Шильд Е., Кассельман Х.-Ф., Дамен Г., Поленц Р. Строительная физика. — Москва, 1982

  

 

 

 

 

В книге специалистов ФРГ изложен комплекс проблем строительной физики, даны рекомендации по ее практическому применению при проектировании зданий. Рассмотрены тепло- и пароизоляция сооружений, деформация конструктивных элементов, освещение зданий, инсоляция и солнцезащита, звукоизоляция и акустика помещений. Приведены примеры расчета и проектирования конструкций, даны рекомендации по применению строительных материалов.

 

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

 

 

 

 

Причины написания книги. Кафедра строительных конструкций Высшей технической школы Аахена проводит научные и практические работы по проблемам, связанным с повреждениями в строительстве. С 1972 г. по заказу Министерства внутренних дел земли Северный Рейн — Вестфалия (СРВ) исследуются масштабы различных повреждений в строительстве, в том числе проводятся специальные исследования конструкций крыш, террас на крышах, балконов, наружных стен и открытых связей, а также подвалов и дренажей. Результатом явились рекомендации по конструированию и производству работ [53, 54, 269—274]. Наряду с этим сведения о повреждениях в строительстве, их размерах и причинах возникновения собирались в ходе многочисленных судебных экспертиз.

 

Существенный момент, который приводит к ошибкам при проектировании и возведении зданий — недостаточный учет требований строительной физики и неумение анализировать, давать правильную качественную и количественную оценку этим требованиям, делать из них соответствующие выводы.

 

Особые трудности, как убедились авторы, общаясь с архитекторами и инженерами, повышающими свою квалификацию, возникают при получении заданий на проектирование по строительной физике.

 

Архитекторы и инженеры применяют на практике новые строительные материалы, информация о которых или отсутствует, или имеется в недостаточном объеме. Использование новых видов конструкций, часто в сочетании с новыми строительными материалами, приводит к неизвестным ранее с точки зрения строительной физики последствиям. Поэтому необходимо знать об особенностях эксплуатации материалов и конструкций, чтобы предотвратить появление повреждений.

 

Содержание и цель книги. В трех основных разделах представлены реальные задания на проектирование, в которых после рассмотрения основных положений приведены принципиальные проектные и конструктивные решения и на практических примерах разработаны соответствующие рекомендации.

 

Основная идея этой публикации заключается не в изложении научных основ и возможных дифференцированных оценок. Для этого дополнительно указана соответствующая литература. После раздела «Основные положения» приведен необходимый минимум теоретических положений и, главное, дана систематизированная последовательность их применения, хотя и без чисто рецептивных указаний.

 

Подбор материала. Объем материала по каждой из трех главных обсуждаемых проблем определен с точки зрения практических проектных заданий. К этим проблемам относятся: теплозащита (теплопередача и образование конденсата в поперечном сечении и на внутренней поверхности), деформация, инсоляция (солнечный нагрев и солнцезащита), звукоизоляция и акустика помещений.

 

В настоящее время большая часть действующих положений норм DIN пересматривается, изменяется, дополняется или модифицируется. Хотя в определенной мере еще действуют установленные ранее предельные границы стоимости и допустимые нагрузки, в книге представлены и рассмотрены альтернативные пути решения проблем строительной физики и новые тенденции развития.

 

Излагаемый материал трех основных разделов включает только такие области, которые имеют отношение к проблемам, интересующим инженеров и архитекторов, или могут быть использованы в решениях, принимаемых ими (расчеты, доказательства и детали конструкций).

 

Место строительной физики. Углубленное и специальное изучение любой научно-технической дисциплины, которое необходимо при проектировании и возведении надземных зданий, содержит опасность переоценки ее фактического значения или приводит к неразрешимым способам рассмотрения.

 

Исследование основ строительной физики имеет большое значение, которое, однако, не переоценивается авторами. В предлагаемой книге внимание уделено применению строительной физики на практике. В основе заданий для архитекторов на разработку проекта здания лежит использование функциональных связей и архитектурной формы (рис. 1).

 

 

Рис. 1

 

 

Строительная физика имеет большое значение не только как дополнительная служебная техническая дисциплина, которая дает возможность правильно решать свои собственные задачи, но и, при понимании ее проблем, помогает архитектору и инженеру находить правильное решение более общих задач.

 

Основы строительной физики должны быть учтены при выборе конструкций и строительных материалов, поскольку их воздействие является взаимным. Примером может служить определение конструкции стен или кровли. Часто встречающаяся ошибка состоит в том, что в процессе проектирования не учитывают положений строительной физики. Это приводит к непроизводительным потерям времени и труда, поскольку готовый проект дополнительно проверяется на соответствие требованиям строительной физики. Выявленные после такой проверки изменения могут коренным образом изменить проектную концепцию. Таким образом, рациональным должно быть только совместное решение задач строительной физики и непосредственно задач проектирования (рис. 2).

 

 

Рис. 2

 

 

Расчеты по строительной физике. Использование положений строительной физики архитекторами и инженерами дает им возможность приближенными расчетами определять различные физические воздействия, например, при оценке изолирующей способности, температуры на границе слоев, давления пара, количества конденсирующейся влаги, а также получать характеристики звукоизоляции, затенения или аккумулирующей способности помещений. Важно, чтобы такие методы расчета, оставаясь приближенными, обеспечили достаточно надежные решения.

 

Результаты расчета зависят от принятых предпосылок и условий соответствующих способов расчета. Каждый проектировщик должен поэтому знать, где лежат границы и недостатки таких приближенных расчетов. При необходимости максимальной экономии средств, особенно при осуществлении крупных проектов, для производства точных расчетов необходимо привлекать инженера — специалиста по строительной физике. Основываясь на собственном опыте, авторы советуют не стремиться к общим методам расчета, результаты которых могут оказаться слишком близкими к пределу стоимости проекта.

 

Авторы задавались вопросом, является ли необходимым издание данной книги ввиду того, что, как отмечалось выше, различные указания и методы расчета находятся в стадии переработки, внесения изменений и обновления. Не говоря о том, что введение новых норм DIN потребует до окончательного ввода в действие нескольких лет переходного периода, все разделы этой книги расположены таким образом, что изменяемые определения, указания и методы расчета при формировании заданий на проектирование и изменения в последовательности действий в примерах могут быть легко внесены в текст.

 

Область ответственности — вопросы права. До конца 1976 г. действовал установленный с 1950 г. [49] порядок вознаграждения деятельности архитекторов, который в то время характеризовался тем, что отдельные виды и этапы работы оценивались в процентах. Благодаря этому косвенно определялся удельный вес отдельных работ. Так, 10% общей суммы вознаграждения причиталось за форпроект, 20% за проект, 10% за предложения по строительству, 10% за расчеты объемов и стоимостей, 25% за выполнение чертежей, 15% за художественное руководство и 10% за техническое и хозяйственное руководство.

 

Действующий с 1977 г. порядок выплаты гонорара архитекторам [61] отличается более детальным членением видов деятельности и их удельного веса как для самой работы, так и для взаимной оценки деятельности. При проектировании зданий введены следующие оценки: определение оснований — 3%, предварительное планирование (проектная и плановая подготовка) — 7%, планирование проектных работ (системное и интегральное планирование) — 11%, согласования на этапе планирования — 6%, собственно проектирование (разработка и представление окончательно выработанных проектных решений) — 25%, подготовка передачи (определение объемов и составление номенклатуры работ) — 10%, содействие при передаче — 4%, надзор за объектом (стройнадзор) — 31%, заботы об объекте и документации — 3%. Как видно, установлены повышенная оценка надзора за объектом (стройнадзор) и дифференцированное разделение этапов проектирования.

 

Что означает это распределение стоимости работ для архитекторов в отношении выполняемых ими разработок, расчетов и проектирования по вопросам строительной физики и где лежит граница между их деятельностью в этом направлении и деятельностью инженера или специалиста, работающего в области строительной физики?

 

В рамках проектирования архитектор перерабатывает результаты последовательной разработки и представления решения с точки зрения градостроительных, архитектурных (эстетических), функциональных, технических, строительно-физических, экономических, энергетических, биологических и экологических требований с учетом вклада участвующих в проектировании специалистов до принятия окончательного решения. Если архитектор должен принимать во внимание требования строительной физики и энергетического хозяйства (в определенных случаях с учетом вклада других специалистов), то ему необходимо иметь представление о проблемах, связанных с этими вопросами, качественно и количественно оценить важнейшие проблемы строительной физики путем проведения сметных расчетов.

 

На долю инженера выпадают детальные и четко описанные задачи по решению проблем строительной физики в рамках его работы при проектировании несущих конструкций. При этом принята следующая оценка отдельных этапов: расчет оснований — 3%, предварительное проектирование (системное и интегральное), выработка решений для несущих конструкций (с приближенными статическими расчетами) — 12%, согласование, выполнение и сопоставление статических расчетов с контрольными показателями для проверки — 30%, выполнение проектирования — 26%, выполнение опалубочных чертежей для железобетонных конструкций — 16%, подготовка передачи — 3%.

 

Работа по учету требований строительной физики, проверок и расчетов предусматривается в процессе проведения согласований в рамках основной работы путем выполнения проверочных статических расчетов несущих конструкций с учетом предварительно утвержденных разработчиком объекта требований строительной физики. Эта формулировка, таким образом, содержит в себе и задание для разработчиков проекта, которые выдвигают требования строительной физики. Одновременно это означает знание всех физических воздействий на сооружение и его конструкции.

 

В рамках особых работ инженер должен привести доказательства выполнения требований строительной физики, например, пожаро-, тепло- и звукозащиты, которые в должной мере не были получены от участвующих в проектировании специалистов. Это требует особого, более широкого участия в работе инженера. При разграничении или распределении задач между архитектором, инженером или инженером — специалистом по строительной физике при решении вопросов строительной физики на практике встречаются трудности из-за не очень ясного ограничения сферы их деятельности.

 

При передаче основных работ инженеру в рамках его деятельности при проектировании несущих конструкций (без привлечения инженера — специалиста по строительной физике) он принимает во внимание только получаемые от проектировщика объекта требования по строительной физике, связанные с выполнением статических расчетов.

 

Особенно проблематичны расчеты по строительной физике, необходимость выполнения которых хотя и понимается архитектором и инженером, но в описанном выше распределении работ представлены нечетко. К ним относятся: проверка ядра конденсации (количественные расчеты, признаки повреждений и т. д.) в строительных конструкциях (крышах и стенах); расчеты микроклимата помещений и установление достаточной солнцезащиты; проверка температурных напряжений и необходимость в связи с этим конструктивных мероприятий. Поэтому для предотвращения ошибок, проявляющихся в виде повреждений конструкций, необходимо назначать такие проверки в качестве четко обусловленных заданий и привлекать к выполнению особых работ соответствующих участников проектирования. Кроме того, при анализе содержания работы архитекторов и инженеров становится ясно, что основными понятиями и средствами примерной расчетной проверки требований строительной физики должны владеть все: и архитекторы, и инженеры.

 

В последние годы в практике деятельности судебных органов ФРГ при оценке ответственности архитекторов и инженеров исходят из следующего. В случае ошибок, которые являются следствием учета требований строительной физики, если в соответствии с договором для выполнения проверок и расчетов с четким установлением их вида и объема не было предусмотрено совместное участие архитекторов и инженеров, к ответственности могут быть привлечены обе группы специалистов.

 

Когда выполнение проверок и расчетов по строительной физике предусматривалось в виде дополнительных работ, судебные органы все же ставили вопрос: должны и были ли в состоянии и в каком объеме участвующие в проектировании лица предвидеть очевидные ошибки?

 

Наконец, следует отметить, что все включенные в эту книгу разделы, содержание которых относится к прикладной профессиональной деятельности архитекторов и инженеров, ограничиваются проектированием объекта.

 

Указания по пользованию книгой. В трех главных разделах приведены формулировки задач проектирования, затем — основные положения и вытекающие из них указания по конструированию и проектированию. После сопоставления требований и оценок следуют примеры применения. Такое повторяемое в каждом основном разделе и подразделах членение дает возможность читателю получить необходимые для конкретных задач проектирования решения и рекомендации.

 

Читателю остается определить, при решении каких задач проектирования применить соответственно рекомендации по конструированию и проектированию и примеры, а в каких использовать основные положения, чтобы дополнить имеющуюся информацию. При самостоятельном изучении поставленных задач читатель может извлечь необходимые сведения из указанных авторами литературных источников.

 

Все данные о материалах, сведения о температуре, влажности воздуха и допустимом уровне шума сконцентрированы в специальном разделе в виде таблиц. Все другие таблицы, графики и диаграммы расположены по тексту. Список литературы не претендует на исчерпывающую полноту.

 

---

 

 

Строительная физика — проектирование и применение.. 5

 

Часть I

Теплозащита.. 11

Диффузия водяного пара.. 27

Деформации.. 68

 

Часть II

Дневное освещение.. 89

Инсоляция.. 107

Солнцезащита.. 115

 

Часть III

Звукоизоляция.. 132

Внешний шум.. 141

Акустика помещений.. 147

Звукоизоляция от воздушного шума.. 165

Звукоизоляция от ударного шума.. 193

Перенос звука косвенными путями.. 211

Инженерное оборудование здания.. 218

Задачи проектирования.. 218

Основные положения.. 219

Указания по конструированию и проектированию.. 221

Требования и оценка.. 226

 

Приложения.. 228

Список литературы.. 277

 

---

 

 

  

 

---

 

Скачать издание в формате djvu (яндексдиск; 19,4 МБ).

 

 

Все авторские права на данный материал сохраняются за правообладателем. Электронная версия публикуется исключительно для использования в информационных, научных, учебных или культурных целях. Любое коммерческое использование запрещено. В случае возникновения вопросов в сфере авторских прав пишите по адресу [email protected].