Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Строительная энциклопедия

С

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

 

Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— научная дисциплина, изучающая физич. процессы в ограждающих и др. конструкциях, зданиях и сооружениях в зависимости от климатич. условий и режима эксплуатации. Строительная физика включает следующие осн. разделы: строительную климатологию (см. Климатология строительная), теплофизику (см. Теплофизика строительная), строительную аэродинамику, теорию долговечности, строительную и архитектурную акустику (см. Акустика строительная), звукоизоляцию, светотехнику .

Данные строительной физики служат основой для рационального проектирования строит, объектов и позволяют обеспечить соблюдение требуемых технич. условий в течение заданного срока службы. Кроме того, разрабатываемые в строительной физике методы расчета и испытаний позволяют дать оценку качеству стр-ва, как в стадии проектирования, так и после возведения зданий и сооружений. Внутр. микроклимат при этих исследованиях задается гигиенич. или технологич. требованиями.

Особое развитие строительная физика получила в последние годы, когда широко развернулось индустриальное стр-во с применением многочисленных новых строит, материалов и облегченных конструкций, требующих предварительной оценки их свойств.

Для решения поставленных задач строительной физики использует: 1) теоретич. расчеты на основе установленных общих физич. закономерностей; 2) различные модели, на к-рых исследуемые процессы воспроизводятся или с измененными масштабами или на базе установленных аналогий; 3) лабораторные испытания элементов конструкций в разнообразных климатич. камерах (по возможности с соблюдением реальных условий их эксплуатации); 4) натурные наблюдения и измерения в сооруженных объектах. Помимо обычных теплофизич. и аку- стич. приборов и методов, в последнее время большое значение приобрели адеструк- тивные методы исследования теплофизич. и физико-технич. характеристик материалов и конструкций с использованием изотопов, ультразвука, радиоэлектрич. и др» явлений.

При проектировании городов и пром. комплексов учитываются климатич. и гео- физич. особенности тех мест, где производится стр-во; определяются наименее выгодные темп-ры воздуха и расчетные амплитуды колебаний его темп-ры (суточные, годовые и др.)» скорости ветра, относит, и абсолютная влажность воздуха, солнечная радиация, количество и характер осадков и др. данные. На основании указанных климатич. данных должны быть определены условия движения воздуха вблизи зданий и сооружений в зависимости от рельефа местности, ориентации зданий и их формы. Аналогично решается задача о перемещении воздуха внутри помещений и об интенсивности возникающей при этом естественной конвекции тепла, чем и определяется (при наличии заданных источников тепла и воздуха) общий характер внутр. микроклимата.

Для оценки состояния любого элемента здания или сооружения необходимо знать распределение в нем температур, а также воздуха и влаги с учетом ее фазового состава. Наличие взаимного влияния указанных факторов осложняет решение поставленных задач. Поэтому часто допускается, что влажностный режим уже известен и изменяется очень медленно. Тогда задача сводится к исследованию полей темп-ры в зависимости от геометрич. формы конструкций и теплопроводности материалов. Эта задача решается с помощью уравнения Фурье, чисто аналитич. путем или с помощью различных электро- и гидроинтеграторов. При наличии крупных капилляров, а также трещин и щелей в конструкции учитывается фильтрация воздуха и вызываемое ею изменение полей температур.

Наиболее сложным является учет влияния влаги. В общем случае внутри капилляров относительно быстро устанавливается равновесие между находящейся в них жидкой влагой и водяным паром, насыщающим воздух в рассматриваемом капилляре. При наличии градиента температур в конструкции возникает поток диффузии водяного пара, к-рый вызывает перераспределение влаги, а в определенных случаях — конденсацию пара и, следовательно, дополнит, увлажнение конструкции, в других же случаях — уменьшает влагосодержание и высушивает конструкцию.

Если количество влаги в материале небольшое (меньше макс, гигроскопического), то влага перемещается только в газообразной среде. В противном случае возможно движение жидкой влаги под влиянием разности ее давлений (равных давлению в газовой фазе за вычетом перепада давления, вызванного действием поверхностного натяжения воды). Это давление и заставляет жидкую влагу независимо от направления потока пара перемещаться в зону с меньшим ее давлением, т. е. туда, где меньше влажность материала или меньше диаметр капилляров, либо в зону более низких температур (см. Влагоизо- ляция).

При понижении темп-ры ниже 0°С жидкая влага частично или полностью переходит в лед. При этом прекращается ее перемещение в конденсированной фазе и снова остается лишь перемещение, вызванное градиентом парциального давления пара и приводящее к выпадению инея в полостях конструкции. Необходимо отметить, что кристаллы льда имеют коэфф. температурного расширения значительно более высокий, чем у скелета строит, материалов, вследствие чего при повышении темп-ры внутри зоны промерзания происходит расширение кристаллов льда, вызывающее частичное разрушение стенок капилляров, поэтому для строит, материалов в ограждающих конструкциях требуется обязательная проверка их морозостойкости.

Наличие жидкой влаги в конструкции имеет еще одно существенное значение, а именно: оно содействует перекристаллизации скелета материала, так как в капиллярах одновременно происходит растворение кальциевых и щелочных соединений и выделение их из раствора в др. более благоприятных для этого местах. Одновременно в силу растворимости в воде углекислого газа происходит карбонизация этих соединений, в результате чего могут совершаться местные изменения объема материала, его усадка или пучение, вызывающие дополнит, напряжения в конструкции.

Вообще всякое неравномерное поле температур вызывает соответствующие темп-рные напряжения, к-рые при охлаждении наружного сдоя конструкции с уменьшением его объема могут вызвать поверхностные трещины. Аналогичный результат дает и усадка этого слоя. Если же поверхностный слой нагревается или увеличивается в объеме, то напряжения меняют знак и вместо растрескивания может произойти его отслаивание.

Всякое частичное разрушение материала усиливает в нем фильтрацию воздуха и влаги, а следовательно, и коррозию как самого материала, так и арматуры и металлич. деталей, находящихся иод его защитой.

Строит, материалы обладают также свойством передавать механич. колебания, вибрации, шумы и звуковые колебания. Поэтому необходима проверка проектируемых конструкций на звукоизоляцию. Одновременно конструкции реагируют и на внутр. акустич. источники, в особенности при частотах, близких к частотам собственных колебаний конструкций, частично поглощая поступающие к их поверхности звуковые волны, а частично их отражая. Поэтому в помещении возникает сложная система вторичных звуковых колебаний, зависящая от размеров и формы помещения и особенностей конструкции ограждений. В случае невозможности получить требуемое качество звучания с помощью архитектурно-планировочных средств и улучшения конструкций приходится прибегать к методам спец. звукоусиления.

Большое значение имеют также свето- прозрачные ограждения, обеспечивающие использование естественного солнечного освещения. В нек-рых случаях, когда солнечный свет приносит с собой большое количество тепла, вызывающее дискомфортность помещений, необходимо применение спец. мер для защиты от солнечной радиации (см. Светотехника, Солнцезащитные устройства). Особую проблему составляет правильное сочетание естеств. и искусств, освещения. Кроме того, большое значение имеет и окраска как внутр., так и наружных поверхностей. Первая существенно влияет на световой режим помещений и на условия труда, а вторая — на общий вид городов и др. населенных мест, как своеобразный архитектурный элемент (см. Цвет).

Результаты, получаемые С. ф., позволяют уточнить эксплуатац. характеристики зданий и сооружений, более точно учесть необходимые затраты на теплопо- тери, вентиляцию или кондиционирование воздуха, на дополнит, звукоизоляцию или звукоусиление, освещение и т. д. Учет напряжений, вызываемых объемными деформациями, влияния морозостойкости и влагостойкости конструкций позволяет оценить вероятный срок службы данной конструкции. Зная же величину последнего и затраты на ремонт и эксплуатацию, можно значительно правильнее назначать размеры конструкции, в особенности величины тепло- и пароизоляцион- ных слоев, а также определять необходимый дополнительный запас прочности несущих конструкций и тем самым повышать экономич. эффективность сооружений.

 

Лит.: Строительная физика. Состояние и перспективы развития, М., 1961. О. Е. Власов.

 

 

Физика, химия, электротехника. естественно-научные основы...

Строительная техника, конструкции и технологии. Раздел: Быт. Хозяйство. … Основой для этого являются такие естественные науки, как ФИЗИКА, ХИМИЯ, а также ЭЛЕКТРОТЕХНИКА.

 

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ТЕХНИКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО. Строительная...

Строительная физика—Е. … АНТИСЕЙСМИЧЕСКОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО (сейсмостойкое строительство) АНТРЕСОЛЬ.

 

СТРОИТЕЛЬНАЯ ТЕПЛОФИЗИКА, строительная теплотехника. Значение...

— раздел строит, науки и … В нашей стране исследования в области строительной теплотехники проводятся в НИИ строит. физики, МНИИТЭП...

 

СВЕТОТЕХНИКА строительная. Область светотехники, занимающаяся...

С. СВЕТОТЕХНИКА строительная. — наука о генерировании и использовании в стр-ве и … освещение зданий, М., 1961; Строительная физика, М., 1965: Мешков В. В., Основы светотехники, ч. 1, М...

 

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ТЕХНИКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО. Строительная...

Строительная физика—Е. … Ремонт строительных машин. РЕНТАБЕЛЬНОСТЬ в строительстве. РЕНТГЕНО- И ГАММАДЕФЕКТОСКОПИЯ строительных конструкций.

 

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ТЕХНИКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО. Строительная...

Строительная физика—Е.

 

АКУСТИКА СТРОИТЕЛЬНАЯ - раздел акустики, рассматривающий...

Энциклопедия современной техники строительство. Раздел: Быт. Хозяйство. … Архитектурная акустика — раздел строительной физики, рассматривающий звуковые процессы в помещении.

 

СОЛНЦЕЗАЩИТНЫЕ УСТРОЙСТВА. Солнцезащитными устройствами...

Лит.: Гусев Н. М., Климов П. П., Строительная физика, М., 1965, Оболенский Н. В., Проектирование и расчет … Строительство дома строительная бригада. Стеклопакеты. Защитные пленки.

 

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ТЕХНИКИ. СТРОИТЕЛЬСТВО. Строительная...

Строительная физика—Е.

 

Панельное строительство

...с учетом статических требований, требований строительной физики и технологии возведения. Различают панели наружных стен … Панельное и крупноблочное строительство промышленных и ...

 

К содержанию книги:  Энциклопедия строителя. Словарь строительных терминов

 

Последние добавления:

 

Кузнечно-штамповочное оборудование   Прокатное производство