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: 78

Скачиваний: 0

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

При сравнении яркости поверхностей, имеющих равные коэффициенты отражения, в формулу можно подставлять величины суммарных и рас­ сеянных освещенностей.

Наибольшая контрастность природного освещения в Ташкенте при естественных условиях облачности наблюдается в летнее полугодие (рис. 14). В этот период она резко возрастает в течение часа после вос­ хода солнца, днем практически постоянна и резко падает перед захо­ дом солнца. Зимой контрастность освещения плавно меняется в тече­ ние дня. Относительное постоянство коэффициента контраста в часы, близкие к середине дня, позволяет принять его за основную характери­

стику

контрастности

естественного освещения.

Этот

показатель

срав­

нительно мало изменяется

по месяцам при

естественных условиях об­

 

 

 

 

 

 

лачности,

а при

безоблач­

 

 

 

 

 

 

ном

небе

он

несколько

 

 

 

 

 

 

возрастает

по

абсолютной

 

 

 

 

 

 

величине

и

приобретает

 

 

 

 

 

 

еще

большее

постоянство

 

 

 

 

 

 

в

течение

года

 

(рис.

15).

 

 

 

 

 

 

Контрастность

освещения

 

 

 

 

 

 

в

Ташкенте

зимой

 

при­

 

 

 

 

 

 

мерно та же, что и в Ле­

 

 

 

 

 

 

нинграде летом. Получен­

 

 

 

 

 

 

ные

нами

данные

хорошо

 

 

 

 

 

 

согласуются

с

 

результа­

 

 

 

 

 

 

тами натурных

измерений

 

 

 

 

 

 

проф. H. М. Гусева, по ко­

 

 

 

 

 

 

торым контраст для

Моск­

 

 

 

 

 

 

вы

при

естественных

ус­

 

 

 

 

 

 

ловиях

облачности

 

сос­

 

 

 

 

 

 

тавляет 0,50, а для Баку

 

 

 

VIII

IX

 

при

ясном

 

небе —0,75.

 

 

 

 

Здесь

проанализированы

 

Месяцы

 

освещенности

 

и

 

контрас­

 

V

VI VII

 

ты

на

 

горизонтальной

Рис. 15. Ход коэффициента

контраста:

 

а—годовой

полуденный в Ташкенте (/—при

безоблачном небе;

плоскости.

 

 

 

архитек­

2 - е учетом облачности), б— среднегодовые

и

среднемесячные в

 

 

Освещение

 

 

 

Ташкенте ())

и Ленинграде (2).

турных

объемов

 

и

дета­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лей

очень

разнообразно и

отличается от условий, которые создаются при

измерении

 

освещенно­

стей на специальных фотометрических площадках.

Поэтому

данные,

полученные при измерениях

на

фотометрической

площадке,

необходи­

мо проверить путем натур«ых наблюдений. Для этого изучались осве­ щенности и контрасты в летнее время в Самарканде. Основным объ-

30


ектом наблюдений были лоджии медресе Шир-Дор

(рис. 16). Измере­

ния выполнялись и на ряде других сооружений. Суммарные

освещен­

ности по этим наблюдениям

хорошо согласуются с приведенными выше

данными

(см. рис. 8). Диффузные освещенности на

фасадах

и деталях

в среднем

составляли 75%

от горизонтальной освещенности.

Характер

дневного изменения диффузных освещенностей на реальных объектах почти строго следует кривым IV, построенным на рис. 13 по наблюде­ ниям в Ташкенте. Такое совпадение можно объяснить, во-первых, очень

близкими светоклиматическими условиями Ташкента и Самарканда и,

во-вторых, тем, что уменьшение рассеянных освещенностей на

деталях

за счет закрытия части небосвода компенсировалось влиянием

отражен­

ного света. Контраст на вертикальных плоскостях составлял в среднем 0.85, т. е. практически совпадал с контрастом на горизонтальной по­ верхности.

Таким образом, наблюдения показали, что диффузные и суммар­ ные освещенности, а также коэффициенты контраста, измеренные в ус­ ловиях фотометрической площадки и на реальных объектах, хорошо согласуются.

Характер изменения освещения по глубине помещений зависит от распределения яркости на кажущейся поверхности небосвода. Соотно­ шение яркости отдельных участков неба, определяемое облачностью,

координатами солнца, прозрачностью атмосферы и другими

фактора­

ми, меняется в течение дня

и по сезонам

года.

 

Вопросу распределения

яркости по

небу применительно

к зада­

чам строительного проектирования посвящен ряд исследований оте­ чественных и зарубежных авторов, результаты которых обобщены в работах H. М. Гусева [25] и Н. П. Никольской [67]. Простую формулу для оценки меридионального изменения относительной яркости небо­ свода при сплошной облачности предложили Р. Мун и Д. Спен­ сер [148]:

Вѳ _

l + 2 s i n Ѳ

 

1 7 ~

3

'

w

где Be — яркость

участка, видимого

под углом ѳ к

горизонту;

Вг — яркость

в зените.

неравномерную

яркость небосвода

Поправочные

коэффициенты на

в Нормах естественного освещения [113] установлены в соответствии с кривой (рис. 17), построенной по формуле (5). Единицей служит яр­ кость параллели полусферы небосвода, видимой под углом 45°.

Принятый в Нормах метод учета неравномерной яркости небосво­ да с помощью единых для всей территории СССР коэффициентов мож­ но считать справедливым лишь в первом приближении. Различные районы страны, в том числе и Средняя Азия, отличаются своеобрази-

32


ем светоклиматическмх условий. На основе изучения этой специфики необ­ ходимо вносить соответствующие кор­ рективы в расчеты.

В Ташкенте распределение отно­ сительной яркости небосвода наблю­ далось в зимнее время года [99]. Яр­ кость измерялась яркомером, прием­ ником в котором служил круглый се­ леновый фотоэлемент. Труба яркомера имела такие размеры, что фотоэлемент воспринимал световой поток в преде­ лах угла 20° (телесный угол 0,64 стер.). Полученные величины сравнивались со средней яркостью всего небосвода, которая оценивалась по показаниям люксметра Ю-16. Его датчик затенял­ ся стандартным экраном от участка небосвода, имеющего при тонком слое облачности повышенную яркость (в зоне солнца).

 

.

1

'

I

1

70 1 — I — L -

 

Ю

 

30

50I

 

Угол

над

горизонтом

30

 

в, град.

Рис.

17.

Распределение

яркости

на

облачном

небосводе

по

меридиану:

1—по

My ну

н

Спенсер;

2—по

данным

изме­

 

рении

В.

М. Васильева в

Ташкенте.

Наблюдения показали (рис. 17), что при обычном облачном небосводе наименьшая яркость у горизонта.

С увеличением высоты она возрастает и достигает максимума около па­ раллели, расположенной примерно под углом 30° к горизонту. С приб­ лижением к зениту яркость несколько снижается. Такой характер рас­ пределения яркости сохранялся неизменным в течение всего периода наб­ людений. Величина угла, под которым яркость небосвода максимальная, объясняется тем, что в зимнее полугодие на широте Ташкента, в часы, близкие к полдню, высота солнца имеет примерно такие же значения. Летом при облачном небе наибольшую яркость, по-видимому, должна иметь параллель, лежащая выше 30°. Полученные данные существенно отличаются от стандартного распределения яркости на облачном небо­ своде (рис. 17).

По данным измерений, яркость пасмурного небосвода в значитель­ ной степени зависит и от ориентации, что не учитывается Нормами. Зависимость яркости небосвода от ориентации характеризуется кривой 3 на рис. 18. Сравнение ее с кривой 1, построенной по данным Р. Г. Гопкинсона [142] для условий сплошной облачности, показывает, что ре­ зультаты натурных наблюдений и в этом случае отличаются от коэф­ фициентов, полученных теоретически.

При оценке естественного освещения зданий на юге большое зна­ чение имеют сведения о распределении яркости по безоблачному небу.

3—831

33


Рис. 18. Изменение яркости небо-

свода по ориентации:

/ — по Р. Г. Гопкннсону при сплошной облач­ ности; 2—по В. Б. Вейнбергудля ясного неба; 3—по данным измерений В. М. Васильева в Ташкенте для облачного небосвода.

Рис. 19. Распределение яркости без­ облачного небосвода по меридиану в условиях Ташкента по разным румбам:

/ - І 0 ; 2 - I O B

и 103;

3-В и 3;

4 - C B и СЗ:

5—С; 6—в

среднем

по всем

ориентацням.

Рассматривая

этот

вопрос, В. Б. Вейнберг [11] получил

поправочные

коэффициенты

для

учета неравномерной яркости по ориентации (кри­

вая 2 на рис.

18).

В работах H. М. Гусева приведены

картограммы

распределения яркости для разных высот солнца, построенных по вы­ числениям Е. В. Пясковской-Фесенковой, дан их анализ [25] и предло­ жены значения коэффициентов, учитывающих неравномерную яркость

ясного

неба по

горизонту [27]. Оценке неравномерной яркости

безоб­

лачного

неба

в

меридиональном направлении

посвящены

работы

Г. И. Покровского,

Р. Киттлера, Р. Доньо и других

авторов, результа­

ты которых обобщены в статьях Н. П. Никольской [39, 67]. В перечис­ ленных трудах приведены формулы для расчета распределения ярко­ сти ясного неба по отдельным меридианам в зависимости от положе­ ния солнца, рассеяния атмосферы и других факторов. Светотехниче­ ские расчеты при архитектурном проектировании выполняются не для отдельных моментов времени, а в среднем для характерных периодов года и поэтому использование таких формул требует больших затрат времени. Справедливо замечание проф. Н. М. Гусева о том, что данные по световому климату необходимы в адаптированном, удобном для практической работы над проектом виде [67]. В связи с этим понятно, почему он и В. Б. Вейнберг нашли возможным рекомендовать попра­ вочные коэффициенты на неравномерную яркость небосвода в гори­ зонтальном направлении в ясную погоду.

34