Введение презентация 1
Предмет и место «Архитектурной физики»
в творческом методе архитектора
«Города и здания на юге следует проектировать и строить сообразно теплому климату и совсем подругому на севере»
Витрувий
«Ширину улиц, высоту зданий и размеры окон надо выбирать с учетом ориентации и глубины помещений»
Альберти
«Важнейшим материалом для архитектора являются солнце, бетон, металл, стекло, деревья, трава ит.д. При этом последовательность их перечисления соответствует их важности»
Корбюзье
Актуальность предмета – в том, что
проблема экологизации архитектуры сейчас признана во всем мире. Она имеет огромное значение в условиях научно – технической революции, массовой урбанизации и индустриального строительства, демографического «взрыва» и миграцией населения. (например разработка бокситового рудника около Новохопёрского заповедника)
Основными факторами, формирующими комфортность искусственно созданной окружающей среды (архитектуры) являются климат, влажность, звуковой режим, солнечный свет и цветовая палитра.
Архитектурная физика – это наука, которая изучает теоретические основы и практические методы архитектурного проектирования с учетом воздействия на человека неблагоприятных факторов окружающей среды (солнечного и искусственного света, тепла, влажности и движения воздуха, шумовых эффектов).
Она является частью архитектурной экологии и способствует повышению качества архитектурного проекта по следующим критериям:
комфортность и функциональность городских пространств и интерьеров зданий
надёжность и долговечность сооружений
выразительность архитектурного образа (композиция, масштабность, пластика, использование цвета и света)
экономическая эффективность
Эти критерии соответствуют определению Витрувия:
Архитектура = польза + прочность + красота.
Цель -проектирование и создание комфортной среды для человека (световой, цветовой, тепловой и акустической) в городах и зданиях при максимальной экономии энергии и ресурсов;
- разработка проектной и рабочей документации, оформлении законченных проектных работ, в соответствия с проектным заданием, со стандартами, техническими условиями и действующими нормативными документами в области архитектурной физики
Задачи – изучение методов нормирования, расчетов и проектирования:
толщины ограждающих конструкций,
естественного и искусственного освещения,
инсоляции, солнцезащиты,
цветового решения фасадов и интерьеров,
оптимального акустического климата,
звукоизоляции зданий и борьбы с городскими и производственными шумами;
Разделы архитектурной физики:
Архитектурная климатология: климатическое районирование и теплотехнический расчёт
Архитектурная светология: инсоляция и солнцезащита, нормирование естественного и искусственного освещения, расчёт КЕО
Архитектурная акустика: звуковая среда, шумозащита и звукоизоляция, акустический расчет зрительного зала
Место архитектурной физики в работе архитектора
Нельзя считать, что задачи архитектора ограничиваются только поисками красоты и изящества форм, пропорций и масштабности сооружений, гармоничной композиции и цветового решения. Создание архитектурных шедевров не должно являться самоцелью. В современных условиях мы сталкиваемся с серьезными проблемами.
Энергетический кризис требует рационального решения проектов городов, промышленных комплексов и зданий, которые обеспечивают экономию ресурсов. Например, при правильном выборе размеров светопроёмов, за счет уменьшения теплопотерь и увеличения использования естественного света РФ экономит 3 млн кВт\ч электроэнергии в год в промышленных зданиях.
Проблемы экологии связаны с солнечной радиаций. Она формирует климат в целом и искусственную материальную среду - архитектуру. Увлечение «стеклянной» архитектурой имеет некоторые негативные последствия. Большие площади остекления фасадов оправдывают «максимальным раскрытием внутреннего пространства к внешней среде». Это может привести к резкому дискомфорту (перегрев помещений от инфракрасного излучения или переохлаждение помещения) .
Вывод: В хорошей архитектуре здание должно объединять эффективную планировку и конструкцию, тепловой и световой комфорт при оптимальных затратах.
Факторы, которые должен учитывать архитектор:
- Композиционные приемы
- плотность застройки городов
- планировку и конструкцию зданий
- ориентацию зданий по сторонам горизонта
- оптимальный размер и заполнение световых проемов
- пластика фасадов и создание соответствующего образа сооружения
- соблюдение технологической функции здания
- тепловой и световой комфорт
- звуковой климат и шумоизоляцию
- оптимальность затрат на строительство и на эксплуатацию сооружения
В современных условиях массового индустриального строительства и всемерной экономии невосполнимых энергетических ресурсов архитектура должна быть тесно связана с природно–климатической подосновой и социальными условиями жизни людей.
Творческий метод архитектора – характеризуется комплексным подходом, при котором ведущее место занимают архитектурно-климатологические и физико-гигиенические факторы, учитывающиеся на всех стадиях проектирования.
1Стадия. Формирование архитектурной идеи
На этой стадии происходит анализ темы проекта и исходных данных, разработка образа сооружения и композиционного замысла. Вначале важно правильно оценить природно-климатическую подоснову места строительства и физико-гигиенические требования к объекту. Это поможет избежать ошибок в эстетическом, функциональном и экономическом отношениях.
2 Стадия. Утверждение эскиза.
Архитектор разрабатывает чертежи генплана, фасадов, планов и разрезов, а также макет будущего сооружения. На этой стадии необходимо проанализировать соответствие архитектурной идеи всем требованиям (освещенность, инсоляция, солнцезащита, теплоотдача, защита от шума и т.д.). На этой стадии важно макетирование и моделирование генплана и архитектурных объемов.
3 Стадия. Разработка рабочих чертежей.
На последней стадии архитектор проверяет правильность выбранного решения расчетными и графическими методами. Он проверяет теплозащитные свойства ограждающих конструкций (стен и покрытий), световые и цветовые решения, выбор материалов. Составляется обоснованная «Пояснительная записка» о том, что будущее сооружение обеспечивает комфортные условия светового, теплового и акустического микроклимата.
Основная литература:
1. Н. В. Оболенский. Архитектурная физика. / – М,: Строймзд., 2003 г.
2. В.К. Лицкевич. Архитектурная физика. Уч. для вузов. / – М,: С/и, 1998 г.
3. Гусев Н. М. Основы строительной физики, Уч, для вузов. / М,: с/и, 1975 г.,
4. СНиП 11-3-79*. Строительная теплотехника. / М.: с/и, 1998
5. СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. /Минстрой России. / М.: ГПЦПП, 1995 г.
6. СНиП II - 4-79, Нормы проектирования. Естественное и искусственное освещение. / М,: стройизд. 1980 г., 7. СНиП 23-01-2004, Строительная климатология. Москва. 2004г
8. ГОСТ 30494-96, Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
9. СанПиН 2.2.4.548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений
10. СНиП 23 -03 – 2003 Защита от шума. Москва.2004г.
11. СНиП 23 – 02 – 2003 Тепловая защита зданий. Москва. 2004г
12. СНиП 31-01-2003. Жилые многоквартирные здания.
13. СНиП 2.07.01-89* Планировка и застройка городских и сельских поселений.
Раздел 1. Архитектурная климатология. Презентация 2
Климат и архитектура
Архитектурная климатология – наука, призванная раскрыть связи между климатическими условиями и архитектурой зданий и градостроительных образований.
Овладение этими связями позволяет архитектору:
при проектировании правильно оценить и учесть климатические воздействия,
создать в формируемой им искусственной среде благоприятную экологическую обстановку,
найти выразительную архитектурную форму, индивидуальный образ, которые обусловлены объективными природно-климатическими факторами места строительства.
Взаимодействие с другими науками.
Архитектурная климатология опирается на другие науки:
- типологию архитектурных сооружений (например, климатическая типология жилища и др.),
- общую климатологию,
- гигиену,
- строительную физику,
- экономику,
- эстетику.
Климатическая типология архитектурных сооружений это наука, которая
1) обогащает архитектора знаниями приемов и средств для улучшения среды, для защиты человека и его окружения от холода и перегрева,
2) знакомит с накопленным веками опытом по регулированию микроклимата.
Архитектурная климатология дает архитектору информацию:
1. о климате в районе проектирования,
2. о климатических факторах, их изменении во времени и пространстве,
3. о методах анализа климата.
Жилой дом Европейского севера: Компактный объем, включающий в себя жилые и хозяйственные постройки под одной крышей.
Жилой дом Средней Азии: Имеет озелененный внутренний дворик и теневые навесы, небольшие оконные проемы в стене.
Жилой дом западной Грузии: Галереи и крыши с большим выступом карнизов, приподняты над грунтом, большие затененные окна – это обеспечивает защиту от осадков и хорошее проветривание.
К средствам климатической защиты относятся:
- приемы планировки (ориентация по сторонам горизонта, организация проветривания или защиты пространства от ветра, использование пространств разной степени открытости, зеленых насаждений, устройство тамбуров и др.),
- наружные ограждающие конструкции (стены, окна, покрытия),
- инженерное оборудование (отопление, охлаждение, вентиляция, кондиционирование, поглощение радиации, шума, пыли и др.).
Механизм связи эстетики, в том числе теории архитектурной композиции, с архитектурной климатологией изучен недостаточно. Однако можно назвать категории архитектурной композиции, при выборе которых архитектор всегда считается с климатом. К ним относятся организация архитектурного пространства, объемное решение различной степени расчлененности, компактности и направленности, пластика поверхности различной степени расчлененности, фактура, цветовое решение и др.
Климат – многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности, который формируется под влиянием следующих факторов:
- солнечная радиация, поступающая на землю в разных количествах в зависимости от широты места и наличия облачности (при безоблачном небе на широте 60о она составляет 6500 Вт/м²)
- высота места над уровнем моря (на каждые 100м подъёма температура воздуха снижается на 0,5о)
- перенос крупных воздушных масс в результате разного нагрева и атмосферного давления на поверхности Земли (циклоны и тайфуны)
Важнейшими для архитектурного проектирования климатическими факторами являются:
Солнечная радиация, измеряется на разных широтах, на горизонтальных и вертикальных поверхностях, за разные сроки (Вт/м²);
- прямая – это радиация в виде пучка параллельных лучей исходящих непосредственно от солнца,
- рассеянная – часть солнечной радиации, поступающая на поверхности после рассеивания в атмосфере и через облачность.
Температурные факторы – температура воздуха, например:
- средняя по месяцам и средняя за год, берется период 50-80 лет
- абсолютная минимальная или максимальная,
- средняя максимальная наиболее жаркого месяца, наиболее холодных суток или пятидневки, средняя наиболее холодного периода (оС);
- период со средней суточной температурой менее 0, 8 или 10°С;
- амплитуда температуры средняя или максимальная по месяцам и др.;
Влажностные факторы – влажность воздуха, например:
- относительная среднемесячная, в 13 ч или другие сроки, характеризует степень насыщенности воздуха водяным паром (%),
- абсолютная, т.е. упругость водяного пара по месяцам, которая характеризует влагосодержание воздуха (ГПа),
- количество осадков за год, месяц, сутки, осадков жидких, смешанных (мм);
Ветер - это перенос воздушных масс над океаном и сушей в результате разного нагрева поверхности Земли и разницы атмосферного давления, например
- повторяемость направлений ветра (в % от общего числа случаев ветра разных направлений),
- повторяемость штилей (в % от общего числа случаев наблюдения),
- средняя скорость по направлениям (по румбам),
- максимальная или минимальная скорость по румбам за январь и за июль (м/с)
Помимо отдельных климатических факторов существуют комплексные характеристики, например:
- климатическое районирование территории, т.е. выделение районов с общими архитектурно-типологическими признаками;
- так называемые типы погоды, когда отдельные климатические факторы складываются в комплексы, поддающиеся расчету и выражающие продолжительность в течение года определенных климатических условий;
- радиационно-тепловой, тепло-влажностный, тепло-ветровой режимы;
- снегоперенос, пылеперенос, косые дожди и др.
Климатический анализ
Климатический анализ в архитектурном проектировании ведется «от общего к частному».
Существует 2 уровня климатического анализа:
1. Фоновый уровень (общие закономерности климата)
2. Локальный уровень (оценка микроклимата)