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
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 Москвы—14050 лк, для |
Ташкента—15000 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