Эффективные современные строительные материалы

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина»

Кафедра архитектуры

Эффективные современные строительные материалы, акустика, шумозащита и светотехника в строительстве.

Студент: Михайлова Ю.А.

Группа: ст-210701

Преподаватель: Никитина Н.П.

Екатеринбург 2012

Содержание

Глава 1. Эффективные современные строительные материалы

1.1.         Эффективные современные строительные материалы…………………………3

1.2.         Гипсовые материалы. Возможности их применения при строительстве малоэтажных домов…………………………………………………………………………………5

1.3.         Экологичные материалы………………………………………………………………………….8

Глава 2. Акустика и шумозащита

2.1.     Акустическое проектирование………………………………………………………………9

2.2.     Шумозащита…………………………………………………………………………………………12

Глава 3. Светотехника

3.1. Инсоляция. Солнцезащита……………………………………………………………………….14

Вывод……………………………………………………………………………………………………………….16

Список используемой литературы…………………………………………………………………17

Глава 1. Эффективные современные строительные материалы

1.1.       Эффективные современные строительные материалы

       Современное малоэтажное, в т.ч. индивидуальное, строительство жилья коренным образом отличается от того, что строили в конце прошлого столетия. Эти отличия заключаются в повышении комфортности жилья, его архитектурной выразительности, наличии спользование для такого строительства материалов и изделий, применяемых в массовом жилищном строительстве больших городов часто не эффективно ввиду высокой стоимости материалов и изделий, сосредоточения их производства в индустриальных центрах.

       Современные требования по энергосбережению, архитектурной выразительности, долговечности, комфортности малоэтажного жилья требуют новых подходов к разработке и выбору строительных систем, технологии и монтажа конструкций и инженерного обеспечения жилых домов.

       Из чего возводить здания сегодня?

В настоящее время большинство таких систем предусматривают трехслойные конструкции стен. Причем трехслойная конструкция может устраиваться непосредственно при возведении стен или кладкой из трехслойных блоков, изготавливаемых в заводских условиях.

Возведение трехслойных стен при строительстве малоэтажных домов предусматривает использование наружных слоев стен в качестве оставляемой опалубки. Эти слои могут выполняться из кирпича, керамзитобетонных блоков, вибропресованных бетонных и других мелкоштучных изделий, а также листовых композитных материалов. Внутренний (центральный) слой конструкции является теплоизоляционным и должен выполняться из соответствующих материалов. Толщина этого слоя определяется теплотехническим расчетом.

        В качестве теплоизоляционных материалов могут применяться широко распространенные пенополистирольные плиты, жесткие минераловатные плиты, пенополиуретановые блоки, блоки из теплоизоляционного ячеистого бетона, фибролитовые плиты, торфяные плиты, эковата и др. Находят все большее распространение технологии, предусматривающие применение ячеистобетонных заливочных смесей в качестве теплоизоляционного слоя, которые заливаются непосредственно в установленную несъемную опалубку или колодцевую кладку.

        Несъемная опалубка в этой технологии может выполняться из пазогребневых плит, изготовленных из бетона на основе водостойких гипсовых вяжущих, речь о которых пойдет ниже, цементно-стружечных плит, водостойких гипсоволокнистых листов и гипсостружечных плит.

Трехслойные блоки могут изготовляться из различных материалов: пескобетона, обычного бетона, керамзитобетона, полистиролбетона и т.п. В качестве теплоизоляции в этих блоках используют пенополистирол, ячеистый бетон, пеногипс и т.п.. Однако технология изготовления таких блоков достаточно трудоемка.

        Более просто изготавливать пустотелые блоки, а заполнение пустот осуществлять при кладке стен, тогда можно применять заливочные теплоизоляционные материалы и засыпки, пенополистирол, пенополиуретан, минвату.

1.2.       Гипсовые материалы. Возможности их применения при строительстве малоэтажных домов.

      Особое место среди местных материалов занимают гипсовые вяжущие, материалы и изделия на их основе.

     Гипсовые материалы и изделия все шире применяются в современном строительстве. По сравнению с бетонами и строительными растворами на основе портландцемента, со строительной керамикой и металлами производство и применение гипсовых строительных материалов связано со сравнительно низким удельным расходом топлива и энергии. Быстрое схватывание и твердение гипсовых формовочных смесей позволяет осуществлять изготовление изделий без форм, например методом непрерывного проката

      В то же время имеющиеся разработки в технологии применения фосфогипса и других гипсосодержащих отходов позволяют развивать производство строительных материалов из этих отходов.

      Применение гипсовых материалов позволяет не только снизить дефицит в стеновых и перегородочных материалах для многоэтажного и малоэтажного строительства, но и значительно (не менее, чем в 2 раза) сократить сроки возведения зданий.Изделия из гипсовых вяжущих характеризуются легкостью, достаточной прочностью, относительно низкими тепло- и звукопроводностью. Они легко формуются и приобретают любую архитектурную форму. Кроме того, гипсовые материалы огнестойки, способствуют поддержанию комфортного микроклимата в помещениях благодаря хорошим показателям по паро- и воздухопроницаемости, способности поглощать лишнюю влагу из воздуха и отдавать ее при снижении влажности.

       Разработаны и изучены различные бетоны на основе модифицированных вяжущих.Эти бетоны могут применяться аналогично бетонам на портландцементе. Наибольшее значение имеют стеновые и перегородочные изделия, а также отделочные, включая декоративные, производство и применение которых будут развиваться.

       Стеновые изделия можно изготовлять из различных бетонов (тяжелого, легкого на пористых заполнителях, арболита, опилкобетона, ячеистого и т.д.) на основе водостойких или неводостойких гипсовых вяжущих в зависимости от условий эксплуатации.Очень эффективны блоки строительные замковые которые имеют форму параллелепипеда с базовым размером 400x800x150 мм (см. фото).

      Блоки предназначены для возведения несущих и самонесущих стен без раствора. При кладке пустоты всех рядов совмещаются, образуя герметичные замкнутые воздушные полости, заполняемые эффективными теплоизоляционными материалами (ячеистый бетон, пенополиуретан, минераловатные изделия и т.п.). Заполняя эти пустоты тяжелым бетоном, можно создавать любые несущие конструкции, а при вертикальной кладке и армировании сооружать каркасную систему здания, при этом сами замковые блоки будут носить декоративно-отделочную функцию.Изготовление блоков осуществляется по литьевой технологии в запатентованных кассетных пластиковых формах.

        Очень эффективен гипсовый прессованный кирпич на основе водостойких гипсовых вяжущих, который по своим свойствам соответствуют требованиям, предъявляемым к силикатному кирпичу (ГОСТ 379-95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия). Кирпич предназначен для кладки наружных и внутренних стен малоэтажных зданий и сооружений, а также для их облицовки (для этого кирпич выпускается цветной).

         Экспериментальное строительство малоэтажных домов с применением несъемной опалубки из ЦСП и модифицированного пеногипса подтвердило высокую эффективность такой строительной системы. Строительство одноквартирного дома по данной технологии (без отделки) занимает 5-7 дней (при готовом фундаменте).

      Производство изделий из гипсовых вяжущих отличается быстротой приобретения распалубочной (через 7...30 мин), отпускной и конечной прочностей (через 1...3 сут.). Изделия на вяжущих низкой водопотребности твердеют и приобретают отпускную влажность без сушки.Для строительства малоэтажных зданий могут использоваться не только перечисленные изделия, но и другие штучные стеновые материалы.

      Производство и применение изделий из бетонов на основе ВГВ низкой водопотребности характеризуются рядом преимуществ перед изделиями из бетонов на других вяжущих, а, именно:

- используются только экологически чистые исходные материалы;

- малый расход условного топлива и энергии за счет изготовления изделий без тепловой обработки;- увеличивается оборачиваемость формовочного оборудования (бортоснастки, опалубки, форм) в несколько раз, т.к. уже через 15...20 мин может осуществляться распалубка; " не требуется искусственная сушка изделий;

- снижается себестоимость за счет использования местного сырья и техногенных отходов с одновременным решением экологических проблем.В заключение нужно отметить, что применение быстротвердеющих гипсовых, в т.ч. водостойких вяжущих, позволяет значительно ускорить возведение стеновых и перегородочных конструкций, а в некоторых случаях и перекрытий, сборных и монолитных зданий, а при заводском производстве изделий повысить производительность оборудования, выработку на 1-го рабочего, снизить энергозатраты.

1.3.       Экологичные материалы

        Строительные материалы могут быть экологичными или выделять вредные вещества. Для строительства и ремонта разумнее выбирать безопасную продукцию. Более всего соответствуют критериям экологичности природные материалы, которые издревле использовались человеком. Это дерево и камень. Такие экологичные строительные материалы абсолютно безопасны для здоровья, создают в помещении благоприятный микроклимат.

         Камень и, в большей степени, дерево – возобновляемые материалы: при правильном использовании этих ресурсов они с течением времени полностью восстанавливаются. Но для современного строительства природные материалы подходят не всегда из-за существенных недостатков: например, дерево не обладает достаточной огнестойкостью и прочностью. Камень – дорогостоящий материал и с точки зрения экономической целесообразности не годится для строительства многоэтажных жилых домов.

         Поэтому часто используются строительные материалы, изготовленные на основе природных составляющих – бетон, кирпич, стекло и другие. Подобная продукция при условии соблюдения соответствующего качества также безопасна для здоровья человека.

Глава 2. Акустика и шумозащита

2.1.     Акустическое проектирование

        Очень важно разделять принципиальные понятия звукоизоляции и звукопоглощения. Если звукоизоляция связана с борьбой с шумом, то звукопоглощение определяет акустические свойства помещения, правильную и естественную слышимость в нем.

        Все материалы в разной мере одновременно и отражают, и поглощают звук. Задача акустического проекта - настройка акустических систем и оптимизация помещения таким образом, чтобы максимально приблизить звук в проектируемом помещении к оригиналу, записанному в студии.

        Есть несколько принципиальных подходов к акустическому проектированию со смещенными акцентами: проектирование акустики киноконцертных комплексов, ресторанов и кафе, и квартирно-коттеджное.

        Назначение объектов акустического проектирования требует решения определенных задач, например, в Оперном театре в любом кресле зала должна быть 100% разборчивость сценических диалогов, в ресторане - равномерное и комфортное звуковое давление фоновой подзвучки.

         Можно привести типичные акустические проблемы, связанные с неграмотным подбором акустических систем, их неправильным взаимным расположением и отсутствием настройки:

- "Отсутствие локализации"

Невозможно определить место происходящего на экране события.

Должно: По замыслу г-на Спилберга вертолет должен появиться сзади справа, пролететь над слушателем и скрыться впереди слева.

Получается: вертолет появляется где-то сзади и исчезает где-то впереди.

- "Неоднородность звукового поля"

Разные зрители-слушатели слышат происходящее на экране по-разному

Должно: По замыслу Джона Ву пуля, пробившая окно, разбивает лампочку.Получается: правый зритель услышал только звон разбившегося окна, а левый только звук лопнувшей лампочки.

- "Какофония"

Диалоги персонажей звучат неразборчиво, звуковые детали сливаются в гул.

Должно: В зале суда идет яростная дискуссия между адвокатом, обвинителем и присяжными.

Получается: Зал суда превращается в рынок, монологи персонажей превращаются в отдельные трудно разборчивые слова с непонятной принадлежностью.

- "Чрезмерное звуковое давление"

Просмотр некоторых особо громких сцен вызывает осознанный дискомфорт.

Должно: многочисленные разрывы гранат и взрывы снарядов в кинодраме "Взвод" Оливера Стоуна заставляют зрителя оказаться в самом пекле боя, осознать драматизм положения героев.

Получается: Зритель оказывается в эпицентре ядерного взрыва, на экране непонятно почему выжили вьетнамцы и янки. После просмотра кинокартины некоторое время уши плохо слышат.

- "Стоячая Волна"

Из-за явления акустического резонанса, в комнате появляются места с практически полным отсутствием низких частот.

Должно: многочисленные разрывы гранат и взрывы снарядов в кинодраме "Взвод" Оливера Стоуна заставляют зрителя оказаться в самом пекле боя, осознать драматизм положения героев.

Получается: На фоне нервных диалогов американских солдат земля, трава и т.д. с некоторой периодичностью разлетается в разные стороны.

       Причиной этих проблем являются:

Эффект реверберации (по-простому - эхо) возникает с разной интенсивностью на разных частотах. Время реверберации зависит от материалов стен, потолков, количества и материала мебели и даже количества зрителей!

       Излишне звонкое помещение с долгим эхом - смазывает звуковую картину, излишне глухое помещение тоже порождает некомфортное восприятие. Поэтому в качестве некоего стандарта уровня реверберации помещения акустическим сообществом принят коридор или вилка реверберации (стандарт МЭК 268-13)

       Эффект резонанса. Это легко представить на примере сходящихся и расходящихся волн в стакане воды. Через некоторый момент времени на поверхности воды будут неподвижные участки с устойчивыми впадинами и четко выраженными подъемами, в музыкальной акустике этот термин называется "Стоячая волна".

        В настоящее время Акустический проект включает в себя следующие разделы, в которых проводятся соответствующие исследования

Время Реверберации Коэффициент звукового поглощения помещения Звуковая локализация (глубина, направление, объём) Уровни звукового давления Разборчивость речи

           Результатом проекта является оптимальное размещение акустических систем для данного помещения. Причем можно с уверенностью рекомендовать определенный тип акустических систем, конфигурацию "домашнего кинотеатра" по количеству каналов (5.1, 6.1…и т.д.) и определить точное (до мм) месторасположение и азимут (углы поворотов) акустических систем.

2.2.     Шумозащита

          При шумозащите надо учитывать, что различаются 2 вида шума:

1. Воздушный шум: создается, например, проезжающими машинами, шумящими детьми и т.д. Способность строительных элементов, этот шум изолировать называют "оценочный критерий шумоизоляции". Чем выше этот критерий в dB, тем лучшей шумоизоляцией обладает здание. Для улучшения шумоизоляции строительные элементы должны устанавливаться послойно, что производится при строительстве деревянных домов. Внутри и снаружи находятся гнутые элементы, имеющие разную толщину для достижения "мембранного эффекта". В середине находится изолирующий слой, который глушит шум.

2. Корпусный шум - возникает в основном в помещениях при хождении по выше расположенному этажу. Способность строительных элементов гасить этот шум раньше называлась "TSM - критерий защиты от ударного шума", сегодня обозначается как "оценочный уровень ударного шума". Чем выше этот критерий, тем лучше строительные элементы гасят ударный шум. Для ограничения передачи корпусного шума предпринимаются различные меры. Одной из мер является обычное утяжеление легких деревянных перекрытий для уменьшения вибрации. Для этого применяются бетонные плиты или засыпается щебенка. Преимуществом является то, что данные материалы не увеличивают влажность помещения. Еще одной мерой является укладка изоляции, гасящей ударный шум между несущими балками и (сухим) - монолитным покрытием пола. Изоляция состоит в основном из минеральной ваты или пенопласта. На этом уровне также возможна укладка водопровода и теплопровода. Для стен, потолков и крыши в доме на одну семью рекомендуемый критерий находится в пределах от 40 до 60 dB (для домов, рассчитанных на одну семью, не имеется никаких предписаний, только рекомендации).

Глава 3. Светотехника

      Свет играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека. Естественное и искусственное освещение влияют также на архитектурно-художественные качества зданий.
     Освещение помещений может быть:

1.     Естественным, источниками которого являются прямой, рассеянный (диффузный) и отраженный солнечный свет;

2.     Искусственным (источник – электрические лампы накаливания, люминесцентные, ртутные, ксеноновые и др.);

3.     Совмещенным  (когда помещение одновременно освещается естественными и искусственными источниками)

3.1.        Инсоляция помещений и территорий. Солнцезащита

      Инсоляция – облучение прямыми солнечными лучами Расчеты инсоляции являются обязательным разделом в составе предпроектной и проектной документации. 

       Инсоляции могут сопутствовать перегрев помещений вследствие избытка тепловой радиации и утомляющее действие солнечных лучей из-за блесткости ограждающих конструкций и оборудования. Поэтому в ряде случаев инсоляция не допускается (книгохранилища, горячие цехи, помещения для приготовления и хранения пищи) или должна быть ограничена. СНиП «Общественные здания» устанавливает, например, что ориентация окон помещений операционных и реанимационных залов должна приниматься на север, северо-восток и северо-запад, что позволяет легче создать оптимальный микроклимат в этих помещениях.
         Важнейшими средствами борьбы с избыточной инсоляцией являются:

·        уменьшение площади светопроемов;

·        объемно-планировочные решения зданий;

·        средства озеленения (для одно-, двухэтажных зданий);

·        правильная ориентация зданий по сторонам света;

·        применение вентилируемых ограждающих конструкций (от перегрева);

·        применение солнцезащитных устройств.

        Перспективы развития строительной светотехники связаны с совершенствованием нормирования естественного и искусственного освещения (с учётом комплексного воздействия свето-цветовой среды на архитектурно-художественное восприятие помещений, работоспособность и здоровье человека

Вывод

       Современные требования по энергосбережению, архитектурной выразительности, долговечности, комфортности жилья требуют новых подходов к разработке и выбору строительных систем, технологии и монтажа конструкций и инженерного обеспечения жилых домов. В обязательном порядке в ходе проектирования должны учитываться такие аспекты как акустика, шумозащита и светотехника. Выбор современных строительных материалов обеспечит экономическую эффективность строительства, а также повысит качество жилья.

Список используемой литературы

1.    http://www.evolit.ru/10/231

2.    http://library.stroit.ru/articles/ecstrmat/index.html

3.    http://www.dat-ekt.ru/zhil_pomesch.htm

4.    http://www.shumpanel.ru/

5.    http://www.weinig.ru/woodworking/wooden-house-building/50-bb/53/index.html