1766

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

И.А. ЗИМНОВИЧ, С.А. ПАУЗИН, В.И. ЖАРИКОВ

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Строительная физика».

Специальность 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализация «Строительство гидротехнических

сооружений повышенной ответственности»

Нижний Новгород

2016

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

И.А. ЗИМНОВИЧ, С.А. ПАУЗИН, В.И. ЖАРИКОВ

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям

(включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине «Строительная физика».

Специальность 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализация «Строительство гидротехнических

сооружений повышенной ответственности»

Нижний Новгород ННГАСУ

2016

ББК 09*38,7 К64

УДК: 624.04:531/534

Зимнович И.А. Строительная физика [Электронный ресурс]: учеб.- метод. пос. / И.А. Зимнович, С.А. Паузин, В.И. Жариков; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. – 29 с. – 1 электрон. опт. диск (CDRW).

В пособии приведены методические рекомендации для обучающихся по успешному освоению учебной дисциплины «Строительная физика», содержатся указания по изучению цикла лекций, подготовке к практическим занятиям, организации самостоятельной работы.

Целью изучения курса «Строительная физика» является формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, теплотехники и акустики, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать благоприятные параметры микроклимата помещений, обеспечить высокие фотобиологические, санитарно-гигиенические и акустические качества окружающей среды.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по направлению подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности».

©Коллектив авторов, 2016

©ННГАСУ, 2016.

СОДЕРЖАНИЕ

3

Введение

Целью изучения курса «Строительная физика» является формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, теплотехники и акустики, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать благоприятные параметры микроклимата помещений, обеспечить высокие фотобиологические, санитарно-гигиенические

иакустические качества среды.

Внастоящем учебном пособии рассмотрены основные правила расчета и проектирования помещений зданий и их ограждающих конструкций, которые необходимы для обеспечения оптимального светового, гигиенического, темпе- ратурно-влажностного и акустического режимов.

Пособие состоит из трех разделов, посвященных строительной светотехнике, строительной теплотехнике и строительной акустике.

Строительная светотехника рассматривает теплозащитные свойства зданий и конструкций, проводит обоснование наиболее целесообразных в эксплуатации решений зданий и ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения в помещениях благоприятного микроклимата для деятельности или отдыха человека. Методы строительной теплотехники основаны на общей теории теплообменных массообменных процессов в материальных системах.

Строительная теплотехника рассматривает теплозащитные свойства зданий и конструкций, проводит обоснование наиболее целесообразных в эксплуатации решений зданий и ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения в помещениях благоприятного микроклимата для деятельности или отдыха человека. Методы строительной теплотехники основаны на общей теории теплообменных массообменных процессов в материальных системах.

Строительная акустика изучает вопросы прохождения звука через ограждающие конструкции зданий, изоляции звука конструкциями зданий, а также снижения шума в зданиях. Борьба с шумом ведется как на стадии проектирования зданий и сооружений и их комплексов, так и при их реконструкции, а также при строительстве новых железнодорожных и автомобильных дорог вблизи застройки. Теоретические расчеты позволяют прогнозировать ожидаемые уровни шума не территории застройки, на основании которых ведется проектирование различных шумозащитных конструкций.

4

1.СТРОИТЕЛЬНАЯ СВЕТОТЕХНИКА

Впрактической деятельности обучающегося по направлению подготовки 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» специализации «Строительство гидротехнических сооружений повышенной ответственности», периодически встречаются задачи определения расстояний между проектируемыми зданиями, выбора формы, конфигурации и ориентации проектируемых зданий.

Решение этих задач требует выполнения расчёта продолжительности инсоляции и естественного освещения, так как согласно п.7.1 СП 42.13330.2011 расстояния между жилыми зданиями, жилыми и общественными, а также производственными зданиями принимаются на основе расчетов инсоляции и освещенности.

Целями изучения раздела «Строительная светотехника» дисциплины «Строительная физика» являются:

–формирование у обучающихся целостного представления об основных разделах строительной светотехники, о принципах градостроительного и архитектурного проектирования, позволяющих создать оптимальные условия зрительной работы человека, поддержать нормативные параметры микроклимата помещений и обеспечить высокие фотобиологические и санитарно-гигиенические качества окружающей среды;

–формирование у обучающихся навыков расчета нормируемых показателей освещения и инсоляции, применения законов и методов строительной светотехники при проектировании зданий и в градостроительном проектировании.

После изучения раздела «Строительная светотехника», обучающийся должен обладать следующими навыками:

5

ния систем естественного и искусственного освещения помещений зданий, наружного освещения урбанизированных территорий.

Владеть: – навыками расчета нормируемых светотехнических показателей с использованием аналитических, графических и компьютерных способов расчета;

–навыками выбора наиболее рациональных, энергоэффективных и экономичных проектных решений;

–основами современных методов проектирования и расчета систем естественного и искусственного освещения зданий и сооружений, наружного освещения урбанизированных территорий.

Исходя из выделенного объёма лекционных часов, в настоящем учебнометодическом пособии представлены рекомендации для обучающихся по освоению следующих тем раздела «Строительная светотехника» дисциплины «Строительная физика»:

1.Основы строительной светотехники.

2.Инсоляция и солнцезащита.

3.Свет и основы фотометрии.

4.Искусственное освещение.

5.Естественное освещение.

Для освоения дисциплины обучающемуся предлагается ознакомиться с программой курса, основным и дополнительным списками рекомендуемой литературы, включающими учебники и учебные пособия по дисциплине.

В течение курса с обучающимися проводятся индивидуальные и групповые консультации по вопросам выполнения расчётной и контрольных работ, по общетеоретическим вопросам, возникающим при самостоятельной работе студентов. Лекционные занятия проводятся с использованием традиционной, активной и интерактивной форм обучения. Лекции позволяют в максимально сжатые сроки представить значительный объем структурированной информации. Лекционные материалы, как правило, имеют проблемно-тематическую структуру. Практические занятия проводятся с использованием активных и интерактивных форм обучения.

Текущий контроль за аудиторной и самостоятельной работой обучающихся осуществляется во время проведения занятий посредством устного опроса, проведения контрольных работ, проверки хода выполнения расчётной работы.

6

1.1. Основы строительной светотехники

Цель лекции: дать обучающимся основные представления о дисциплине строительной светотехники, её разделах, истории и связи с другими разделами строительной физики.

Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.

Дидактические функции лекции:

1.Формирование у обучающихся целостных представлений о дисциплине строительной светотехники и её связи с другими разделами строительной физики.

2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.

3.Воспитание ключевых компетенций.

Содержание учебного раздела:

Врамках обозначенной темы даются общие сведения о строительной светотехнике и её месте среди дисциплин строительной физики. Раскрываются основные разделы строительной светотехники и рассматриваемые ими вопросы. Рассматриваются исторические этапы формирования представлений об освещении и инсоляции помещений зданий и территорий. Раскрываются принципы обеспечения комфортных зрительных и гигиенических условий в помещениях зданий. Приводятся санитарно-гигиенические требования и нормативные документы.

При освоении данной темы студенту следует овладеть базовыми понятиями строительной светотехники: свет, естественное и искусственное освещение, система естественного освещения, инсоляция, инсолирование, продолжительность инсоляции, зрительная работа, освещенность, ультрафиолетовое излучение.

Задание для самостоятельной работы:

В качестве задания для самостоятельной работы студентам предлагается написать эссе на тему «Светотехника в современном мире».

1.2. Инсоляция и солнцезащита

Цель лекции: формирование у обучающихся представления о проектировании зданий и градостроительном проектировании с учётом гигиенических требований к инсоляции и солнцезащите.

7

Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — проблемная.

Дидактические функции лекции:

1.Формирование у обучающихся комплексного подхода к проблемам проектирования зданий и градостроительного проектирования с учётом гигиенических требований к инсоляции и солнцезащите.

2.Создание условий для аналитического мышления на основе решения проблемных ситуаций.

3.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.

4.Воспитание социально-значимых компетенций.

Содержание учебного раздела:

Врамках обозначенной темы раскрываются понятия инсоляции и продолжительности инсоляции. Рассматриваются астрономические основы процесса инсоляции, нормативные требования к продолжительности инсоляции помещений зданий и территорий. Раскрываются понятия ориентации помещений зданий, широтных и меридиональных секций зданий. Рассматриваются основные методы расчета продолжительности инсоляции помещений, инсоляционные углы, влияние конфигурации оконных проемов, лоджий и балконов на экранирование помещений. Даётся обзор методов расчета продолжительности инсоляции территорий.

При освоении данной темы студенту следует овладеть соответствующими понятиями строительной светотехники: инсоляционный график (инсографик), солнечная карта, дни равноденствия, широта местности, ориентация, инсоляционный угол, лоджия, балкон, эркер, козырек, конверт теней.

Задание для самостоятельной работы:

В течение времени, отведенного для самостоятельной работы, обучающиеся прорабатывают нормативную литературу к расчету продолжительности инсоляции, производят выбор исходных параметров для выполнения курсовой работы, ведут построение инсографика, вычерчивают схему застройки. В дальнейшем осуществляется построение эпюр продолжительности инсоляции фасадов здания, построение инсоляционных углов, построение планов этажей зданий, расчет продолжительности инсоляции помещений. На последнем этапе производится оформление результатов расчета.

1.3. Свет и основы фотометрии

Цель лекции: дать обучающимся основные представления о фотометрии, световых величинах, теоретических положениях и законах строительной свето-

8

техники.

Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.

Дидактические функции лекции:

1.Формирование у обучающихся целостных представлений о фотометрии, световых величинах, теоретических положениях и законах строительной светотехники

2.Развитие познавательного интереса к содержанию дисциплины.

3.Воспитание ключевых компетенций.

Содержание учебного раздела:

Врамках обозначенной темы раскрывается понятие «свет». Рассматриваются природа света и его физические свойства. Излагаются исторические предпосылки и этапы развития практических и теоретических положений, связанных с измерением света. Рассматриваются фотометрические величины и единицы их измерения, основные законы фотометрии: закон светотехнического подобия и закон проекции телесного угла. Раскрываются основы физиологии зрения.

При освоении данной темы студенту следует овладеть соответствующими понятиями строительной светотехники: электромагнитное излучение, лучистый поток (поток излучения), спектральная плотность лучистого потока, функция видности, свет, световой поток, освещенность, светимость, телесный угол, сила света, яркость, кривая силы света, люксметр, гониометр.

Задание для самостоятельной работы:

В течение времени, отведенного для самостоятельной работы, обучающиеся прорабатывают тематическую литературу и осуществляют подготовку к контрольной работе.

1.4. Искусственное освещение

Цель лекции: дать обучающимся основные представления об искусственном освещении, истории развития и фотометрических характеристиках световых приборов.

Вид лекции: по дидактическому назначению — тематическая, по содержанию и построению — познавательная.

9