3. Тени в аксонометрических проекциях

Для придания аксонометрическим изображениям большей наглядности строят тени при освещении объекта параллельными лучами света. Это относится главным образом к изображению внешнего вида зданий или архитектурных фрагментов. Направление лучей света выбирают произвольным с тем, чтобы лучше выразить форму объекта. Однако при этом следует учесть ориентацию здания по странам света и высоту солнца.

Рис.13

Приемы построения теней в аксонометрии аналогичны основным способам построения теней в ортогональных проекциях. Чаще других применяются способы лучевых сечений и обратных лучей. Направление светового луча задается его основной аксонометрической проекцией, а также вторичной (горизонтальной) проекцией луча с дополнительной проекцией на одну из вертикальных плоскостей объекта (рис.13).

Рис.14

Рассмотрим пример построения теней в аксонометрии.

Построить в прямоугольной изометрии собственные и падающие тени конуса в двух положениях (рис.15). Направление лучей света выбрано слева направо. Наклон светового луча 45°. Через точку Сн – тень от вершины конуса на плоскость его основания проводятся касательные прямые к основанию последнего и определяются границы собственной и падающей теней. Аналогично построены тени от перевернутого конуса.

Рис.15. Пример построения теней в аксонометрии здания

4. Построение теней в перспективных проекциях

В перспективном рисунке, композиции правильное выявление светотени усиливает передачу объемности предметов, глубину изображаемого пространства и потому является важнейшим средством получения реалистического изображения. Нужно помнить, что тени представляют собой не бессмысленные пятна, а рисунок, и поэтому их построение также подчинено правилам перспективы.

Знание правил и приемов построение перспектив теней при различных источниках света дает возможность художнику выбирать тот из них и того направления, которые наилучшим образом обеспечивают выявление главного как в рисунке с натуры, так и при работе над композицией.

Виды освещения. Перспективы теней можно строить при двух видах освещения, отличающихся друг от друга различным удалением источника света от освещаемого предмета:

1. Источник света находиться на очень большом удалении (солнце, луна), и потому лучи, падающие на земную поверхность, считаются параллельными. Такое освещение называют параллельным или солнечным.

2. Источник света в виде светящейся точки (лампа, факел, костер) находится на небольшом расстоянии от предмета. Лучи исходят из одной точки. Такое освещение называют точечным или факельным.

Поскольку вид освещения влияет на форму и размер теней, а также имеет некоторые особенности в их построении, рассмотрим построение перспектив теней при солнечном и точечном освещении в отдельности.

Перспектива теней при естественном освещении. Освещенность изображаемого предмета, собственная тень, направление и размер падающей тени зависят от выбранного положения солнца. Последнее может быть задано направлением луча и его проекцией на предметную плоскость или падающей тенью от какого-либо нарисованного предмета.

Различают три возможных положения солнца – перед зрителем, сзади зрителя и в нейтральном пространстве.

Солнце перед зрителем. В этом случае солнечные лучи представляют собой восходящие прямые (рис.16). Их положение на картине определяется направлением перспективы луча, например AA*, и ее горизонтальной проекцией aA*. Точкой схода перспектив лучей является точка C – перспектива центра солнца, а точкой схода горизонтальных проекций лучей – c. Точка схода для горизонтальных проекций лучей всегда находиться на линии горизонта и является проекцией перспективы солнца на предметную плоскость. Поэтому точки лежат на одном перпендикуляре к линии горизонта; при этом точка – выше горизонта и обычно вне картины, так как изобразить яркость солнца не возможно.

Тень, падающая от предмета, направлена на зрителя. Сам предмет обращен к зрителю теневой стороной, если солнце прямо перед ним. Если же солнце спереди, но справа или слева, предмет обращен к зрителю линией раздела света и тени. При этом теневая часть, как правило, больше освещенной. Ее размеры зависят от формы предмета и его положения относительно картины.

Рис. 16 Рис. 17 Рис. 18

Солнце сзади зрителя. Солнечные лучи представляют собой нисходящие параллельные прямые. Их положение на картине определяется направлением перспективы луча AA*и ее проекций aA* на горизонтальную плоскость (рис. 17). Продолжив перспективу горизонтальной проекции луча до линии горизонта, получим точку схода c для проекции лучей, которая принадлежит линии схода лучевой плоскости. Поэтому перпендикуляр к линии горизонта, опущенный из точки до встречи с продолжением луча AA*, даст положение точки схода C для перспектив лучей. Точка схода C является перспективой центра солнца, расположенного в мнимом пространстве.

Итак, если солнце сзади зрителя, точка схода для перспектив солнечных лучей находится ниже линии горизонта, а точка схода для их проекций – на линии горизонта. Предмет обращен к зрителю освещенной стороной, если солнце за спиной зрителя.

Если же солнце сзади, но, к тому же, справа и слева, то предмет обращен к зрителю линией раздела света и тени. Падающая тень удаляется от зрителя.

Таким образом, при положении солнца перед зрителем или сзади него источник освещения может быть задан точками схода для перспектив лучей и их проекций.

Солнце в нейтральном пространстве (сбоку). В этом случае перспективы параллельных лучей, наклоненные под определенным углом к предметной плоскости, на картине изображаются параллельными, а их проекции – параллельными основанию картины (линии горизонта), так как солнце находится в нейтральном пространстве (рис. 18).

Предмет обращен к зрителю линией раздела света и тени. Соотношение освещенной и теневой частей также зависит от формы предмета и его положения относительно картины. Падающая тень при положении солнца справа направлена влево, а при положении солнца слева – вправо.

Правила построения падающих теней от точек и прямых. Итак, установлено, что контур падающей тени есть тень от контура собственной тени. Но контур собственной тени представляет собой сочетание линий, различным образом расположенных относи­тельно плоскости, на которую падает тень. Поэтому рассмотрим основные правила построения падающих теней от прямых, перпендикулярных к плоскости, параллельных ей и наклоненных к ней.

1. Тень от прямой, перпендикулярной к плоскости, совпадает с проекцией перспективы луча на эту плоскость. Длина тени определяется точкой пересечения перспективы луча с ее проекцией. Поэтому для нахождения тени от отрезка АВ, падающей на предметную плоскость (рис. 19), нужно через основание отрезка провести проекцию сB перспективы луча, а через вершину отрезка провести перспективу CA луча. Отрезок А*В и есть искомая падающая тень от вертикального отрезка АВ на предметную плоскость.

Рис.19 Рис. 20

2. Тень от точки на заданную плоскость есть точка пересечения перспективы луча, проведенного через эту точку, с его проекцией, проведенной через проекцию точки на данную плоскость. Чтобы найти тень от точки А на предметной плоскости (рис. 20), нужно задать проекцию а точки А на предметную плоскость, через точку а провести проекцию ca перспективы луча, а затем через точку А провести перспективу CA луча. Пересечение перспективы луча с ее проекцией в точке А* и есть падающая тень от точки А на предметную плоскость.

3. Тень от прямой, параллельной плоскости, параллельна самой прямой, т. е. имеет с ней одну общую точку схода. Поэтому, чтобы определить тень от горизонтального отрезка АВ, падающую на предметную плоскость (рис. 21), нужно найти тень от одной из точек отрезка, например от точки A, и затем из найденной точки А* провести направле­ние тени в точку схода F. Длина тени определится точкой пересечения прямых А*F и ВC в точке В*. Прямая А*В* ~ искомая тень от отрезка АВ.

Рис. 21 Рис.22 Рис.23

4. Тень от наклонной прямой проходит в точку встречи этой прямой с плоскостью. Чтобы определить падающую тень от наклонного отрезка АВ на предметную плоскость (рис. 22), нужно найти тень от точки A и из точки A_* направить тень в точку B — точку встречи наклонной прямой с предметной плоскостью. Прямая А*В — тень от отрезка АВ на предметной плоскости.

5. Если наклонная прямая АВ не имеет точки встречи с плоскостью (рис. 23), для построения падающей тени следует сначала определить эту точку. Достаточно продолжить перспективу прямой до пересече­ния с продолжением ее проекции в точке С — точке встречи прямой с плоскостью. Затем нужно найти тень от точки A (или B) — точку A*, из точки A* направить тень в точку С — точку встречи прямой с плос­костью — и найти тень B* от точки B. Прямая А₀В₀ и есть тень отрез­ка АВ, наклоненного к плоскости.

Общие положения построения перспектив теней при искусственном (точечном) освещении. При точечном искусственном освещении характер освещенной по­верхности предмета и теней от него не такой, как при солнечном, так как здесь уже интенсивность освещения поверхности зависит не толь­ко от силы источника света, но и от его удаления от предмета. Чем ближе предмет к источнику освещения, тем сильнее освещенность его поверхности, и наоборот. Степень освещенности обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником света и предметом. Так, если изображается группа людей в комнате, освещаемой свечой, то фигуры, удаленные в два раза дальше ближайшей, будут освещены слабее не в два, а в четыре раза.

При точечном искусственном освещении изменяются не только размеры теней, но и их характер. Самые темные тени видны на ближайших к источнику света предметах. В результате более слабого воздействия рефлексов контраст между собственной и падающей тенями менее заметен. Падающая тень по мере удаления ослабляется и переходит

Рис. 24

в тон неосвещенной поверхности.Знание этих закономерностей помогает художнику наилучшим образом использовать освещение для образного раскрытия основного замысла художественного произведения.

Для построения собственных и падающих теней художник должен установить положение источника света в пространстве, т. е. определить положение самой светящейся точки и ее проекции на ту плоскость, на которую падает тень.

Правила построения теней при точечном освещении те же, что и при солнечном освещении (рис. 24):

1). тень, падающая на плоскость от перпендикулярной к ней прямой , совпадает с проекцией луча на эту плоскость;

2). тень, падающая на плоскость от параллельной ей прямой, параллельна самой прямой, т. е. направлена в ту же точку схода Р

3). тень, падающая на плоскость от наклонной к ней прямой, направлена в точку встречи этой прямой с плоскостью.

Поверхность любого предмета имеет освещенную часть, на которую падают световые лучи, и неосвещенную, куда прямые световые лучи не попадают. Неосвещенная часть находится в тени, которая называется собственной тенью. Границу между освещенной и неосвещенной частями называют контуром собственной тени. Непрозрачное тело не пропускает световых лучей, поэтому предметы, расположенные за ним, оказываются неосвещенными, т.е. находится в падающей тени. Граница падающей тени, как правило, четко выражена и называется контуром падающей тени. Отметим, что, при рассеивающем свете и при нескольких источниках контур падающей тени расплывчат.

Таким образом, контур падающей тени есть тень от контура собственной тени. Поэтому построение теней предметов целесообразно начинать с построения контура собственной тени. Однако в некоторых случаях определить контур собственной тени бывает трудно. Тогда сначала находят контур падающей тени, а по нему – контур собственной тени.

Рис.25. Пример построения теней в перспективном изображении здания

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие воды теней вы знаете?

2. Какова градация светотени?

3. Как строят тени на ортогональных чертежах?

4. Какие особенности имеет построение теней в аксонометрии?

5. Какие виды освещения бывают в перспективе?

6. Какие положения солнца используют при построении теней в перспективе?

Литература:

1. Анисимов Н.Н., Кузнецов Я.С, Кириллов А.Ф. Черчение и рисование. - М.: Стройиздат, 1983.

2. Брилинг Н.С. Черчение. - М. :Стройиздат, 1989.

3. Брилинг Н. С. Справочник по строительному черчению. - М.: Стройиздат, I987.

4. Климухин А.Г. Начертательная геометрия .- М.: Стройиздат – 1978

5. Короев Ю.И. Начертательная геометрия. - М.: Стройиздат – 1987

ЛЕКЦИЯ №5

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖАХ

1. Виды строительных чертежей

2. Конструктивные элементы зданий

3. Основные правила оформления строительных чертежей.

4. Архитектурно-строительные чертежи

5. Чертежи генеральных планов

1. Виды строительных чертежей.

Чертежи проекта выполняются по правилам строительного черчения.

В зависимости от изображаемых на строительных чертежах объектов их разделяют на:

• архитектурно-строительные — чертежи жилых, общест­венных и промышленных зданий;

• инженерно-строительные — чертежи инженерных сооружений (дорог, мостов, тоннелей, гидротехнических сооружений и т.д.);

• топографические — черте­жи земной поверхности, с изображением рельефа местности;

• чертежи строительных изделий (металлических, деревянных, железобетонных конструкций).

Все работы по строительству гражданских и промышленных знаний разделяются на общестроительные и специальные. К об­щестроительным относятся все работы по сооружению самого здания, а к специальным относятся работы по строительству се­тей водопровода, канализации, отопления, вентиляции, газоснаб­жения и т. д. В связи с этим производится и деление рабочих чертежей. Каждой группе рабочих чертежей присваивают свою марку, состоящую из начальных букв названия соответствующих специальных работ. Так, для архитектурно-строительных черте­жей присвоена марка АС или АР, для конструктивных черте­жей — КС. Последние могут также подразделяться на чертежи железобетонных конструкций — КЖ, стальных конструкций — КМ, деревянных конструкций — КД. Для чертежей водопровода и канализации — ВК, для чертежей отопления и вентиляции — ОВ, для чертежей электрооборудования — ЭО. Марку чертежа ставят в угловом штампе.

В состав архитектурно-строительных чертежей марки АС или АР входят также генеральные планы (которые часто просто на­зывают генпланами).

Общие положения модульной системы. Строительство в нашей стране ведется индустриальными методами. Под индустриализацией строительства надо понимать переход от кустарных методов производства строительных работ к механизированному монтажу зданий из заранее изготовленных в заводских условиях конструктивных элементов, т. е. превращение строительной площадки в монтажную.

Конструктивные элементы здания, доставляемые на строительную площадку в готовом или полуготовом виде, называются сборными. Экономика заводского изготовления сборных элементов здания требует ограничения количества их типоразмеров. Таким образом, основным требованием индустриализации строительства является типизация и стандартизация.

Под типизацией понимается разработка наиболее совершенных с технической и экономической стороны решений отдельных конструкций и целых зданий, которые затем применяются как типовые и рекомендуются для многократного использования. Типовые решения, получившие широкое применение, утверждаются в качестве обязательных стандартов, как для заводов-изготовителей, так и для проектных организаций.

В основу проектирования положено согласование размеров зданий с размерами выпускаемых промышленностью строитель­ных материалов и деталей. Это возможно только в том случае, если все эти размеры подчинены определенной системе. Основой такой системы является кратность всех размеров зданий и отдельных его конструктивных элементов единой величине, на­зываемой модулем (М). В качестве единого модуля для всего строительства Росси установлена величина, равная 100 мм. Сама система называется единой модульной системой (ЕМС).

В модульной системе различаются три категории размеров: а) номинальные (условные), б) конструктивные, в) натурные.

Номинальными называются размеры между разбивочными осями зданий и расстояния между условными границами объем­но-планировочных и конструктивных элементов зданий и строительных изделий.

К объемно-планировочным элементам относятся отдельные помещения, лестничная клетка, этаж здания и т. п. К конструктивным элементам относятся стены, элементы перекрытий, лест­ничные марши, заполнение дверных и оконных проемов и т. п.

Конструктивными называются проектные размеры объемно-планировочных и конструктивных элементов и строительных из­делий при нулевых допусках. Конструктивные размеры должны быть как можно близкими к номинальным и отличаться от них на величину швов и зазоров.

Натурными называются фактические размеры конструктивных элементов и строительных деталей. Различие между конструктивными и натурными размерами не должно выходить за пределы допусков. Номинальные размеры должны быть кратны модулю 100 мм. Для крупных элементов с целью уменьшения количества типоразмеров применяют укрупненный модуль, в свою очередь кратный 100 мм (например, 200, 300, 600, 1000 и более). Таким образом, в ряде случаев номинальные размеры должны быть кратны укрупненному модулю.

Для удобства проектирования и возведения зданий применяются так называемые разбивочные оси — линии, проведенные на плане здания соответственно положению наружных и внутренних несущих стен или отдельных опор. Эти оси маркируются; обычно в продольном направлении они обозначаются цифрами, а в поперечном — буквами. Расстояния между разбивочными осями всегда являются номинальными размерами, кратными укрупненному модулю. К разбивочным осям привязываются все конструктивные элементы здания. Правила привязки устанав­ливаются с учетом требований ЕМС и в зависимости от конструктивной схемы здания. Они указаны в СНиП 11-А.4-62 (стро­ительные нормы и правила) и формулируются следующим образом.

1. В зданиях с несущими продольными или поперечными стенами разбивочные оси в наружных несущих стенах размещаются на расстоянии а от внутренней грани стены. Это расстояние а берется равным половине толщины внутренней несущей стены (В/2) или кратным модулю М или половине модуля М/2.

2. В случае самонесущих или навесных стен разбивочные оси совмещаются с внутренней гранью этих стен. Такая привязка называется нулевой.

3. Во внутренних несущих стенах и отдельно стоящих опорах разбивочные оси совпадают с геометрическими осями этих стен и колонн.

При помощи этих правил привязки капитальных стен к разбивочным осям достигается модульность внутренних габаритов зданий, возводимых и из кирпича, хотя размеры кирпича 250х120x65 мм не являются модульными.

Строгое соблюдение модульности внутренних габаритов здания дает возможность взаимозаменяемости одних конструктивных элементов другими и позволяет использовать одни и те же типовые проекты в различных климатических районах. В зависимости от местных условий меняется материал конструкций, меняется толщина наружных стен, но благодаря постоянной привязке внутренние габариты здания, ограниченные крайними разбивочными осями, а, следовательно, и планировка остаются неизменными.