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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 84

Скачиваний: 0

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

пользоваться графиками, приведенными на рис. 102. На чертеже пока­ зана зависимость этого коэффициента от ориентации для отдельных се­ зонов при темной подстилающей поверхности (р = 0,05).

На практике условия естественного освещения чаще всего оцени­ ваются в среднем за год. Величину коэффициента я при этом следу­ ет принимать по рис. 103. Из этого чертежа видно, что коэф­

фициент /t, представляющий со­ бой поправку на ориентацию

10 12 14 Время дня

Рис. 101. Дневное изменение ко­ эффициента m в Ташкенте:

/—лето; Я—весна-осень; III—зима.

ЮВ(ЮЗ) 8-3

СВ(СЗ)

с

Ориентации

 

 

Рис 102. Зависимость

коэффициен­

та п от ориентации по сезонам

года при

темной подстилающей

 

поверхности:

/—лето;

//—весна-осень; / / / — з и м а .

и коэффицент отражения подстилающей поверхности, изменяется в достаточно больших пределах. Нижняя кривая характеризует мини­ мально возможные значения коэффициента. Сопоставление ее с верх­

ней

кривой

позволяет

определить

численные

значения

коэффициента

г,

учитывающего влияние

отраженного

света.

Этот коэффициент не

зависит

от ориентации

при светлой

подстилающей поверхности

(р=0,25)

составляет г = 1,3. Коэффициент отражения,

равный

0,25, как свиде­

тельствуют

многочисленные

измерения,

можно

считать

характерным

для условий городской застройки. Поэтому для практических

расчетов-

значения

коэффициента ѣ

следует принимать

по

верхней

кривой.

Эта кривая построена на основе измерения вертикальных освещенностей на наблюдательной площадке с открытым горизонтом. Поэтому коэффициент п учитывает лишь отраженный свет от земли, и влияниесвета, отраженного от противостоящих зданий, должно определяться дополнительно общепринятым методом.

На рис. 103 показаны

также

кривые,

характеризующие

зависи-

 

„ п

m

 

 

мость от ориентации отношении — и —,

которые входят в расчетные

формулы. Отношения —

представляет

собой поправку к

нормиро-

174


ванным значением к. е. о. на ориентацию. Отношение — служит для

определения освещенности при заданной ориентации или светового потока, проникающего в помещение. Найденные нами на основе натур­ ных измерений поправочные коэффициенты хорошо согласуются с дан­ ными В. Б. Вейнберга [11], полученными расчетным путем. Рекоменду­ емая им кривая, характеризующая средние поправочные коэффициенты для учета неравномерной яркости небосвода по ориентации, располага-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

ется в середине между кривыми отношения

—, построенными

нами

для

двух

вариантов

подстилающей поверхности

(р == 0,05

и

0,25).

 

 

Переход к оценке светового режи­

 

 

 

 

 

 

ма помещений в условиях безоблач­

 

 

 

 

 

 

ного небосвода требует внесения кор- ѵ

 

 

 

 

 

 

,рективов в методику учета светового

 

 

 

 

 

 

климата

местности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поправки

на

световой

климат,

•е-

 

 

 

 

 

принятые

в Нормах

естественного

ос­

 

 

 

 

 

» !

 

 

 

 

 

вещения,

найдены

путем

сопоставле­

§ (Р

 

 

 

 

 

ния

среднегодовых

величин

сфериче­

Ï 0,8

 

 

 

 

 

ской

освещенности

для

различных

 

 

 

 

 

 

районов

страны

с

соответствующим

 

 

 

 

 

 

значением для Москвы [26]. Средняя

 

 

 

 

 

 

сферическая освещенность

Е0

учиты­

Ю

ЮВІЮЗ)

B(2)

 

СВ(СЗ)

с

вает

не

только

 

рассеянный

свет

от

 

О р и е н

т

а

ц и я

 

 

 

 

 

 

 

 

інебосвода

Ер,

но и отраженный

свет

Рис. 103. Зависимость срелнегодо-

от земли при освещении ее светом от

вого значения поправочных ко­

неба

и прямыми

лучами солнца

Еп:

эффициентов от ориентации све­

 

 

Ер 4- p (gp 4- £„)

 

 

 

топроемов и светлоты

подстилаю­

 

 

 

 

(51)

 

щей поверхности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где р—коэффициент

отражения земли.

 

 

 

 

 

 

 

Результаты

 

наблюдений

за освещенностью

имеются пока для не­

многих пунктов страны. Но уровни освещенности можно определить на

основе

светового эквивалента и данных об интенсивности

солнечной

.радиации. Применение понятия эффективной освещенности

Еэ поз­

волило

учесть нелинейную зависимость между освещением и зритель­

ным восприятием:

 

 

Еэ = lg Е0.

(52)

Эффективные освещенности рассчитываются по всем месяцам для каждого часа дня. Критический уровень пространственной освещенно- •сти, соответствующий нормированной величине горизонтальной крити-

175


ческой освещенности, принимает разные значения. Для устранения этого несоответствия критическая освещенность принята равной сред­ нему из значений, полученных при расчетах, — 3400 пространственных люксов. По средней за год эффективной освещенности путем потенци­ рования определяются среднегодовые величины сферической освещен­ ности Е0 и уже с их помощью вычисляются поправочные множители КСк к Нормам. Территория СССР разделена на 6 светоклиматнческих по­ ясов, для которых установлены средние поправочные коэффициенты.

Этот метод учета светоклиматнческих особенностей местности при

нормировании естественного

освещения зданий позволяет принимать,

во внимание широкий круг

факторов, оказывающих влияние на зри­

тельное восприятие1 . Однако при проектировании зданий для южных районов страны он нуждается в уточнении. Поправочные коэффициен­ ты, получаемые описанным способом, дифференцируются только в за­ висимости от места строительства и не учитывают такие важные мо­ менты, как различное влияние отраженного от земли света на освеще­ ние помещений при горизонтальных и вертикальных светопроемах, а также при разной ориентации окон.

Целесообразно поправку к Нормам разделить на два сомножителя: один должен учитывать разницу в природном освещении в разных ге­ ографических широтах при естественных условиях облачности (поправ­ ка на световой климат), другой — принимать во внимание различия в наружном освещении, обусловленные сугубо местными условиями, раз­ личающимися при строительстве зданий в одном и том же географи­ ческом пункте в зависимости от ориентации светопроемов по странам света, влияния коэффициента отражения подстилающей поверхности (поправка на световой микроклимат). Второй коэффициент может учи­ тывать изменения в наружном освещении, которые связаны с перехо­

дом к расчету при безоблачном небосводе. При такой постановке

вопро­

са первый поправочный коэффициент следует определять без

учета

влияния отраженного света и прямой солнечной освещенности.

Такие поправочные коэффициенты нами найдены следующим об­ разом. По данным многолетних фотометрических наблюдений за рассе­ янной освещенностью горизонтальной поверхности в Москве и Ташкен­ те для каждого месяца построены кривые дневного изменения эффек­ тивной освещенности. На их основе вычислены средние за период ис­ пользования дневного света (при критической наружной освещенности^ равной 5000 лк) величины эффективной освещенности и ее среднегодо­ вое значение. Затем путем потенцирования найдены среднегодовые го-

1 Метод гветоклиматического районирораипя получил дальнейшее развитие в-- недавно опубликованной работе H. М. Гусева и Н. П. Никольской [39]. Но эти. предложения пока не нашли отражения в Нормах.

176


ризонтальные рассеянные

освещенности:

для Москвы14050 лк, для

Ташкента15000 лк. Их

сопоставление

дает первый коэффициент

/Сі = 0,93 (поправка на световой климат).

 

Вторым поправочным

сомножителем

является отношение К2 ~-j

(рис. 103). Этот коэффициент позволяет учитывать разницу в наружном освещении при естественных условиях облачности и в безоблачные дни, а также ориентацию светопроемов и коэффициент отражения подстила­ ющей поверхности (поправка на световой микроклимат).

Таким образом, окончательная поправка к Нормам:

Яск = Кі *г = 0,93 ~ .

(53)

Численные значения общего поправочного множителя к Нормам составят от 0,58 при южной ориентации до 0,97 при северной. Эти по­ правочные коэффициенты мы рекомендуем применять при нормирова­ нии естественного освещения помещений с вертикальными светопроемами в условиях Средней Азии.

Поправка на световой климат южных широт, принятая в действую­

щих Нормах

(коэффициент

0,75), совпадает

с нашими

рекомендация­

ми только при ориентации

светопроемов

на восток—северо-восток (за­

пад—северо-запад). Однако, если наши

поправки осреднить

по всем

ориентациям,

то получится

значение 0,73, т. е. очень близкое

к тому,

что дают СНиП. Этот коэффициент следует

применять

при типовом

проектировании. Вместе с тем нетрудно

увидеть, что единый для всех

ориентации

коэффициент завышает площадь светопроемов, ориентиро­

ванных на

южную сторону горизонта, и занижает при ориентации

их на север.

На основе изложенного можно рекомендовать при проектировании помещений с вертикальными светопроемами для условий Средней Азии в качестве нормы естественного освещения минимальные показатели естественной освещенности, находя их через нормированные величины минимальных коэффициентов естественной освещенности:

£ " = 0,93--^e" = e"/fCK.

(54)

Предлагаемый метод расчета и нормирования естественного осве­ щения помещений с боковыми светопроемами при безоблачном небо­ своде позволит более полно использовать природные ресурсы световой энергии, обеспечить единство светового режима в однотипных помеще­ ниях различной ориентации, будет способствовать улучшению летнего микроклимата зданий за счет некоторого сокращения размеров свето­ проемов при ориентации на неблагоприятные секторы горизонта.

12—831

17Г


§ 2. Предложения по

расчету естественного

освещения с учетом

инсоляции

Один из путей экономии

электроэнергии — сокращение време­

ни использования искусственного освещения в зданиях различного назна­ чения за счет более полного использования природных ресурсов световой энергии и, в частности, ее инсоляционной составляющей. Это может быть достигнуто на основе применения в строительстве эффективных светопрозрачных конструкций, а также в результате всестороннего уче­ та при проектировании особенностей светового климата и светового микроклимата места строительства.

Специфика светового и радиационного режима Средней Азии пред­ определяет особые требования к решению естественного освещения по­

мещений— обеспечение

необходимой освещенности

при минимальных

теплопоступлениях,

так

как увеличение

площади

светопроемов, осо­

бенно при верхнем

освещении,

может

привести к

резкому

ухудше­

нию температурного

режима, а

в зданиях с искусственным

микрокли­

матом потребует существенного увеличения мощности установок кон­ диционирования воздуха.

Существующие методы расчета естественного освещения, а также предложения автора по их развитию, изложенные в предыдущем пара­ графе, позволяют оценивать световой режим помещений при освещении их только рассеянным светом небосвода (облачного или ясного) и све­ том, отраженным от наружных или внутренних поверхностей. До на­ стоящего времени во всех случаях при расчете естественного освещения помещений прямые лучи солнца во внимание не принимались. Вопрос об учете инсоляционной составляющей долгое время не ставился даже в южных районах страны из тех соображений, что лучи солнца в по­ мещения не должны допускаться в целях борьбы с летним перегревом и исключения блескости. Если рассмотреть влияние инсоляции на ос­ вещенность только в светотехническом плане вне связи с неблагоприят­ ным воздействием ее на зрительную работу и микроклимат помещений в условиях Средней Азии, то и тогда окажется, что исключение из рас­ четов инсоляционной составляющей вполне правомерно при многих ва­ риантах решения естественного освещения вследствие ее незначитель­ ной доли. Например, в помещениях с боковыми односторонними окнами прямые лучи солнца повышают освещенность сравнительно кратковре­ менно при ориентации светопроемов на все стороны горизонта, за ис­ ключением южной. При южной ориентации в летнее полугодие инсоля­ ция также непродолжительна.

Можно не принимать во внимание инсоляцию и при расчете есте­ ственного освещения помещений с верхним светом, когда применяются традиционные фонари, проемы заполняются материалами с высоким

178