Проектування світлового середовища в інтер'єрі

Під світловим середовищем інтер'єру мають на увазі увесь комплекс світлових реакцій людини, які кінець кінцем визначаються потужністю, спектром, розподілом у просторі і часом дії світлових потоків, що проходять у приміщення через вікна і ліхтарі від сонця і неба.

Світлові реакції (чи функції) діляться на три групи:

1) інформативні зорові, такі, що характеризуються виникненням і сприйняттям зорових образів;

2) морфофункціональні дії, що викликаються сукупністю, на людину ультрафіолетових, видимих і інфрачервоних випромінювань;

3) непрямі, які характеризують дію світла на предмети життєвого середовища (наприклад, нагрів поверхонь, вицвітання матеріалів, зміна структури хімічних речовин та ін.).

Проектування світлового середовища в будівлях зводиться до вибору світлопрорізів (типу, форми, розмірів, розташування) в поєднанні, яке забезпечує оптимізацію різних дій світла на людину і економічну доцільність будівництва.

При цьому вирішуються два завдання:

· перше пов'язане із забезпеченням найкращих умов зорової роботи на робочих місцях (наприклад, на креслярській дошці, на столі); це завдання контролюється нормативами природного освітлення будівель (ДБН ІІ - А. 8-72);

· друге має на увазі відтворити психологічно і естетично відчуття сонячного дня; критерієм оцінки міри сонячності служить індекс сонячності, застосування якого правомірне, якщо врахувати, що наше око розвивалося і добре пристосоване саме до умов сонячного освітлення.

На першому етапі проектування вирішуються наступні локальні завдання:

· вибираються за нормами необхідні рівні освітленості відповідно до точності робіт і особливостей зорової роботи (світлість фону, контраст між деталлю і фоном);

· забезпечується нерівномірність освітлення, сприяючи найкращій видимості об'єкту розрізнення;

· усувається або обмежується засліплення, що виникає при попаданні в очі робочих прямих або відбитих променів сонця.

Другий етап проектування має на увазі створення архітектурного світлового образу інтер'єру, який формується взаємодією архітектури і світла і ставить метою досягти враження, що заздалегідь передбачається архітектором.

Архітектурний світловий образ інтер'єру визначається наступними основними характеристиками якості освітлення:

1) розподілом яскравостей у приміщенні, тобто співвідношенням яскравостей стелі, стін і підлоги;

2) усуненням засліплення, що створюється в приміщенні прямими променями сонця або яскравим небом;

3) нерівномірністю освітлення приміщення, тобто співвідношенням максимальної освітленості до мінімальної;

4) контрастністю освітлення, тобто співвідношенням сумарної освітленості до освітленості, що створюється розсіяним світлом, яке утворюється в результаті багатократних віддзеркалень від поверхні стелі, стін і підлоги.

Третя характеристика якості освітлення пов'язана з нерівномірністю розподілу світлових потоків у приміщенні.

За ознакою нерівномірності приміщення диференціюються на дві групи. До першої групи відносяться приміщення, в яких вимагається рівномірне освітлення, наприклад цехи з однотипним устаткуванням (складальні цехи годинникових заводів, прядильні і ткацькі цехи), класи в школах, креслярські і т.п.

У приміщеннях цієї групи нерівномірність освітлення регламентується вимогою забезпечити відношення максимальної освітленості до мінімальної (в межах приміщення або прольоту), що не перевищує 3, а в точних виробництвах – 2.

При адаптації ока на різні яскравості сприйняття даного предмета різко змінюється залежно від співвідношення власної яскравості даного предмета і середньої яскравості поля адаптації, в якому перебуває глядач (спостерігач).

Четверта характеристика якості освітлення пов'язана з контрастністю освітлення, яка створюється взаємодією світла, розсіяного внутрішніми поверхнями приміщення, і прямого світла неба, що проникає через вікна (ліхтарі).

Критерієм оцінки контрастності освітлення в приміщенні можуть служити співвідношення між прямим сонячним і дифузним освітленням, спостережуваним у природі.

Значення дифузної складової  визначають за формулою:

,

де  – яскравість неба в зеніті, кд/м²;  – зенітна відстань сонця, тобто кут, що утворюється напрямом випромінювань сонця і вертикаллю, що проходить через зеніт. Співвідношення між освітленістю, що створюється прямим світлом сонця.  і дифузним світлом безхмарного неба  можна приблизно знайти за формулою:

де  – постійна, залежна від географічної широти місцевості, рівна від 0,2 до 0,1.

Рисунок 15.8 – Приклади раціонального освітлення спортивних залів – розподіл світла

 

У відомих межах Е_н прямо пропорційні висоті сонця . Знаючи освітленість від неба, можна визначити сумарну освітленість :

де  – світлова сонячна постійна;  – освітленість, що створюється сонцем;  – освітленість, що створюється небом.

А. Промислові будівлі

Основними завданнями проектування природного освітлення промислових будівель є:

1) вибір типу, розмірів і розташування світлових отворів (у зовнішніх стінах і покриттях), при яких в приміщеннях забезпечуються нормовані показники освітлення;

2) узгодження вибраних світлопрорізів і їх розташування з архітектурними вимогами до освітлення, сприяючими виявленню простору, тектоніки, ритму, колірного рішення;

3) захист робочих зон приміщення від сліпучої яскравості прямих та відбитих променів сонця.

Перше завдання, пов'язане з вибором типу і розташування світлопрорізів, слід вирішувати на основі світлотехнічних розрахунків, що підтверджують дотримання норм в кожному цеху промислового підприємства, враховуючи затінювання робочих поверхонь устаткуванням і корпусом самого робочого; останнє великою мірою залежить від системи природного освітлення і розташування робітника відносно світлового отвору.

На рис. 15.9 дається класифікація вікон і ліхтарів, що полегшує проектувальникові вибір типу і розташування світлопрорізів. Рекомендоване відношення ширини двосторонніх ліхтарів з вертикальним склінням до ширини прольоту приміщення коливається в межах 0,4-0,6; це ж відношення рекомендується і для трапецієвидних ліхтарів (приймаючи ширину ліхтарів за середньою лінією трапеції).

Для усунення затінювання від сусідніх ліхтарів відстань між склінням суміжних ліхтарів має бути:

при двосторонніх ліхтарях з вертикальним склінням – не менше полуторної суми висот суміжних ліхтарів;

при трапецієвидних і зенітних ліхтарях – не менше суми висот суміжних ліхтарів.

 

Рисунок 15.9 – Класифікація типів ліхтарів

 

Рисунок 15. 1 0 – Класифікація прийомів природного освітлення за характером світлорозподілу: а – прийоми спрямованого природного освітлення приміщень; б – прийоми розсіяного природного освітлення приміщень; в – прийоми відбитого природного освітлення приміщень