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
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