ЕСТЕСТВЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Естественными источниками света являются Солнце и рассеянный (диффузный) свет небосвода. При совмещённом освещении помещение одновременно освещается естественным и искусственным светом в определённых соотношениях.

Основным требованием к естественному освещению в помещении является создание наилучшего освещения рабочего места или объекта, который воспринимается человеком при наблюдении. При этом имеют значение не только условия освещения в месте расположения объекта наблюдения, но и так называемое «поле адаптации» (окружающая световая среда). Требуемый световой режим достигается путём учёта светового климата местности, где предполагается строительство проектируемого здания, правильного выбора размеров, формы и цветовой отделки помещения, расположения и размеров светопроёмов (окон и фонарей верхнего света), правильного размещения и выбора источников искусственного света.

Естественное освещение имеет большое значение для улучшения психофизического состояния человека, и повышения производительности труда. В ЗО-е годы XX в. в США появились люминесцентные лампы, коренным образом изменившие технику искусственного освещения. Появилась возможность обеспечивать на рабочих местах очень высокие уровни освещённости. Электроэнергия была ещё дешевой. Поэтому в США началось строительство производственных и общественных зданий, в том числе и школ, полностью лишённых светопроёмов. Развитие техники кондиционирования воздуха позволило обеспечить в таких помещениях комфортный температурно-воздушный режим. Такая же тенденция начала развиваться в СССР после Великой Отечественной войны. Однако люди при длительной работе в таких зданиях снижали производительность труда, теряли чувство времени, связь с внешней средой.

Попытки увеличить объём внутренней информации (для предотвращения боязни замкнутого пространства - клаустрофобии) путём устройства фальшивых окон со вставленными в них огромными диапозитивами с изображением горных, морских или городских пейзажей не дали желаемого результата. В настоящее время во всём мире признана гигиеническая и энергетическая роль естественного света. Всё большее понимание находит также и экологическое значение естественного света.

Во всём мире там, где это возможно по технологическим соображениям, в зданиях применяют системы естественного освещения, которые 54

с развитием технических возможностей позволяют избежать больших теплопотерь и теплопоступлений, защитить помещения от наружных шумов и сохранить все преимущества естественного света для человека.

Механизмы фотоэнергетического действия естественного и искусственного света на человеческий организм ещё не полностью изучены, но уже сейчас можно сказать, что естественный свет, помимо формирования зрительного изображения, имеет важное, чисто биологическое значение для здоровья и самочувствия человека. Естественный свет и его ритм в течение суток и в годовом цикле играет доминирующую роль в контролировании биологических часов, а также суточных и сезонных физиологических и психологических ритмов человека. Свет оказывает непосредственное стимулирующее воздействие на настроение. В первую очередь, это относится к естественному свету.

Опыт работы в помещениях без световых проёмов показал, что зрительное отключение человека от внешней среды угнетающе сказывается на его психике и уменьшает производительность труда. Специальными исследованиями установлено, что для обеспечения полноценной световой среды в помещениях с постоянным пребыванием людей в них должно устраиваться естественное освещение. Несмотря на то, что решение определённых зрительных задач может быть достигнуто с помощью одного искусственного освещения, однако общая эффективность освещения дополнительно определяется воздействием света на психику человека и тонус его нервной системы, поэтому роль естественного света в помещении очень велика.

Наличие окон в помещении позволяет человеку получать информацию из внешней среды, позволяет избежать ощущения замкнутого пространства. Однако в больших помещениях, таких как производственные цеха, выставочные залы и тому подобное, внутренней информации вполне достаточно, чтобы избежать клаустрофобии. Поэтому следует говорить о минимально необходимой информации из внешней среды, которая нужна человеку.

Опросы рабочих показывают, что в таких помещениях для человека достаточно знаний состояния погоды и времени дня, для того, чтобы не чувствовать себя оторванным от внешней среды и не потерять чувство времени и психологического комфорта, связанного с этими факторами. Такая информация может быть получена даже с помощью систем верхнего естественного освещения.

К таким же выводам пришли специалисты в области инженерной психологии, исследовавшие условия труда в так называемых ландшафтных бюро. Эти помещения имеют свободную планировку при глубине более 12 м и небольшой высоте (около 3 м). Возможность бросить хотя бы беглый взгляд через окно и получить информацию о времени и погоде обеспечивает положительную оценку световой среды в помещении, хотя естественная освещённость в глубине помещения совершенно недостаточна и приходится постоянно пользоваться искусственным освещением.

Большое психофизиологическое влияние на человека оказывает динамика естественного света как в дневном и годовом цикле, так и в течение коротких промежутков времени. Смена солнечного и диффузного освещения в зависимости от состояния облачности, смена спектрального состава естественного света, положительное воздействие непрерывного спектра естественного света оказывают благоприятное воздействие на психологическое и физиологическое состояние человека, снижают наличие мелатонина (гормон сна) при повышении освещённости и увеличивают уровень кортизола, способствующего активности и бодрости. Это же подтверждают исследования влияния динамики освещённости на производительность зрительной работы. Результаты этих исследований также подтвердили благоприятное влияние естественного света на производительность труда.

Энергетический кризис в странах Запада и повсеместный рост цен на электроэнергию и энергоносители заставили понять роль естественного света как важнейшего источника энергетических ресурсов. Рациональное использование естественного света в зданиях в настоящее время рассматривается как важный фактор экономии электроэнергии. При этом необходим комплексный подход к оптимизации проектирования светопроёмов. Современная техника способна создавать эффективные конструкции светопроёмов с повышенным сопротивлением теплопередачи, с хорошими теплоотражающими свойствами, с хорошей звукоизоляцией. Несмотря на это, они остаются основным источником теплопотерь и теплопоступлеиий в здании. Поэтому их типы, форму и размеры следует выбирать с учётом как экономии энергии на освещение, так и с учётом затрат энергии на восполнение теплопотерь зимой и ликвидацию теплопоступлеиий через светопроёмы летом, с учётом строительного решения здания и климата местности.

В последние годы наиболее актуальной становится экологическая роль естественного света. В большинстве стран мира электростанции вырабатывают электроэнергию, используя жидкое и твёрдое топливо. Электростанции, работающие на газе, являются более чистыми с экологической точки зрения. Наиболее чистыми по выбросам являются атомные и гидроэлектрические станции. Но и они имеют свои опасности и вредные воздействия на окружающую среду. Наиболее экологичным является использование солнечной энергии (солнечные фотоэлектрические батареи). Но этот способ ещё не достаточно разработан и является дорогим для широкого использования для осветительных целей. Наиболее загрязняющие окружающую среду выбросами вредных газов электростанции, работающие на жидком и твёрдом топливе, выделяют от 800 до 1000 г двуокиси углерода на 1 кВт ч произведённый электроэнергии, до 10 г/кВт ч двуокиси серы и около 3,5 г/кВт ч двуокиси азота. Нетрудно подсчитать, как велико значение экономии электроэнергии для снижения загрязнения окружающей среды.

Современные тенденции проектирования естественного освещения зданий направлены на повышение его эффективности и призваны обеспечить пользователям все преимущества естественного света.

Световые проёмы - один из основных элементов, определяющих архитектурное решение здания и его интерьеров. От размеров, формы и размещения светопроёмов зависит обеспечение оптимального светового режима в здании. Правильное решение естественного освещения имеет большое технико-экономическое значение, поскольку заполнение светопроёмов, конструкции фонарей и остекление атриумов имеют относительно высокую стоимость. Кроме того, с ними связаны более высокие эксплуатационные расходы на очистку светопроёмов, восполнение тепло-потерь через светопроёмы зимой и ликвидацию избыточных теплопосту-плений летом.

В настоящее время разработаны конструкции светопроёмов, имеющие очень высокое сопротивление теплопередаче. Но несмотря на это, их сопротивление теплопередаче (даже в случае вакуумных стеклопакетов) не менее чем в 3 раза ниже, чем требуемое по нормам сопротивление теплопередаче глухих стен и покрытий. Поэтому формальное применение сплошных остеклённых поверхностей фасадов в качестве ограждающих конструкций, часто используемых только по условиям архитектурной композиции, без учёта требуемого светового режима, дополнительных теплопотерь и теплопоступлений, приводит не только к увеличению стоимости здания и значительно увеличивает эксплуатационные расходы, но и часто ухудшает температурно-воздушную среду помещений, в основном за счёт их перегрева летом.

Требования, предъявляемые к естественному освещению помещений:

  • 1. Равномерность.
  • 2. Обеспечение требуемой освещённости рабочих поверхностей.
  • 3. Устранение направленного прямого и отражённого солнечного света, слепящего работающих.
  • 4. Обеспечение необходимой яркости окружающего пространства за счёт достаточного уровня освещённости и цветовой отделки поверхностей интерьера.

Освещённость поверхности (?) представляет собой отношение падающего светового потока (Ф) к площади освещаемой поверхности. Однако характеризовать освещённость в какой-либо точке помещения в люксах, это значит, что необходимо задаваться фиксированной величиной одновременной наружной освещённости, так как она постоянно меняется в зависимости от времени дня и состояния облачности. На практике это невозможно. Поэтому в строительной светотехнике используется относительная величина, называемая коэффициентом естественной освещённости, сокращённо КЕО.

Коэффициент естественной освещённости м есть отношение естественной освещённости в лк (Ej, создаваемой в какой-либо точке М заданной плоскости внутри помещения светом неба (непосредственно или после отражений), к одновременной наружной горизонтальной освещённости (??„), создаваемой светом полностью открытого небосвода:

р

= -2-400%.

М у-»

Ен

Чтобы определить абсолютное значение освещённости внутри помещения, можно воспользоваться формулой

Значение Ен можно получить либо непосредственно измерением с помощью специального прибора люксметра, либо по данным многолетних измерений на специальных метеорологических станциях.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >