Physik in der Architektur. Das Konzept der Gebäudeklimatologie. Sonneneinstrahlung und ihre Regulierung

Kiparenko Wladislaw

In einer so wichtigen Wissenschaft wie der Architektur kommen verschiedene Gesetze der Physik zum Einsatz. Die wichtigsten davon sind das Gesetz der universellen Gravitation und das Hookesche Gesetz. Beide Gesetze stehen in engem Zusammenhang mit der Kraft, einer der grundlegenden physikalischen Größen. Jede Form von Materie unterliegt zwangsläufig der Wirkung physikalischer Prozesse.

Ich habe mich an verschiedene Informationsquellen über bestehende Großstrukturen in Russland gewandt. Ich interessierte mich für vier architektonische Objekte: die Alexandersäule in St. Petersburg, den Ostankino-Fernsehturm in Moskau, den Gedenkkomplex mit dem Hauptgebäude „Das Vaterland ruft“ in Wolgograd und das Denkmal des Bronzenen Reiters in St. Petersburg.

Jede Struktur muss langlebig und daher stark sein.

Ich beschloss herauszufinden, wie diese großformatigen Objekte am Boden gehalten werden und nicht herunterfallen. Wie die Gesetze der Physik ihnen helfen, sich in stabilen Gleichgewichtszuständen zu befinden.

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Vorschau:

Städtische staatliche Bildungseinrichtung

Gymnasium Nr. 259

Schulwettbewerb für wissenschaftliche Forschungsarbeiten „Ich bin ein Forscher“.

Physikpädagogisches Projekt

Physik in der Architektur

Betreff: Physik.

Ich habe die Arbeit erledigt:

Kiparenko Vladislav, 7A MKOU-Gymnasium Nr. 259, Usatogo Str. 8, Apt. 19

Projektmanager:

Kulichkova Larisa Valentinovna

Physiklehrer, MKOU-Gymnasium Nr. 259 (Postnikova Str. 4, Fokino)

ZATO Fokino

2017

1. Einleitung. Die Hauptfrage des Projekts.

2. Relevanz des Projekts.

3.Aufgaben und Zweck der Arbeit.

4. Theoretisches Material.

5. Projektumsetzung.

6. Fazit.

7. Verwendete Ressourcen.

Einführung. Die Hauptfrage des Projekts.

In einer so wichtigen Wissenschaft wie der Architektur kommen verschiedene Gesetze der Physik zum Einsatz. Die wichtigsten davon sind das Gesetz der universellen Gravitation und das Hookesche Gesetz. Beide Gesetze stehen in engem Zusammenhang mit der Kraft, einer der grundlegenden physikalischen Größen. Jede Form von Materie unterliegt zwangsläufig der Wirkung physikalischer Prozesse. Ich beschloss, die Anwendung der oben genannten Gesetze der Physik in der Architektur zu untersuchen.

Relevanz des Projekts.

Ich habe mich für dieses Thema entschieden, weil ich mich dafür interessierte, wie architektonische Strukturen gebaut werden, welche Bautechnologien verwendet werden und wie Physik mit Architektur zusammenhängt.

Ein Baudenkmal ist ein wissenschaftliches Dokument, eine historische Quelle.

Die Relevanz meiner Forschungsarbeit liegt darin, dass es sich um einen praktischen Test des Zusammenhangs von Physik und Architektur handelt, der auf die in der Schule erworbenen Kenntnisse zurückgreift.

Aufgaben:

1. Finden Sie aus verschiedenen Quellen heraus, was elastische Kraft und Schwerkraft sind. Bestimmen Sie den Einfluss dieser Kräfte auf den Zustand der architektonischen Struktur.

2. Finden Sie heraus, in welchen Fällen Stabilitäts- und Festigkeitsprobleme in bestimmten architektonischen Strukturen auftreten

Ziel der Arbeit.

Beweisen Sie den engen Zusammenhang zwischen Architektur und physikalischen Gesetzen.

Entdecken Sie die Abhängigkeit von Schwerkraft und Elastizität in der Architektur.

Hypothese: Ich vermute das:

1. Die Wirkungsweise der physikalischen Gesetze in der Architektur kann sich abhängig von verschiedenen externen Faktoren ändern.

2. Abhängig von den Wetterbedingungen wirkt sich der Einfluss der Kräfte unterschiedlich aus.

Theoretischer Teil.

Unter Architektur versteht man nicht nur ein System von Gebäuden und Strukturen, die die räumliche Umgebung eines Menschen organisieren, sondern vor allem die Kunst, Gebäude und Strukturen nach den Gesetzen der Schönheit zu schaffen.

Das Wort „Architektur“ kommt vom griechischen „arkitekton“, was „geschickter Baumeister“ bedeutet. Die Architektur selbst gehört zu jenem Bereich des Menschen, in dem die Verbindung von Wissenschaft, Technik und Kunst besonders stark ausgeprägt ist.

Zurück im 1. Jahrhundert. Chr. Der antike römische Architekt Vitruv formulierte drei Grundprinzipien der Architektur: Praktikabilität, Stärke und Schönheit. Ein Gebäude ist dann praktisch, wenn es gut geplant und einfach zu nutzen ist. Es ist stark, wenn es sorgfältig und zuverlässig gebaut wird. Schließlich ist es dann schön, wenn es mit seinen Materialien, Proportionen oder Dekorationsdetails das Auge erfreut.

Wie in keiner anderen Kunst sind in der Architektur Schönheit und Zweckmäßigkeit von Gebäuden eng miteinander verbunden und stehen in ständiger Wechselwirkung miteinander. Ein unteilbares Ganzes in der Architektur entsteht durch ästhetische Ausdruckskraft, deren Hauptbestandteil die Tektonik ist – eine Kombination aus der Gestaltung einer architektonischen Form und der Arbeit des Materials. Bei der Umsetzung seines Plans muss der Architekt viele physikalische Eigenschaften von Baustoffen kennen: Dichte und Elastizität, Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit, Schalldämm- und Wasserdichtigkeitsparameter, funktionale Eigenschaften von Licht und Farbe.

Jede Struktur muss langlebig und daher stark sein. Die Erzielung einer hohen konstruktiven Effizienz in der Architektur- und Baupraxis wird in den letzten Jahren durch die physikalische Modellierung natürlicher Formen erreicht.

Stärke - die Fähigkeit eines Materials, Zerstörung sowie irreversiblen Formänderungen (plastische Verformung) unter Einwirkung äußerer Belastungen zu widerstehen, im engeren Sinne nur Widerstand gegen Zerstörung. Die Festigkeit von Festkörpern wird letztlich durch die Wechselwirkungskräfte zwischen den Atomen und Ionen bestimmt, aus denen der Körper besteht. Die Festigkeit hängt nicht nur vom Material selbst ab, sondern auch von der Art des Spannungszustandes (Zug, Druck, Biegung etc.), von Betriebsbedingungen (Temperatur, Belastungsgeschwindigkeit, Dauer und Anzahl der Belastungszyklen, Umwelteinflüsse etc.) . Abhängig von all diesen Faktoren werden in der Technik verschiedene Festigkeitsmaße übernommen: Zugfestigkeit, Streckgrenze, Ermüdungsgrenze usw. Die Erhöhung der Festigkeit von Werkstoffen wird durch thermische und mechanische Behandlung, das Einbringen von Legierungszusätzen in Legierungen, radioaktive Bestrahlung usw. erreicht die Verwendung von verstärkten und Verbundwerkstoffen.

Gleichgewichtsstabilität - die Fähigkeit eines mechanischen Systems, unter dem Einfluss von im Gleichgewicht befindlichen Kräften bei geringfügigen Zufallseinflüssen (leichte Stöße, Windböen usw.) nahezu nicht abzuweichen und nach einer geringfügigen Abweichung in die Gleichgewichtslage zurückzukehren.

Steifigkeit - die Fähigkeit eines Körpers oder einer Struktur, Verformungen zu widerstehen; physikalische und geometrische Eigenschaften des Querschnitts eines Strukturelements. Das Konzept der Steifigkeit wird häufig zur Lösung von Festigkeitsproblemen von Materialien verwendet.

Wie kann die Gleichgewichtsstabilität verbessert werden? Ein Körper (Struktur, Struktur) befindet sich in einer stabilen Gleichgewichtslage, wenn die Wirkungslinie der Schwerkraft niemals über die Auflagefläche hinausgeht. Das Gleichgewicht geht verloren, wenn die Schwerkraftlinie nicht durch den Stützbereich verläuft. Wie kann die Gleichgewichtsstabilität verbessert werden?

1. Die Auflagefläche sollte vergrößert werden, indem die Auflagepunkte weiter voneinander entfernt platziert werden. Am besten werden sie außerhalb der Projektion des Körpers auf die Auflageebene platziert.

2. Die Wahrscheinlichkeit, dass eine vertikale Linie über die Grenzen der Auflagefläche hinausgeht, verringert sich, wenn der Schwerpunkt tief über der Auflagefläche liegt, d. h. das Prinzip der minimalen potentiellen Energie wird eingehalten.

Unter allen Wissenschaften nimmt die Physik einen wichtigen Platz ein, der insbesondere in der modernen Architektur und im Bauwesen zugenommen hat.

Die Wahl der architektonischen Komposition basiert auf Daten aus vielen Wissenschaften: Es ist notwendig, den Zweck des Bauwerks, seine Gestaltung, das Klima des Gebiets und die Merkmale der natürlichen Bedingungen zu berücksichtigen. Anforderungen an Bauelemente von Gebäuden:

Architektonische Bauwerke müssen für die Ewigkeit gebaut sein.

Bauelemente (Holz, Stein, Stahl, Beton etc.), die die Hauptlasten von Gebäuden und Bauwerken tragen, müssen zuverlässig die Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität von Gebäuden und Bauwerken gewährleisten.

Je höher die architektonische Struktur, desto strenger sind die Anforderungen an ihre Stabilität.

Seit 1829 wurde mit der Vorbereitung und dem Bau des Fundaments und Sockels der Alexandersäule auf dem Schlossplatz in St. Petersburg begonnen. Das Fundament des Denkmals wurde aus Granitsteinblöcken mit einer Dicke von einem halben Meter errichtet. Es wurde mit Brettermauerwerk bis zum Platzhorizont verlängert. In seiner Mitte befand sich ein Bronzekasten mit Münzen, die zu Ehren des Sieges von 1812 geprägt wurden.

Die Arbeiten wurden im Oktober 1830 abgeschlossen.

Bau des Sockels

Nach der Grundsteinlegung wurde darauf ein riesiger, vierhundert Tonnen schwerer Monolith aus dem Pyuterlak-Steinbruch errichtet, der als Sockel für den Sockel dient.

Das technische Problem der Installation eines so großen Monolithen wurde von O. Montferrand wie folgt gelöst:

Installation eines Monolithen auf dem Fundament. Der Monolith wurde auf Rollen durch eine schiefe Ebene auf eine nahe dem Fundament errichtete Plattform gerollt. Der Stein wurde auf einen zuvor aufgeschütteten Sandhaufen neben der Plattform abgeladen. Stützen wurden aufgestellt, dann schaufelten Arbeiter den Sand heraus und platzierten Rollen. Die Stützen wurden zerschnitten und der Block wurde auf die Rollen abgesenkt. Der Stein wurde auf das Fundament gerollt. Über Blöcke geworfene Seile wurden mit neun Spillen gezogen und hoben den Stein auf eine Höhe von etwa einem Meter.

Aufstieg der Alexandersäule

Die Säule wurde entlang einer schiefen Ebene auf eine spezielle Plattform am Fuß des Gerüsts gerollt und in viele Seilringe gewickelt, an denen Blöcke befestigt waren.

Eine große Anzahl von Seilen, die den Stein umgaben, liefen um die oberen und unteren Blöcke herum und die freien Enden waren auf im Quadrat angebrachten Winden aufgewickelt.

Der Steinblock erhob sich schräg, kroch langsam, hob sich dann vom Boden ab und wurde in eine Position über dem Sockel gebracht. Auf Befehl wurden die Seile gelöst, die Säule sanft abgesenkt und an ihren Platz gebracht.

Skulptur „Das Vaterland ruft“aus Spannbeton – 5500 Tonnen Beton und 2400 Tonnen Metallkonstruktionen (ohne den Sockel, auf dem es steht).

Die Statue steht auf einer 2 Meter hohen Platte, die auf dem Hauptfundament ruht.

Die Skulptur ist hohl. Im Inneren besteht die gesamte Statue aus separaten Zellkammern. Die Stärke der Stahlbetonwände der Skulptur beträgt 25-30 Zentimeter. Die Steifigkeit des Rahmens wird durch 99 Metallseile gewährleistet, die ständig unter Spannung stehen.

Das 33 Meter lange und 14 Tonnen schwere Schwert bestand ursprünglich aus rostfreiem Stahl, der mit Titanplatten überzogen war. Die enorme Masse und der hohe Luftwiderstand des Schwertes aufgrund seiner kolossalen Größe führten dazu, dass das Schwert bei Windlasten stark schwankte, was zu einer übermäßigen mechanischen Belastung des Schwertes führtedie Stelle, an der die Hand, die das Schwert hält, am Körper der Skulptur befestigt ist. Verformungen in der Struktur des Schwertes führten auch dazu, dass sich die Titanplatten bewegten, wodurch ein unangenehmes Geräusch klappernden Metalls entstand.Deshalb wurde 1972 die Klinge durch eine andere, die vollständig aus Stahl bestand, ersetzt und im oberen Teil des Schwertes Löcher angebracht, die es ermöglichten, den Seitenwiderstand zu verringern.

Ostankino-Turm

Äußerlich ein leichter, eleganter Baukörper mit einer Höhe von 540 m, der sich gelungen in die umgebende Landschaft einfügt. Der Turm erhebt sich ausdrucksstark und dynamisch über die umliegenden Gebäude und fungiert als Hauptdominante des Hochhauses und als eine Art Wahrzeichen der Stadt.

Die Autoren des Ostankino-Fernsehturmprojekts sind von den technischen Berechnungen zur Stabilität des Bauwerks überzeugt: Der riesige Halbkilometerturm wurde nach dem Tumbler-Prinzip gebaut. Drei Viertel des Gesamtgewichts des Turms fallen auf ein Neuntel seiner Höhe, d. h. das Hauptgewicht des Turms konzentriert sich unten am Fuß. Um einen solchen Turm zum Einsturz zu bringen, wären enorme Kräfte nötig. Sie hat keine Angst vor Hurrikanwinden oder Erdbeben.

Nach dem ursprünglichen Entwurf hatte der Turm vier Stützen, später wurde ihre Zahl auf Anraten des weltberühmten deutschen Bauingenieurs Fritz Leonhardt, dem Autor des weltweit ersten Fernsehturms aus Beton in Stuttgart, auf zehn erhöht. Die Höhe des Turms wurde auf 540 m erhöht und die Anzahl der Fernseh- und Radioprogramme erhöht.

Der Grund für die Stabilität der Alexandria-Säule in St. Petersburg und vieler anderer Hochhäuser istLage des Massenschwerpunkts der Struktur in Bodennähe.

Ein Körper (Struktur, Struktur) befindet sich in einer stabilen Gleichgewichtslage, wenn die Wirkungslinie der Schwerkraft niemals über die Auflagefläche hinausgeht. Das Gleichgewicht geht verloren, wenn die Schwerkraftlinie nicht durch den Stützbereich verläuft.

Projektumsetzung.

Ich habe mich an verschiedene Informationsquellen über bestehende Großstrukturen in Russland gewandt. Ich interessierte mich für vier architektonische Objekte: die Alexandersäule in St. Petersburg, den Ostankino-Fernsehturm in Moskau, den Gedenkkomplex mit dem Hauptgebäude „Das Vaterland ruft“ in Wolgograd und das Denkmal des Bronzenen Reiters in St. Petersburg.

Jede Struktur muss langlebig und daher stark sein.

Ich beschloss herauszufinden, wie diese großformatigen Objekte am Boden gehalten werden und nicht herunterfallen. Wie die Gesetze der Physik ihnen helfen, sich in stabilen Gleichgewichtszuständen zu befinden.

Alexandersäule.

Architekt-Auguste Montferrand. 1834 errichtet

Die Gesamthöhe des Bauwerks beträgt 47,5 m.

Die Höhe des Säulenstammes (monolithischer Teil) beträgt 25,6 m

Sockelhöhe 2,85 m

Die Höhe der Engelsfigur beträgt 4,26 m,

Kreuzhöhe 6,4 m

Durchmesser der unteren Säule: 3,5 m (12 Fuß), Durchmesser der oberen Säule: 3,15 m

Die Größe des Sockels beträgt 6,3×6,3 m.

Das Gesamtgewicht der Struktur beträgt 704 Tonnen.

Das Gewicht des steinernen Säulenstamms beträgt etwa 600 Tonnen.

Das Gesamtgewicht des Kolonnenkopfes beträgt etwa 37 Tonnen.

Abschluss:

Ich fand heraus, dass die Säule manuell mit einfachen Mechanismen installiert wurde: Blöcke, schiefe Ebenen.

Das Denkmal zeichnet sich durch erstaunliche Klarheit der Proportionen, Lakonizität der Form und Schönheit der Silhouette aus.

Es ist das höchste Denkmal der Welt aus massivem Granit und die dritthöchste aller monumentalen Säulen.

Die Säule steht auf einem Granitsockel ohne zusätzliche Stützen, nur unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft von 7040000 N = 7,04 MN

Der Säulenstamm ist der höchste und schwerste Monolith, der jemals vertikal als Säule oder Obelisk errichtet wurde, und einer der größten (fünfter in der Geschichte und zweiter – nach dem Donnerstein – in der Neuzeit) von Menschen bewegter Monolithen.

Und das habe ich auch herausgefundenDer Grund für die Stabilität der Säule ist die Lage des Massenschwerpunkts der Struktur in Bodennähe.

architektonische Struktur„Das Vaterland ruft!“ Wolgograd 1967

Architekten: E.V. Vuetich, N.V. Nikitin

Skulptur „Das Mutterland ruft!“ wurde als größte Skulpturenstatue der Welt in das Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen.

Seine Höhe beträgt 52 Meter,

Armlänge - 20 m und Schwertlänge - 33 Meter.

Die Gesamthöhe der Skulptur beträgt 85 Meter.

Das Gewicht der Skulptur beträgt 8.000 Tonnen und das Schwert 14 Tonnen.

Abschluss:

Ich fand heraus, dass die Statue auf einer 2 Meter hohen Platte steht, die auf dem Hauptfundament ruht. Die Skulptur ist hohl.Die Steifigkeit des Rahmens wird durch 99 Metallseile gewährleistet, die ständig unter Spannung stehen.

Die elastische Kraft ist enorm und wird durch die Schwerkraft der Skulptur von 80.000.000 N = 80 MN ausgeglichen.

Für mich war es eine Entdeckung, dass sich in den Händen dieser Skulptur zwei verschiedene Schwerter befanden. Das erste, 28 m lang, schwankte bei starkem Wind stark um 1,5 bis 2 Meter, was zur Zerstörung der gesamten Skulptur führen konnte. Sie beschlossen, aus der Situation herauszukommen, indem sie ein neues Schwert mit größerer Masse und Länge schufen bis 33 m; es wurde Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet, was seine Festigkeit erhöhte. Bei starkem Wind beträgt die Abweichung des Schwertes jetzt nicht mehr als 1,5 bis 2 cm.

Ostankino-Turm Chefdesigner - N.V. Nikitin.

Chefarchitekt - L. I. Batalov

Höhe - 540 Meter

Die Tiefe des Fundaments beträgt nicht mehr als 4,6 Meter.

Der Durchmesser der Basis beträgt 60 Meter.

Die Masse des Turms beträgt zusammen mit dem Fundament 55.000 Tonnen.

Die konische Basis der Struktur ruht auf 10 Stützen

Die Ringteile der Turmtonne werden mit 150 Seilen zusammengedrückt.

Der durchschnittliche Durchmesser zwischen den Beinen beträgt 65 Meter.

Die Höhe der Stützen beträgt 62 Meter.

Die maximale theoretische Abweichung der Turmspitze bei maximaler Auslegungswindgeschwindigkeit beträgt 12 Meter

Abschluss:

Ich habe herausgefunden, warum der Ostankino-Turm stabil ist:

An der Basis wird es von zehn Stahlbeton-„Beinen“ in einem Ringfundament mit einem Außendurchmesser von 74 m getragen, das bis zu einer Tiefe von 4,65 m in den Boden eingelassen ist. Ein solches Fundament, das 55.000 Tonnen Beton und Stahl trägt, sorgt für Sicherheitsechsfache Sicherheitsmarge gegen Kentern. Der Biegesicherheitsfaktor wurde gewählt doppelt. Vorgespannter Stahlbeton, der durch Stahlseile komprimiert wurde, machte die Struktur des Turms einfach und stabil.

Die Schwingungsamplitude des oberen Teils des Turms erreicht bei starkem Wind 3,5 m! Ich erfuhr, dass der Feind des Turms die Sonne ist: Aufgrund der einseitigen Erwärmung hat sich der Turmkörper an der Spitze um 2,25 m verschoben, aber 150 Stahlseile verhindern, dass sich der Turmstamm verbiegt. Die elastische Kraft ist groß und wird durch die Schwerkraft mit 550000000 N = 550 MN ausgeglichen.

Ich bewundere Nikitins fortschrittliche Idee, ein relativ flaches Fundament zu verwenden, bei dem der Turm praktisch auf dem Boden stehen müsste und seine Stabilität durch das mehrfache Überschreiten der Masse des kegelförmigen Sockels gewährleistet wäre Masse der Mastkonstruktion.

Vor dem Bau des Ostankino-Turms nutzte unser Land den 160 m hohen Schuchow-Turm an der Schabolowka-37 (Entwurf von V.G. Schuchow) – das leichteste Bauwerk der Welt. Sie wird dieses Jahr 95 Jahre alt. Seine Leichtigkeit beruht auf der Tatsache, dass alle seine Elemente nur unter Druck arbeiten (dies gewährleistet die Festigkeit der Struktur) und die Durchbrochenheit der Struktur reduziert das Gewicht des Turms.

Denkmal für Peter I. (Bronzereiter). St. Petersburg

„Donnerstein“ ist die Basis des Sockels des Bronzenen Reiters.

Das Denkmal ist insofern einzigartig, als es nur drei Stützpunkte hat:

Der „Donnerstein“ wurde auf einer Holzplattform transportiert, unter der dreißig Metallkugeln mit einem Durchmesser von jeweils 5 Zoll (Prototypen moderner Lager) platziert waren. Die Kugeln rollten entlang zweier

parallel zu den Dachrinnen. Der Stein legte eine Strecke von 8,5 Werst (9 km) zurück; etwa 1.000 Menschen beteiligten sich an seinem Transport.

Abschluss:

Ich lernte die Bedingungen eines stabilen Gleichgewichts kennen.

Ich habe erfahren, dass das Denkmal nur drei Stützpunkte hat:die Hinterbeine eines Pferdes und der sich windende Schwanz einer Schlange.

Damit die Skulptur stabil wurde, mussten die Handwerker ihren vorderen Teil leichter machen, da die Dicke der Bronzewände des vorderen Teils viel dünner ist als die der hinteren Wände, was den Guss des Denkmals erheblich erschwerte.

Ich war überrascht, dass sie begannen, den Stein zu zerschneiden, als er sich vom Ufer des Finnischen Meerbusens entfernte. Die Kaiserin verbot jedoch, es zu berühren: Der zukünftige Sockel muss in seiner natürlichen Form in der Hauptstadt ankommen! „Thunder Stone“ erhielt sein heutiges Aussehen bereits auf dem Senate Square, nachdem er nach der Verarbeitung deutlich „an Gewicht verloren“ hatte.

Der Donnerstein wurde auf einer Holzplattform transportiert, unter der sich befandendreißig Metallkugeln gestapeltJeweils 5 Zoll im Durchmesser. Die Kugeln rollten entlang zweier paralleler Rillen (Prototyp moderner Lager).

Abschluss. Während des Projekts wurde meine Hypothese bestätigt.

Abschluss

P.S.

Ich höre hier nicht auf; ich werde weiterhin neue Bautechnologien beobachten. Ich werde es auch mit der Architektur vergangener Jahrhunderte vergleichen und die Symmetrie in der Gestaltung von Gebäuden berücksichtigen.

Verwendete Informationsressourcen:

Große Enzyklopädie von Cyril und Methodius 2006.

Illustriertes enzyklopädisches Wörterbuch.

Enzyklopädie „Die Welt um uns herum“

Kinderenzyklopädie von Cyril und Methodius 2006.

Bibliothek mit visuellen Hilfsmitteln.

Internetressourcen und Wikipedia

Die Höhe des Denkmals beträgt 10,4 m, das Gewicht etwa 1600 Tonnen.

Einige Zeit nach der Erstellung des Projekts und zahlreichen Suchvorgängen wurde der Gießer schließlich gefunden. Es stellte sich heraus, dass es sich um Emelyan Khailov handelte, einen Kanonenmeister. Gemeinsam mit einem französischen Bildhauer wählte er die Legierung der gewünschten Zusammensetzung aus und fertigte Muster an. Der eigentliche Guss des Denkmals begann im Jahr 1774 und wurde mit einer unglaublich komplexen Technologie durchgeführt. Es musste darauf geachtet werden, dass die Vorderwände zwangsläufig eine geringere Dicke als die Hinterwände aufweisen, um der Komposition die nötige Stabilität zu verleihen. Aber hier ist das Pech: Das Rohr, durch das die geschmolzene Bronze in die Form gelangte, platzte plötzlich und zerstörte den oberen Teil des Denkmals. Es musste entfernt werden und weitere drei Jahre dauerten die Vorbereitungen für die zweite Füllung. Diesmal hatte ihnen das Glück Glück geschenkt, und alles war pünktlich und ohne Zwischenfälle fertig.Nach dreijähriger Vorbereitungszeit erfolgte eine Neubesetzung, die sich als voller Erfolg herausstellte. Nach seinen Zeichnungen entstand die Maschine, die alle begeisterte, mit deren Hilfe der „Donnerstein“ transportiert wurde, der die Grundlage für den Sockel des Bronzenen Reiters bildete.

Übrigens zu „Thunder the Stone“. Er wurde in der Nähe des Dorfes Konnaya Lakhta vom Bauern Semyon Vishnyakov gefunden, der auf einen Appell im St. Petersburg Gazette reagierte. Der Megalith wog 1.600 Tonnen und als er aus der Erde gezogen wurde, hinterließ er eine riesige Grube. Es füllte sich mit Wasser und es entstand ein Stausee namens Petrovsky Pond, der bis heute erhalten ist. Um den Stein zur Verladestelle zu bringen, mussten fast 8 Kilometer zurückgelegt werden. Aber wie? Wir beschlossen, bis zum Winter zu warten, damit der gefrorene Boden nicht unter seinem Gewicht durchhängt.Der Transport begann am 15. November 1769 und endete am 27. März 1770 (alten Stil) an den Ufern des Finnischen Meerbusens. Zu diesem Zeitpunkt war hier bereits eine Anlegestelle für die Verschiffung des Riesen gebaut worden. Um keine kostbare Zeit zu verschwenden, begannen sie, den Stein zu zerschneiden, während sie sich bewegten. Die Kaiserin verbot jedoch, es zu berühren: Der zukünftige Sockel muss in seiner natürlichen Form in der Hauptstadt ankommen! „Thunder Stone“ erhielt sein heutiges Aussehen bereits auf dem Senate Square, nachdem er nach der Verarbeitung deutlich „an Gewicht verloren“ hatte. Der Donnerstein wurde auf einer Holzplattform transportiert, unter der dreißig Metallkugeln mit einem Durchmesser von jeweils 5 Zoll platziert waren. Die Kugeln rollten entlang zweier paralleler Rillen (ein Prototyp von Lagern).

Das Besondere an dem Denkmal ist, dass es nur drei Stützpunkte hat. Damit die Skulptur stabil wurde, mussten die Handwerker ihren vorderen Teil leichter machen, da die Dicke der Bronzewände des vorderen Teils viel dünner ist als die der hinteren Wände, was den Guss des Denkmals erheblich erschwerte.

Abschluss.

Abschluss : Durch die geleistete Arbeit habe ich gelernt, wie wichtig Schwerkraft und Elastizität in der Architektur sind und welche Rolle das Gesetz des stabilen Gleichgewichts beim Bau architektonischer Strukturen spielt. Ich habe vier Beispiele verschiedener Denkmäler und Skulpturen gegeben. In allen gelten die Gesetze der Physik. Die Alexandersäule steht nur unter dem Einfluss ihrer eigenen Schwerkraft, was durch eine Vergrößerung der Auflagefläche erreicht wird. Der Ostankino-Fernsehturm ruht auf zehn „Beinen“ aus Stahlbeton, in denen jeweils fünfzehn Stahlseile enthalten sind. Diese Konstruktion erhöht die Steifigkeit des Gebäudes. Das „Mutterland“-Schwert wurde durch ein Stahlschwert mit Löchern am Ende ersetzt, was es ermöglichte, seinen Seitenwiderstand, also die Windeinwirkung, zu verringern. Und die Wandstärke des Bronzenen Reiters ist ungleichmäßig, was seine Stabilität erhöht.

Ich werde hier nicht aufhören, ich werde Experimente durchführen und diese Gesetze in Aktion sehen.

Unter Architekturwissenschaft versteht man nicht nur die Schönheit und Anmut von Formen, Proportionen und Linien, kunsthistorische Forschungen zu den Mustern kompositorischer Zusammenhänge, Streitigkeiten über das tektonische Wesen von Formen und die Entstehungsgeschichte architektonischer Meisterwerke, die gerade dadurch so geworden sind Ihre Schöpfer verstanden: Die Ausdruckskraft der Architektur hängt von natürlichen Umweltparametern ab.
Ph.D., Architekt N.V. Obolensky
Die Leistungsqualität von Gebäuden und einzelnen Räumlichkeiten wird nicht nur durch deren Größe, Ausführungsqualität usw. bestimmt. Ein wichtiger Faktor ist der Grad des Schutzes vor äußeren Einflüssen wie Kälte oder übermäßiger Hitze, Niederschlag, Lärm. Die Räumlichkeiten müssen für eine bestimmte Zeit direktem Sonnenlicht ausgesetzt sein (oder nicht ausgesetzt sein), über ausreichende Beleuchtung und ein günstiges akustisches Klima verfügen. Die richtige Berücksichtigung dieser Faktoren gewährleistet einen Zustand der künstlichen Wohnumgebung, der vom Menschen als angenehm empfunden wird.
Mit diesen Fragen befasst sich die Bauphysik, die mehrere Bereiche umfasst. Die wichtigsten sind Bauheizungstechnik(Wärmeübertragung in umschließenden Strukturen, deren Dampf- und Luftdurchlässigkeit, Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der Räumlichkeiten), Beleuchtungsgeräte für den Bau(natürliche und künstliche Beleuchtung von Räumlichkeiten, Sonneneinstrahlung und Sonneneinstrahlung), Bauakustik(Schallschutz und Raumakustik). Die Kenntnis dieser Fragen ermöglicht es dem Architekten, die Art der umschließenden Struktur, die Anzahl und Größe der Öffnungen, die Ausrichtung des Gebäudes zu den Himmelsrichtungen, die Form des Auditoriums, Maßnahmen zum Lärmschutz usw. richtig auszuwählen.

Konzept der Gebäudeklimatologie

Das Territorium Russlands zeichnet sich durch vielfältige natürliche und klimatische Bedingungen aus. Das gesamte Baugebiet der ehemaligen UdSSR ist in 4 Klimaregionen (I – IV) unterteilt, von denen jede mehrere Unterbezirke hat. Ihre allgemeinen Eigenschaften sind im SNiP 2.01.01-82 „Gebäudeklimatologie und Geophysik“ sowie im SNiP 2.01.07-85 „Belastungen und Stöße“ angegeben.
Die härtesten klimatischen Bedingungen herrschen in der Region I (70 % des Territoriums der UdSSR – der Norden und Nordosten Sibiriens und der europäische Teil des Landes, der Ural, Kontinentalgebiete und Küstenteile des Arktischen Ozeans und der nördlichen Meere). Es ist gekennzeichnet durch eine lange Kälteperiode (7-9 Monate im Jahr) mit niedrigen Temperaturen (bis zu –50, –60°C), starken Winden in Küstenunterregionen, Schneestürmen, langer Polarnacht (nördlich des Polarkreises), und Permafrost. Dies bestimmt den „geschlossenen“ Lebensstil der Bevölkerung mit einem längeren Aufenthalt in Innenräumen als in anderen Gebieten und einer stärkeren Isolierung der Gebäude von den Einflüssen der äußeren Umgebung.
Die Klimaregionen II und III (Mittelzone) zeichnen sich durch ein gemäßigtes Klima mit annähernd gleichen Kalt- und Warmperioden mit moderaten positiven und negativen Temperaturen und anderen Klimaindikatoren aus. Dies sind die Gebiete des bevölkerungsreichsten Teils des Landes. Der Lebensstil hier ist „offener“. Erwachsene und Kinder können sich das ganze Jahr über längere Zeit außerhalb von Gebäuden aufhalten.
Die südlichen Regionen (IV und teilweise III) zeichnen sich durch eine lange Warmzeit (bis zu 9 Monate im Jahr), hohe positive Sommertemperaturen und verschiedene Merkmale des Mikroklimas der Subregionen aus: Küsten-, heiße Steppen- und Halbwüstengebiete mit Sandstürmen , feuchte und heiße Subtropen, Gebirgsgebiete usw. d. Hier nutzt die Bevölkerung in großem Umfang verschiedene Sommerräume und Innenhöfe. Für Gebäude ist der Schutz vor Überhitzung durch Sonneneinstrahlung, plötzliche tägliche Temperaturschwankungen, übermäßige Luftfeuchtigkeit usw. unerlässlich.
Die wichtigsten Komponenten des Klimas, die Sie vor Beginn der Planung kennen müssen, sind Daten zu den folgenden natürlichen und klimatischen Faktoren:
Direkte und diffuse Sonnenstrahlung– Die Hauptfaktoren sind bakterizide und Temperatureinwirkungen. Diese Daten werden berücksichtigt:

• bei der Wahl des Standorts und der Ausrichtung eines Gebäudes auf einem Grundstück, um die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung von Räumlichkeiten zu verschiedenen Jahreszeiten sowie den Grad der Sonneneinstrahlung angrenzender Gebiete zu bestimmen;
• bei der Berechnung der Hitzebeständigkeit von Wänden und Dächern von Gebäuden in den heißen Sommermonaten;
• bei der Auswahl von architektonischen, planerischen und baulichen Sonnenschutzmaßnahmen, die eine Überhitzung der Räumlichkeiten in den Sommermonaten verhindern;
• bei der Auswahl von Lüftungs- und Klimaanlagen.

UV-Strahlung– Der Hauptfaktor ist die bakterizide Wirkung. Berücksichtigt:

• bei der Gestaltung von Fotorien - Räumen, in denen kurzfristige Quellen ultravioletter Strahlung erzeugt werden, die in der nördlichen Zone erforderlich sind und wenn sich Menschen längere Zeit in Räumen mit unzureichendem natürlichem Licht aufhalten;
• bei der Auswahl der Gestaltung von Fenstern und Laternen, bei der Berechnung der natürlichen ultravioletten Strahlung, die in die Räumlichkeiten von medizinischen Gebäuden, Kindereinrichtungen usw. eindringt;
• bei der Wahl von Fassadenverkleidungen und Innenausbauten, die die Sättigung von Räumen mit direkter, diffuser und reflektierter ultravioletter Strahlung erhöhen.

Natürliches Außenlicht– berücksichtigt:

• bei der Auswahl der Typen, Größen und Standorte von Fenstern und Laternen gemäß den Anforderungen des SNiP-Kapitels „Natürliche und künstliche Beleuchtung“;
• bei der Bestimmung des Zeitpunkts der Nutzung von natürlichem Licht in Räumlichkeiten, was in einigen Fällen die Möglichkeit bietet, den Verzicht auf natürliches Licht zu begründen (Auditorium, Hauswirtschaftsraum);
• bei der Wahl der Art der Beleuchtung (natürlich, künstlich oder kombiniert), bei der Gestaltung von Kunstlichtinstallationen (Nachahmung des natürlichen Lichts in Helligkeit und Spektrum).

Temperatur und Luftfeuchtigkeit der Außenluft. Daten zu ihrer jährlichen Dynamik werden verwendet:

• bei der Auswahl einer raumplanerischen Lösung für ein Gebäude (in kalten Gebieten ist eine kompaktere Aufteilung und Bebauung vorzuziehen);
• bei der Auswahl und Berechnung von Elementen umschließender Bauwerke (Wände, Abdeckungen, Einfüllöffnungen) nach wärmetechnischen Anforderungen;
• bei der Berechnung von Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen;
• bei Festigkeitsberechnungen von Strukturen für Temperatureinflüsse.

Vorherrschende Windrichtung, -geschwindigkeit und -druck berücksichtigt:

• wenn sich das Gebäude auf dem Gelände befindet, um eine intensive Auskühlung der Räumlichkeiten aufgrund der Luftdurchlässigkeit von Wänden und Fenstern zu vermeiden;
• bei der Festlegung der Gestaltung und Lage von Fenstern und Oberlichtern, die in der Regel eine erhöhte Luftdurchlässigkeit aufweisen;
• bei der Berechnung der Belüftung von Räumlichkeiten und Territorien;
• bei Festigkeitsberechnungen von Bauwerken.

Die Windgeschwindigkeit ist definiert als die horizontale Komponente der durchschnittlichen Luftströmungsgeschwindigkeit in einer Höhe von 10–15 m über dem Boden. Bei der Planung von Hochhäusern sollte die Zunahme der Windgeschwindigkeit mit der Höhe berücksichtigt werden.
Die Windrichtung wird durch den Teil des Horizonts bestimmt, aus dem sich der Luftstrom bewegt.
Die durchschnittliche Windgeschwindigkeit am Horizont und die Häufigkeit der Windrichtungen in (%) sind die Hauptmerkmale des Windes im Entwicklungsgebiet. Im Entwurfsprozess wird häufig eine grafische Darstellung der Windeigenschaften in Form eines speziellen Diagramms verwendet – einer „Windrose“, die Daten über die Häufigkeit und Geschwindigkeit des Windes in einem bestimmten Gebiet für einen bestimmten Zeitraum liefert.
Niederschlagsmenge im Sommer und Winter. Diese Daten werden benötigt:

• bei der Planung des Standorts eines Gebäudes auf einem Gelände, um eine starke Schneebildung auf dem Gelände und dem Dach zu verhindern;
• bei der Wahl der Form und des Standorts von Laternen, die nicht zur Schneerückhaltung auf dem Dach beitragen;
• bei der Gestaltung von Gesimsen und Dachrinnen zur schnellen Ableitung von Sturm- und Schmelzwasser;
• bei der Entwicklung von Methoden zum Entfernen von Schnee vom Dach;
• Bei der Auswahl der Fassadenverkleidung eines Gebäudes müssen Öffnungen unter Berücksichtigung ihrer Wasserbeständigkeit gefüllt werden (im fernöstlichen Primorje kann die Niederschlagsmenge, die auf vertikale Flächen fällt, dreimal höher sein als auf horizontalen Flächen – „schräger“ Regen);
• bei Festigkeitsberechnungen von Bauwerken. Die Schneedichte (140-360 kg/m3) hängt von der Höhe der Schneedecke, der Dauer ihres Auftretens, der Windgeschwindigkeit und der Lufttemperatur ab. Perioden mit positiven Lufttemperaturen erhöhen die Dichte deutlich.

Daten zu den wichtigsten Klimafaktoren werden durch die Verarbeitung von Langzeitmessungen von Wetterstationen auf Basis mathematisch-statistischer Methoden ermittelt.

Bauheizungstechnik

Der optimale Zustand der Raumluftumgebung in Bezug auf Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Sauberkeit wird durch eine Reihe von Maßnahmen sichergestellt: die Lage des Gebäudes im Gebäude, die Übereinstimmung seiner raumplanerischen Lösung mit den natürlichen und klimatischen Bedingungen, Heizung, Belüftung und Klimaanlagen sowie die Wahl des Designs von Außenzäunen, die den notwendigen Wärmeschutz der Räumlichkeiten gewährleisten. Letzteres erfolgt mit bauwärmetechnischen Methoden.
Die Gebäudeheizungstechnik basiert auf der allgemeinen Theorie der Wärme- und Stoffübertragungsprozesse. Äußere umschließende Strukturen werden in diesen Prozessen als offene Systeme betrachtet, die Wärmeenergie (Wärmeaustausch) und Materie (Feuchtigkeits- und Luftaustausch) mit der äußeren Umgebung austauschen.
Bei der Planung von Gebäuden werden folgende wärmetechnische Probleme gelöst:

• Gewährleistung des erforderlichen Wärmeschutzniveaus der äußeren Umfassungskonstruktionen im Winter.
• Bereitstellung eines Temperaturniveaus an der Innenfläche des Zauns, das die Bildung von Kondenswasser verhindert.
• Stellen Sie sicher, dass der Zaun während der Sommermonate hitzebeständig ist.
• Schaffung eines trocknenden Feuchtigkeitsregimes für Außenzäune.
• Begrenzung der Luftdurchlässigkeit umschließender Bauwerke.

Wärmeübertragung in Gebäudehüllen

Eine notwendige Voraussetzung für die Wärmeübertragung in jedem Medium ist der Temperaturunterschied an verschiedenen Stellen im Medium. Wärmeenergie breitet sich von Punkten mit höherer Temperatur zu Punkten mit niedrigerer Temperatur aus. Äußere umschließende Strukturen trennen Umgebungen mit unterschiedlichen Temperaturen, was in ihnen zu Wärmeübertragungsprozessen führt.
Es gibt drei Arten der Wärmeübertragung: Leitung, Konvektion und Strahlung. Da es sich bei den meisten Baustoffen um kapillarporöse Körper handelt, sind in ihnen alle Arten der Wärmeübertragung möglich. In praktischen Berechnungen wird jedoch meist davon ausgegangen, dass die Wärmeübertragung innerhalb von Baustoffen nach den Gesetzen der Wärmeleitfähigkeit erfolgt. Die Wärmeübertragung durch Konvektion und Strahlung erfolgt in Luftschichten und in der Nähe der Oberflächen von Bauwerken an den Grenzen zur Außen- und Innenluft.
Bei wärmetechnischen Berechnungen ist es üblich, zwischen homogenen (einschichtigen) und geschichteten (mehrschichtigen) umschließenden Strukturen zu unterscheiden, die jeweils aus einer oder mehreren homogenen flachen Schichten bestehen, die senkrecht zur Richtung des Wärmeflusses (normalerweise parallel zur Außen- und Innenschicht) angeordnet sind Oberflächen der Struktur) sowie heterogene Strukturen, die über die Umschließungsfläche unterschiedliche Wärmeleitfähigkeitseigenschaften aufweisen.

Stationäre Wärmeübertragungsbedingungen (eindimensionaler Wärmestrom)

Wärmeleitfähigkeit von Materialien

Durch eine flache und ausreichend ausgedehnte Struktur (so dass Randeffekte vernachlässigt werden können) verläuft der Wärmefluss senkrecht zu ihrer Oberfläche in Richtung von einer höheren Temperatur zu einer niedrigeren.

Material	l, W/(m× ° MIT)	Material	l, W/(m× ° MIT)
Aluminium		Expandiertes Polystyrol
Verstärkter Beton
Mauerwerk normal		Luft (in geschlossenen Poren bis 1 mm Größe)
Matten aus Mineralwolle		Luft (in Hohlräumen von 15 cm)

Baustoffe bestehen aus einer festen Phase sowie Poren und Kapillaren, die mit Luft, Wasserdampf oder Flüssigkeit gefüllt sind. Das Verhältnis und die Art dieser Elemente bestimmen die Wärmeleitfähigkeit des Materials.
Metalle haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit, da diese durch den Elektronenfluss bestimmt wird. Je höher die elektrische Leitfähigkeit, desto höher die Wärmeleitfähigkeit.
Die Wärmeleitfähigkeit von Steinmaterialien beruht auf thermischen Schwingungen der Struktur. Je schwerer die Atome dieser Struktur und je schwächer sie miteinander verbunden sind, desto geringer ist die Wärmeleitfähigkeit. Steine ​​mit kristalliner Struktur sind wärmeleitfähiger als glasige.
Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient kapillarporöser Materialien hängt von ihrer durchschnittlichen Dichte (Porosität) und ihrem Feuchtigkeitszustand ab. Dabei spielen auch die durchschnittliche Porengröße und deren Beschaffenheit (offen, verbunden oder geschlossen) eine Rolle. Poröse Materialien mit geschlossenen Poren kleiner Größe (1 mm) haben eine geringere Wärmeleitfähigkeit. Mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt eines Materials erhöht sich seine Wärmeleitfähigkeit. Dies macht sich besonders im Winter bemerkbar, wenn das in den Poren enthaltene Wasser gefriert.
Änderungen der Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Baustoffen bei Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts sind so erheblich, dass ihre Werte in Abhängigkeit von den Feuchtigkeitseigenschaften des Klimas und den Feuchtigkeitsbedingungen der Räumlichkeiten festgelegt werden. SNiP unterscheidet 3 Feuchtigkeitszonen (nass, normal und trocken) und 4 Luftfeuchtigkeitsbedingungen in Innenräumen:

Basierend auf der Kombination der Feuchtigkeitszone und des Feuchtigkeitsregimes der Räumlichkeiten werden die Betriebsbedingungen der umschließenden Strukturen (A oder B) zugewiesen, je nachdem, welche Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten ausgewählt werden.
Materialien, die für Wärmedämmschichten von umschließenden Bauwerken verwendet werden, sollten in der Regel einen trockenen Wärmeleitkoeffizienten von nicht mehr als 0,3 W/m×°C aufweisen.

Merkmale wärmetechnischer Berechnungen heterogener Umschließungsstrukturen

Reale Umfassungskonstruktionen sind in der Regel wärmetechnisch heterogen, da sie Öffnungen, Ecken, Stöße und wärmeleitende Einschlüsse aufweisen.
Beispielsweise ist die Temperatur in der Außenecke der Wand deutlich (4–7 °C) niedriger als die Temperatur der Innenfläche des von der Ecke entfernten Wandabschnitts. Dies erklärt sich dadurch, dass einerseits die Wärmeabsorptionsfläche deutlich kleiner ist als die Wärmeübertragungsfläche und andererseits eine Abnahme des Wärmeabsorptionskoeffizienten (aufgrund einer Abnahme der Strahlungswärmeübertragung und einer Abschwächung der Konvektionsluftströme). andere. Dieser Temperaturabfall kann zu Feuchtigkeit in den Ecken führen. Um dies zu verhindern, ist eine zusätzliche Isolierung oder die Platzierung von Heizleitungen in den Ecken erforderlich.
Die Temperatur in solchen Bereichen variiert nicht nur entlang der Dicke der Struktur, sondern auch entlang ihrer Länge oder Höhe, das heißt, die Änderung ist nicht eindimensional. Bei einem stetigen Wärmefluss wird die Temperaturverteilung an solchen Orten durch Lösen der Differentialgleichung der Wärmeleitfähigkeit (Laplace-Gleichung) bestimmt.

Wärmeübertragung unter instationären Bedingungen

Die zuvor dargestellten Berechnungen basieren auf der Konstanz der Temperaturen an der Außen- und Innenseite des Zauns, wodurch ein stetiger Wärmestrom durch den Zaun fließt. Unter realen Bedingungen wird dies selten beobachtet. Die Außenlufttemperatur schwankt ständig, die Innentemperatur ändert sich (insbesondere in Gebäuden mit intermittierender Heizung) und im Sommer wird auch die Außenfläche durch Sonneneinstrahlung erwärmt. All dies führt zu Fehlern in thermophysikalischen Berechnungen unter stationären Bedingungen. Daher ist es in manchen Fällen notwendig, Berechnungen unter instationären Wärmeübertragungsbedingungen durchzuführen.

Wärmewiderstand umschließender Strukturen

Die Wärmedämmeigenschaften von Umschließungskonstruktionen, die in heißen Gebieten (mit durchschnittlichen Monatstemperaturen) eingesetzt werden, werden anhand des Wärmewiderstands beurteilt. Dies ist die Eigenschaft der Struktur, bei Schwankungen des Wärmeflusses eine relativ konstante Temperatur auf der dem Raum zugewandten Oberfläche aufrechtzuerhalten. Dies ist eine der Voraussetzungen für den Komfort des Aufenthalts einer Person im Zimmer.

Eine quantitative Beurteilung der thermischen Stabilität erfolgt durch Dämpfung von Temperaturschwankungen in der Struktur. Der Dämpfungswert wird als Verhältnis der Amplitude der Temperaturschwankungen auf der Oberfläche, die den Temperatureffekt direkt wahrnimmt, zur Amplitude auf der gegenüberliegenden Oberfläche berechnet.

Luftdurchlässigkeit von Zäunen

Eine weitere Eigenschaft, die die thermischen Eigenschaften eines Bauwerks charakterisiert, ist seine Luftdurchlässigkeit. Das Eindringen (Filtration) von Luft durch den Zaun erfolgt aufgrund des Druckunterschieds zwischen warmer und kalter Luft (thermischer Druck) sowie aufgrund des Winddrucks.
Die Luftdurchlässigkeit von Materialien wird charakterisiert Luftdurchlässigkeitskoeffizient, der die Luftmenge in kg bestimmt, die während einer Zeiteinheit bei einer Druckdifferenz von 1 Pa - i [kg/m×h×Pa] durch 1 m2 Material mit einer Dicke von 1 m strömt.

Feuchtigkeitsregime umschließender Bauwerke

Mit zunehmender Feuchtigkeit von Materialien erhöht sich deren Wärmeleitfähigkeit. Dies führt zu einer Verringerung des Wärmeübergangswiderstands der umschließenden Strukturen. Um ihre hitzeabschirmenden Eigenschaften zu erhalten, sollten Maßnahmen gegen mögliche Feuchtigkeit ergriffen werden.
Generell ist eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit in Bauwerken aus vielen Gründen unerwünscht. Aus hygienischer Sicht Durch feuchte Strukturen entsteht eine erhöhte Luftfeuchtigkeit in Räumen, die sich negativ auf das Wohlbefinden der Menschen auswirkt. Nasse Materialien bieten ein günstiges Umfeld für die Entwicklung von Mikroorganismen, die eine Reihe von Krankheiten verursachen. Aus technischer Sicht Nasse Materialien werden aufgrund der Ausbreitung von Feuchtigkeit beim Gefrieren in Poren und Kapillaren, Korrosion (Metalloxidation, Auslaugen von Kalk aus Lösungen) und biologischen Prozessen schnell zerstört.

Ursachen für Feuchtigkeit in Bauwerken

Baufeuchtigkeit wird durch nasse Prozesse bei der Herstellung von Baukonstruktionen (Ziegelverlegung mit Mörtel, Wärme- und Feuchtigkeitsbehandlung von Stahlbetonprodukten) verursacht. Bei ordnungsgemäß konzipierten Bauwerken wird diese Feuchtigkeit in den ersten Lebensjahren des Gebäudes innerhalb akzeptabler Grenzen gehalten.
Bodenfeuchtigkeit dringt bei Beschädigung der Abdichtung durch Kapillarsog in das Bauwerk ein. Je nach Materialstruktur kann kapillare Feuchtigkeit bis zu einer Höhe von 2,5–10 m aufsteigen.
Luftfeuchtigkeit In Form von schrägem Regen im Wind oder Frost, der auf die Außenfläche fällt, befeuchtet es die Struktur bis zu einer Tiefe von mehreren Zentimetern.
Betriebsfeuchtigkeit Befeuchtet Teile der Wände neben dem Boden, wenn Böden gewaschen oder Prozessflüssigkeiten verschüttet werden.
Die letzten drei Arten von Feuchtigkeit in Bauwerken können durch konstruktive Maßnahmen beseitigt oder stark reduziert werden.
Hygroskopische Feuchtigkeit– eine Folge der Sorptionseigenschaft kapillarporöser Materialien, Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen (Hygroskopizität). Der Grad der hygroskopischen Befeuchtung wird durch die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen der Umgebung vorgegeben. Bei umschließenden Strukturen, die in aggressiven Umgebungen betrieben werden, erhöht sich die Hygroskopizität der Materialien aufgrund eines erhöhten Gehalts an wasserlöslichen Verbindungen um das 4- bis 5-fache.
Kondensfeuchtigkeit wird durch Abweichungen der Temperatur- und Feuchtigkeitsparameter der Raumluftumgebung verursacht und ist am häufigsten die Ursache für Staunässe im Bauwerk. Bei der Diffusion von Wasserdampf kann es sowohl an der Oberfläche der Struktur als auch in ihrer Dicke zu Feuchtigkeitskondensation kommen.
Hygroskopische und Kondensationsbefeuchtung können durch eine rationelle Zaunkonstruktion auf der Grundlage wärmetechnischer Berechnungen stabilisiert werden.

Absolute und relative Luftfeuchtigkeit

Atmosphärische Luft enthält immer etwas Feuchtigkeit in Form von Dampf. Man nennt die Menge an Feuchtigkeit in Gramm, die in 1 m3 Luft enthalten ist absolute Feuchtigkeit f [g/m3]. Für Berechnungen ist es bequemer, die Wasserdampfmenge in Druckeinheiten abzuschätzen. Hierzu wird der Wasserdampfpartialdruck e [Pa] bzw. [mm] verwendet. rt. Art.], genannt tatsächlicher Druck von Wasserdampf.
Die tatsächliche Elastizität nimmt mit zunehmender absoluter Luftfeuchtigkeit zu, kann jedoch nicht unbegrenzt ansteigen. Bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten barometrischen Luftdruck ist dies der Fall absoluter Feuchtigkeitsgrenzwert Luft F [g/m3], entsprechend der vollständigen Sättigung der Luft mit Wasserdampf. Unter den gleichen Bedingungen kann die Luftfeuchtigkeit nicht weiter ansteigen. Dieser Wert entspricht maximaler Wasserdampfdruck E [Pa] oder [mm. rt. Art.], auch Sättigungsdruck von Wasserdampf genannt.
Mit zunehmender Lufttemperatur erhöhen sich die Grenzwerte der Luftfeuchtigkeit (E und F); daher geben die absolute Luftfeuchtigkeit f und der Partialdruck e keinen Aufschluss über den Sättigungsgrad der Luft mit Feuchtigkeit, es sei denn, es handelt sich um die Temperatur angegeben ist.

Die relative Luftfeuchtigkeit bestimmt:

• die Intensität der Feuchtigkeitsverdunstung von befeuchteten Oberflächen (insbesondere von der Oberfläche des menschlichen Körpers);
• der Prozess der Feuchtigkeitsaufnahme durch Baustoffe (Sorptionsprozess);
• der Prozess der Feuchtigkeitskondensation in der Luft und auf der Oberfläche von Bauwerken.

Wenn die Lufttemperatur bei gegebenem Feuchtigkeitsgehalt (e=const) steigt, nimmt die relative Luftfeuchtigkeit ab, da der Wert des maximalen Wasserdampfdrucks E zunimmt. Wenn die Temperatur sinkt, nimmt die relative Luftfeuchtigkeit zu, da E abnimmt. Wenn die Temperatur ab einem bestimmten Wert sinkt, entspricht die maximale Elastizität dem tatsächlichen Wasserdampfdruck, z. In diesem Fall ist j=100 % und es stellt sich der Zustand der vollständigen Sättigung der Luft mit Wasserdampf ein. Die diesem Moment entsprechende Temperatur wird aufgerufen Taupunkttemperatur tr für eine gegebene Luftfeuchtigkeit. Wenn die Temperatur unter den Taupunkt fällt, nehmen die maximale und tatsächliche Elastizität ab und bleiben gleich, und überschüssige Feuchtigkeit kondensiert, d. h. geht in einen tröpfchenflüssigen Zustand über.
Im Winter wird eine dünne Luftschicht direkt an der Innenfläche der umschließenden Struktur auf eine Temperatur abgekühlt, die den Taupunkt erreichen kann. Daher ist es notwendig, eine solche Temperatur an der Innenfläche sicherzustellen, dass tв>tр.
Die Temperatur in den äußeren Ecken des Geländes, auf der Oberfläche wärmeleitender Einschlüsse, ist normalerweise niedriger als in anderen Bereichen des Zauns. Für Tula ist die Temperatur in der Nähe der äußeren Ecke also 4–6 °C niedriger als in der Ferne. Daher sollte an solchen Stellen zunächst die Möglichkeit der Kondenswasserbildung geprüft und ggf. Maßnahmen zur Temperaturerhöhung getroffen werden (zusätzliche Isolierung, Platzierung von Heizleitungen...).

Diffusion von Wasserdampf durch die Gebäudehülle

In der kalten Jahreszeit trennt die äußere Umfassungskonstruktion eines beheizten Gebäudes zwei Luftumgebungen mit gleichem Luftdruck, aber unterschiedlichen Temperaturen und Wasserdampfdrücken. Selbst bei höherer relativer Luftfeuchtigkeit enthält kalte Außenluft weniger Wasserdampf als warme Innenluft. Das heißt, der Partialdruck des Wasserdampfs im Raum wird deutlich größer sein als der Außendruck. Ihr Unterschied erreicht bei Wohngebäuden erhebliche Werte: 1,2-1,3 kPa, und bei Gebäuden mit erhöhter Temperatur und Luftfeuchtigkeit kann er deutlich höher sein.
Unter dem Einfluss der Partialdruckdifferenz entsteht ein Wasserdampfstrom, der von der Innenfläche zur Außenfläche gerichtet ist - Wasserdampfdiffusion.

Der Dampfdurchlässigkeitskoeffizient m spiegelt die Fähigkeit des Materials wider, diffundierenden Wasserdampf durchzulassen. Sie ist numerisch gleich der Feuchtigkeitsmenge in mg, die pro Zeiteinheit durch eine 1 m dicke Materialschicht mit einer Fläche von 1 m2 bei einem Partialdruckunterschied auf der Oberfläche der Schicht von 1 Pa [mg/( m×h×Pa)].
Unter den Baumaterialien haben Mineralwolleplatten den höchsten Dampfdurchlässigkeitskoeffizienten (bis zu 0,6 mg/(m×h×Pa)), die niedrigsten sind Dachpappe (0,0014), Linoleum (0,002) und Bitumendachmaterialien (0,008). mg/(m×h×Pa)).
Wenn die Raumluft eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweist oder die Gehäusekonstruktion nicht ordnungsgemäß konstruiert ist, kann es zur Kondensation von diffundierendem Wasserdampf innerhalb der Gehäusekonstruktion kommen. Es wird angenommen, dass die Ebene möglicher Kondensation in einem Abstand von 2/3 der Dicke einer homogenen Struktur liegt und mit der Außenfläche der Isolierung in einer mehrschichtigen Struktur zusammenfällt. Um dieses Phänomen zu verhindern:

• Der Dampfdurchlässigkeitswiderstand Rp des Zauns im Bereich von der Innenfläche bis zur Ebene möglicher Kondensation darf nicht geringer sein als der erforderliche Wert, der von SNiP festgelegt wird. Zu diesem Zweck wird empfohlen, die inneren Schichten des Zauns aus dichteren Materialien herzustellen und die Isolierung näher an der Außenfläche zu platzieren. Dies erschwert nicht nur das Eindringen von Wasserdampf in kältere Schichten, sondern bietet auch bessere Bedingungen für die Entfernung von Feuchtigkeit aus der Struktur in den wärmeren Monaten.
• um die Dämmung vor Feuchtigkeit in Außengebäuden zu schützen, sollte eine Dampfsperre (unterhalb der Wärmedämmschicht) vorgesehen werden;
• es ist notwendig, eine Dampfsperre für wärmeisolierende Dichtungen an den Verbindungsstellen der Elemente der umschließenden Konstruktionen auf der Geländeseite vorzusehen;
• Es müssen auch konstruktive Maßnahmen getroffen werden, um Zäune vor direkter Benetzung durch flüssige Tröpfchenfeuchtigkeit (Niederschlag, Betriebsquellen) zu schützen – Wasserdichtigkeit oder Hydrophobie von Oberflächen (Putz, Anstrich mit wasserfesten Verbindungen), ordnungsgemäße Gestaltung und Abdichtung von Fugen usw.;
• Bei konstanter Befeuchtung können belüftete Luftschichten bereitgestellt werden.

Fassen wir die allgemeinen Anforderungen an umschließende Bauwerke aus bauwärmephysikalischer Sicht kurz zusammen und formulieren daraus einige Empfehlungen.

• Der Widerstand der umschließenden Struktur gegenüber der Wärmeübertragung darf den erforderlichen Wert nicht unterschreiten. Dies gilt auch für das Füllen von Fenstern, Balkontüren und Laternen.

• Bereitstellung raumplanerischer Lösungen unter Berücksichtigung der Gewährleistung der kleinsten Fläche umschließender Bauwerke;
• Räume mit niedrigen Temperaturen (Korridore, Treppenhäuser, Lagerräume...) sollten entlang des Außenumfangs in dem Teil des Gebäudes liegen, der nach Norden bzw. in Richtung der im Winter vorherrschenden Winde ausgerichtet ist;
• Planen Sie warme Räume mit einem minimalen Außenumfang und platzieren Sie sie nach Süden und Westen.
• Platzieren Sie im unteren Teil des Gebäudes Räume mit niedrigen Temperaturen (Geschäfte, Werkstätten, Lagerhäuser usw.), um den Wärmeverlust in den Boden zu verringern.
• Niedrige und breite Räume sind temperaturmäßig günstiger als hohe und schmale;
• Bei der Raumplanung sollten Sie auf den Einbau nach außen ragender Teile (z. B. schmale und tiefe Erker) verzichten;
• Loggien hingegen schaffen ein günstigeres Temperaturregime in angrenzenden Räumen.
• Die Fläche der Lichtöffnungen sollte entsprechend dem normierten Wert des natürlichen Lichtkoeffizienten zugewiesen werden. In diesem Fall sollte die Fläche der Fenster mit einem reduzierten Wärmedurchgangswiderstand von weniger als 0,56 m2×°C/W bezogen auf die Gesamtfläche der Außenwände nicht mehr als 18 % betragen.
• In heißen Bereichen für eine Reihe von Gebäudetypen (insbesondere Wohngebäude, siehe oben) sollte die Amplitude der Temperaturschwankungen der Innenfläche der umschließenden Strukturen nicht mehr als den Standardwert betragen.
• In den gleichen Bereichen und Gebäudetypen müssen Sonnenschutzvorrichtungen für Fenster und Laternen vorgesehen werden, deren Wärmedurchgangskoeffizient den Normwert nicht überschreiten darf.
• Die Bodenfläche von Wohn- und öffentlichen Gebäuden, Nebengebäuden und Räumlichkeiten von Industriebetrieben sowie beheizten Räumlichkeiten von Industriegebäuden (in Bereichen mit ständigen Arbeitsplätzen) darf eine Wärmeaufnahmerate von maximal dem Normwert aufweisen. Fußböden im Erdreich müssen im Bereich neben den Außenwänden 0,8 m breit gedämmt werden.
• Der Luftdurchlässigkeitswiderstand der umschließenden Bauwerke darf nicht geringer sein als erforderlich. Dies gilt auch für das Füllen von Fenstern und Balkontüren sowie Laternen.
• Die oben genannten Anforderungen an die Dampfdurchlässigkeit von umschließenden Bauwerken müssen erfüllt sein (siehe vorheriger Absatz).
• Zum Schutz vor Feuchtigkeit durch Bodenfeuchtigkeit sollte eine Abdichtung der Wände vorgesehen werden: horizontal – in den Wänden oberhalb des Blindbereichs sowie unterhalb des Bodenniveaus des Kellers oder Kellergeschosses; vertikal - der unterirdische Teil der Wände unter Berücksichtigung der hydrogeologischen Bedingungen und des Zwecks der Räumlichkeiten.

Beleuchtungsgeräte für den Bau

Unter den Materialien und Mitteln, mit denen sich der Architekt beschäftigt, stellt Corbusier die Sonne an die erste Stelle.

Aufgaben der Gebäudebeleuchtungstechnik

Licht spielt eine entscheidende Rolle im menschlichen Leben. Es trägt dazu bei, den normalen psychophysiologischen Zustand einer Person sicherzustellen; schafft eine Ausleuchtung des Arbeitsplatzes und ermöglicht die Ausführung jeglicher Arbeiten; Natürliches Licht hat heilende und bakterizide Eigenschaften. Der Rhythmus des natürlichen Lichts bestimmt die Art und Weise, wie Menschen leben. Natürliches und künstliches Licht beeinflussen auch die architektonischen und künstlerischen Qualitäten von Gebäuden.
Darüber hinaus erfordert die Beleuchtung erhebliche Kosten: Die hohen Kosten für Verglasungen (und künstliche Lichtquellen), die Kosten für die Reinigung und Reparatur von Lichtöffnungen sowie der Wärmeverlust durch sie führten dazu, dass manchmal Industriegebäude (und in einigen Ländern sogar Schulen) errichtet wurden ) wurden ohne natürliches Licht gebaut.
Diesbezüglich die Hauptaufgabe der Gebäudebeleuchtungstechnik ist die Untersuchung der Bedingungen, die die Schaffung eines optimalen Lichtregimes in Räumen bestimmen, und die Entwicklung architektonischer und konstruktiver Maßnahmen, die dieses Regime sicherstellen.
Raumbeleuchtung kann sein

• natürlich, deren Quellen direktes, gestreutes (diffuses) und reflektiertes Sonnenlicht sind;
• künstlich (Quelle - Glühlampen, Leuchtstoffröhren, Quecksilber, Xenon usw.);
• und kombiniert, wenn der Raum gleichzeitig durch natürliche und künstliche Quellen beleuchtet wird.

Es werden optimale Lichtverhältnisse in den Räumlichkeiten erreicht

• richtige Berücksichtigung des Lichtklimas der Baustelle;
• die richtige Wahl der Größe, Form und Farbdekoration der Räumlichkeiten;
• richtige Wahl von Form, Größe und Position der Lichtöffnungen;
• richtige Platzierung und Wahl der Leistung und des Emissionsspektrums künstlicher Lichtquellen.

Das Konzept optimaler Lichtverhältnisse für einen Raum umfasst:

• Sicherstellung der erforderlichen Beleuchtung der Arbeitsplätze;
• Gleichmäßigkeit der Beleuchtung;
• Beseitigung von gerichtetem, direktem und reflektiertem Licht, das Menschen blendet;
• Gewährleistung einer ausreichenden Helligkeit des umgebenden Raums aufgrund der Beleuchtungsstärke und Farbgestaltung des Innenraums.

Die Aufgaben der Innenbeleuchtungsplanung werden gemeinsam von Architekten, Bauingenieuren und Lichtingenieuren gelöst.

Tageslicht

Grundsätzlich sollten Räume mit ständiger Belegung über natürliches Licht verfügen. Ohne natürliches Licht ist die Gestaltung von Räumen zulässig, die durch die entsprechenden behördlichen Dokumente genehmigt wurden, sowie von Räumen, deren Platzierung im Untergeschoss und im Erdgeschoss zulässig ist.
Die natürliche Beleuchtung ist in seitliche, obere und kombinierte Beleuchtung unterteilt. Die Seitenbeleuchtung kann einseitig oder zweiseitig erfolgen.

Die Beleuchtung eines Raumes kann durch direktes Streulicht (diffus) vom Himmel und durch Licht, das von den Innenflächen des Raumes, gegenüberliegenden Gebäuden und der an das Gebäude angrenzenden Fläche reflektiert wird, erreicht werden. Die Beleuchtung kann auch nur durch reflektiertes Licht erfolgen.

Grundlegende Beleuchtungskonzepte und -gesetze

Um die natürliche Beleuchtung in Räumen zu standardisieren, ist es nicht ratsam, absolute Beleuchtungswerte zu verwenden. Die äußere und damit auch die innere Beleuchtung verändert sich ständig. Darüber hinaus beurteilt eine Person die Beleuchtung nicht so sehr nach ihrem absoluten Wert, sondern nach den vergleichenden Helligkeitsniveaus von Objekten und Oberflächen. Um die natürliche Beleuchtung zu beurteilen, ist es daher üblich, die Helligkeit von Innenflächen mit der Helligkeit des durch die Lichtöffnung sichtbaren Außenraums zu vergleichen.

Bestrahlung von Räumlichkeiten und Territorien. Sonnenschutz

Sonneneinstrahlung und ihre Regulierung

Sonneneinstrahlung – direkte Sonneneinstrahlung – hat große gesundheitliche Vorteile. Licht und ultraviolette Strahlung wirken stärkend auf den Menschen und bakterizid auf Mikroorganismen. Daher regeln Designstandards die Mindestdauer der Sonneneinstrahlung von Räumlichkeiten und Territorien. Einstrahlungsberechnungen sind ein obligatorischer Abschnitt der Vorprojekt- und Entwurfsdokumentation.
Standardisierung der Sonneneinstrahlung von Räumlichkeiten
Die Dauer der Sonneneinstrahlung ist geregelt in: Wohngebäuden; Kindervorschuleinrichtungen; Bildungseinrichtungen der Allgemeinbildung, Grund-, Sekundar-, Zusatz- und Berufsbildung, Internate, Waisenhäuser usw.; medizinische und präventive, Sanatoriums- und Kureinrichtungen; Sozialversicherungsträger (Behinderten- und Altenheime, Hospize etc.).
Die normalisierte Dauer der kontinuierlichen Sonneneinstrahlung für Räumlichkeiten von Wohngebäuden und öffentlichen Gebäuden wird je nach Art der Wohnungen, dem funktionalen Zweck der Räumlichkeiten, den Planungszonen der Stadt und der geografischen Breite unterschiedlich festgelegt – für die Zonen:
nördlich (nördlich von 58° N) – mindestens 2,5 Stunden pro Tag vom 22. April bis 22. August;
zentral (58° N – 48° N) – mindestens 2 Stunden täglich vom 22. März bis 22. September;
südlich (südlich von 48° N) – mindestens 1,5 Stunden täglich vom 22. Februar bis 22. Oktober.
Wohngebäude:
In Wohngebäuden muss die übliche Einstrahlungsdauer gewährleistet sein: bei Ein-, Zwei- und Dreizimmerwohnungen – in mindestens einem Zimmer, bei Vierzimmerwohnungen und mehr – in mindestens zwei Zimmern. In Wohnheimen – in mindestens 60 % der Wohnräume.
Zeitweilige Sonneneinstrahlung ist zulässig, die Dauer einer dieser Perioden muss jedoch mindestens 1 Stunde betragen und die Gesamtdauer muss den Standard um 0,5 Stunden überschreiten.
Die Normen erlauben eine Verkürzung der Sonneneinstrahlungsdauer um 0,5 Stunden für die Nord- und Mittelzone in Zwei- und Dreizimmerwohnungen, in denen mindestens zwei Räume gedämmt sind; in Vier- oder Mehrzimmerräumen, wobei mindestens drei Räume isoliert sind; sowie beim Wiederaufbau von Wohngebäuden in den zentralen, historischen Zonen der Städte, die durch ihre Masterbebauungspläne definiert sind.
Öffentliche Gebäude:
In den Hauptfunktionsräumen der oben genannten öffentlichen Gebäude wird die normierte Sonneneinstrahlungsdauer ermittelt. Zu diesen Räumlichkeiten gehören:
in Vorschuleinrichtungen - Gruppen-, Spiel-, Isolationsstationen und Stationen;
in Bildungsgebäuden - Klassenzimmer und Klassenzimmer;
in medizinischen Einrichtungen - Stationen (mindestens 60 % der Gesamtzahl);
in Einrichtungen der sozialen Sicherheit - Stationen, Isolierstationen.
In Gebäuden mit gemischter Nutzung (Waisenhäuser, Kinderheime, Internate, Waldschulen, Sanatoriumsschulen usw.) ist die Sonneneinstrahlung in Funktionsräumen ähnlich den oben aufgeführten normiert.
In Pathologieabteilungen ist keine Sonneneinstrahlung erforderlich; Operationssäle, Intensivräume von Krankenhäusern, Vivarien, Tierkliniken; chemische Labore; Ausstellungshallen von Museen; Buchdepots und Archive.
In den Unterrichtsräumen Informatik, Physik, Chemie, Zeichnen und Zeichnen ist keine Sonneneinstrahlung zulässig.
Standardisierung der Sonneneinstrahlung von Territorien
Auf dem Territorium von Kinderspielplätzen, Sportplätzen von Wohngebäuden; Gruppenseiten von Vorschuleinrichtungen; Sportzone, Erholungsgebiet von weiterführenden Schulen und Internaten; In Erholungsgebieten stationärer Gesundheitseinrichtungen sollte die Einstrahlungsdauer unabhängig von der geografischen Breite auf 50 % der Geländefläche mindestens 3 Stunden betragen.

Parameter, die die Dauer und Qualität der Sonneneinstrahlung beeinflussen

Die Dauer der Sonneneinstrahlung einer offenen Fläche wird für jede Fläche durch die Zeit der sichtbaren Bewegung der Sonne über den Himmel bestimmt. Die Bahn der Sonne und die Dauer der täglichen Sonneneinstrahlung sind für jede geografische Breite und jede Jahreszeit unterschiedlich: In nördlichen Breiten ist die Bahn flacher und länger, in südlichen Breiten steiler und kürzer.
Als Tage, die die Sonneneinstrahlung für verschiedene Perioden des Jahres charakterisieren, gelten die Tage der Sommersonnenwende (22. Juni, der höchste Flug der Sonne in jedem geografischen Breitengrad), der Wintersonnenwende (22. Dezember, der niedrigste Flug) und des Frühlings (März). 22) und Herbst-Tagundnachtgleiche (22. September). An Tagundnachtgleichentagen beträgt die Dauer der Sonneneinstrahlung im Freien 12 Stunden.
In den frühen Morgen- und späten Abendstunden durchdringen die Sonnenstrahlen eine größere Schicht der Atmosphäre und ihre heilende Wirkung lässt nach. Daher berücksichtigen Einstrahlungsberechnungen in der Regel nicht die ersten und letzten Stunden bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang. Für Gebiete nördlich von 60° nördlicher Breite. Die ersten und letzten 1,5 Stunden werden nicht berücksichtigt.

Der horizontale Winkel des Sonnenstandes wird durch den Azimut AQ bestimmt, d.h. der Winkel zwischen der Meridianebene und der Richtung der Sonne. Der Azimut wird aus der Nordrichtung im Uhrzeigersinn 1 in Grad gemessen. Die Höhe der Sonne über dem Horizont wird durch den Vertikalwinkel hQ gemessen.
In dieser Hinsicht herrscht in der Literatur keine Einigkeit. Manchmal wird der Azimut aus der Südrichtung im Uhrzeigersinn (Westen) von 0 bis 360° oder in zwei Richtungen gemessen – nach Westen und Osten von 0 bis 180° mit der Bezeichnung „Südwesten“ und „Südosten“.

Die Dauer der täglichen Sonneneinstrahlung wird oft anhand von Sonnenkarten bestimmt, die für verschiedene Breitengrade erstellt wurden (Grafiken von B.A. Dunaev). Sie sind mit Ringkoordinaten gekennzeichnet, die die Höhe der Sonne darstellen, und mit Radialkoordinaten, die die Azimute der Sonne charakterisieren. Die Karten zeigen die Sonnenbahnen für charakteristische Jahreszeiten, unterteilt nach Tagesstunden. Zusätzlich zu Dunaevs Diagrammen werden häufig das Sonneneinstrahlungsdiagramm (Lineal) und der Lichtplaner D.S. verwendet. Maslennikova und andere.
Die Standarddauer der Sonneneinstrahlung wird durch die Platzierung und Ausrichtung der Gebäude an den Seiten des Horizonts, ihre raumplanerischen Lösungen, das Vorhandensein hervorstehender Elemente usw. bestimmt.
Die Methode zur Bestimmung der Einstrahlungsdauer wird im Praxisunterricht vorgestellt.

Schädliche Auswirkungen der Sonneneinstrahlung und deren Vorbeugung

Die Sonneneinstrahlung kann mit einer Überhitzung der Räumlichkeiten aufgrund übermäßiger Wärmestrahlung und der ermüdenden Wirkung des Sonnenlichts aufgrund des Glanzes der umschließenden Strukturen und Geräte einhergehen. Daher ist die Sonneneinstrahlung in manchen Fällen nicht erlaubt (Bücherdepots, Hot Shops, Räume für die Zubereitung und Lagerung von Lebensmitteln) oder sollte eingeschränkt werden. SNiP „Öffentliche Gebäude“ legt beispielsweise fest, dass die Ausrichtung der Fenster von Operationssälen und Intensivstationen nach Norden, Nordosten und Nordwesten erfolgen sollte, was die Schaffung eines optimalen Mikroklimas in diesen Räumen erleichtert.
Die wichtigsten Mittel zur Bekämpfung übermäßiger Sonneneinstrahlung sind:

• Reduzierung der Fläche der Lichtöffnungen;
• raumplanerische Lösungen für Gebäude;
• Landschaftsbauprodukte (für ein- und zweistöckige Gebäude);
• korrekte Ausrichtung von Gebäuden zu den Himmelsrichtungen;
• die Verwendung von belüfteten umschließenden Strukturen (vor Überhitzung);
• Verwendung von Sonnenschutzgeräten.

Die Gestaltungsnormen für Wohngebäude sehen vor, dass in Gebieten mit einer durchschnittlichen Julitemperatur von 21 °C und mehr Lichtöffnungen in Wohnräumen und Küchen, die im Horizontbereich von 200–290 ° ausgerichtet sind, mit einem außen verstellbaren Sonnenschutz ausgestattet sein müssen.
Für öffentliche Gebäude, die sich in denselben Bereichen befinden, in Räumen mit ständiger Personenbelegung und in Räumen, in denen aufgrund technischer oder hygienischer Anforderungen das Eindringen von Sonnenlicht oder eine Überhitzung des Raums nicht zulässig ist, sind Öffnungen im Bereich von 130–315° ausgerichtet sind mit Sonnenschutz ausgestattet.
Die Hauptanforderungen an Sonnenschutzgeräte sind:

• Begrenzung der Sonneneinstrahlung der Räumlichkeiten zu bestimmten Zeiten während eines bestimmten Zeitraums im Jahr;
• maximale Lichtreflexion und Lichtstreuung;
• minimale Wärmekapazität;
• Gewährleistung der Luftzirkulation horizontal und vertikal parallel zur Wandebene.

Sonnenschutzgeräte werden in stationäre und verstellbare unterteilt.

	Position	Aktion	Lichtschützende Wirkung	Anwendungsgebiet
Horizontale oder geneigte durchgehende Visiere	Über den Fenstern draußen		Zur hohen Sonnenwende
Das Gleiche gilt für den Lamellengrill.		Das Gleiche, + gute Luftwäsche
Vertikale Rippenschirme normal oder in einem Winkel zur Wandebene	Neben den Fensteröffnungen auf einer Seite		Zur niedrigen Sonnenwende
Ferngesteuerte Wandbildschirme	Über Fensteröffnungen und an den Seiten	Das Gleiche + Schutz vor Überhitzung der Wand selbst	Unbegrenzt	Unbegrenzt
Lamellengitter mit vertikalen, geneigten oder horizontalen Lamellen	Vor Lichtöffnungen oder in ihnen	Begrenzung oder Beseitigung der Sonneneinstrahlung
Lichtdiffusoren	Entlang der gesamten Fassadenebene	Das Gleiche, aber schlechterer Luftaustausch
Sonderverglasungen:	Füllen von Lichtöffnungen
lichtstreuend		Lichtstreuung
reflektierend		Reflexion von Infrarotstrahlen
lichtabsorbierend		Absorption von Infrarotstrahlen
Bewegliche Jalousien, Markisen, Vordächer	Außen- oder Innenlichtöffnungen	Begrenzung oder Beseitigung der Sonneneinstrahlung
Gestanzte räumliche Gitter	Im Inneren der Verglasung
Hängende Vorhänge	Drinnen

Sonnenschutzvorrichtungen wirken sich erheblich auf die Gesamtbeleuchtung aus: Bei sonnigem Wetter kann die Lichtstreuung durch Oberflächen den CEC deutlich erhöhen, bei bewölktem Wetter kann sie ihn deutlich reduzieren. Dieser Einfluss sollte bei der Berechnung der Raumbeleuchtung berücksichtigt werden.

Das Lehrbuch untersucht die theoretischen Grundlagen für die Gestaltung einer angenehmen Lichtfarbe, thermischen und akustischen Umgebung in Städten und Gebäuden. Es werden Methoden zur Standardisierung, Berechnung und Gestaltung von Umfassungskonstruktionen, Beleuchtung, Sonneneinstrahlung, Sonnenschutz, Farbgestaltung, Akustik, Schalldämmung von Gebäuden und die Bekämpfung von Stadt- und Industrielärm beschrieben. Für Studierende architektonischer Universitäten und Fakultäten.

Vorwort.5

Einführung. Gegenstand und Stellung der Architekturphysik in der Schaffensmethode des Architekten... 7

Teil I. Architekturklimatologie. . 12

Kapitel 1. Klima und Architektur...12

Kapitel 2. Klimaanalyse.15

Teil II. Architekturlichtologie..46

Kapitel 3. Die helle Farbumgebung ist die Grundlage für die Wahrnehmung von Architektur.46

3.1. Licht, Vision und Architektur..46

3.2. Grundgrößen, Einheiten und Gesetze...63

Kapitel 4. Architekturbeleuchtung..71

4.1. Natürliche Lichtsysteme für Räume..73

4.2. Leichtes Klima. 87

4.3. Quantitative und qualitative Merkmale der Beleuchtung.96

4.4. Standardisierung der natürlichen Beleuchtung in Räumlichkeiten.99

4.5. Berechnung der natürlichen Beleuchtung von Räumlichkeiten.110

4.6. Optische Theorie des natürlichen Lichtfeldes..121

4.7. Künstliche Lichtquellen und Beleuchtungsgeräte...129

4.8. Standardisierung und Design künstlicher Beleuchtung.158

4.9. Kombinierte Raumbeleuchtung.173

4.10. Standardisierung und Design der Stadtbeleuchtung..177

4.11. Modellierung architektonischer Beleuchtung. 196

Kapitel 5. Sonneneinstrahlung und Sonnenschutz in der Architektur.205

5.1. Grundkonzepte...205

5.2. Standardisierung und Gestaltung der Gebäudeisolierung.209

5.3. Sonnenschutz und Lichtregulierung in Städten und Gebäuden..219

5.4. Einstrahlungsmodellierung. 238

5.5. Wirtschaftlichkeit der Einstrahlungsregulierung

Und Sonnenschutz.242

Kapitel 6. Architekturfarbwissenschaft. . 244

6.1. Grundkonzepte...244

6.2. Systematisierung von Farben. Kolorimetrisches System MKO... 254

6.3. Farbwiedergabe...258

6.4. Standardisierung und Farbgestaltung. 266

Teil III. Architekturakustik 286

Kapitel 7. Klangumgebung in städtischen Publikationen.286

7.1. Grundkonzepte...286

7.2. Klang und Hören.292

7.3. Grundgesetze der Ausbreitung von Schall und Lärm. 297

Kapitel 8. Lärmschutz und Schallschutz in Städten und Gebäuden..304

8.1. Lärmquellen und ihre Eigenschaften.304

8.2. Normung der Lärm- und Schalldämmung von Zäunen..313

8.3. Gestaltung von Lärmschutz und Schallschutz.321

8.4. Modellierung von Lärmschutz und Schallschutz.364

8.5. Technische und wirtschaftliche Effizienz von Lärmschutz- und Schallschutzmaßnahmen. . . 366

Kapitel 9. Akustik von Hallen..368

9.1. Wichtigste akustische Eigenschaften der Säle.371

9.2. Beurteilung der akustischen Qualität von Sälen.378

9.3. Allgemeine Grundsätze der akustischen Gestaltung von Hallen.384

9.4. Säle für Vortragsprogramme. 398

9.5. Säle für Musikprogramme..404

9.6. Säle mit einer Kombination aus Sprach- und Musikprogrammen..411

9.7. Modellierung der Akustik von Sälen. . 418

9.8. Hallenbeschallungsanlagen..425

Anwendungen..430

Themenindex.438

VORWORT

Das Lehrbuch zur Architekturphysik erscheint erstmals unter diesem Titel und ist eine Weiterentwicklung des 1975 erschienenen Lehrbuchs „Grundlagen der Bauphysik“ von Prof. N. M. Gusev, Gründer der Abteilung für Bauphysik des Moskauer Architekturinstituts.

Der neue Name des Lehrbuchs und der Abteilung ist kein Zufall. Die Relevanz des Problems der Begrünung moderner Architektur ist mittlerweile weltweit anerkannt, und da Licht, Farbe, Klima und Klang die Hauptfaktoren sind, die den Komfort der künstlichen Umgebung (Architektur) prägen, die sich in die natürliche Umgebung (Natur) einfügt. Dieses Problem ist von großer Bedeutung für die Entwicklung einer qualitativ neuen Stufe des Kapitalbaus und der Massenurbanisierung.

Daher ist es selbstverständlich, dass die höhere Architekturausbildung umweltfreundlicher gestaltet werden muss. Im Wesentlichen ist Architekturphysik der zweite Teil einer neuen Disziplin, die ein moderner Architekt studieren muss – Architekturökologie. Der erste Teil dieser Disziplin – „Architektonisches Umweltmanagement“ („Umweltschutz“) umfasst die Grundlagen des Schutzes der lebenden und unbelebten Natur vor den Auswirkungen städtischer menschlicher Aktivitäten, die mittlerweile globaler Natur sind und in der gesamten Welt von akuter Bedeutung sind Welt.

Die Architekturphysik untersucht die theoretischen Grundlagen und praktischen Methoden der Gestaltung von Architektur unter dem Einfluss von Sonnenlicht und künstlichem Licht, Farbe, Wärme, Luftbewegung und Schall sowie der Art ihrer Wahrnehmung durch den Menschen unter Berücksichtigung soziologischer, hygienischer und ökonomischer Faktoren .

Darüber hinaus ist diese Wissenschaft die Grundlage für die wichtigsten Bestimmungen der wichtigsten Baudokumente – SNiPs, die den Komfort, die Dichte und die Effizienz der Bebauung regeln.

Die Architekturphysik als Teil der Architekturökologie (und mittlerweile ist einer der wichtigsten und obligatorischsten Teile des Projekts der Umweltteil) trägt direkt dazu bei, die Qualität des Projekts in allen Phasen (und damit die Qualität der Architektur) nach mehreren Kriterien zu bestimmen Hauptkriteriengruppen¹: 1) Komfort städtischer Räume und Innenräume von Gebäuden und deren Funktionalität; 2) Zuverlässigkeit (Haltbarkeit) von Strukturen; 3) Ausdruckskraft (Komposition, helles Farbbild, Maßstab, Plastizität usw.); 4) Wirtschaftlichkeit (insbesondere im Industriebau).

All diese Kriterien werden bei der Planung durch die fachgerechte Berücksichtigung der lichtklimatischen und akustischen Parameter der Umgebung und Bauelemente weitgehend vorgegeben.

Folglich hat die Architekturphysik die direktesten Verbindungen zu den Kerndisziplinen „Architekturentwurf“, „Theorie, Geschichte und Kritik der Architektur“ und „Architektonische Bauwerke“ sowie zum System der staatlichen Prüfung von Projekten. Die Architekturphysik steht an der Schnittstelle von Wissenschaften wie Astronomie, Meteorologie und Klimatologie, und da Architektur dazu dient, das menschliche Leben zu sichern und die wichtigsten materiellen und kulturellen Ressourcen eines jeden Landes darstellt, ist diese Wissenschaft eng mit Hygiene, Ästhetik, Psychologie, Soziologie usw. verbunden Wirtschaft.

Der Inhalt des Lehrbuchs entspricht dem aktuellen Entwicklungsstand dieser Wissenschaft und berücksichtigt langjährige Erfahrungen in der Lehre am Moskauer Architekturinstitut, Diskussionen der letzten Jahre in wissenschaftlichen Publikationen im In- und Ausland sowie staatliche Umweltvorschriften und städtebauliche Fragen und Programme der Russischen Akademie der Wissenschaften zu Biosphären- und Umweltfragen. Forschung.

Jeder der Hauptteile des Lehrbuchs bietet Beispiele für die Gestaltung einer komfortablen Umgebung aus der in- und ausländischen Architektur- und Stadtplanungspraxis.

Das Studium des Studiengangs wird durch bildungswissenschaftliche Forschungsarbeiten im Zusammenhang mit der architektonischen Gestaltung von Städten und Gebäuden begleitet. Um die Berechnungsarbeiten an die realen Bedingungen der kreativen Arbeit eines Architekten anzupassen, stellt das Lehrbuch grafische, tabellarische und Referenzmaterialien zur Verfügung.

Die Hauptabschnitte des Lehrbuchs schließen mit Literaturverzeichnissen ab, mit deren Hilfe Bachelor- und Masterstudierende ihr Wissen erweitern und Methoden architekturphysikalischer Forschungsarbeit beherrschen können.

Das Lehrbuch nutzt aktuelle Regulierungsdokumente und die Ergebnisse neuester Forschungen in- und ausländischer Wissenschaftler aus den Bereichen Architektur, Stadtplanung, Bauphysik und Ökologie.

Das Vorwort, die Einleitung und die Kapitel 3 und 5 wurden von N.V. verfasst. Obolensky, Kapitel 1 und 2 - V.K. Litskevich, Kapitel 4 - N.V. Obolensky und N.I. Shchepetkov, Kapitel 6 - I.V. Migalina, Kapitel 7 und 8 - A.G. Osipov, Kapitel 9 -L. I. Makrinenko.

¹ In Analogie zu Vitruvs Kriterien „Nützlichkeit, Stärke, Schönheit“ (beachten Sie, dass selbst Vitruv von der Schönheit eines Gebäudes erst nach Nutzung und Festigkeit spricht).

Ein Buch herunterladen . Das Buch wird zu wissenschaftlichen und pädagogischen Zwecken veröffentlicht.

Das Lehrbuch erläutert die theoretischen Grundlagen der architektonischen Gestaltung von Gebäuden für verschiedene Funktionszwecke unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen der Baustelle, um in ihnen komfortable Wohn- und Arbeitsbedingungen zu schaffen. Berücksichtigt werden Fragen der Klimatologie und der Einfluss klimatischer Faktoren auf architektonische, planerische, bauliche und plastische Lösungen von Gebäuden. Es werden Methoden zur Beurteilung klimatischer Faktoren sowie architektonische und klimatische Grundsätze der Gebäudeplanung vorgestellt. Es werden theoretische Fragen der Wärmeübertragung, Dampfdurchlässigkeit und Infiltration durch ein- und mehrschichtige Umschließungsstrukturen vorgestellt. Behandelt werden Fragen der Schalldämmung von Räumlichkeiten gegen Luft- und Trittschall sowie Maßnahmen zur Sicherstellung behördlicher Vorgaben zum Schutz von Wohngebieten vor diversen Geräuschen. Es werden moderne Methoden zur Bestimmung des gesamten und des reduzierten Wärmedurchgangswiderstands homogener und heterogener Gebäudehüllen unter Berücksichtigung der Energieeinsparungen für die Gebäudeheizung sowie der Schalldämmeigenschaften vertikaler (Wände und Trennwände) und horizontaler (Zwischengeschossdecken) Gebäudehüllen vorgestellt Strukturen. Ein wesentlicher Teil des Lehrbuchs ist der Architekturakustik gewidmet und zeigt theoretische Fragen der Schallausbreitung in Räumen sowie praktische Empfehlungen für die akustische Gestaltung von Hörsälen unter Berücksichtigung der freien Sicht in diesen auf. Berücksichtigt werden die Fragen der natürlichen und künstlichen Beleuchtung von Wohn-, öffentlichen und Industriegebäuden. Es werden Methoden zur Berechnung der erforderlichen Verglasungsflächen in den oben genannten Räumlichkeiten und die Reihenfolge der Überprüfungsberechnungen in Abhängigkeit vom verwendeten Beleuchtungssystem vorgestellt. Behandelt werden die Fragen der Lichtgestaltung für Städte, architektonische Ensembles und das Licht-Farb-Regime der Stadtentwicklung.
Konzipiert für die selbständige Arbeit von Junggesellen in der Richtung 270800.62 „Bauwesen“ der Profile „Industrie- und Zivilbau“ und „Gestaltung von Gebäuden und Bauwerken“.

Zusammenhang zwischen Klima und Gebäudearchitektur.
Auf dem Territorium unseres Landes sind Gebäude und Bauwerke einem Komplex klimatischer Einflüsse in unterschiedlichen Kombinationen und unterschiedlicher Intensität ausgesetzt. Die Bauklimatologie ist eine Wissenschaft, die Zusammenhänge zwischen klimatischen Bedingungen und der Architektur von Gebäuden und Stadtbebauungen aufzeigt. Die Hauptaufgabe der Bauklimatologie besteht darin, die Machbarkeit städtebaulicher Planungsentscheidungen, der Wahl von Gebäudetypen und umschließenden Bauwerken unter Berücksichtigung der klimatischen Besonderheiten des Baugebietes zu belegen. Die richtige Wahl der Größe und Form der Räumlichkeiten hängt von einer Reihe von Faktoren ab, unter denen die Luftumgebung einen besonderen Platz einnimmt, deren Eigenschaften von den klimatischen Bedingungen und dem Standort des Baus abhängen. Seit Jahrtausenden wissen Architekten, dass Städte und Gebäude entsprechend dem Klima entworfen und gebaut werden sollten und dass Straßenbreiten, Gebäudehöhen und Fenstergrößen auf der Grundlage der Ausrichtung und Tiefe der Räume ausgewählt werden sollten. Es ist notwendig, Gebäude und Bauwerke sorgfältig und kompositorisch in die Natur einzupassen. Wie die Praxis zeigt, wurden alle architektonischen und städtebaulichen Meisterwerke unter Berücksichtigung dieser ewigen Wahrheiten geschaffen.

INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
Einführung
Kapitel 1. Bauklimatologie
1.1. Zusammenhang zwischen Klima und Gebäudearchitektur
1.2. Klimafaktoren und ihre Rolle bei der Gestaltung von Gebäuden und Bauwerken
1.3. Klimazoneneinteilung
1.4. Architektonische und klimatische Grundlagen der Gebäudeplanung
1.5. Architektonische Analyse klimatischer Wetterbedingungen
Kapitel 2. Bauheizungstechnik
2.1. Allgemeine Bestimmungen
2.2. Arten des Wärmeaustauschs
2.3. Wärmeübertragung durch Zäune
2.4. Widerstand gegen Wärmeübertragung durch einschichtige und mehrschichtige umschließende Strukturen aus homogenen Schichten
2.5. Berechnung der Temperatur innerhalb von Gebäudehüllen
2.6. Grafische Methode zur Bestimmung der Temperatur innerhalb einer mehrschichtigen Gehäusestruktur
2.7. Der Einfluss der Lage von Strukturschichten auf die Temperaturverteilung innerhalb der Gebäudehülle
2.8. Methodik zur Gestaltung des Wärmeschutzes von Gebäuden
2.9. Ausgangsdaten zur Auslegung des Wärmeschutzes von Gebäuden
2.9.1. Raumluftparameter
2.9.2. Äußere klimatische Bedingungen des Baugebiets
2.9.3. Gestaltungsmerkmale von Baumaterialien und Bauwerken
2.9.4. Berechnung beheizter Flächen und Gebäudevolumina
2.10. Bestimmung des genormten (erforderlichen) Wärmedurchgangswiderstandes umschließender Bauwerke
2.11. Berechnung des gesamten oder reduzierten Wärmedurchgangswiderstands von umschließenden Strukturen
2.12. Konstruktive Lösung für Außenzäune
2.13. Bestimmung sanitärer und hygienischer Indikatoren für den Wärmeschutz von Gebäuden
2.14. Berechnung des spezifischen Wärmeenergieverbrauchs zur Beheizung von Gebäuden
2.15. Luftfeuchtigkeit und Feuchtigkeitskondensation in Zäunen
2.15.1. Berechnung umschließender Bauwerke zur Wasserdampfkondensation
2.15.2. Graphoanalytisches Verfahren zur Bestimmung der Zone möglicher Kondensation innerhalb einer mehrschichtigen Umschließungsstruktur
2.15.3. Dampfdurchlässigkeit und Schutz vor Staunässe bei Außenzäunen
2.16. Luftdurchlässigkeit umschließender Strukturen
2.17. Wärmewiderstand von Außenzäunen
2.17.1. Berechnung des Wärmewiderstands von umschließenden Bauwerken in der warmen Jahreszeit
2.17.2. Wärmeaufnahme von Bodenflächen
2.18. Erhöhung der Wärmedämmeigenschaften bestehender Gebäude
2.19. Energiepass des Gebäudes
Kontrollfragen
Kapitel 3. Architektur- und Baubeleuchtungstechnik
3.1. Grundbegriffe, Mengen und Maßeinheiten
3.2. Leichtes Klima
3.3. Quantitative und qualitative Eigenschaften der Beleuchtung
3.4. Natürliche Beleuchtung von Gebäuden
3.5. Natürliche und künstliche Beleuchtung von Gebäuden
3.6. Auswahl natürlicher Beleuchtungssysteme für Räume und Lichtöffnungen
3.7. Normalisierung des natürlichen Lichts
3.8. Natürliches Lichtdesign
3.8.1. Bestimmung der Fläche von Lichtöffnungen von Wohn- und öffentlichen Gebäuden mit seitlicher oder oberirdischer natürlicher Beleuchtung der Räumlichkeiten
3.8.2. Berechnung der Fläche der Lichtöffnungen von Industriegebäuden mit seitlicher oder oberirdischer natürlicher Beleuchtung der Räumlichkeiten
3.9. Testberechnung der natürlichen Beleuchtung von Räumlichkeiten
3.9.1. Der Ablauf der Nachweisrechnungen für die Seitenbeleuchtung von Industriegebäuden
3.9.2. Berechnung der natürlichen Beleuchtung von Industriegebäuden mit Decken- und kombinierten Lichtöffnungen
3.9.3. Testberechnung der natürlichen Beleuchtung zur seitlichen Anordnung von Lichtöffnungen in Wohn- und öffentlichen Gebäuden
3.9.4. Die Reihenfolge der Nachweisberechnungen für die Decken- oder kombinierte Beleuchtung von Wohngebäuden und öffentlichen Gebäuden
3.10. Berechnung der Zeit, um natürliches Licht in Innenräumen zu nutzen
3.11. Kombinierte Beleuchtung von Gebäuden
3.12. Technische und wirtschaftliche Bewertung natürlicher und kombinierter Beleuchtungssysteme anhand der Energiekosten
3.13. Standardisierung und Gestaltung der künstlichen Beleuchtung von Räumlichkeiten
3.14. Architekturlichttechnik
3.14.1. Standardisierung und Design der Stadtbeleuchtung
3.14.2. Lichtgestaltung für architektonische Ensembles
3.15. Helles Farbregime von Räumlichkeiten und Stadtentwicklung
3.16. Sonneneinstrahlung und Schutz der Räumlichkeiten vor Sonnenlicht
3.17. Sonnenschutz und Lichtsteuerung in Gebäuden
3.18. Wirtschaftlichkeit des Einsatzes von Sonneneinstrahlung und Sonnenschutz
Kapitel 4. Architekturakustik und Schalldämmung von Räumlichkeiten
4.1. Allgemeine Konzepte über Klang und seine Eigenschaften
4.2. Lärmquellen und ihre Lärmeigenschaften
4.3. Lärmregulierung und Schalldämmung von Zäunen
4.4. Lärmausbreitung in Gebäuden
4.5. Schalldämmung von Räumen gegen Luft- und Trittschall
4.5.1. Bestimmung des Luftschalldämmmaßes für vertikale einschichtige flache Umfassungskonstruktionen mit massivem Querschnitt
4.5.2. Bestimmung des Luftschalldämmmaßes für Rahmen-Schalungs-Trennwände
4.5.3. Bestimmung des Luftschalldämmmaßes für Zwischengeschossdecken
4.5.4. Berechnung von Zwischenböden auf Trittschall
4.6. Messung der Schalldämmeigenschaften von Gebäudehüllen in Akustikkammern
4.7. Maßnahmen zur Gewährleistung des ordnungsgemässen Schallschutzes von Räumlichkeiten
4.8. Schutz vor Lärm in Wohngebieten von Städten und Gemeinden
4.9. Architekturakustik
4.9.1. Beurteilung der akustischen Qualitäten von Sälen
4.9.2. Experimentelle Methoden zur Prüfung der akustischen Qualitäten von Sälen
4.10. Allgemeine Grundsätze der akustischen Gestaltung von Sälen
4.11. Besonderheiten der akustischen Gestaltung von Sälen für verschiedene Funktionszwecke
4.12. Modellierung der akustischen Eigenschaften von Auditorien
4.13. Sichtbarkeit und Sichtbarkeit in Unterhaltungsstrukturen
4.13.1. Allgemeine Grundsätze zur Gestaltung der freien Sicht in Hörsälen
4.13.2. Gewährleistung einer ungehinderten Sicht in Auditorien
4.14. Berechnung der freien Sicht in Hörsälen
Kontrollfragen
Grundlegende Begriffe und Definitionen
Referenzliste
Anwendungen.