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Tuesday 28 June 2022

Building Planning and Drawing

 

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This document does not claim any originality and cannot be used as a substitute for prescribed textbooks. I would like to acknowledge various sources like freely available materials from internet particularly NPTEL/ SWAYAM course material from which the lecture note was prepared. The ownership of the information lies with the respective authors or institutions. Further, this document is not intended to be used for commercial purpose and the BlogSpot owner is not accountable for any issues, legal or otherwise, arising out of use of this document.

यह दस्तावेज़ किसी भी मौलिकता का दावा नहीं करता है और इसे निर्धारित पाठ्यपुस्तकों के विकल्प के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। मैं विभिन्न स्रोतों जैसे इंटरनेट से मुक्त रूप से उपलब्ध सामग्री विशेष रूप से एनपीटीईएल/स्वयं पाठ्यक्रम सामग्री, जिससे व्याख्यान नोट तैयार किया गया था, को स्वीकार करना चाहूंगा। जानकारी का स्वामित्व संबंधित लेखकों या संस्थानों के पास है। इसके अलावा, इस दस्तावेज़ का व्यावसायिक उद्देश्य के लिए उपयोग करने का इरादा नहीं है और इस दस्तावेज़ के उपयोग से उत्पन्न होने वाले कानूनी या अन्यथा किसी भी मुद्दे के लिए BlogSpot मालिक जवाबदेह नहीं है।

This open resource is a collection of academic course for the graduation program for B. Tech (Civil) as per the syllabus of Dr. B.A.T University, Lonere, Raigad (m.s), India. This blog is written by Dr. Mohd Zameeruddin, Associate Professor MGM's College of Engineering, Nanded for use of the out-of-class activity. There are five lessons as part of this document, and each deals with an aspect related to Building Planning and Drawing.

यह खुला संसाधन डॉ. बी..टी. विश्वविद्यालय, लोनरे, रायगढ़ (एमएस), भारत के पाठ्यक्रम के अनुसार बी.टेक (सिविल) के स्नातक कार्यक्रम के लिए शैक्षणिक पाठ्यक्रम का एक संग्रह है। यह ब्लॉग डॉ. मोहम्मद ज़मीरुद्दीन, एसोसिएट प्रोफेसर एमजीएम कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग, नांदेड़ द्वारा आउट-ऑफ-क्लास गतिविधि के उपयोग के लिए लिखा गया है। इस दस्तावेज़ के हिस्से के रूप में पाँच पाठ हैं, और प्रत्येक भवन योजना और आरेखण से संबंधित एक पहलू से संबंधित है।

Course Contents

Module 1: Principles of Building Planning

Principles of building planning, significance of sun diagram, wind diagram, orientation, factors affecting and criteria under Indian condition, concept of green building: aspect at planning level, construction stage and operational level.

Module 2: Building Services

Building planning bye-laws and regulations as per SP-7, national building code of India group 1 to 5, planning of residential building, bungalows, row bungalows, apartments and twin bungalows, procedure of building permission, significance of commencement, plinth completion or occupancy certificate

Anthropometry: study of human dimensions, concept of percentile in Indian standards, space required for various simple activities, circulations spaces.

Module 4:

Ventilation

Definition, necessity of ventilation, functional requirements, various system and selection criteria

Air Conditioning

Purpose, classification, principles and various systems

Thermal Insulation

General concept, principles, materials, methods, computation of heat loss and heat gain in buildings

Introduction:

House is a fundamental component in a human society. They safeguard humans and their machines/assets from sun, rain, wind and other natural calamities. They may be owned by an individual or a group of peoples. They are built with the walls and roofs. If used for domestic purpose is called as a residential house. When used for the purpose of commerce or production they are called as industrial shed/commercial buildings. 

    Modern urbanization has raised the standards of living of an individual and society. This increased the demand for Pucca Houses' construction? In rural and sub-urban areas small dwelling/houses are sufficient. Whereas; in urban areas low-rise, medium-rise and high-rise building are needed.

   The main objective of building a residential house is to have a place with comfort and peace (rest). A residential house accommodates different units which are used for domestic purposes which include living hall, bedroom, kitchen room, study room, bathroom and latrines. The art of arranging these units in a systematic manner to address their functional purpose is termed as building planning. 

For ease of construction, a set of drawings which include floor plans, elevations, sectional plans and building services are prepared. These sets of drawings are termed as building plans.

मानव समाज में घर एक मूलभूत घटक है। वे मनुष्यों और उनकी मशीनों/परिसंपत्तियों को धूप, बारिश, हवा और अन्य प्राकृतिक आपदाओं से बचाते हैं। वे किसी व्यक्ति या लोगों के समूह के स्वामित्व में हो सकते हैं। वे दीवारों और छतों के साथ बनाए गए हैं। यदि घरेलू उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है तो उसे आवासीय घर कहा जाता है। जब वाणिज्य या उत्पादन के उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है तो उन्हें औद्योगिक शेड/वाणिज्यिक भवन कहा जाता है। आधुनिक शहरीकरण ने व्यक्ति और समाज के जीवन स्तर को ऊंचा किया है। इससे बढ़ी पक्के मकानों के निर्माण की मांग? ग्रामीण और उपनगरीय क्षेत्रों में छोटे आवास/घर पर्याप्त हैं। जबकि; शहरी क्षेत्रों में कम वृद्धि, मध्यम वृद्धि और ऊंची इमारतों की जरूरत है।

आवासीय घर बनाने का मुख्य उद्देश्य आराम और शांति (आराम) वाला स्थान होना है। एक आवासीय घर में विभिन्न इकाइयाँ होती हैं जिनका उपयोग घरेलू उद्देश्यों के लिए किया जाता है जिसमें लिविंग हॉल,  शयनकक्ष, रसोई घर, अध्ययन कक्ष, स्नानघर और शौचालय शामिल हैं। इन इकाइयों को उनके कार्यात्मक उद्देश्य को पूरा करने के लिए व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित करने की कला को भवन नियोजन कहा जाता है। एक साइट पर निर्माण में आसानी के लिए चित्रों का एक सेट तैयार किया जाता है जिसमें फर्श योजनाएं, ऊंचाई, अनुभागीय योजनाएं और भवन सेवाएं शामिल होती हैं। चित्र के इन सेटों को भवन योजना कहा जाता है।

Question: What is building planning and drawing?

Acoustics and Sound Insulation

Acoustics is a branch of physics concerned with the property of audible sound. The term is derived from Greek “akoustos” meaning "heard".  The acoustic study deals with the origin, propagation and auditory sensation of sound. Acoustic planning of a building deals with the techniques of controlling sound waves or noise to transmit from one space to another. This ensures a functional design of theaters, cinema halls, auditorium, conference halls, hospitals, classrooms, etc,.

    The vibration of a surface produces sound waves. Sound waves are waves of compression and refraction. These waves’ strikes with the human ear drum, the movements of the ear drum are translated by the brain into sensation sound. When sound waves are periodic, regular and continuous (larger duration), they produce pleasing effects (musical sound). Vice-versa if the waves are non-periodic, irregular and short duration produces displeasing effects (Noise). The vibrating object producing sound waves could be human vocal cord, vibrating string, sound board of a guitar or violin, tuning fork or the vibrating diaphragm of the radio speaker, etc.

Velocity of sound waves depends on the nature and temperature of the medium through which they are traveling. Sound waves move faster in solid and liquid medium compare to air. In air velocity of sound at 200C temperature is 343 m/s, in pure water is 1450 m/s and in solids like concrete is 4000 m/s.

 Audible sound has following characteristics; 

  • Intensity and loudness   
  • Frequency and pitch 
  • Quality or timbre

(a) Intensity and Loudness of Sound

The intensity of a sound is the amount or flow of a wave energy passing per unit time through a unit area, measured perpendicular to the direction of propagation. Mathematically intensity of sound is given as I = W/A.  Where; I is sound intensity, W is the acoustic power and A is the normal area measured along the direction of propagation. Intensity is measured in Watt per meter square.

   The loudness of a sound relates the intensity of any given sound to the intensity at the threshold of hearing (human ear drums). It is measured in decibels (dB). The threshold of human hearing has an intensity of about 0.0000000000001 watts per meter squared and corresponds to 0 decibels.

Weber and Fechner’s law states that the magnitude of any sensation is proportional to the logarithm of the physical stimulus that produces it. Thus loudness (L) ∞ log I. This shows that intensity is a physical quantity independent of an ear of a listener, whereas; loudness is not wholly physical, but partly subjective and depends on an ear of a listener.

ध्वनिक और ध्वनि इन्सुलेशन

ध्वनिकी भौतिकी की एक शाखा है जो श्रव्य ध्वनि की संपत्ति से संबंधित है। यह शब्द ग्रीक "एकोस्टोस" से लिया गया है जिसका अर्थ है "सुना" ध्वनिक अध्ययन ध्वनि की उत्पत्ति, प्रसार और श्रवण संवेदना से संबंधित है। एक इमारत की ध्वनिक योजना ध्वनि तरंगों या शोर को एक स्थान से दूसरे स्थान पर संचारित करने की तकनीक से संबंधित है। यह सिनेमाघरों, सिनेमा हॉल, सभागार, सम्मेलन हॉल, अस्पतालों, कक्षाओं, आदि के कार्यात्मक डिजाइन को सुनिश्चित करता है।

किसी सतह के कंपन से ध्वनि तरंगें उत्पन्न होती हैं। ध्वनि तरंगें संपीड़न और अपवर्तन की तरंगें हैं। ये तरंगें मानव कान के ड्रम से टकराती हैं, कान के ड्रम की गति को मस्तिष्क द्वारा सनसनीखेज ध्वनि में अनुवादित किया जाता है। जब ध्वनि तरंगें आवधिक, नियमित और निरंतर (बड़ी अवधि) होती हैं, तो वे सुखद प्रभाव (संगीत ध्वनि) उत्पन्न करती हैं। इसके विपरीत यदि लहरें गैर-आवधिक, अनियमित और छोटी अवधि की हैं तो अप्रिय प्रभाव (शोर) पैदा करती हैं। ध्वनि तरंगों को उत्पन्न करने वाली कंपन वस्तु मानव मुखर कॉर्ड, कंपन स्ट्रिंग, गिटार या वायलिन का ध्वनि बोर्ड, ट्यूनिंग कांटा या रेडियो स्पीकर का कंपन डायाफ्राम इत्यादि हो सकती है।

ध्वनि तरंगों का वेग उस माध्यम की प्रकृति और तापमान पर निर्भर करता है जिससे वे यात्रा कर रहे हैं। ध्वनि तरंगें हवा की तुलना में ठोसऔर तरल माध्यम में तेजी से चलती हैं। 200C तापमान पर ध्वनि का वायु वेग 343 m/s है, शुद्ध पानी में 1450 m/s है और ठोस जैसे ठोस में 4000 m/s है।

ध्वनि की तीव्रता एक इकाई क्षेत्र के माध्यम से प्रति इकाई समय में गुजरने वाली तरंग ऊर्जा की मात्रा या प्रवाह है, जिसे प्रसार की दिशा में लंबवत मापा जाता है। गणितीय रूप से ध्वनि की तीव्रता I = W/A के रूप में दी गई है। कहाँ पे; I ध्वनि की तीव्रता है, W ध्वनिक शक्ति है और A सामान्य क्षेत्र है जिसे प्रसार की दिशा में मापा जाता है। तीव्रता वाट प्रति मीटर वर्ग में मापी जाती है।

ध्वनि की प्रबलता किसी भी ध्वनि की तीव्रता को सुनने की दहलीज (मानव कान के ड्रम) पर तीव्रता से संबंधित करती है। इसे डेसीबल (dB) में मापा जाता है। मानव श्रवण की दहलीज की तीव्रता लगभग 0.0000000000001 वाट प्रति मीटर वर्ग है और 0 डेसिबल से मेल खाती है।

वेबर और फेचनर का नियम कहता है कि किसी भी संवेदना का परिमाण उस भौतिक उत्तेजना के लघुगणक के समानुपाती होता है जो इसे उत्पन्न करता है। इस प्रकार लाउडनेस (L) ∞ लॉग I।इससे पता चलता है कि तीव्रता एक भौतिक मात्रा है जो श्रोता के कान से स्वतंत्र होती है, जबकि; जोर पूरी तरह से भौतिक नहीं है, लेकिन आंशिक रूप से व्यक्तिपरक है और श्रोता के कान पर निर्भर करता है।

(b) Frequency and Pitch of Sound

The number of cycles of a particle of the medium (back and forth vibrations) takes in a unit time is said to be frequency of sound. It is a measure of the quality of sound. The unit of frequency is Hertz (Hz). 1 Hz = one vibration/ time. The sensation of frequency is said to be pitch of sound. Pitch depends on the frequency of vibration of particles succeed one another on ear drum. Higher the frequency higher is the pitch and lower the frequency lowers the pitch.

माध्यम के एक कण के चक्रों की संख्या (आगे और पीछे कंपन) एक इकाई समय में ध्वनि की आवृत्ति कहलाती है। यह ध्वनि की गुणवत्ता का मापक है। आवृत्ति की इकाई हर्ट्ज़ (Hz) है। 1 हर्ट्ज = एक कंपन/समय। आवृत्ति की अनुभूति को ध्वनि की पिच कहा जाता है। पिच कान के ड्रम पर एक दूसरे के सफल होने वाले कणों के कंपन की आवृत्ति पर निर्भर करती है। आवृत्ति जितनी अधिक होगी, पिच उतनी ही अधिक होगी और आवृत्ति कम होने से पिच कम होगी।

Humans can normally hear sounds with a frequency between about 20 Hz and 20,000 Hz. Sounds with frequencies below 20 hertz are called infrasound. Infrasound is too low-pitched for humans to hear. Sounds with frequencies above 20,000 hertz are called ultrasound. Ultrasound is too high-pitched for humans to hear.

मनुष्य सामान्य रूप से लगभग 20 हर्ट्ज़ और 20,000 हर्ट्ज़ के बीच की आवृत्ति वाली ध्वनियाँ सुन सकता है। 20 हर्ट्ज़ से कम आवृत्ति वाली ध्वनि को इन्फ्रासाउंड कहते हैं। इंसानों को सुनने के लिए इन्फ्रासाउंड बहुत कम है। 20,000 हर्ट्ज़ से अधिक आवृत्ति वाली ध्वनियाँ अल्ट्रासाउंड कहलाती हैं। मनुष्यों के सुनने के लिए अल्ट्रासाउंड बहुत ऊंचा है।

(c) Quality or Timbre

The quality of a sound is the characteristic sound waveform (musical sound) which is dependent on the material through which it is produced (instrument). Timbre relates to the quality of sound. Timbre is used for distinguishes the two sounds of the same loudness and same pitch, but emitted by two different instruments. Timbre is used for distinguishes the two sounds of the same loudness and same pitch, but emitted by two different instruments. Sound timbre is defined by the characteristics of the sound wave as; Dull, Nasal, Clean, Heavy and Light. The different types of timbre are as follows: Harmonic (same rhythm); Polyphonic (overlap); Monophonic (single musical line), Accompanimental (accompanying a good quality).

ध्वनि की गुणवत्ता विशेषता ध्वनि तरंग (संगीत ध्वनि) है जो उस सामग्री पर निर्भर करती है जिसके माध्यम से इसे उत्पन्न किया जाता है (वाद्य यंत्र)। टिम्ब्रे ध्वनि की गुणवत्ता से संबंधित है। टिम्ब्रे का उपयोग एक ही जोर और एक ही पिच की दो ध्वनियों को अलग करने के लिए किया जाता है, लेकिन दो अलग-अलग उपकरणों द्वारा उत्सर्जित होता है। टिम्ब्रे का उपयोग एक ही जोर और एक ही पिच की दो ध्वनियों को अलग करने के लिए किया जाता है, लेकिन दो अलग-अलग उपकरणों द्वारा उत्सर्जित होता है। ध्वनि समय को ध्वनि तरंग की विशेषताओं द्वारा परिभाषित किया जाता है; सुस्त, नाक, स्वच्छ, भारी और हल्का। विभिन्न प्रकार के समय इस प्रकार हैं: हार्मोनिक (एक ही लय); पॉलीफोनिक (ओवरलैप); मोनोफोनिक (एकल संगीत पंक्ति), संगत (एक अच्छी गुणवत्ता के साथ)।

Question: What is acoustics? Discuss the characteristics of audible sound

Reflection and Reverberation of sound

ध्वनि का परावर्तन और प्रतिध्वनि

A sound is a form of energy, such as the light energy and heat energy. Sound is a wave of vibrations that moves through mediums like solid, liquid or gas. The sound gets reflected at the surface of a solid or liquid. This bouncing back of sound when it strikes any surface is said to be reflection of sound. The reflected sound has certain virtues in acoustics as; echo and reverberation.

ध्वनि ऊर्जा का एक रूप है, जैसे प्रकाश ऊर्जा और ऊष्मा ऊर्जा। ध्वनि कंपन की एक लहर है जो ठोस, तरल या गैस जैसे माध्यमों से चलती है। ध्वनि किसी ठोस या द्रव की सतह पर परावर्तित हो जाती है। किसी भी सतह से टकराने पर ध्वनि का वापस उछलना ध्वनि का परावर्तन कहलाता है।ध्वनिकी में परावर्तित ध्वनि के कुछ गुण होते हैं जैसे; प्रतिध्वनि और प्रतिध्वनि।

Echo is a repetition of sound caused by the reflection of the sound wave. If the distance is less than 17m then original sound mixes with the repeated reflections at the reflecting surface, then the sound gets prolonged. This effect is known as reverberation.

प्रतिध्वनि ध्वनि की पुनरावृत्ति है जो ध्वनि तरंग के परावर्तन के कारण होती है। यदि दूरी 17 मीटर से कम है तो मूल ध्वनि परावर्तक सतह पर बार-बार परावर्तन के साथ मिश्रित होती है, तो ध्वनि लंबी हो जाती है। इस प्रभाव को प्रतिध्वनि के रूप में जाना जाता है।

Prof. W. C. Sabine in his experimental study for a room proved that the reverberation time of a room varies inversely to the effective surface area of a room and directly to the volume of the room.

Mathematically expressed as t (sec) = (0.16V/ α1s1 + α2s2 + α3s3 + …………)

                                              t = (0.16V/summation 'ds')

                                              t  = (0.16V/A)

Where; α1, α2, α3 ……… are the absorption coefficient of individual units such as wall floors. Ceilings, etc. s1, s2, s3 ……… area of individual absorbing surfaces. A is total absorbing power.

प्रो. डब्ल्यू.सी. सबाइन ने एक कमरे के लिए अपने प्रायोगिक अध्ययन में यह साबित किया कि एक कमरे का पुनर्संयोजन समय कमरे के प्रभावी सतह क्षेत्र और सीधे कमरे के आयतन के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

गणितीय रूप से

t (सेकंड) = (0.16V/ α1s1 + α2s2 + α3s3 + ……………)

t = (0.16V/योग 'ds')

t = (0.16V/A)

के रूप में व्यक्त किया जाता है

कहाँ पे; α1, α2, α3 ……… अलग-अलग इकाइयों जैसे दीवार के फर्श के अवशोषण गुणांक हैं। छत, आदि। s1, s2, s3 ……… व्यक्तिगत अवशोषित सतहों का क्षेत्र। कुल अवशोषित शक्ति है।

Recommended values of reverberation time and acoustic quality are as below;

Reverberation Time (seconds)

Acoustic Quality

Type of building

0.50 to 1.50

Excellent

Cinema theatre

1.50 to 2.00

Good

Churches

2.00 to 3.00

Fairly good

Large halls

3.00 to 5.00

Bad

 

Above 5.00

Very bad

 

पुनर्संयोजन समय और ध्वनिक गुणवत्ता के अनुशंसित मान नीचे दिए गए हैं;

पुनर्संयोजन समय (सेकंड

ध्वनिक गुणवत्ता

भवन का प्रकार

0.50 to 1.50

उत्कृष्ट

सिनेमा थियेटर

1.50 to 2.00

अच्छे

चर्च

2.00 to 3.00

काफी अच्छे

बड़े हॉल

3.00 to 5.00

बाद

 

5.00 से ऊपर

बहुत खराब

 

Design of Reinforced Concrete Structures

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