
- •«Курский государственный университет»
- •Кафедра технической графики
- •Основы строительной физики
- •Основы строительной физики
- •Раздел 1. Элементы механики.
- •1.1. Разделы механики, основные понятия.
- •1.2. Кинематика.
- •1.3. Сложное движение.
- •1.4. Динамика. Законы динамики.
- •1.5. Сложение и разложение сил.
- •1.6. Статика, основные понятия и аксиомы статики.
- •1.7. Момент силы. Главный вектор сил и главный момент системы сил.
- •Раздел 2. Элементы теории сопротивления материалов.
- •2.1. Задачи, решаемые в сопротивлении материалов. Допущения, лежащие в основе.
- •2.2. Нагрузки: сосредоточенные и распределённые. Напряжения нормальные и касательные. Виды напряженных состояний.
- •2.3. Понятие деформации и их классификация.
- •2.4. Закон Гука при растяжении и сжатии. Модуль Юнга.
- •2.5. Плоское нагружение. Обобщённый закон Гука.
- •2.6. Сдвиг. Модуль упругости второго рода. Закон Гука при сдвиге.
- •2.7. Кручение. Закон Гука при кручении.
- •2.8. Изгиб, поперечная сила, напряжения при изгибе.
- •Раздел 3. Элементы климатологии.
- •3.1. Метеорологические факторы и их влияние на строительство.
- •Гигиенические требования к тепловому режиму жилых помещений в разных климатических районах (по рекомендациям Киевского нии общей и коммунальной гигиены)
- •Гигиенические требования к тепловому режиму жилища при конвекционном обогреве в зависимости от возрастной группы (по рекомендациям Киевского нии общей и коммунальной гигиены)
- •3.2. Взаимодействие строительства и окружающей природы.
- •3.3. Типы погоды
- •3.4. Человек, климат и строительство.
- •Связь категорий архитектурной композиции
- •Классификация типов погоды
- •Раздел 4. Основы светологии.
- •4.1. Глаз. Зрение.
- •4.2. Понятие света. Спектр. Характеристики света.
- •Характеристики зрительного анализатора
- •Границы участков спектра
- •Зависимость разрешающего угла глаза α от яркости объекта
- •4.3. Фотометрия. Основные величины, их взаимосвязь, единицы.
- •4.4. Естественный и искусственный свет. Совмещённое освещение.
- •Относительная световая активность фонарей при одинаковой площади светопроемов
- •Нормированные (допустимые) значения кео
- •4.5. Нормирование освещения.
- •4.6. Источники искусственного света и их характеристики.
- •Основные характеристики источников искусственного света,
- •4.7. Инсоляция, солнцезащита и светорегулирование.
- •Единство положительных и отрицательных воздействий инсоляции в архитектуре
- •4.8. Воспроизведение цвета.
- •Особенности цветопередачи ламп искусственного света
- •Раздел 5. Акустика.
- •5.1. Упругие волны. Звуковая среда в городах и зданиях.
- •5.2. Основные понятия акустики.
- •Звук и слух.
- •Шкалы звуковой мощности, уровни звуковой мощности и
- •Источники шума и их характеристики.
- •5.5. Нормирование шума и звукоизоляция.
- •Раздел 1. Элементы механики 3
- •Раздел 2. Элементы теории сопротивления материалов 18
- •Раздел 3. Элементы климатологии 32
- •Раздел 4. Основы светологии 45
- •Раздел 5. Акустика 89
Границы участков спектра
Цвет |
Длина волн, нм |
Цвет |
Длина волн, нм |
Фиолетовый |
450 – 380 |
жёлтый |
575 - 585 |
Синий |
485 – 450 |
оранж |
585 – 620 |
Голубой |
510 – 485 |
красный |
620 - 760 |
зелёный |
510 – 575 |
|
|
Средний глаз человека наиболее чувствителен к желто-зелёным лучам с длиной волны 555 нм в дневное время. Приведены кривые относительной спектральной световой эффективности монохроматических излучений для дневного и ночного зрения. При ночном зрении наибольшая чувствительность глаза при 510 нм (относительной спектральной световой эффективностью «К» называют отношение чувствительности среднего глаза данного монохроматического излучения к наибольшей спектральной чувствительности).
Периферическое зрение, обладающее большой чувствительностью, обладает меньшей чёткостью. Следует отметить, максимум чувствительности при сумеречном зрении сдвигается из жёлто - зелёной части спектра (при центральном зрении) в сине - зелёную при почти полной потере чувствительности к красной части спектра (эффект Пуркинье). Красная поверхность кажется значительно темнее синей и зелёной.
Изменение яркости требует адаптации глаза, происходящей в течение некоторого промежутка времени: различают темновую адаптацию – при переходе от большой яркости к малой и световую – при обратном переходе.
Световая адаптация характеризуется изменением световой чувствительности глаза в процессе его приспособления к новой яркости после пребывания в темноте. Сущность этого процесса – изменение количества родопсина в палочковых клетках сетчатки. При темновой адаптации количество родопсина увеличивается, а при световой – уменьшается. Результат адаптации – возрастание чувствительности глаза в тысячи раз.
Приём световой адаптации широко используется в архитектуре: в соборах и церквях контраст ярких поверхностей центральных нефов и алтарей с сумрачными боковыми нефами создаёт впечатление движения и беспредельности пространства.
Роль света определяется тем, что характер ощущений и зрительный процесс развёртывается во времени, постоянно действующий раздражитель - глаз перестаёт замечать. Умелое распределение яркостей в помещении делает пространство более глубоким и выразительным. Тёмное пространство работает на последующее светлое. Целесообразно учитывать ассоциации, выработанные у нас природой: открытое пространство поляны более светлое, чем узкая просека; площадь светлее улицы; большие пространства светлее малых; высокие светлее низких; на свет идти приятно; привычное направление света – сверху, свет снизу – неестественен.
Различают две задачи, связанные с оптическими свойствами глаза:
Не допускать оптические обманы;
Использовать оптические иллюзии для архитектурных целей.
Степень оптических искажений и иллюзий во многом зависит от условий освещения зданий или интерьера, яркости поля адаптации и позиции наблюдателя. Задачи освещения не могут быть решены без творческого учёта особенностей природного освещения.
Расхождение между восприятием в натуре и проектом необходимо предвидеть заранее, чему способствует макетирование, позволяющее рассматривать и оценивать объект с разных точек зрения. Ряд искажений связан с оценкой глубины пространства; точность оценки уменьшается при увеличении пространства.
Оптические искажения присущи вечернему освещению, которое обладает резким светотеневым контрастом. Отсутствие полутеней и рефлексов приводит к тому, что цилиндрическая поверхность при освещении сбоку воспринимается ломаной; при освещении лучами, направление которых совпадает с направлением зрения, воспринимается плоской.
Чтобы приблизить световой контраст вечернего освещения к привычным контрастам естественного освещения, необходимо световые приборы разбить на две группы: первую располагают выше освещаемых зданий, вторую – на земле.
Рассматривая одно и то же здание на различных естественных фонах и в условиях разной погоды, приходится отмечать резкое различие восприятий. Это заставляет делать вывод – глаз – не только оптический прибор, но и средство, возбуждающее мысли и эмоции, рождающие те или иные оценки изучаемого объекта. Особенность глаза – зрительного прибора – бинокулярность, зона видения которого различна по разным направлениям: в вертикальной плоскости угол зрения 1200, в горизонтальной – 1800; монокулярное видение составляет всего 400.
В общем случае различимость деталей объекта зависит от 6 факторов:
контраста между объектом и фоном, его яркости, углового размера, спектра освещения, чистоты и прозрачности воздуха и длительности наблюдения. Если изменять один из параметров при неизменности других, можно установить – каждый имеет порог, ниже которого предмет становится невидимым при самых благоприятных условиях наблюдения.
Степень различимости определяется контрастной чувствительностью глаза. При уменьшении контраста между деталью и фоном для различимости необходимо увеличивать угловой размер предмета. При высоких освещенностях глаз способен различать яркости с разницей в 1 – 2%; при низких - контрастная чувствительность резко уменьшается и перепад должен составлять не менее 55%.
Уровень зрительного ощущения зависит не только от яркости. Условно считают разрешающую способность глаза нормальной, если он видит предмет с угловыми размером в 1 минуту (отношение размера предмета к расстоянию от глаза 1:3450).
Исследования показали: острота зрения зависит от яркости предмета, контраста с фоном, формы предмета и спектрального состава света. При одинаковых параметрах композиция вечером воспринимается более плоской, чем при естественном освещении. Таким образом, вечером искусственное освещение должно характеризоваться большими перепадами яркости, чем при дневном – естественном освещении.
Рис. 7 Углы зрения в вертикальной плоскости
Рис. 8 Определение контраста между предметом и фоном
для обеспечения его видимости в зависимости
от условия природного освещения
Таблица 9.