Войти
Небольшая печь, способная выдерживать температуру 600 ° C и прикладывать статическую нагрузку для испытания строительных материалов Строительная наука - это сборник научных знаний, ориентированных на анализ физических явлений, влияющих на здания. Строительная физика, архитектурная наука и прикладная физика - это термины, используемые для обозначения области знаний, которая частично совпадает со строительной наукой.
Строительная наука традиционно включает изучение тепловой среды в помещении, акустической среды в помещении, световой среды в помещении, качества воздуха в помещении и ресурсов здания. использование, включая использование энергии и строительных материалов. Эти области изучаются с точки зрения физических принципов, отношения к здоровью жильцов здания, комфорта и производительности, а также того, как ими можно управлять с помощью оболочки здания, а также электрических и механических системы. Национальный институт строительных наук (NIBS) дополнительно включает области информационное моделирование зданий, ввод в эксплуатацию зданий, инженерное обеспечение противопожарной защиты, сейсмическое проектирование и гибкое проектирование в рамках своей области. [1]
Практическая цель строительной науки состоит в том, чтобы обеспечить способность прогнозирования для оптимизации характеристик здания и устойчивости новых и существующие здания, понимать или предотвращать разрушения зданий и руководить проектированием новых методов и технологий.
В процессе архитектурного проектирования знания строительной науки используются для информирования проектные решения для оптимизации характеристик здания. Проектные решения могут быть приняты на основе знаний принципов строительной науки и установленных руководств, таких как NIBS Руководство по проектированию всего здания (WBDG) и сборник Стандартов ASHRAE, относящихся к строительной науке.
Вычислительные инструменты могут использоваться во время проектирования для моделирования характеристик здания на основе входной информации о спроектированной оболочке здания, системе освещения и механическая система. Модели могут использоваться для прогнозирования использования энергии в течение срока службы здания, распределения солнечного тепла и излучения, потока воздуха и других физических явлений в здании. Эти инструменты полезны для оценки проекта и обеспечения его работоспособности в приемлемых пределах до начала строительства. Многие из доступных вычислительных инструментов имеют возможность анализировать цели производительности здания и выполнять оптимизацию конструкции. На точность моделей влияет знание разработчиками моделей принципов строительной науки и количество проверок, выполненных для конкретной программы.
Когда оцениваются существующие здания, измерения и вычислительные инструменты может использоваться для оценки производительности на основе измеренных существующих условий. Для измерения температуры, влажности, уровней шума, загрязнителей воздуха или других критериев можно использовать множество полевого испытательного оборудования. Стандартизованные процедуры для проведения этих измерений представлены в Протоколах измерения эффективности коммерческих зданий. Например, тепловизионные инфракрасные (ИК) устройства формирования изображения можно использовать для измерения температуры компонентов здания, когда здание находится в эксплуатации. Эти измерения можно использовать для оценки того, как работает механическая система и есть ли области аномального притока тепла или потерь тепла через ограждающую конструкцию здания.
Измерения условий в существующих зданиях используются как часть оценка занятости поста. Оценка занятости постов может также включать опросы [2] жильцов здания для сбора данных об удовлетворенности и благополучии жильцов, а также для сбора качественных данных о характеристиках здания, которые, возможно, не были получены с помощью измерительных устройств.
Многие аспекты строительной науки находятся в ведении архитектора (в Канаде многие архитектурные фирмы нанимают архитектурного технолога для этой цели), часто в сотрудничестве с инженерные дисциплины, которые эволюционировали для решения проблем строительной науки, «не относящихся к строительной оболочке»: Гражданское строительство, Строительное проектирование, Землетрясение, Геотехническое проектирование, Машиностроение, Электротехника, Акустическая инженерия и разработка пожарных кодов. Даже дизайнер интерьера неизбежно вызовет несколько проблем со строительной наукой.
Качество окружающей среды в помещении (IEQ) относится к качеству окружающей среды здания по отношению к здоровью и благополучию тех, кто пространство внутри него. IEQ определяется многими факторами, включая освещение, качество воздуха и влажность. Рабочие часто обеспокоены наличием у них симптомов или заболеваний, вызванных воздействием загрязняющих веществ в зданиях, где они работают. Одна из причин этого беспокойства заключается в том, что их симптомы часто улучшаются, когда они не находятся в здании. Хотя исследования показали, что некоторые респираторные симптомы и заболевания могут быть связаны с влажными зданиями, до сих пор неясно, какие измерения внутренних загрязнителей показывают, что работники подвержены риску заболевания. В большинстве случаев, когда рабочий и его или ее врач подозревают, что окружающая среда в здании вызывает конкретное состояние здоровья, информации, полученной в результате медицинских тестов и тестов окружающей среды, недостаточно, чтобы установить, какие загрязняющие вещества ответственны. Несмотря на неопределенность в отношении того, что измерять и как интерпретировать то, что измеряется, исследования показывают, что симптомы, связанные со зданием, связаны с характеристиками здания, включая влажность, чистоту и характеристики вентиляции. Внутренняя среда очень сложна, и жители здания могут подвергаться воздействию различных загрязняющих веществ (в виде газов и частиц) от офисной техники, чистящих средств, строительных работ, ковров и мебели, парфюмерии, сигаретного дыма, поврежденных водой строительных материалов, рост микробов (грибков, плесени и бактерий), насекомых и внешних загрязнителей. Другие факторы, такие как температура в помещении, относительная влажность и уровень вентиляции, также могут влиять на то, как люди реагируют на окружающую среду в помещении. Понимание источников загрязнения окружающей среды в помещении и контроль над ними часто может помочь предотвратить или устранить симптомы, связанные со зданием, у рабочих. Доступно практическое руководство по улучшению и поддержанию внутренней среды. [3]
Внутренняя среда здания охватывает экологические аспекты при проектировании, анализе и эксплуатации энергоэффективных, здоровых и комфортных зданий. Сферы специализации: архитектура, HVAC дизайн, тепловой комфорт, качество воздуха в помещении (IAQ), освещение, акустика и системы управления.
Механические системы, обычно являющиеся частью более широких строительных услуг, используемые для управления температурой, влажностью, давлением и другими избранными аспектами внутреннюю среду часто называют системами отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC ). Эти системы стали более сложными и важными (часто потребляя около 20% от общего бюджета коммерческих зданий), поскольку жильцы требуют более жесткого контроля условий, здания становятся больше, а ограждения и пассивные меры становятся менее важными как средства обеспечения комфорта.
Строительная наука включает в себя анализ систем HVAC как для физических воздействий (распределение тепла, скорость воздуха, относительная влажность и т. Д.), Так и для влияния на комфорт жителей здания. Поскольку воспринимаемый комфорт жильцов зависит от таких факторов, как текущая погода и тип климата, в котором находится здание, потребности в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для обеспечения комфортных условий будут различаться в зависимости от проекта.
Ограждение здания - это часть здания, которая отделяет помещение от внешнего мира. Сюда входят стены, крыша, окна, плиты на уровне пола и стыки между всем этим. Комфорт, продуктивность и даже здоровье людей, находящихся в здании в зонах, прилегающих к ограждению здания (то есть в зонах периметра), зависят от внешних воздействий, таких как шум, температура и солнечное излучение, а также от их способности контролировать эти влияния. В рамках своей функции ограждение должно контролировать (не обязательно блокировать или останавливать) поток тепла, воздуха, пара, солнечного излучения, насекомых, шум и т. Д. Для оценки уменьшенного коэффициента пропускания дневного света через застекленные элементы фасада можно проанализировать потребность в электрическом освещении.
Примеры использования высокоэффективных фасадов: [4]
Частью науки о строительстве является попытка проектировать здания с учетом будущего и ресурсы и реалии завтрашнего дня. Эта область может также называться экологически безопасный дизайн.
Толчок к зданию с нулевым потреблением энергии, также известному как Net-Zero Energy Building, присутствует в области строительной науки. Требования к сертификации зданий с нулевым энергопотреблением можно найти на веб-сайте Living Building Challenge.
Хотя нет прямых или интегрированных профессиональных архитектурных или инженерных сертификатов для строительной науки, существуют независимые профессиональные полномочия, связанные с дисциплинами. Строительная наука, как правило, является специализацией в обширных областях архитектуры или инженерной практики. Однако есть профессиональные организации, предлагающие индивидуальные профессиональные навыки в специализированных областях, таких как Лидерство в энергетике и экологическом проектировании, что называется LEED; или ХОРОШО, другие учетные данные, поддерживаемые США. Совет по экологическому строительству и Green Business Certification Inc. соответственно. Существуют и другие учреждения по аккредитации и сертификации устойчивости зданий. Также в США подрядчики, сертифицированные независимой организацией Building Performance Institute, рекламируют, что они ведут бизнес как ученые-строители. Это сомнительно из-за отсутствия у них научного опыта и квалификации. С другой стороны, для большинства сертифицированных консультантов по энергетике в Канаде характерен более формальный опыт строительной науки. Многие из этих специалистов и технологи требуют и получают определенную подготовку в очень конкретных областях строительной науки (например, герметичность или теплоизоляция).
Строительство и окружающая среда: в этом международном журнале публикуются оригинальные исследовательские работы и обзорные статьи, относящиеся к строительной науке, физике города и взаимодействию человека с внутренней и внешней архитектурой.. Импакт-фактор: 4,539 [5]
Энергия и здания: в этом международном журнале публикуются статьи с явными ссылками на использование энергии в зданиях. Цель состоит в том, чтобы представить новые результаты исследований и новые проверенные методы, направленные на снижение потребности здания в энергии и улучшение качества внутренней среды. Импакт-фактор: 4,457 [6]
Внутренний воздух: в этом международном журнале публикуются статьи, отражающие широкие категории интересов в области внутренней среды непромышленных зданий, включая воздействие на здоровье, тепловой комфорт, мониторинг и моделирование, определение характеристик источника, вентиляция и другие методы контроля окружающей среды. Импакт-фактор: 4,396 [7]
Исследования и информация о строительстве: Этот журнал посвящен зданиям, строительным материалам и их вспомогательным системам. Уникальным для BRI является целостный и трансдисциплинарный подход к зданиям, который признает сложность застроенной среды и других систем на протяжении их срока службы. В опубликованных статьях используются концептуальные и основанные на фактах подходы, которые отражают сложность и взаимосвязь между культурой, окружающей средой, экономикой, обществом, организациями, качеством жизни, здоровьем, благополучием, проектированием и проектированием искусственной среды. Импакт-фактор 3,468 [8]
Журнал моделирования характеристик зданий: этот международный рецензируемый журнал публикует высококачественные исследования и современные «интегрированные» статьи, способствующие тщательному научному продвижению во всех областях, не связанных с структурные характеристики здания, в частности по теплопередаче, воздуху и влаге. Импакт-фактор: 2,603 [9]
Моделирование зданий: в этом международном журнале публикуются оригинальные высококачественные рецензируемые научные статьи и обзорные статьи, посвященные моделированию и моделированию зданий, включая их системы. Цель состоит в том, чтобы продвинуть область строительной науки и технологий до такого уровня, чтобы моделирование в конечном итоге использовалось во всех аспектах строительства зданий как рутина, а не как исключение. Особый интерес представляют статьи, отражающие недавние разработки и применения инструментов моделирования и их влияние на достижения строительной науки и технологий. Импакт-фактор: 1,673 [10]
