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

светопропусканием, а внутренние поверхности имеют сравнительно низ­ кие коэффициенты отражения. При этом световой поток, обусловленный лучами солнца, проникает в помещение почти без потерь. Он практиче­ ски не влияет на яркость внутренней поверхности светопроема, которая,, исключая направление на солнце, остается примерно равной яркости небосвода. Лучи солнца в значительной степени поглощаются темными внутренними поверхностями. Таким образом, зона повышения освещен­ ности в этом случае локальна и наблюдается лишь в пределах инсолируемого участка, а средняя освещенность всего помещения заметно не увеличивается.

Иное положение, по-видимому, при освещении помещения через зенитные отдельно стоящие фонари в форме куполов, выполненных из полупрозрачных рассеивающих материалов. Такие светопроемы в ясные дни способны «улавливать» прямые лучи с восхода до захода солнца. Купола будут трансформировать направленные лучи в диффузный свет. В помещении не будет блескости, а яркость внутренних поверхностей светопроемов возрастет за счет рассеяния прямых лучей, и это приве­ дет к достаточно равномерному повышению освещенности в пределах всего помещения. Рост освещенности позволит уменьшить площадь светопроемов, а следовательно, и снизить теплопоступления.

Для доказательства справедливости изложенной гипотезы рассмот­ рим некоторые теоретические положения, связанные с учетом инсоляционной составляющей, изложим методику светотехнических расчетов и проанализируем результаты фотометрических измерений.

Освещенность в помещении пропорциональна яркости светящейся поверхности. В данном случае такой поверхностью является купол зе­

Формула справедлива для поверхностей любой формы. Сила света, пропускаемого материалами, идеально рассеивающими лучи, определя­ ется по закону косинуса. Такие поверхности имеют яркость, одинако­

Тот же световой поток может быть выражен через освещенность поверх­

17?

•Отсюда яркость внутренней поверхности полупрозрачного идеально рас­ сеивающего материала равна

(58)

Многие материалы, применяемые для за­ полнения светопроемов, как молочное стекло, прокладки из стеклоткани, двойные матиро-

ванные плафоны из оргстекла и целый ряд других, имеют характер пропускания, близкий к диффузному.

При ясном небе яркость внутренней поверхности светопроема из таких материалов в проходящем свете примерно одинакова по всем на­ правлениям и возрастает лишь в направлении падающего луча. Под этим углом просматривается расплывчатое изображение солнечного диска (рис. 105).

Из любой точки помещения все отдельно стоящие зенитные фона-

180

ри видны под разными углами. Поэтому при большом количестве фо­ нарей средняя яркость светопроемов, освещающих каждую точку по­ мещения, выравнивается. Учитывая это, а также близкий характерсветопропускания идеально рассеивающих и реальных диффузных мате­ риалов при расчете естественного освещения в данном случае можно с достаточной для архитектурного проектирования точностью применять простые формулы, полученные для закона косинуса, пренебрегая уве­

верхности зенитного фонаря за счет инсоляции. Этот коэффициент под­ вержен значительным колебаниям. Минимум, равный единице, имеет место при восходе и заходе солнца. В полуденные часы летом яркость внутренней поверхности фонаря из полупрозрачного материала возра­ стает в пять с лишним раз. Во столько же раз увеличится средняя освещенность в помещении за счет инсоляции.

Важными показателями экономичности системы освещения явля­ ются продолжительность использования дневного света и средняя внутренняя освещенность за этот период. При учете инсоляционной со­ ставляющей требуемая площадь светопроемов, естественно, сокраща­ ется. Однако при этом отмеченные экономические показатели не долж­ ны снижаться по сравнению с вариантом, рассчитанным, исходя из нор­ мативных данных, когда оценка освещения производится для условий облачного неба и требуемая площадь светопроемов возрастает. Расчет­ ные величины коэффициента JA ДОЛЖНЫ определяться, исходя из этих соображений. Вычисленные таким образом для условий Ташкента сред­

точке помещения в любой заданный момент времени можно найти сле­ дующим образом. Сначала рассчитать к. е. о. (в данном случае он бу­ дет условным), затем, пользуясь кривыми наружной рассеянной осве­

более вероятную внутреннюю освещенность, создаваемую в помещении при инсоляции светопроемов. Тот же результат получится, если при оп­ ределении внутренней освещенности с помощью к. е. о. в формулу (37) подставить соответствующее значение наружной суммарной освещен­ ности.

При инсоляции плафонов значительную яркость приобретают стен-

18«

кіі световых шахт. Влияние этого фактора на внутреннюю освещенность с учетом многократных отражений светового потока от поверхностей шахт наиболее просто можно оценить методом коэффициента исполь­ зования, который применяется при расчете искусственного освещения [33]. Сущность метода состоит в следующем. Коэффициенты естест­ венной освещенности определяются от условных, равномерно светящих­ ся поверхностей (светопроемов), находящихся в плоскости потолка и ограниченных контурами отверстий отдельно стоящих зенитных фона­ рей. Распределение световых потоков по поверхностям световых шахт, в плоскости условных светопроемов и в помещении принимается рав­ номерным. Это позволяет применить понятие коэффициента использо­ вания.

Коэффициент использования светового потока определяется отно­ шением потока, падающего на освещаемую расчетную поверхность Fp к полному потоку излучателя. Если в качестве полного потока принять

Расчетная

плоскость

Ч

Рис. 106. Обозначение световых потоков.

182