Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 99

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Близкие результаты показали наблюдения, выполненные другими авторами, в кирпичных жилых домах. Например, в Ашхабаде и в Бу­

харе [9] зафиксирована температура воздуха в

помещениях

более 38°,

что намного превышает верхнюю гигиенически

допустимую

границу.

Факты перегрева помещений подтверждаются данными физиологичес­ ких исследований [12, 59] и многочисленными жалобами со стороны населения. Описанные исследования были выполнены в жилых домах. В общественных н промышленных зданиях с большими площадями ос­ текления микроклимат будет еще хуже.

Все это позволяет заключить, что в Средней Азии в многоэтажных домах в летнее время не обеспечиваются комфортные условия. Микро­ климат не отвечает требованиям гигиены, люди живут в условиях не­ благоприятных для здоровья. Без специальных средств регулирования микроклимата в зданиях невозможно в летний период создать внутрен­ ний режим, близкий к комфортному.

§ 3. Гигиеническая роль инсоляции

О целебных свойствах солнечного света известно с древнейших времен. Об этом свидетельствует, в частности, старинная пословица: «Куда редко заглядывает солнце, туда часто заходит врач». Санитарногигиеническое значение естественного света обусловлено его бактери­ цидными (санирующими) и биологическими свойствами. Под влиянием лучей солнца погибают микробы или замедляется их развитие, на теле появляется загар, снижается восприимчивость кожи к инфекциям, улуч­ шаются терморегуляции и обмен веществ. Солнечный свет способству­ ет образованию в организме человека витамина Д. Биологические и бактерицидные свойства не одинаковы у разных участков солнечного спектра. Наибольшей активностью обладают УФ лучи.

В общем

потоке солнечной радиации на УФ излучение приходится

в среднем до

3—4% энергии в зависимости от высоты солнца, прозрач­

ности атмосферы и других факторов. На интенсивность и спектральный состав УФ излучения, проникающего в помещение, решающее влияние оказывают материалы, используемые для заполнения светопроемов. Кривые спектрального пропускания различных прозрачных материалов приведены на рис. 53. Обычное оконное стекло лишь в небольшой сте­ пени пропускает УФ лучи и только с длиной волны, превышающей 310—315 нм. Хорошей прозрачностью для УФ лучей обладают органи­ ческое стекло и полиэтиленовые пленки, обогащенное стекло завода «Пролетарий», т. е. такие материалы, которые пока еще не нашли ши­ рокого применения в строительстве.

Большинство строительных и отделочных материалов обладает до­

зе

статочио

высокой

отражательной

5

 

 

 

 

 

 

 

способностью в области

видимого

w

 

 

 

 

 

 

участка

спектра.

Поэтому

осве­

Cl

 

 

 

 

 

 

с

щенность в помещениях,

особен­

 

\s\

 

 

 

 

7

но в точках, наиболее

удаленных

*

08

 

 

 

 

 

от светопроемов, в большой сте­

 

 

 

 

 

 

 

в

пени

создается

светом,

отражен­

 

 

 

 

 

 

 

ным от наружных

подстилающих

I -

Off

 

 

 

 

 

 

поверхностей,

окружающих

зда­

a

0.4

 

 

 

 

6/

 

ний, а также от внутренних по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

верхностей и предметов. УФ лучи

 

 

2k

 

 

 

 

этими поверхностями, за

редким

«a

 

 

 

 

 

 

исключением,

почти

полностью

 

 

 

 

 

 

поглощаются.

Например,

разные

4

01

 

 

 

 

 

 

материалы имеют

следующие зна­

 

290

3/0

330

350

370

390

чения коэффициентов

отражения

 

 

Д/гина

 

волны,

нм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

лучей с длиной волны 300 нм

Рис. 53. Спектральное пропускание

различ"

[68]:

свежий снег — 0,85,

алюми­

ных материалов (1—8) и биологическая ак"

ниевая краска—0,65, белая из­

 

 

тивность

(9) УФ

лучей:

 

весть—0,48, светлый сухой песок—

(1

и 2—оконное стекло разных

заводов;

3—стекло­

0,17,

светлый

влажный

песок —

пластик; 4—силикатное

обогащенное стекло; 5 и 6—

органическое стекло:

новое

н после облучения; 7 н

0,09, вода—0,05, кустарник, тра­

S—полиэтиленовая

пленка новая и

после облучения).

ва—0,02.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

рис. 54 показаны

кривые,

 

 

 

 

 

 

 

 

характеризующие спектральное отражение ряда отделочных материа­

лов. Эти данные

свидетельствуют, что только белые

обои, известь и си­

 

 

 

 

 

 

ликатные,

краски,

содержащие

 

 

 

 

 

 

много

мела,

имеют

достаточно

 

 

 

 

 

 

высокие

коэффициенты

отра­

 

 

 

 

 

 

жения

в УФ лучах.

 

 

 

 

 

 

 

Низкие коэффициенты про­

 

 

 

 

 

 

пускания стекол и высокая по­

 

 

 

 

 

 

глощающая

способность

отде­

 

 

 

 

 

 

лочных

материалов

приводят к

 

 

 

 

 

 

тому, что в

помещения

через

 

 

 

 

 

 

светопроемы

проникает

естест­

 

 

 

 

 

 

венное УФ излучение с длиной

 

310

330

350

370

390

волны

не менее 310—315 нм, а

290

интенсивность

проникающей

 

Д/tt/HO

So/iHbi,

нм

 

 

 

 

радиации

невелика. Практи­

Рис. 54.

Спектральные ^коэффициенты от­

чески

полное

отсутствие

отра­

ражения

различных материалов:

женной составляющей обуслов­

1—цинковые

белила; 2—титановые

белила;

3 и 4—

ливает

резкую

неравномер-

силикатные

краски; 5—белые обои; 6— мел.

89

ность УФ облучения по глубине помещений. Это подтверждается целым рядом натурных исследований. Таким образом, УФ облучение в замет­ ных дозах может быть только в зонах инсоляции, а также в точках по­ мещений, расположенных вблизи от светопроемов, из которых видны достаточно большие участки небосвода.

Бактерицидная эффективность УФ лучей резко снижается с увели­ чением длины волны. Эффект излучения с длиной волны 254 нм при­ нято считать за единицу. УФ излучение солнца, достигающее земной поверхности с минимальной длиной волны примерно 280 нм, обладает эффективностью 0,6, а с длиной волны 320 нм — лишь 0,004.

Биологическая

активность

УФ лучей также связана с длиной вол­

ны и до недавнего

времени обычно характеризовалась кривой 9, пока­

занной на рис. 53.

При этом

подразумевалось, что УФ

излучение с

длиной волны более 320 нм не играет существенной роли

и его

можно

при расчетах и измерениях не принимать во внимание. Однако

в пос­

ледние годы стало известно немало фактов, когда излучение оказывает благотворное влияние на человека при длине волн более 320 нм [78]. В связи с этим было признано более правильным положить в основу оценки влияния УФ радиации на организм кривую эритемно-загарной эффективности, учитывающую биологическое действие как коротковол­ нового, так и длинноволнового УФ излучения. Всесоюзным совещанием

по

биологическому

действию УФ

излучения

в

Вильнюсе

в

1964 г.

для

оценки

УФ излучения

по его благотворному

действию

рекомендо­

вана кривая, изображенная на рис. 55.

 

 

 

 

 

 

 

 

Количественно

биологическую

эффективность

УФ радиации

выра­

жают по ее эритемному действию

в особых единицах — эрах

(эр)

или

миллиэрах

(мэр).

Мерой эритемной радиации служит эритемный по­

ток F\3, который в

случае

монохроматической

радиации

представляет

собой произведение

потока

излучения

на относительную

эритемную

эффективность /г>.э радиации данной

длины

волны.

Максимальной

эритемной эффективностью обладает излучение с длиной волны 297 нм

(рис. 55),

1 эр соответствует излучению

в 1 вт с такой длиной

волны.

Эритемный

поток Еэ ,

идущий от неба

или солнца,— это сумма

моно­

хроматических эритемных потоков:

 

 

 

 

/Гэ = 2/? хэ = 2АгХ 9 -Л .

(23)

Аналогичным образом

определяется эритемная облученность (интенсив­

ность) :

 

 

 

 

 

 

Еэ = 1кІЭ-Ех.

 

(24)

Указания по профилактике светового голодания людей [125] уста­ навливают норму УФ облученности в пределах от 1,5 до 7,5 мэрім2.

90

Натурные измерения, выполненные с помощью УФ биологического фо­ тометра в Москве и Ленинграде при ясной погоде, показали, что на

расстоянии 1—2 м от окон, имеющих двойное

остекление,

эритемная

облученность в горизонтальной плоскости составляет лишь

0,2 мэрім2.

При открытом окне облученность достигает 5—7

мэрім2 (прямые сол­

нечные лучи на приемную поверхность прибора не падали). Вертикаль­

ные облученности

в тех

же

условиях были примерно в 3 раза

больше

Ѵэ,зр/вт

[58]. Эти

наблюдения, а также многие другие, выполнен-

н ы е

п 0 и н о й

методике, свидетельствуют, что УФ

облуче­

ние помещений при закрытых окнах даже в летние дни невелико.

гво зоо

зго

340

зоо

зво

л,им

 

Рис. 55. Кривая спектральной эрптемно-загар-

Рис. 56. Изменение продолжитель­

ион эффективности

УФ

излучения,

характе­

ности инсоляции жилой комнаты

ризующая его

благотворное

действие на

при открытом горизонте на широте

 

человека.

 

 

Ташкента в зависимости от ориен­

 

 

 

 

 

 

тации светопроема и времени года.

Исходя из этих фактов, можно было бы поставить под сомнение вообще роль УФ облучения для помещений. Однако, как показали спе­ циальные исследования, положительное влияние УФ излучения на ор­ ганизм человека ничем не может быть компенсировано [20, 78]. Эти же исследования говорят о том, что эффективность бактерицидного и био­ логического действия УФ лучей возрастает под влиянием других участ­ ков солнечного спектра. При этом даже незначительные дозы естествен­ ного УФ облучения имеют большое гигиеническое значение. Наконец, нужно принимать во внимание и тот факт, что солнечные лучи, прони­ кающие в помещения, оказывают общетонизирующее влияние на орга-

91

низм, создают радостную обстановку, улучшают настроение, и если они не вызывают перегрева и не ухудшают условий зрительной работы, то приносят только пользу.

Продолжительная инсоляция необходима в первую очередь для по­ мещений, связанных с длительным пребыванием детей и больных (дет­ ские ясли-сады, больницы, санатории и т. д.). К этому же разряду по­ мещений следует отнести и жилые здания, но доза облучения для них может быть несколько меньше, учитывая, что в условиях Средней Азии эритемную облученность, необходимую организму, здоровый человек получает за короткий срок пребывания на открытом месте вне поме­ щения.

Для обеспечения минимума облучения помещений УФ лучами СНиП

устанавливают определенные ограничения ориентации для

помещений

различного

назначения. У

нас действуют также

Санитарные

Нормы

и Правила обеспечения инсоляции жилых и общественных

зданий и

жилой застройки населенных мест [84]. Последний документ

составлен

из

расчета

обеспечить трехчасовую инсоляцию

помещений

в

течение

летнего

полугодия.

Указанные нормы. предъявляют требования, кото­

рые

не

согласуются

между

собой.

Продемонстрируем это иа

примере

жилых зданий.

 

 

 

 

 

 

 

На

рис.

56 построены

кривые

зависимости продолжительности ин­

соляции жилой комнаты с типовым окном от времени года п ориента­ ции в условиях открытого горизонта. Зависимость продолжительности инсоляции от ориентации в марте и сентябре одинакова для всех ши­ рот, а в другие даты, для которых построены кривые на рис. 56, доста­ точно близко совпадают. Широтные различия четко выявляются толь­ ко зимой и летом. Трехчасовая инсоляция в дни весеннего и осеннего

равноденствия не обеспечивается при окнах,

ориентированных на

се­

вер— северо-восток и север — северо-запад и

достигается только

при

отклонении ориентации от северной не менее чем на 45—47°. Если же учесть, что активные ультрафиолетовые лучи появляются в спектре солнца примерно через час после восхода, а также затенение в условиях городской застройки, особенно для помещений первых этажей, нижней

части небосвода в пределах вертикального угла

около 8° окружающи­

ми зданиями и деревьями, то для обеспечения

трехчасовой инсоляции

придется запретить сектор почти от востока—северо-востока до запада— северо-запада, т. е. около половины горизонта. СНиП для жилых по­ мещений во всех строительно-климатических зонах запрещают ориента­ цию в значительно меньших пределах, а именно от 315 до 30° от на­ правления севера [114]. Несимметричность запретного сектора относи­ тельно севера связана с данными некоторых исследователей, отметив­ ших смещение максимума УФ радиации от полдня к более ранним ча­ сам. Так как в условиях Средней Азии максимум УФ радиации практи-

92

Смотрите также файлы