Инсоляции в архитектуре

Положительные эмоции (действие) возможны при условии достаточной освещённости, исключения чрезмерного облучения УФ и ИК лучами, что и привело к нормированию инсоляции. Критериями этих норм служили психоэмоциональные и биологические аспекты действия солнечного света (на севере на первое место выдвигается эффект продолжительности инсоляции, на юге – отрицательное действие перегрева и чрезмерной освещенности).

Для учёта инсоляции при проектировании удобен метод моделирования.

Исследования показали эффективность применения солнцезащитных средств (СЗС) не только с гигиенической и эстетической точек зрения, но и экономически (снижаются расходы на создание искусственного климата, повышается производительность труда и уменьшается брак). Затраты на СЗС в строительстве не превышают 2 – 2, 5%.

Для человека и животных наибольшую роль играет оптическая область солнечного спектра (особо эффективна в биологическом плане ультрафиолетовая часть, подразделяемая на области А, В и С; первые две способствуют образованию витамина Д и хлорофилла в растениях; область С обладает бактерицидным действием). Видимая область – основа получения информации человеком (более 80%).

Тепловая – основа поддержания температуры среды в помещениях и тела. Полный комплекс факторов, используемых при оценке и нормировании инсоляции отражён на следующем рисунке:

Рис. 19 Многокритериальная система оценки инсоляции застройки

Нормы, приведенные в СНиПе 2.07.01 – 89, используют при проектировании застройки. В главе «размещение и ориентация жилых и общественных зданий» сказано: должна обеспечиваться непрерывная продолжительность инсоляции жилых помещений и территорий для зоны, расположенной ниже 58⁰ с.ш., не менее 2, 5 часов в день в период с 22 марта по 22 сентября; для более северной зоны – не менее 3 часов в период с 22 апреля по 22 августа (допускается одноразовая прерывистость при увеличении продолжительности на 0, 5 часа).

Расстояние между зданиями определяется нормами инсоляции и нормами освещённости в соответствии со СНиПом 11 - 4 - 79.

Промышленность выпускает солнцезащитные и фотохромные стекла, которые в комплексе с устройствами кондиционирования позволяют решить проблему. При требованиях высокого уровня комфорта выбирают регулируемые устройства. При особых требованиях кондиционирования тепловой и световой среды используются комплексно – СЗУ, теплозащитные стекла и установки микроклимата.

Для объективной и комплексной оценки СЗС к ним предъявляется набор требований: архитектурно - технологических, функционально - гигиенических и технико - экономических:

Рис. 20 Многокритериальная система оценки солнцезащиты

Применение нормирования инсоляции повышает плотность застройки на 8-10%. Применение СЗС единовременно увеличивает стоимость сооружения, снижает последующие эксплуатационные расходы на вентиляцию и охлаждение, повышает качество продукции и производительность труда (расходы быстро окупаются).

4.8. Воспроизведение цвета.

Цвет – понятие сложное и многогранное, он представляет комплекс сложных процессов во внешней среде и организме человека. Началось цветоведение с Ньютона, разложившего с помощью призмы солнечный свет в цветной спектр. После появления искусственных источников света интерес к цвету расширился и цветоведение стало самостоятельной наукой. Цвет служит средством информации, символом и украшением.

По современным представлениям ощущение того или иного цвета определяется спектральным составом излучения, попадающего в глаз. Одни и те же предметы в разных условиях освещения отражают свет разного спектрального состава, но мы узнаём предметы (т.е. существует механизм поправки на освещение – константность цветовосприятия – на воспринимаемый цвет предметов влияют удаленные в пространстве информативные детали).

Глаз способен различать несколько тысяч цветов.

Наиболее характерный признак – цветовой тон (в колориметрии – преобладающая длина волны λ). Названия цветов сложились исторически, являются условными, а длина волны – объективная величина (цветовой тон – свойство зрительного ощущения – субъективная характеристика). Два цвета одинакового тона могут отличаться по насыщенности и светлоте. Цвет с сильно выраженным цветовым тоном называют насыщенным (насыщенность характеризуют числом порогов цветоразличения Н, оценивающим долю чистой хроматической составляющей в цветовом ощущении. Выражается в процентах и обозначается Р. Цвета спектра считают имеющими чистоту 100%).

Каждой количественной характеристике цвета соответствует характеристика ощущения:

длине волны – цветовой тон;

чистоте Р (%) – насыщенность (число порогов);

яркости L (кд/м² ) – светлота В (пороги).

Однако, любая характеристика цветового ощущения зависит от других и анализ параметров цвета следует проводить в тесной взаимосвязи. При этом условия наблюдения - фон, цветовая адаптация, настроение наблюдателя и его цветовые предпочтения влияют на восприятие цвета.

В реальной жизни цвета находятся в сочетаниях друг с другом, любой цвет приобретает своё значение в комбинации с другими – совокупности цветов (гамме). От этого зависит получаемое психологическое действие на человека.

Цветовая гамма классифицируется на теплую, холодную и нейтральную. Гармонию цветовых сочетаний получаем объединяя цвета по тональности (гармоничное сочетание – сочетание создающее положительную реакцию и оценку). Один и тот же цвет воспринимается по-разному в зависимости от окружающих цветов. Под действием непрерывного цвета глаз теряет к нему чувствительность.

Понимание цвета связано с тремя процессами:

1. Физическим (наличие светового излучения).

2. Физиологическим (преобразование световой энергии в возбуждение нервных клеток).

3. Психологического (работа мозга).

Цвет обозреваемой поверхности зависит от избирательной способности отражать и поглощать свет.

Влияние спектрального состава излучения источника на восприятие цвета называют цветопередачей. Правильность цветопередачи характеризуют индексом цветопередачи R_a, выражаемым в процентах (определяется при определённых условиях наблюдения восприятий восьми цветных образов средней насыщенности и светлоты, освещаемым исследуемым и эталонными источниками света (эталонный - абсолютно чёрное тело с цветовой температурой 5000К; при температурах, превышающих 5000К, – естественный стандартный дневной свет).

Существует два способа систематизации цветов – колориметрический (по длине волны) и цветных эталонов. В соответствии с трёхкомпонентной системой цветового зрения характеристика цвета определяется тремя числами (смешение трёх основных цветов позволяет получить все существующие цвета). Основные – такие цвета, что ни один из них не может быть получен путём смешивания двух других в каких угодно пропорциях.

В колориметрии стандартизовано несколько источников белого света – излучение абсолютно чёрного тела при разных температурах и дневное излучение Солнца в разных фазах: а – излучение АЧТ при 2856К (спектр и цветность соответствуют лампе накаливания); В и С воспроизводят дневное излучение в видимой области спектра (В – солнечный свет с температурой 4870К, С – свет дневного неба с цветовой температурой 6770К); стандартное излучение Е – излучение с постоянной спектральной плотностью для всех длин волн видимой области спектра. Спектральный состав стандартных источников белого света:

Воспроизведение цветов возможно следующими способами:

Аддитивным (смешение цветовых потоков) и субтрактивным (вычитание из белого при прохождении слоев некоторых длин волн). При аддитивном световой поток, попадающий в глаз, представляет сумму потоков красного, зелёного и синего (в зависимости от интенсивности последних можно получить любой цвет). Субтрактивное получение основано на удалении за счёт поглощения из потока белого монохроматических излучений слоями, сквозь которые проходит свет (свет меняет свой спектральный состав и образует новый цвет).

Рис. 21 Кривые спектрального состава естественного света

1 - небосвод, сплошная облачность; 2 - солнце + небо, безоблачно

Рис.22.Графическая иллюстрация аддитивного смешения цветов

Таблица 15.