CC BY
33Архитектура и градостроительство
------ЖИЛИЩНОЕ ---
строительство
Научно-технический и производственный журнал
УДК 624.011
А.И. ГЕРАСИМОВ, канд. техн. наук; И.П. САЛТЫКОВ, инженер ([email protected]), Московский государственный строительный университет
Оценка степени комфортности жилых зданий различных строительных систем
Показано, что оценка степени комфортности, созданной за счет строительных методов, может влиять на эффективное применение строительных материалов и конструкций при проектировании новых и реконструкции старых зданий. Разработана методика оценки степени комфортности помещений жилых зданий. Основой для ее создания послужила корреляционная зависимость пяти параметров, выделенных из многочисленных факторов комфортности внутреннего микроклимата. Проведено сравнение наиболее распространенных в практике отечественного строительства типов жилых зданий с точки зрения степени комфортных условий внутреннего микроклимата.
Ключевые слова: комфортность внутренней среды, степень комфортности, жилые здания, микроклиматические факторы, внутренний микроклимат.
Понятие комфортной внутренней среды, или комфортного микроклимата в жилых зданиях заключается в создании оптимального для человеческого организма сочетания внутренних микроклиматических факторов [1]. К ним относится целый ряд факторов, среди которых прежде всего тепловлажностные условия; освещенность; влияние воздушного, транспортного и ударного шумов. Создание требуемых уровней этих факторов возможно активными и пассивными (строительными) методами. Устройство комфортного микроклимата строительными методами является первоочередной задачей при архитектурно-конструктивном проектировании.
Объективная оценка степени комфортности, созданной строительными методами, может влиять на эффективное применение строительных материалов и конструкций при проектировании новых и реконструкции старых зданий.
В МГСУ была разработана методика оценки степени комфортности помещений жилых зданий. Основой для ее создания послужила корреляционная зависимость параметров, выделенных из многочисленных факторов комфортности внутреннего микроклимата: суммарные теплопотери через
Таблица 1
Наименование факторов Обозначение Пределы варьирования
-1 0 1
Коэффициент тепло-потерь 1/Онк, Вт х, 1/671 1/495 1/319
Коэффициент светопропускания т0 Хг 0,6 0,66 0,72
Коэффициент звукопроводности транспортного шума 1/Тт (тт = 10-01На) т Х3 1000 2167 3333
Индекс звукопроводности от воздушного шума Х4 50 52 54
Индекс приведенного уровня ударного шума 1/ 1_п„ Х5 0,0167 0,0175 0,0182
наружную стену с размерами 4X3 м и окно площадью 3,3 м2 - Qнк; коэффициент светопропускания окна, т0; коэффициент звукопроводности от транспортного шума тт = 10-°,1Вд, где Яд - звукоизоляция оконного заполнения, дБА; индекс звукоизоляции воздушного шума дБ; индекс приведенного уровня ударного шума для перекрытий Ц^, дБ (СНиП 23-03-2003 «Защита от шума»).
Значение каждого из параметров варьировалось от минимально допустимого до максимально возможного в рамках строительных норм и правил (табл. 1). Применение регрессионного анализа позволило получить зависимость уровня комфортности от пяти рассматриваемых факторов комфортности внутреннего микроклимата.
После расчетов, выполненных с помощью статистической компьютерной программы, получена зависимость (1): К=-2,172-0,354Х1-0,155Х2-0,671Х3+6,78Х4-2,825Х5-0,131Х1--0,145Х2+0,013Х3-2,792Х2+2,209Х5+0,594Х1Х2+0,862Х1Х3+
+0,706Х2Х3-0,961Х4Х5, (1).
где К - коэффициент комфортности. После анализа данного уравнения были определены в относительных величинах границы трех степеней комфортности в помещении: В (низкая) - от 0,08 до 0,28; Б (средняя) - от 0,29 до 0,57; А (высокая) - от 0,58 до 0,96.
Таким образом, подтверждено, что создание внутренней комфортной среды, или внутреннего комфортного микроклимата, является комплексной задачей, решение которой зависит от варьирования пяти параметров внутренней среды.
В основу методики определения степени условий комфортности внутри помещений жилых зданий положены результаты регрессионного анализа, проведенного для пяти факторов комфортности. В полученную зависимость (1) требуется подставить значения пяти параметров внутреннего микроклимата, предварительно оценив их в процентном соотношении относительно границ комфортности по каждому из них. После вычисления значения коэффициента комфортности рассматривается принадлежность жилого здания к степеням комфортности А, Б или В. При значении К ниже, чем установлено степенью В или не удовлетворяю-
Научно-технический и производственный журнал
Архитектура и градостроительство
Таблица 2
Тип здания Оконное заполнение Междуэтажное перекрытие Состав конструкции пола (толщина)
Кирпичные пятиэтажные Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах, толщина стекла 3 мм Многопустотная ж/б плита толщ. 220 мм с у=2400 кг/м3 Штучный паркет - 20 мм ДВП-Т-4 на горячей битумной мастике - 40 мм Стяжка цементно-песчаная - 40 мм Песчаная засыпка - 35 мм
Панельные здания из однослойных панелей 6=350 мм Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах, толщина стекла 3 мм Сплошная ж/б плита толщ. 120 мм с у=2500 кг/м3 Линолеум - 5 Гипсоцементо-бетонная плита основания пола - 60 мм Ленточные звукоизоляционные прокладки - 25 мм
Здания из крупных блоков Двойное остекление в раздельных деревянных переплетах, толщина стекла 3 мм Многопустотная ж/б плита толщ. 220 мм с у=2400 кг/ м3 Паркетные доски - 25 мм Пергамин 1 слой Лаги 80x40; через 500 мм Ленточные звукоизоляционные прокладки
Сборно-монол. здания (наружные стены из однослойных панелей 6=350 мм) Двойное остекление в спаренных деревянных переплетах, толщина стекла 3 мм Сплошная ж/б плита толщ. 200 мм с у=2000 кг/м3 Покрытие из рулонных материалов (линолеум, ковро-лин, Д|_тр >15 дБ)
Панельные здания из трехслойных панелей Двойное остекление в спаренных деревянных переплетах, толщина стекла 3 мм Сплошная ж/б плита толщ. 150 мм с у=2500 кг/м3 Ковровое покрытие Стяжка цементно-песчаная - 40 мм Пленочная изоляция Минераловатные плиты, у=100 кг/м3 (30 мм)
Здания из монолитного железобетона Пластиковое остеклениес двухкамерным стеклопакетом (4-8-4-8-4) Сплошная ж/б плита толщ. 200 мм с у=2000 кг/м3 Покрытие из рулонных материалов (линолеум, ковро-лин, Д|_;р >15 дБ)
щем конкретному заданию на проектирование значения отдельных из пяти коэффициентов комфортного микроклимата пересматриваются в большую сторону.
Данная методика позволяет проанализировать степень комфортности, получаемую пассивными методами, существующих жилых зданий и зданий на стадии проектирования. Как следствие, появляется возможность выявить эффективность использования применяемых строительных материалов и конструкций.
В качестве примера проведено сравнение наиболее распространенных в практике отечественного строительства типов жилых зданий с точки зрения степени комфортных условий внутреннего микроклимата.
В московской городской жилой застройке выделены следующие типы зданий: пятиэтажные кирпичные (1950-1970 гг.); панельные здания из однослойных панелей (1950-1970 гг.); здания из крупных блоков (1950-1970 гг.); сборно-монолитные здания, с ограждающими конструкциями в виде однослойных панелей (1950-1980 гг.); панельные здания из трехслойных панелей (1980-е гг. - до настоящего времени); здания из монолитного железобетона (1980-е гг. - до настоящего времени).
В табл. 2 приведен расчет степени комфортности для перечисленных типов зданий с характерными оконными заполнениями и конструкциями полов и перекрытий [2].
Значения параметров внутреннего микроклимата, показываемых данными конструкциями, представлены в таблицах 3 и 4. Согласно разработанной авторами методике определения степени комфортности внутренней среды в помещениях жилых зданий через анализ свойств ограждающих конструкций, требуется предварительно определить ряд физическихо параметров конструкций: Rст - термическое сопротивление наружной стены, м2оС/Вт; Rокна - термическое сопротивление конструкции оконного заполнения, м2оС/Вт; т0 - общий коэффициент светопропуска-ния конструкции оконного заполнения; RДтрш - звукоизоляция оконного заполнения, дБА; Rwn пер - индекс звукоизоляции воздушного шума междуэтажным перекрытием, дБ; пер - индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием, дБ; Qнк - коэффициент, выражающий количество по-
Таблица 3
Тип здания Яст яокна т0 ЯД,р.ш. Я 1_ nw пер.
Кирпичое 0,788 0,42 0,64 28 53 68
Панельное (односл.) 0,685 0,42 0,64 28 53 59.4
Крупноблочное 0,77 0,42 0,64 28 53 58.8
Сборно-монолитное 0,685 0,39 0,6 25 52 58
Панельное (трехсл.) 3,15 0,39 0,6 25 55 49
Монолитные 3,15 0,51 0,73 33 52 58
Таблица 4
Тип здания т0 ЯАтр.ш. Я тр 1_ nw пер.
Кирпичое 858,36 0,64 28 53 68
Панельное (односл.) 930,72 0,64 28 53 59,4
Крупноблочное 869,61 0,64 28 53 58,8
Сборно-монолитное 959,73 0,6 25 52 58
Панельное (трехсл.) 526,53 0,6 25 55 49
Монолитные 430,97 0,73 33 52 58
Таблица 5
Тип здания Онк Т0 ЯДтр.ш. Я пер.
Кирпичое 0,39 0,89 0,19 0,98 0,81
Панельное (односл.) 0,36 0,89 0,19 0,98 0,9
Крупноблочное 0,38 0,89 0,19 0,98 0,93
Сборно-монолитное 0,35 0,83 0,09 0,96 0,95
Панельное (трехсл.) 0,63 0,83 0,09 1 1
Монолитные 0,77 1 0,6 0,96 0,95
терянного тепла через конструкцию наружной стены с окном (без учета потерь от инфильтрации и вентиляции), Вт: Q = Q + Q ,
н.к. н.ст. ок.
где Qнк - коэффициент теплопотерь через наружные конструкции, зависящий от термического сопротивления R и площади F окон и дверей ^ = F/R•(tв-tн)•n, Вт).
1'2011
19
Архитектура и градостроительство
Ц M .1
Научно-технический и производственный журнал
0,45
Оценка степени комфортности наиболее распространенных строительных систем
Все вышеперечисленные коэффициенты вычисляются в соответствии с требованиями норм для ограждающих конструкций, перечисленных в табл. 2.
Значения коэффициентов конструкций, оказывающих влияние на внутренний микроклимат в помещении, переведенные из фактических в относительные, представлены в табл. 5.
После расчета, выполненного по уравнению (1), получены значения степеней комфортностей (рисунок). Из полученных результатов следует, что степень комфортности в зданиях первых четырех типов ниже минимально допустимых, то есть ниже значения, установленного категорией «В», что в частности, может являться основанием для их капитального ремонта и реконструкции. Это объясняется низким сопротивлением теплопередаче стен и недостаточной звукоизоляцией окон. Здания из трехслойных панелей в рамках данно-
го расчета попадают в категорию комфортности «В». Современные монолитные здания попадают в категорию «Б», то есть показывают среднюю степень комфортности, что объясняется соблюдением современных норм проектирования, на основании которых выведена зависимость (1).
Таким образом, получена регрессионная зависимость степени комфортности от пяти микроклиматических параметров. Анализ регрессионной зависимости позволил установить границы высокой, средней и низкой степеней комфортности. Определение степени комфортности для наиболее распространенных типов жилой застройки в городах умеренного климата показало, что степень комфортности кирпичных, крупноблочных, сборно-монолитных и зданий из однослойных панелей, постройки 1950-1980 гг. не удовлетворяет категории «В». Здания из трехслойных панелей показали низкую степень комфортности. Монолитные железобетонные здания имеют степень комфортности «Б» (среднюю). Вышесказанное не означает, что все эти здания непригодны для проживания. Предлагается проводить реконструкцию или строить новые здания, учитывая категории степени комфортности.
Список литературы
1. Зоколей С.В. Архитектурное проектирование, эксплуатация объектов, их связь с окружающей средой / Пер. с англ. М. В. Никольского; Под ред. В. Г. Бердичевского, Б. Ю. Бранденбурга. М.: Стройиздат, 1984. 670 с.
2. Борискина И.В., Плотников А. А., Захаров А. В. Проектирование современных оконных систем гражданских зданий./ Учебное пособие. M.: АСВ, 2003. 320 с.
Г
марта Ярославль
2011 ГКВК «Старый Город»
седьмая международная специализированная выставка
ЯРОСЛАВСКИЙ
строительный
ФОРУМ [
г.уа г51гоу! оги ш. ги
M
Организаторы
инфс а «
www.yarinfb.com Ijyj я
"СИНТЭС"
К
