Кафедра: Городское строительство и архитектура

Кафедра: Городское строительство и архитектура

Утверждаю Декан горно-строительногофакультета __________________ Р.А. Ковалев “____”_________________ 2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Направление подготовки: 270800 - Строительство

Профили подготовки: Промышленное и гражданское строительство

Городское строительство и хозяйство

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Тула 2012 г.

ЛИСТ

Согласования рабочей программы

Рабочая программа составлена доцентом А.Е. Жидковым и обсуждена на заседании кафедры Городское строительство и архитектура горно-строительного факультета,

протокол № от «» 2012 г.

Зав. кафедройВ.В. Соколовский

Зав. кафедройА.А. Трещев

СОГЛАСОВАНО:

Заведующий отделом комплектования научной библиотеки ФГБОУ ВПО ТулГУ

__________ _____________ ______

^{личная подпись р}^{асшифровка подписи дата}

Рабочая программа зарегистрирована под учетным номером на правах

учебно-методического электронного издания.

Инженер УМУ __________ О.И. Зайцев ______

^{личная подпись}^дата

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Цели и задачи освоения дисциплины.. 4

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО.. 4

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины.. 5

4. Содержание и структура дисциплины.. 9

4.1. Содержание разделов дисциплины.. 9

4.2. Распределение часов по семестрам и видам занятий. 11

4.3 Темы, выносимые на лекции. 12

4.4. Лабораторные работы.. 12

4.5. Практические занятия. 13

4.6. Курсовые (домашние) задания и самостоятельная работа студента……………………..…13

5. Образовательные технологии. 14

5.1. Интерактивные и активные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях 14

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации. 15

7. Порядок проведения текущих и промежуточных аттестаций. Шкалы оценок. 19

8. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.. 21

8.1. Основная литература. 21

8.2. Дополнительная литература. 21

8.3. Периодические издания. 22

8.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы.. 22

8.5. Методические указания к лабораторным занятиям.. 22

8.6. Методические указания к практическим занятиям.. 22

8.7. Методические указания к курсовому проектированию и другим видам самостоятельной работы 23

1. Цели и задачи освоения дисциплины

Цели изучения дисциплины «Строительная физика» тесно увязаны с общими целями основной образовательной программы по направлению 270800 – Строительство, которые ориентированы на комплексную и качественную подготовку квалифицированных, конкурентоспособных специалистов, способных осуществлять комплексное проектирование зданий различного назначения.

Основной целью изучения дисциплины является получение знаний, умений и владений в области принципов и методов формирования комфортного теплового, светового, и акустического климата помещений и территорий для подготовки к грамотному решению профессиональных задач, относящихся ко всем видам профессиональной деятельности.

Задачами освоения дисциплины являются:

Ø изучение принципов нормирования и методов проектирования ограждающих конструкций на основе теплотехнических требований;

Ø изучение принципов нормирования и методов проектирования естественной освещенности и инсоляции помещений, их солнцезащиты, а также инсоляции территорий;

Ø изучение принципов нормирования и методов обеспечения звукоизоляции и защиты от шума помещений и территорий.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части учебного цикла Б2 – Естественнонаучный и математический цикл.

Необходимые для изучения данной дисциплины знания, умения и владения должны быть приобретены в процессе освоения следующих предметов:

Ø Математика: основы дифференциального и интегрального исчислений, основы дифференциальных уравнений;

Ø Физика: знание основных физических явлений и законов из области термодинамики (основы тепло- и массообмена), акустики (основные закономерности распространения звука и шума);

Ø Строительное материаловедение, строительные материалы и изделия: знание физических свойств основных конструкционных и отделочных материалов.

Знания, умения и владения, приобретенные при освоении данной дисциплины, необходимы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:

Ø Архитектурно-строительное проектирование гражданских и промышленных зданий: знание нормативных положений по микроклимату помещений и способов обеспечения комфортного микроклимата;

Ø Основы планировки и застройки населенных мест: знание нормативов в области обеспечения помещений и территорий инсоляцией и естественной освещенностью, защиты от шума.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих компетенций в соответствии с ФГОС ВПО по данному направлению подготовки и ООП ВПО по профилю подготовки:

а) общекультурных (ОК):

ОК-1. владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

ОК-2. умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь;

ОК-5. умение использовать нормативно-правовые документы в своей деятельности;

ОК-8. осознание социальной значимости своей будущей профессии, обладание высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности;

б) профессиональных (ПК):

ПК-1. использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применение методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

ПК-2. способность выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечение для их решения соответствующего физико-математического аппарата;

ПК-9. знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест;

ПК-10. владение методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием лицензионных прикладных расчетных и графических программных пакетов;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

1. Знать:

Ø иметь представление о строительной климатологии:

- перечислять и кратко характеризовать климатические районы Российской Федерации;

- перечислять основные составляющие климата и комментировать их возможное влияние на объемно-планировочные и конструктивные решения зданий;

- перечислять основные нормативные документы, содержащие сведения о климатических параметрах регионов РФ;

Ø знать принципы нормирования параметров микроклимата помещений:

- перечислять и давать определения нормируемых параметров микроклимата помещений различного назначения;

- указывать оптимальные и допустимые границы значений важнейших параметров микроклимата для основных помещений гражданских зданий;

- перечислять основные нормативные документы, регламентирующие параметры микроклимата помещений;

Ø знать основные положения теории теплопередачи в ограждающих конструкциях:

- давать определения теплотехнически однородных и неоднородных ограждающих конструкций;

- давать определение коэффициента теплопроводности материала и комментировать его зависимость от структуры, плотности и влажностного состояния материала;

- определять понятия «влажностный режим эксплуатации помещения», «зона влажности»;

- определять понятия «термическое сопротивление конструкции» и «термические сопротивления тепловосприятию и теплоотдаче» на основе рассмотрения распределения температуры в однородной ограждающей конструкции для установившегося процесса теплопередачи; определять понятие «коэффициент теплоотдачи поверхности ОК»; определять понятие «общее сопротивление ограждающей конструкции теплопередаче;

- комментировать принципы нормирования сопротивления теплопередаче из санитарно-гигиенических и комфортных соображений, а также из соображений энергосбережения;

- иметь представление об особенностях теплотехнического расчета неоднородных ограждающих конструкций;

- иметь представление об уравнениях, описывающих процессы теплопроводности в нестационарном случае; определять понятия «коэффициент температуропроводности», «тепловая инерция ограждения», «показатель теплоусвоения поверхности», «коэффициент теплоусвоения материала», «слой резких колебаний температуры»;

- определять понятия «теплоустойчивость ограждающей конструкции», «затухание температурных колебаний»;

- перечислять нормативные условия, при которых требуется проверка теплоустойчивости;

Ø знать основные положения по воздухопроницаемости ограждающих конструкций:

- определять понятия «коэффициент воздухопроницаемости материала», «сопротивление воздухопроницанию», «нормативное сопротивление воздухопроницанию»;

- определять нормативное требование по воздухопроницаемости;

Ø знать основные положения по обеспечению квазистационарного влажностного режима ограждающих конструкций:

- пояснять последствия воздействия влаги на ограждающие конструкции;

- называть причины появления влаги в ограждающих конструкциях;

- определять понятия «абсолютная влажность воздуха», «предельное значение абсолютной влажности», «действительная упругость водяного пара», «максимальная упругость водяного пара», «относительная влажность воздуха»;

- знать зависимость максимальной упругости водяного пара от температуры воздуха; определять понятие «температура точки росы»;

- называть причины, вызывающие диффузию водяного пара через ограждающую конструкцию, и появление конденсата в толще и на поверхности ограждения;

- определять понятия «коэффициент паропроницаемости материала», «сопротивление паропроницанию», «плоскость возможной конденсации»;

- называть нормативные требования по обеспечению квазистационарного влажностного режима ограждающих конструкций и связанные с этим рекомендации по расположению слоев в ограждении;

Ø знать нормативные требования по величине теплоусвоения полов;

Ø знать основные положения строительной светотехники по разделу «Естественное освещение помещений»:

- комментировать роль естественного света в жизни человека;

- формулировать основные задачи строительной светотехники;

- перечислять рода освещения помещений;

- расшифровывать понятие «оптимальный световой режим» и называть меры, направленные на его достижение;

- перечислять виды естественного освещения помещений и его источники;

- давать определение основных понятий, используемых в строительной светотехнике: сила света, телесный угол, световой поток, яркость, освещенность, коэффициент естественной освещенности, геометрический коэффициент естественной освещенности, знать единицы их измерения;

- формулировать закон проекции телесного угла и закон светотехнического подобия;

- перечислять и комментировать основные факторы, влияющие на нормативные требования по естественной освещенности;

- формулировать понятия «условная рабочая поверхность», «рабочая поверхность», «характерный разрез помещения», «неравномерность естественного освещения»;

- перечислять нормативные требования по естественному освещению основных помещений гражданских и производственных зданий при боковом, верхнем и комбинированном освещении;

- перечислять условия, при которых допускается проектирование совмещенного освещения;

- называть основные нормативные документы, регламентирующие нормативы и расчеты по естественной освещенности;

- раскрывать содержание этапов проектирования естественного освещения помещений;

Ø знать основные положения строительной светотехники по разделу «Инсоляция и солнцезащита»:

- комментировать значение инсоляции помещений и территорий для человека;

- формулировать зависимость продолжительности и степени воздействия инсоляции от географической широты, времени года и суток;

- перечислять вредные последствия избыточной инсоляции и способы их предотвращения;

- перечислять нормативные требования по инсоляции помещений и территорий, а также по солнцезащите;

- называть основные нормативные документы, регламентирующие продолжительность инсоляции помещений и территорий, а также меры солнцезащиты;

Ø знать основные положения строительной акустики в части теории распространения звука и звукоизоляции:

- формулировать основные понятия теории распространения звука;

- перечислять и комментировать источники и виды шумов;

- перечислять методы защиты от шума помещений и территорий;

- перечислять и комментировать характеристики звукоизоляции ограждающих конструкций.

2. Уметь:

Ø определять по нормативным документам значения климатических параметров и параметров микроклимата помещений, необходимых для проведения различных теплотехнических расчетов;

Ø определять влажностный режим эксплуатации помещения в зависимости от заданных параметров воздушной среды; определять условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима эксплуатации помещений и зоны влажности;

Ø определять по нормативным документам значения расчетных коэффициентов теплопроводности и теплоусвоения материалов;

Ø вычислять термические сопротивления однородных однослойных и многослойных ограждающих конструкций; вычислять общее сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции;

Ø вычислять нормативное сопротивление теплопередаче из санитарно-гигиенических и комфортных соображений, а также из соображений энергосбережения;

Ø вычислять температуру на внутренней поверхности (в том числе при наличии типовых теплопроводных включений) и внутри однородной ограждающей конструкции при установившемся потоке тепла;

Ø определять максимальную упругость водяного пара в зависимости от температуры воздуха;

Ø определять температуру точки росы, используя показания психрометра и психрометрические таблицы;

Ø вычислять сопротивление паропроницанию отдельного слоя ограждения и ограждающей конструкции в целом;

Ø определять геометрический коэффициент естественной освещенности по графикам А.М. Данилюка;

Ø вычислять нормативное значение коэффициента естественной освещённости;

Ø вычислять расчетное значение коэффициента естественной освещенности при боковом освещении для простейших случаев;

Ø строить инсоляционный график для дней равноденствия;

Ø определять характеристики звукоизоляции ограждающих конструкций.

3. Владеть:

Ø методикой проектирования теплотехнически однородных ограждающих конструкций, исходя из нормативного сопротивления теплопередаче;

Ø приближенной методикой проектирования теплотехнически неоднородных ограждающих конструкций, исходя из нормативного сопротивления теплопередаче;

Ø методикой расчета ограждающих конструкций на паропроницаемость;

Ø методикой проверочного расчета коэффициента естественной освещенности при боковом освещении для простейших случаев;

Ø методикой определения продолжительности инсоляции помещений с помощью инсоляционного графика.

4. Содержание и структура дисциплины

4.1. Содержание разделов дисциплины

1. Предмет строительной физики.

2. Понятие о строительной климатологии.

3. Нормирование микроклимата помещений.

4. Теплопередача в ограждающих конструкциях.

4.1. Стационарные условия теплопередачи (одномерный тепловой поток). Теплопроводность материалов. Сопротивление теплопередаче.

4.2. Нормирование сопротивления теплопередаче.

4.3. Проектирование однородных ограждающих конструкций исходя из нормативного сопротивления теплопередаче.

4.4. Особенности теплотехнического расчета неоднородных ограждающих конструкций.

4.5. Приближенная методика расчета сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции.

4.6. Определение температуры внутри ограждения и на его внутренней поверхности.

4.7. Теплопередача в нестационарных условиях.

4.8. Теплоусвоение и тепловая инерция ограждения.

4.9. Теплоустойчивость ограждающих конструкций.

5. Теплоусвоение полов.

6. Воздухопроницаемость ограждений.

7. Влажностный режим ограждающих конструкций.

7.1. Причины появления влаги в конструкциях.

7.2. Характеристики влажности воздуха. Температура точки росы.

7.3. Определение возможности образования конденсата на внутренней поверхности ограждения.

7.4. Диффузия водяного пара через ограждение.

7.5. Образование конденсата внутри ограждения. Нормирование и расчет сопротивления паропроницанию. Рекомендации по расположению слоев в ОК.

8. Резюме и некоторые рекомендации по разделу строительной теплотехники.

9. Строительная светотехника.

9.1. Задачи строительной светотехники. Оптимальный световой режим.

9.2. Естественная освещенность. Основные понятия и законы.

9.3. Нормирование естественной освещенности.

9.4. Совмещенное освещение.

9.5. Проектирование естественной освещенности.

9.6. Проверка условий естественной освещенности помещения на основе натурных измерений.

9.7. Инсоляция помещений и территорий. Значение и нормирование.

9.8. Построение инсоляционного графика для дней равноденствия.

9.9. Определение продолжительности инсоляции помещений и территорий.

9.10. Вредные последствия избыточной инсоляции и их предотвращение.

10. Защита от шума.

10.1. Распространение звука. Основные понятия и характеристики.

10.2. Источники и виды шумов.

10.3. Нормирование шума в помещениях и на территориях.

10.4. Методы защиты от шума.

10.5. Характеристики звукоизоляции ограждающих конструкций, их нормирование и расчет.

Выделены цветом элементы содержания дисциплины, выносимые на лабораторные работы и РГР.

Заочная форма

Семестр	Занятия с преподавателем	Выполнение курсовых заданий	Др. сам. вне- ауд. раб.	Виды отчетности
аудиторные	индивидуальные
Лекции	Практические	Лабораторные	Итого	РГР	КП
		-			-	-	-	Экзамен
Итого		-			-	-	-	Всего: 108

Темы, выносимые на лекции

Очная форма

№№ лекций	Разделы, подразделы, пункты содержания дисциплины, выносимые на лекции	Примечание
	5 семестр
1.	1; 2	2 ч
2.		2 ч
3.	4: 4.1	2 ч
4.	4: 4.2, 4.4	2 ч
5.	4: 4.4, 4.6	2 ч
6.	4: 4.7, 4.8	2 ч
7.	4: 4.9; 5	2 ч
8.	6; 7: 7.1	2 ч
9.	7: 7.2, 7.4	2 ч
10.	8; 9: 9.1	2 ч
11.	9: 9.2	2 ч
12.	9: 9.3	2 ч
13.	9: 9.4	2 ч
14.	9: 9.7, 9.10	2 ч
15.	10: 10.1	2 ч
16.	10: 10.2	2 ч
17.	10: 10.3, 10.4	2 ч
	ИТОГО	34 ч

Заочная форма

№№ лекций	Разделы, подразделы, пункты содержания дисциплины, выносимые на лекции	Примечание
	5 семестр
1.	1-10	Установочная лекция
	ИТОГО	2 ч

Лабораторные работы

Очная форма

№ ЛР	№ раздела	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
1.	7.3	Определение возможности образования конденсата на внутренней поверхности ограждения
2.	7.4	Образование конденсата внутри ограждения. Нормирование и расчет сопротивления паропроницанию. Рекомендации по расположению слоев в ОК.
3.	9.5	Проектирование естественной освещенности помещений
4.	9.6	Проверка условий естественной освещенности помещения на основе натурных измерений
5.	9.8	Построение инсоляционного графика для дней равноденствия.
6.	9.9	Определение продолжительности инсоляции помещений и территорий
		ИТОГО

Заочная форма

№ ЛР	№ раздела	Наименование лабораторных работ	Кол-во часов
	7.3	Определение возможности образования конденсата на внутренней поверхности ограждения
2.	9.5	Проектирование естественной освещенности помещений
		ИТОГО

Практические занятия

Учебными планами не предусмотрены.

4.6. Курсовые (домашние) задания и самостоятельная работа студента

К самостоятельной работе студента в рамках данной дисциплины относятся:

Очная форма

№ п/п	Наименование видов самостоятельной работы	Трудоемкость (час.)	Методические материалы
	Расчетно-графические работы		см. п. 8.7
	Самостоятельное изучение отдельных тем, параграфов		см. п. 8.7
	ИТОГО

Заочная форма

№ п/п	Наименование видов самостоятельной работы	Трудоемкость (час.)	Методические материалы
	Самостоятельное изучение отдельных тем, параграфов		см. п. 8.7
	ИТОГО		-

Расчетно-графические работы

Задачи выполнения РГР

Основной задачей выполнения расчетно-графических является получение практических навыков решения реальных проектных задач из области строительной физики.

№ п/п	№ раздела	Наименование РГР
	4.3	Проектирование однородных ограждающих конструкций исходя из нормативного сопротивления теплопередаче
	4.5	Приближенная методика определения сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции
	10.5	Характеристики звукоизоляции ограждающих конструкций, их нормирование и расчет

Сроки выполнения РГР варьируются в зависимости от времени их выдачи. Ориентировочно работы 1 и 2 должны быть выполнены и зачтены к моменту первой аттестации (середина семестра), работа 3 – не позже последнего дня учебных занятий в семестре. За невыполненные работы баллы текущей аттестации не начисляются.

Формой контроля выполнения РГР является проверка правильности их выполнения и оформления ведущим преподавателем.

При наличии несданных расчетно-графических работ студент не допускается кафедрой к экзамену по дисциплине.

Самостоятельное изучение отдельных тем, параграфов

Разделы дисциплины, выносимые на самостоятельную проработку студентами, указаны в методических указаниях (см. п. 8.7). Там же приведены необходимые материалы и рекомендации.

Образовательные технологии

Основной интерактивной технологией обучения в рамках данной дисциплины традиционно является выполнение расчетно-графических и лабораторных работ. Выполнение РГР, по сути, реализует известную образовательную технологию «метода проектов». Метод проектов - это способ достижения дидактической цели через детальную разработку проблемы (решение конкретной проектной задачи), которая должна завершиться вполне реальным, осязаемым практическим результатом (законченная и сданная работа). Основное предназначение метода проектов состоит в предоставлении учащимся возможности самостоятельного приобретения знаний и выработки навыков самостоятельного освоения материала в процессе решения практических задач, требующих интеграции знаний из различных предметных областей (строительная физика, строительные материалы, основы проектирования). Преподавателю в рамках проекта отводится роль координатора, эксперта, консультанта. То есть, в основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического и творческого мышления.

Интерактивные и активные формы обучения в рамках аудиторных (лекционных) занятий, такие как «анализ конкретных ситуаций», «лекция-визуализация», носят эпизодический характер ввиду весьма большого объема изучаемого фактического, в том числе нормативного, материала. В основном, лекционные и практические занятия имеют традиционный «информационный» характер.

5.1. Интерактивные и активные образовательные технологии, используемые в аудиторных занятиях

Семестр	Вид занятия	Используемые интерактивные и активные образовательные технологии	Количество часов
	Л	Анализ конкретных ситуаций
ИТОГО:

Кафедра: Городское строительство и архитектура

Утверждаю Декан горно-строительногофакультета __________________ Р.А. Ковалев “____”_________________ 2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

СТРОИТЕЛЬНАЯ ФИЗИКА

Направление подготовки: 270800 - Строительство

Профили подготовки: Промышленное и гражданское строительство

Городское строительство и хозяйство

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

Тула 2012 г.

ЛИСТ