Санитарно-гигиенические свойства естественного освещения. Значение освещения в эксплуатации зданий

В современной архитектуре  выразительные решения достигаются искусным сочетанием естественного и искусственного света, применением новейших светотехнических и строительных материалов и конструкций, разработкой оригинальных оптических систем, новых архитектурных форм и, в конечном итоге, рождением характерных образов.

 

 

Группа зданий	Требования к световой среде	Примеры
I	Определяются в основном идейно-художественными задачами	1. Здания мемориальной  архитектуры 2. Здания парламентов, судов, власти 3. Дворцы культуры, науки  и искусства 4. Культовые сооружения
II	Функциональные с учетом зрительной адаптации посетителей	1. Панорамы, диорамы 2. Картинные галереи и  музеи 3. Выставочные здания 4. Спортивные залы
III	Определяются высокими требованиями к обеспечению условий зрительной работоспособности в сочетании с эстетическими и гигиеническими требованиями	1. Здания высших и средних  учебных заведений 2. Школы 3. Здания проектных и  научно-исследовательских институтов 4. Производственные здания  и офисы
IV	Определяются в основном психологическими, эстетическими и гигиеническими требованиями	1. Здания лечебных учреждений, санаториев и домов отдыха 2. Здания детских учреждений 3. Жилые дома

 

Системы естественного освещения помещений

 

Существуют три системы  естественного освещения помещений: боковое, верхнее и комбинированное освещение. Эта классификация положена в основу нормирования естественного освещения.

Система бокового освещения  подразделяется на одно-, двух-, трехстороннее и круговое освещение.

Система верхнего освещения  может быть обеспечена различными устройствами — от полностью светопро-пускающего покрытия до точечных фонарей и световых шахт.

Система комбинированного естественного освещения представляет собой комбинацию бокового и верхнего освещения

Если любая из этих систем не обеспечивает требуемого уровня освещения и его качества (комфортности), то она может быть дополнена искусственным освещением. Такая система получила название совмещенной

Выбор архитектором систем освещения определяется прежде всего назначением помещения.

 

Основными задачами проектирования естественного освещения зданий являются:

1) выбор типа, размеров  и расположения световых проемов  (в стенах и покрытиях), при  которых в помещениях обеспечиваются  нормированные показатели освещения;

2) защита рабочих зон помещения от слепящей яркости прямых и отраженных лучей солнца;

3) согласование выбранных светопроемов и их расположения с архитектурными требованиями к освещению, способствующими выявлению пространства, тектоники, ритма, цветового решения и характерного образа сооружения.

 

Первую задачу, связанную  с выбором типа и расположения светопроемов, следует решать на основе светотехнических расчетов, подтверждающих соблюдение норм. При этом необходимо учитывать затенение рабочих поверхностей оборудованием и корпусом самого работающего. Последнее в большой степени зависит от системы естественного освещения и расположения работающего относительно светового проема.

 

 

 

Проектирование системы  верхнего освещения в современных  зданиях — задача большой сложности; ее надо решать комплексно, с учетом климатических условий района строительства и особенностей технологии производства. Большую помощь при решении этой задачи может оказать приведенная на рис. 4.6 зональная типизация фонарей, где указаны рекомендуемые типы фонарей для различных сочетаний внешней среды и микроклимата помещений.

 

Задачи проектирования естественного освещения зданий определяются

их художественным образом  и назначением. Классификация зданий в зависимости от требований к световой среде.

Естественное освещение  зданий, относящихся к I группе, целесообразно  решать так, чтобы свет подчеркивал  архитектурное значение центральных (главных) помещений, акцентировал оси  и членение пространства, служил своеобразным гидом при движении посетителей от вестибюля к центру здания.

«Приемы естественного освещения зданий, относящихся к группе I, можно проследить на архитектурных памятниках прошлого. Используя свет и цвет для акцентирования идейного и  художественного замысла,  зодчие достигали большой выразительности интерьеров и предопределяли настроение и впечатление посетителя (архитектурная сверхзадача).» [1]

Интересно решено освещение  собора Св. Петра в Риме, основанное на использовании темновой адаптации. Полусумрак, царящий во входной части интерьера, подчеркивает яркость алтаря, освещенного светом, идущим от "неба" — от купола. Расположенные в нижней части купола окна хорошо освещают его пространство и в совокупности с выбранной вытянутой по вертикали формой купола создают впечатление большой глубины и устремленности к небу.

 

Примеры удачного использования  света для создания подобного  вида иллюзий можно найти в русской классической архитектуре (собор в Ново-Иерусалимском монастыре на Истре, Казанский собор в С.-Петербурге).

 

 

 

В основных помещениях зданий II группы свет используется как эффективное средство акцентирования внимания на объекте восприятия (картине, скульптуре, сценической или спортивной мизансцене, панораме и т.д.), т.е. как бы без персонификации его роли в окружающем архитектурном пространстве (рис. 4.7). Для этого применяется неравномерное распределение света в помещении и используется эффект темновой адаптации глаз наблюдателей, располагающихся в зоне пониженной яркости.

Демонстрационные залы в  зависимости от экспозиции подразделяются на два вида: в первых преобладают плоскостные экспонаты (картины, гобелены и т.п.), во вторых — объемные (скульптура, оборудование).

 

При проектировании картинных  галерей необходимо предусматривать  выполнение следующих требований:

а) обеспечение достаточно интенсивной освещенности картин, которая характеризуется средним значением КЕО на плоскости картины в пределах 1,5—2%;

б) соблюдение определенного  отношения среднего КЕО на плоскости картины е_к к значению КЕО на вертикальной плоскости, проходящей через глаз наблюдателя,

в) соблюдение определенного  отношения среднего значения КЕО на горизонтальной плоскости в зале е_Г на уровне глаз наблюдателя к среднему значению КЕО на поверхности картины е_к; численное значение отношения должно быть меньше единицы;

г) полное устранение инсоляции  помещений во избежание разрушительного действия на картины прямого солнечного света, особенно его ультрафиолетовой составляющей;

д) искусственное освещение  картинных галерей должно дополнять и продолжать естественное освещение как по уровню освещенности, так и по распределению света в помещении, соотношению яркостей (освещенно-стей) и спектральному составу света.

Освещение залов картинной  галереи осуществляется через окна или фонари. При боковом освещении залов целесообразно применять кабинетную планировку здания. Демонстрационные залы при кабинетной планировке обычно имеют размеры 10x10 и 12x12 м. Достоинством этого архитектурного решения является возможность сосредоточенного обозревания экспозиций, а также экспонирования произведений искусства и техники в интерьерах, архитектура которых соответствует времени создания этих произведений.

При верхнем освещении  картинных галерей целесообразно пользоваться приемом Сиджера, который позволяет соблюдать изложенные выше требования и, в частности, устранить зеркальные отражения светопроемов на бликующей плоскости картин, резко ухудшающие их восприятие.

Устранение инсоляции  в залах картинной галереи  обеспечивается ориентацией светопроемов на северную часть неба, а также применением фонарей шедового типа (на север) и экранированием прямых лучей солнца различными солнцезащитными средствами.

В демонстрационных залах  со скульптурами и объемными экспонатами предпочтительно применять верхнебоковое, а также верхнее освещение в виде зенитных фонарей, световых шахт и т.п., обеспечивающих частичное проникание прямого солнечного света, который в сочетании с отраженным светом от стен, потолка и пола обеспечивает условия освещенности, приближающиеся к природному солнечному освещению. На рис. приведены примеры верхнего освещения некоторых современных музеев.

«Особую группу общественных зданий представляют павильоны на меж дународных выставках, в которых демонстрируются достижения различных государств в области культуры, науки и   техники.   Существенный   интерес представляли павильоны СССР и США на Всемирных выставках в Брюсселе (1959) и в Монреале (1967).» [1]

Павильон СССР (архит. А.Т.Полянский) выделялся лаконичностью и простотой архитектурного решения. Сплошь остекленные стены из чередующегося зеркального и светорассеивающего стекла и поперечные зенитные фонари в среднем нефе обеспечивали интенсивное и равномерное освещение интерьера. Однако выбранная система комбинированного освещения весьма затруднила использование адаптации для оптимального выявления основных экспозиций.

 

Значительно лучше была решена эта задача в павильоне США (ар-хит. Р.Стоун). Круглый в плане павильон диаметром 121 м имел комбинированную систему естественного освещения. Сплошь остекленная стена из органического стекла, перед которым располагалась металлическая отделанная под бронзу решетка, дополнялась открытым светопрое-мом диаметром 20 м и просвечивающим легким покрытием. Эта система освещения подчеркивала центрическую композицию павильона. Вместе с тем мощный световой поток, проникающий через открытый фонарь, хорошо выделял центральную часть водного бассейна с расположенной в центре его площадкой для демонстрации мод.

 

 

«Убывающий к периферии вследствие затенения антресолью уровень освещенности создавал иллюзию огромного внутреннего пространства. На антресоли и на уровне пола павильона создавалась неравномерность освещения, которая способствовала лучшему выявлению пластических свойств экспонатов.» [1]

К группе II общественных сооружений относятся спортивные залы, в которых высокая освещенность спортивной арены должна сочетаться с пониженной яркостью (освещенностью) в зоне расположения зрителей. Неравномерность освещения с минимумом в зоне зрителей и максимумом на арене не должна быть более 0,3.

 

 Дополнительно к этому естественное освещение спортивных залов должно отвечать следующим требованиям:

интенсивное освещение арены  должно осуществляться через фонари или световые шахты, сосредоточенные в центральной части покрытия, надежно защищающего спортсменов и зрителей от ослепленности прямыми лучами солнца;

боковое освещение трибун целесообразно осуществлять через окна, расположенные под углом не менее 15° к линии фиксированного наблюдения, проведенной от глаз зрителей, сидящих в последних рядах амфитеатра;

искусственное освещение  спортивного зала должно по возможности продолжать естественное освещение по характеру распределения света и по соотношению яркостей (освещенно-стей) на спортивной площадке (арене) и в зоне расположения зрителей, а также по спектральному составу света

.

 

Световая среда в основных помещениях III группы должна удовлетворять комплексу функциональных и гигиенических требований, имеющих конечной целью создание комфортных условий зрительной работы. Последняя характеризуется большим зрительным напряжением в течение рабочего дня

вследствие разнообразия и специфики выполняемых учебных  и производственных заданий.

«Особенно важны требования к световой среде помещений учебных заведений с постоянной зрительной работой: аудиторий, классов, мастерских, лабораторий, кабинетов и т.п. В этих помещениях наряду с нормой освещенности необходимо соблюдать требования качества освещения, которые в значительной мере предопределяют восприятие пространства (эстетические характеристики) и психологический климат помещения». [1] К важнейшим критериям качества световой среды в учебных помещениях относятся следующие:

а) соотношения между яркостями  основных поверхностей интерьера; при  этом целесообразно исходить из соотношений яркостей, наблюдаемых в природе;

б) неравномерность освещения  помещения и насыщенность интерьера светом; насыщенность определяется в

основном значением цилиндрической освещенности, выбираемой по СНиП;

в) направленность света, которая  в помещениях для чтения, письма, рисования, лепки и т.п. должна быть слева; опыт показывает, что при расположении окон и фонарей надо отдавать предпочтение верхнебоковому направлению светового потока под углом 30° к горизонту и более;

г) зрительный дискомфорт, возникающий при попадании в поле зрения учащихся поверхностей с чрезмерно высокой яркостью: от прямых и отраженных лучей солнца, от неба, а также от осветительных приборов. Критерием его оценки служит показатель дискомфорта ; численное значение этого показателя составляет (по данным Института строительной физики) при искусственном освещении 40, при естественном освещении 24— 30, при применении средств солнцеза-щиты (жалюзи и др.) — 20.