의 습기 원인

건축 습기이는 건축 구조물 생산 시 습식 공정(모르타르를 사용한 벽돌 쌓기, 철근 콘크리트 제품의 열 및 습기 처리)으로 인해 발생합니다. 적절하게 설계된 구조물에서 이 수분은 건물 수명의 첫 해 동안 허용 가능한 한도 내에서 설정됩니다.
지상 수분방수재가 손상되면 모세관 흡입의 결과로 구조물 내부로 침투합니다. 재료의 구조에 따라 모세관 수분은 2.5-10m 높이까지 올라갈 수 있습니다.
대기 수분바람에 비스듬히 내리는 비나 외부 표면에 내리는 서리의 형태로 구조물을 수 센티미터 깊이까지 적시게 됩니다.
작동 수분바닥을 청소하거나 공정 액체를 흘릴 때 바닥에 인접한 벽 부분에 수분을 공급합니다.
구조물의 마지막 세 가지 유형의 수분은 건설적인 조치를 통해 제거하거나 대폭 줄일 수 있습니다.
흡습성 수분– 공기 중 수분을 흡수하는 모세관 다공성 물질의 흡착 특성으로 인해 발생합니다(흡습성). 흡습성 가습 정도는 환경의 온도 및 습도 조건에 따라 미리 결정됩니다. 공격적인 환경에서 작동하는 밀폐 구조물의 경우 수용성 화합물 함량 증가로 인해 재료의 흡습성이 4~5배 증가합니다.
결로 수분이는 실내 공기 환경의 온도 및 습도 매개변수의 편차로 인해 발생하며 구조물의 침수 원인이 되는 경우가 가장 많습니다. 수분 응축은 수증기가 확산되는 동안 구조물 표면과 두께 모두에서 발생할 수 있습니다.
열 공학적 계산을 바탕으로 펜스를 합리적으로 설계함으로써 흡습성 및 결로 가습을 안정화할 수 있습니다.

절대 및 상대 공기 습도

대기에는 항상 증기 형태의 수분이 포함되어 있습니다. 공기 1m3에 함유된 수분의 양(g)을 g이라고 합니다. 절대습도 f [g/m3]. 계산을 위해서는 압력 단위로 수증기의 양을 추정하는 것이 더 편리합니다. 이를 위해 수증기 분압 e[Pa] 또는 [mm]가 사용됩니다. HG Art.]라고 불린다. 수증기의 실제 압력.
실제 탄성은 절대 습도가 증가함에 따라 증가하지만 무한정 증가할 수는 없습니다. 특정 온도와 기압에서는 절대습도 한계값공기 F [g/m3], 수증기로 공기가 완전히 포화된 상태에 해당합니다. 동일한 조건에서는 습도가 더 높아질 수 없습니다. 이 값은 다음에 해당합니다. 최대 수증기압 E [Pa] 또는 [mm. HG Art.], 수증기의 포화압력이라고도 합니다.
공기 온도가 증가함에 따라 습도 제한 값(E 및 F)이 증가하므로 절대 습도 f 및 부분 압력 e는 온도가 아닌 한 공기의 습기 포화 정도에 대한 아이디어를 제공하지 않습니다. 표시되어 있습니다.

상대 습도는 다음을 결정합니다.

  • 축축한 표면(특히 인체 표면)에서 수분 증발 강도;
  • 건축 자재에 의한 수분 흡수 과정 (흡착 과정);
  • 공기와 구조물 표면의 수분 응축 과정.

주어진 수분함량(e=const)의 공기 온도가 증가하면 최대 수증기압 E의 값이 증가함에 따라 상대습도는 감소하고, 온도가 감소함에 따라 E가 감소함에 따라 상대습도는 증가합니다. 온도가 감소함에 따라 특정 값에서 최대 탄성은 실제 수증기압 e와 같아집니다. 이 경우 j=100%이고 공기가 수증기로 완전히 포화된 상태가 된다. 이 순간에 해당하는 온도를 온도라고 합니다. 이슬점 온도주어진 공기 습도에 대한 tr. 온도가 이슬점 아래로 떨어지면 최대 탄성과 실제 탄성이 감소하여 동일하게 유지되고 과도한 수분이 응축되어 액적-액체 상태로 변합니다.
겨울에는 둘러싸는 구조물의 내부 표면에 직접 인접한 얇은 공기층이 이슬점에 도달할 수 있는 온도까지 냉각됩니다. 따라서 내부 표면의 온도가 tв>tр인지 확인하는 것이 필요합니다.
열 전도성 개재물 표면의 건물 외부 모서리 온도는 일반적으로 울타리의 다른 영역보다 낮습니다. 따라서 툴라의 경우 바깥쪽 모서리 근처의 온도는 먼 쪽 모서리보다 4~6°C 낮습니다. 따라서 응축이 발생할 가능성이 있는지 먼저 확인하고 필요한 경우 온도를 높이는 조치(추가 단열, 가열 라이저 배치...)를 제공해야 합니다.

건물 외피를 통한 수증기 확산

추운 계절에 난방 건물의 외부 밀폐 구조는 기압은 동일하지만 온도와 수증기압이 다른 두 공기 환경을 분리합니다. 상대 습도가 더 높더라도 차가운 외부 공기에는 따뜻한 실내 공기보다 수증기가 더 적게 포함되어 있습니다. 즉, 실내 내부의 수증기 분압은 외부 압력보다 훨씬 더 큽니다. 주거용 건물의 차이는 1.2-1.3kPa라는 상당한 값에 도달하며 온도와 습도가 높은 건물의 경우 훨씬 더 높을 수 있습니다.
분압의 차이의 영향으로 내부 표면에서 외부로 향하는 수증기의 흐름이 나타납니다. 수증기 확산.

증기 투과성 계수 m은 확산하는 수증기를 전달하는 재료의 능력을 반영합니다. 이는 1 Pa [mg/( m×h×Pa)].
건축 자재 중 미네랄울 슬래브의 증기 투과 계수가 가장 높으며(최대 0.6 mg/(m×h×Pa)), 가장 낮은 것은 지붕 펠트(0.0014), 리놀륨(0.002), 역청 지붕 재료(0.008 mg)입니다. /(m×h×Pa)).
실내 공기의 습도가 높거나 인클로저 구조가 올바르게 설계되지 않은 경우 확산된 수증기가 인클로저 구조 내부에 응결될 수 있습니다. 응축 가능성이 있는 평면은 균질 구조 두께의 2/3에 해당하는 거리에 위치하며 다층 구조의 단열재 외부 표면과 일치한다고 믿어집니다. 이 현상을 방지하려면:

  • 내부 표면에서 응축 가능성이 있는 평면까지의 범위에서 펜스의 증기 투과 저항 Rp는 SNiP에 의해 설정된 필수 값 이상이어야 합니다. 이렇게하려면 울타리의 내부 층을 더 밀도가 높은 재료로 만들어 단열재를 외부 표면에 더 가깝게 배치하는 것이 좋습니다. 이는 수증기가 더 차가운 층에 도달하는 것을 어렵게 만드는 것 외에도 따뜻한 달에 구조물에서 수분을 제거하기 위한 더 나은 조건을 제공합니다.
  • 외부 건물의 습기로부터 단열재를 보호하려면 증기 장벽을 제공해야 합니다(단열층 아래).
  • 건물 측에 있는 둘러싸는 구조물 요소의 접합부에 단열 씰용 증기 장벽을 제공해야 합니다.
  • 또한 물방울 액체 습기(침전, 작동원)에 의해 울타리가 직접 젖는 것을 방지하기 위한 건설적인 조치를 제공해야 합니다. 표면의 방수성 또는 소수성(석고, 방수 화합물로 페인팅), 조인트의 적절한 설계 및 밀봉 등이 필요합니다.
  • 일정한 가습으로 환기되는 공기층을 제공할 수 있습니다.

건물 열 물리학의 관점에서 밀폐 구조물에 대한 일반적인 요구 사항을 간략하게 요약하고 이러한 요구 사항에서 발생하는 몇 가지 권장 사항을 공식화하겠습니다.

  • 열 전달에 대한 둘러싸는 구조물의 저항은 요구되는 값 이상이어야 합니다. 이는 창문, 발코니 문 및 랜턴을 채우는 데에도 적용됩니다.
  • 둘러싸는 구조물의 최소 면적을 보장하는 공간 계획 솔루션을 제공합니다.
  • 온도가 낮은 방(복도, 계단, 창고 등)은 북쪽을 향하거나 겨울에 통풍을 향하는 건물 부분의 외부 둘레를 따라 위치해야 합니다.
  • 최소한의 외부 둘레로 따뜻한 방을 계획하고 남쪽과 서쪽에 배치하십시오.
  • 건물의 하부에는 지면으로의 열 손실을 줄이기 위해 온도가 낮은 방(상점, 작업장, 창고 등)을 배치합니다.
  • 낮고 넓은 방은 높고 좁은 방에 비해 온도 측면에서 더 유리합니다.
  • 방을 계획할 때 바깥쪽으로 튀어나온 부분(예: 좁고 깊은 퇴창)을 설치하는 것을 피해야 합니다.
  • 반대로 로지아는 인접한 방에 더 유리한 온도 체계를 만듭니다.
  • 빛이 들어오는 면적은 자연광 계수의 정규화된 값에 따라 지정되어야 합니다. 이 경우, 외벽면적 전체 대비 열전달저항이 0.56m2×°C/W 미만으로 감소된 창호의 면적은 18% 이하이어야 한다.
  • 다양한 유형의 건물(특히 주거용, 위 참조)의 더운 지역에서는 둘러싸는 구조물 내부 표면의 온도 변동 진폭이 표준 값을 초과해서는 안 됩니다.
  • 동일한 지역 및 유형의 건물에서는 창문과 랜턴에 자외선 차단 장치를 제공해야 하며 열 투과율은 표준 값을 초과해서는 안 됩니다.
  • 주거용 및 공공 건물, 보조 건물 및 산업 기업의 건물과 산업 건물의 난방 시설(영구 작업장이 있는 지역)의 바닥 표면은 표준 값 이하의 열 흡수율을 가져야 합니다. 지상 바닥은 폭 0.8m의 외벽에 인접한 영역을 단열해야 합니다.
  • 둘러싸는 구조물의 공기 투과 저항은 요구되는 수준 이상이어야 합니다. 이는 창문과 발코니 문, 랜턴을 채우는 데에도 적용됩니다.
  • 밀폐 구조물의 증기 투과성에 대한 위의 요구 사항을 충족해야 합니다(이전 단락 참조).
  • 지상 습기로 인한 습기로부터 보호하려면 벽의 방수가 제공되어야합니다. 수평 - 사각 지대 위의 벽과 지하실 또는 지하실 바닥의 바닥 수준 아래; 수직 - 수문 지질 조건과 건물의 목적을 고려한 벽의 지하 부분.

건설 조명 장비

코르뷔지에는 건축가가 다루는 재료와 수단 중에서 태양을 첫 번째 위치에 두었습니다.

조명 기술 구축 과제

빛은 인간의 삶에서 중요한 역할을 합니다. 이는 사람의 정상적인 정신 생리학적 상태를 보장하는 데 참여합니다. 작업장의 조명을 만들어 모든 작업을 수행할 수 있도록 합니다. 자연광에는 치유력과 살균력이 있습니다. 자연광의 리듬은 사람들의 생활 방식을 결정합니다. 자연 및 인공 조명도 건물의 건축적, 예술적 특성에 영향을 미칩니다.
이와 함께 조명에는 상당한 비용이 필요합니다. 유약 (및 인공 광원)의 높은 비용, 조명 개구부 청소 및 수리 비용, 이를 통한 열 손실로 인해 때로는 산업 건물 (일부 국가에서는 학교까지)이 발생했습니다. ) 자연 채광 없이 지어졌습니다.
이와 관련하여 조명 기술 구축의 주요 임무방의 최적의 조명 체제 생성을 결정하는 조건과 이 체제를 보장하는 건축 및 건설적 조치의 개발에 대한 연구입니다.
실내 조명은 다음과 같습니다.

  • 자연광의 광원은 직접적, 산란(확산) 및 반사된 햇빛입니다.
  • 인공 (소스 - 백열등, 형광등, 수은, 크세논 등);
  • 방이 자연광과 인공 광원으로 동시에 조명될 때 결합됩니다.

건물 내 최적의 조명 조건이 달성됩니다.

  • 건설 현장의 가벼운 기후를 정확하게 고려합니다.
  • 건물의 크기, 모양 및 색상 장식의 올바른 선택;
  • 조명 개구부의 모양, 크기 및 위치를 올바르게 선택합니다.
  • 인공 광원의 전력 및 방출 스펙트럼의 올바른 배치 및 선택.

실내의 최적 조명 조건 개념은 다음과 같습니다.

  • 작업장에 필요한 조명 수준을 보장합니다.
  • 조명의 균일성;
  • 사람들의 눈을 멀게 하는 직접광과 반사광을 제거합니다.
  • 실내조도와 컬러마감으로 주변공간의 충분한 밝기를 보장합니다.

실내 조명 설계 작업은 건축가, 토목 기술자, 조명 엔지니어가 공동으로 해결합니다.

일광

원칙적으로 일정한 인원이 거주하는 방에는 자연 채광이 있어야 합니다. 자연 채광이 없으면 관련 규제 문서에 의해 승인된 건물과 지하 및 1층에 배치가 허용되는 건물을 설계할 수 있습니다.
자연 채광은 측면, 상단 및 결합으로 구분됩니다. 측면 조명은 단면 또는 양면일 수 있습니다.

실내 조명은 하늘에서 직접 산란(확산)되는 빛과 실내 표면, 반대편 건물 및 건물에 인접한 표면에서 반사되는 빛으로 인해 얻을 수 있습니다. 반사광만으로 조명을 제공할 수도 있습니다.

기본 조명 개념 및 법칙

실내의 자연 조명을 표준화하기 위해 절대 조명 값을 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 외부 및 그에 따른 내부 조명은 끊임없이 변화하고 있습니다. 또한 사람은 절대 값이 아니라 물체와 표면의 상대적인 밝기 수준으로 조명을 평가합니다. 따라서 자연조도를 평가하기 위해서는 내부 표면의 밝기와 채광창을 통해 보이는 외부 공간의 밝기를 비교하는 것이 일반적이다.

건물 및 영토의 단열. 자외선 차단

일사량 및 규제

일사량(직사광선에 노출)은 건강에 큰 이점을 줍니다. 빛과 자외선 조사는 인간에 대한 강화 효과와 미생물에 대한 살균 효과가 있습니다. 따라서 설계 표준은 건물 및 영토의 최소 단열 기간을 규제합니다. 일사량 계산은 사전 프로젝트 및 설계 문서의 필수 섹션입니다.
건물 일사량 표준화
일사 기간은 주거용 건물에서 규제됩니다. 어린이 유치원 기관; 일반 교육, 초등, 중등, 추가 및 직업 교육, 기숙 학교, 고아원 등의 교육 기관; 의료 및 예방, 요양원 및 건강 휴양 기관; 사회 보장 기관(장애인 및 노인을 위한 기숙사, 호스피스 등).
주거용 건물과 공공 건물에 대한 지속적인 일사량의 표준화된 기간은 아파트 유형, 건물의 기능적 목적, 도시 계획 구역, 지리적 위도에 따라 차등적으로 설정됩니다.
북부(58° N 북쪽) - 4월 22일부터 8월 22일까지 하루 최소 2.5시간;
중부(58° N - 48° N) - 3월 22일부터 9월 22일까지 하루 최소 2시간;
남부(48° N 남쪽) - 2월 22일부터 10월 22일까지 하루 최소 1.5시간.
주거용 건물:
주거용 건물에서는 1 베드룸, 2 베드룸, 3 베드룸 아파트-최소 1 베드룸, 4 베드룸 아파트 등-최소 2 베드룸에서 표준 일사 기간을 보장해야합니다. 기숙사 - 주거 공간의 60% 이상.
간헐적인 일사량은 허용되나, 그 중 한 기간은 1시간 이상이어야 하며, 총 일사시간은 기준을 0.5시간 초과해야 합니다.
이 표준은 최소 2개의 방이 단열되는 2개 방 및 3개 방 아파트의 북부 및 중앙 구역에 대해 일사 기간을 0.5시간 단축하는 것을 허용합니다. 방이 4개 이상인 방에서 최소 3개 방이 독립된 경우, 마스터 개발 계획에 따라 정의된 도시의 중앙 역사 지구에 위치한 주거용 건물을 재건축하는 동안에도 마찬가지입니다.
공공 건물:
표준화된 일사 기간은 위의 공공 건물의 주요 기능 건물에 설정됩니다. 그러한 전제에는 다음이 포함됩니다:
유치원 기관 - 그룹, 놀이, 격리 병동 및 병동;
교육 건물 - 교실 및 교실;
의료기관 - 병동(전체 수의 최소 60%)
사회 보장 기관 - 병동, 격리 병동.
복합 용도 건물(고아원, 어린이집, 기숙 학교, 산림 학교, 요양소 학교 등)에서는 위에 나열된 것과 유사한 기능적 건물에서 일사량이 표준화됩니다.
병리과에서는 일사량이 필요하지 않습니다. 수술실, 병원의 중환자실, 동식물 사육장, 동물병원; 화학 실험실; 박물관 전시실; 도서 보관소 및 기록 보관소.
컴퓨터 과학, 물리학, 화학, 그림 및 그림 수업에서는 일사량의 부재가 허용됩니다.
영토의 일사량 표준화
어린이 놀이터, 주거용 건물의 운동장 지역; 유치원 기관의 그룹 사이트; 스포츠 구역, 중등 학교 및 기숙 학교의 레크리에이션 구역; 고정식 의료 시설의 휴양지인 경우, 일사 기간은 지리적 위도에 관계없이 부지 면적의 50%에서 최소 3시간 이상이어야 합니다.

일사량의 지속 기간과 품질에 영향을 미치는 매개변수

각 지역의 열린 공간의 일사 기간은 하늘을 가로지르는 태양의 가시적 이동 시간에 따라 결정됩니다. 태양의 궤적과 각 지리적 위도 및 각 계절에 따른 일일 일사량 기간은 다릅니다. 북위도에서는 궤적이 더 평평하고 길며, 남위도에서는 궤적이 더 가파르고 짧습니다.
연중 다양한 기간의 일사량을 특징으로 하는 날은 하지(6월 22일, 각 지리적 위도에서 태양의 가장 높은 궤적), 동지(12월 22일, 가장 낮은 궤적), 봄(3월)으로 간주됩니다. 22)과 추분(9월 22일)이다. 춘분일에는 개방된 공간에서의 일사 시간은 12시간입니다.
이른 아침과 늦은 저녁 시간에는 태양 광선이 더 넓은 대기층을 통과하여 치유 효과가 약해집니다. 따라서 일사량 계산에서는 일반적으로 일출과 일몰 시의 첫 번째 시간과 마지막 시간을 고려하지 않습니다. 위도 60° N 이북 지역의 경우. 처음과 마지막 1.5시간은 고려되지 않습니다.

태양 위치의 수평각은 방위각 AQ에 의해 결정됩니다. 자오선 평면과 태양 방향 사이의 각도. 방위각은 북쪽 방향에서 시계 방향으로 1도 단위로 측정됩니다. 수평선 위로 태양의 고도는 수직각 hQ로 측정됩니다.
이 점에서 문헌에는 통일성이 없습니다. 때때로 방위각은 시계 방향(서쪽) 0에서 360°까지 남쪽 방향에서 측정되거나 "남서쪽" 및 "남동쪽"이라는 지정을 사용하여 서쪽과 동쪽 0에서 180°까지 두 방향으로 측정됩니다.

일일 일사량 기간은 다양한 위도에 대해 구성된 태양 지도(B.A. Dunaev의 그래프)를 사용하여 결정되는 경우가 많습니다. 태양의 고도를 나타내는 고리 좌표와 태양의 방위각을 나타내는 방사형 좌표가 표시되어 있습니다. 지도는 일년 중 특정 기간 동안의 태양의 궤적을 하루 중 시간별로 나누어 표시합니다. Dunaev의 그래프 외에도 일사량 그래프(자)와 라이트 플래너 D.S.가 자주 사용됩니다. Maslennikova 등.
표준 일사 기간은 수평선 측면의 건물 배치 및 방향, 공간 계획 솔루션, 돌출 요소의 존재 등에 따라 결정됩니다.
일사 기간을 결정하는 방법은 실습 수업에서 제공됩니다.

일사량의 유해한 영향과 예방

일사량은 과도한 열 복사로 인한 건물 과열과 둘러싸는 구조물 및 장비의 빛으로 인한 햇빛의 피곤한 영향을 동반할 수 있습니다. 따라서 어떤 경우에는 일사를 허용하지 않거나(도서 보관소, 핫샵, 식품 준비 및 보관 공간) 제한해야 합니다. 예를 들어, SNiP "공공 건물"은 수술실과 중환자실의 창문 방향을 북쪽, 북동쪽 및 북서쪽으로 가져와야 이러한 방에서 최적의 미기후를 더 쉽게 만들 수 있도록 설정합니다.
과도한 일사량을 방지하는 가장 중요한 수단은 다음과 같습니다.

  • 가벼운 개구부의 면적을 줄입니다.
  • 건물을 위한 공간 계획 솔루션;
  • 조경 제품(1층 및 2층 건물용);
  • 기본 방향에 대한 건물의 올바른 방향;
  • (과열로 인한) 환기된 밀폐 구조물의 사용;
  • 자외선 차단 장치 사용.

주거용 건물의 설계 표준에 따르면 7월 평균 온도가 21°C 이상인 지역에서는 200-290°의 수평선을 향한 거실과 주방의 조명 개구부에 외부 조정 가능한 태양광 차단 장치를 장착해야 합니다.
동일한 지역에 위치한 공공 건물, 사람이 지속적으로 거주하는 방 및 기술 또는 위생 요구 사항으로 인해 햇빛 침투 또는 방 과열이 허용되지 않는 방, 130-315° 구역 내 개구부 지향 자외선 차단 기능이 갖추어져 있습니다.
자외선 차단 장치의 주요 요구 사항은 다음과 같습니다.

  • 연중 특정 기간 동안 특정 시간에 건물의 일사량을 제한합니다.
  • 최대 빛 반사 및 빛 산란;
  • 최소 열용량;
  • 벽 평면에 수평 및 수직으로 평행하게 공기 순환을 보장합니다.

자외선 차단 장치는 고정식과 조정식으로 구분됩니다.

위치

행동

빛 보호 효과

적용분야

수평 또는 경사 연속 바이저

바깥 창문 위

성지에는

루버 그릴과 동일합니다.

동일, + 좋은 공기 세척

수직 리브 스크린은 벽 평면에 수직이거나 비스듬히 있습니다.

한쪽 창문 개구부 옆

낮은 동지에

원격 벽면 스크린

창문 개구부 위 및 측면

동일 + 벽 자체 과열 방지

제한 없는

제한 없는

수직, 경사 또는 수평 칸막이가 있는 루브르 그릴

채광창 앞이나 그 내부

일사량 제한 또는 제거

광 확산기

정면의 전체 평면을 따라

똑같지만 공기 교환이 더 나쁩니다.

특수 유형의 유약:

조명 개구부 채우기

광산란

광산란

반사적

적외선 반사

빛을 흡수하는

적외선 흡수

이동식 블라인드, 차양, 캐노피

외부 또는 내부 조명 개구부

일사량 제한 또는 제거

스탬프가 찍힌 공간 그리드

글레이징 내부

커튼 걸기

실내

자외선 차단 장치는 전체 조명에 큰 영향을 미칩니다. 화창한 날씨에는 표면에 의한 빛 산란으로 인해 CEC가 크게 증가하고, 흐린 날씨에는 CEC가 크게 줄어들 수 있습니다. 실내 조명을 계산할 때 이러한 영향을 고려해야 합니다.

본질적으로 사람은 거의 항상 눈에 새로운 또 다른 시각적 요소를 발견하며, 다음 단속 운동 전에 짧은 시간 동안 "머물러" 있을 수 있습니다(시각적 요소는 매우 조밀하게 위치하며 앞서 언급했듯이 서로). 도시에는 크고 균질한 들판이 있기 때문에 눈으로 볼 수 있는 다음 시각적 대상이 없습니다. 결과적으로 인간의 뇌는 필요한 정보를 수신하지 못하고 불쾌한 감각이 발생할 수 있습니다. 따라서 균일한 필드는 눈에 불쾌합니다. 문제의 표면(벽, 보도, 바닥, 벽지, 직물 등)에 동일한 반복 요소(창, 타일, 이음새, 패턴 등)가 많이 있을 때 시야는 "공격적"입니다. 각 단속운동 후에 눈은 이미 검사한 것과 동일한 요소를 보게 되며, 이는 신경계 상태와 인간 건강에 부정적인 영향을 미칩니다.

이 설명은 완전히 타당하지 않습니다. 따라서 자연에는 세부 사항이 없는 크고 균질한 공간(잔잔한 호수 표면, 하늘, 사막 등)이 있어 눈으로 매우 긍정적으로 인식됩니다. 외관에 세부 묘사가 없는 착색 유리(거대한 컬러 크리스탈)로 덮인 고층 빌딩도 같은 방식으로 인식됩니다.

건축 물리학은 아직 빛 과학과 관련된 몇 가지 긴급한 질문에 답하지 않습니다. 방, 건물, 도시의 긍정적으로 인식되는 환경적으로 건전한 크기에 관한 것입니다. 건물과 건물의 모양에 대해; 건축 스타일, 세부 사항, 장식의 선호도에 대해. 첫째, 공간적 곡선 형태는 아름답고 인간에게 수용 가능하며 (물결 모양의 선은 아름다움의 선입니다) 둘째, 자연의 생물 다양성 (크기, 모양의 구조적 다양성)과 유사하게 다양성에 대한 욕구가 필요하다는 점을 알 수 있습니다. , 세부 사항, 색상, 자연 유사성 고려), 셋째, 건물의 크기는 조경 구성 요소 (주로 나무) 및 인체의 크기와 일치하는 것이 바람직합니다.

살아있는 자연은 대칭의 법칙을 따르지 않습니다. 겉보기에 대칭인 것처럼 보이는 동물의 얼굴과 몸, 다리, 팔, 날개의 왼쪽과 오른쪽 절반은 실제로는 비대칭입니다. 건물과 구조물도 완전히 대칭을 이루어서는 안 된다고 가정할 수 있습니다. 사람들의 개인적 특성은 건물과 구조물에 대한 시각적 인식의 긍정성 또는 부정성에 큰 역할을 합니다. 일부 건축가는 고층 건물, 거대한 광장, 자동차가 흐르는 넓은 도로 등을 좋아하는 것으로 알려져 있습니다. 이는 다양성의 표현 중 하나입니다.

자신의 감각에 익숙한 것과 다른 모든 분야는 사람에게 공격적인 것으로 간주될 수 있습니다(예: 단조로운 시야, 강하고 날카로운 소음 및 유해한 냄새 등). 청각 및 후각 기관과 지속적으로 접촉하는 공격적인 소리 및 후각 효과는 고통스러운 상태를 유발할 수 있습니다. N. F. Reimers가 지적했듯이, 사람들은 역사적으로 농촌 지역 생활에 더 잘 적응했기 때문에 도시 환경은 그들에게 스트레스를 유발합니다.

고대부터 사람들은 건물에서 쾌적한 감각 환경을 추구해 왔습니다. 따라서 "꿀 벽돌", "향기로운 석고", "음악 기둥"이 알려져 있습니다. 스리랑카 섬의 중앙 부분에는 500년도 더 전에 지어진 사원이 있습니다. 벽돌용 점토는 섬에 많이 서식하는 야생벌의 꿀과 혼합되었습니다. 뜨거운 열대의 태양 아래서 오랜 시간 동안 건조시킨 후, "꿀 벽돌"은 내구성이 뛰어나고 오랫동안 향을 유지했습니다. 12세기에 기분 좋은 향기를 만들어 내기 위해. 모로코의 쿠투비아 시에서는 탑을 건설하는 동안 약 천 통의 향을 점토와 석고 모르타르에 첨가했는데, 그 냄새는 지금도 느낄 수 있습니다. 냄새의 모스크라고 불리는 인도 도시 카리드의 모스크에서 중세 건축업자들은 3,500kg의 사프란을 석고 모르타르에 섞었습니다. 인도에서는 Vitala, Mahshwar 및 기타 고대 사원의 화강암 기둥도 노래합니다. 손바닥으로 치면 관악기 소리를 연상시키는 소리가납니다. 장인들은 손바닥과 손가락으로 기둥을 쳐서 멜로디를 추출합니다. 이러한 기둥을 만들기 위해 구운 점토와 사암 석판으로 다공성 기초를 만들었습니다.

현대 도시의 환경은 종종 인간에게 공격적입니다. 아마도 그 공격성의 메커니즘은 다음과 같습니다. 인간의 뇌에서는 이전 세기의 자연 환경과 생활 조건의 영향을 받아 그의 행동 구조와 생물 심리적 상태를 결정하는 개인적인 경험 (개인 환경)이 개발되었습니다. 이러한 이전 경험에 따라 환경과 그 구성 요소(거주지, 집, 거리)에 대한 자연과 유사한 이미지가 만들어졌습니다. 새로운 감각 영향은 이러한 경험과 일치하지 않으며 정신 생리적 상태에 긴장을 조성합니다. 현대의 공격적인 환경은 도시의 새로운 이미지, 새로운 행동 구조의 생성을 요구합니다. 그러나 이전 경험은 오랜 역사적 발전을 통해 형성되었으며 다른 경험으로 빠르게 대체될 수 없습니다. 시간이 매우 오래 걸립니다.