Загальні положення світлотехніки. Природне освітлення, його функції, види, системи, кількісні та якісні одиниці. Штучне освітлення міських просторів і будинків. Кількісні і якісні одиниці.
ПЛАН
1. Загальні положення світлотехніки
2. Природне освітлення, його функції.
3. Штучне освітлення міських просторів і будинків.
ЛІТЕРАТУРА
1. Гусев Н.М. Строительная физика. – c. 5-15
Загальні положення світлотехніки
Світло - це електромагнітне випромінювання, яке володіє хвильовими і корпускулярними (квантовими) властивостями, що поширюються в просторі з граничною швидкістю до 300 000 км / сек.
Освітленість - поверхнева площина світлового потоку випромінювання, що падає на нормально освітлювану поверхню (Рис. 9), дорівнює відношенню світлового потоку до величини поверхні, яку ций потік рівномірно освітлює (опромінює).
Розрізняють плоску освітленість - горизонтальний або вертикальний нахил напряму світла (відповідно розташуванню освітлюваної площини) і циліндричну, яка є показником насиченості приміщення світлом від багатьох розосереджених джерел, включаючи і відбите світло від обгороджених поверхонь.
Для оцінки розподілу освітленості в приміщенні застосовується коефіцієнт нерівномірності висвітлення (на заданій поверхні), що є:
• або відношенням мінімальної до середньої освітленості поверхні;
• або відношенням мінімальної до максимальної освітленості поверхні.
При оцінці якісної сторони освітлення застосовуються наступні поняття: Пряма блискітність - виявляється при наявності світлових поверхонь
(вікон, світильників та інших) у напрямках, близьких до напрямку зору.
Периферична блискітність - виявляється при наявності світлових
поверхонь (вікон, світильників та інших) у напрямках, що не збігаються з
напрямком зору.
Відбита блискітність - виявляється при наявності в полі зору елементів дзеркального відображення світлових поверхонь, зокрема при наявності відбитих зображень, видимих до напрямку зору (у картинних галереях, проектних кімнатах тощо).
Яскравість - світлова величина, яка безпосередньо визначається оком.
Вона являє собою поверхневу щільність сили світла в заданому напрямку, що визначається відношенням сили світла до площі проекції світлової поверхні на площину, перпендикулярному тому ж напрямку.
Природне освітлення, його функції.
Природне освітлення створюється прямими променями сонця і розсіяним (дифузійним) світлом небосхилу. Оптимальний світловий режим у приміщеннях створює найкращі умови освітлення робочого місця або об'єкта, що сприймаються людиною при спостереженні. Він досягається шляхом:
A) правильного обліку світлового клімату географічного місця (де
передбачається будівництво проектованого об'єкта);
Б) правильного вибору розмірів, форми і колірної обробки приміщення;
B) розташування світлопрорізів;
Г) правильного розміщення і вибору потужності штучних джерел світла. Яскравість природного освітлення здійснюється через наступні показники освітленості:
1) розподіл яскравості в навколишньому просторі;
2) нерівномірність освітлення;
3) напрямок і властивості світла щодо створення тіней;
4) спектральний склад світла.
При проектуванні будинку архітектор вибирає систему природного освітлення. Тип, форму вікон, ліхтарів, їх конструкцію, обробку приміщення. На основі цих вихідних даних визначаються розміри вікон і ліхтарів, що забезпечують нормовані значення К.П.О.: середнє - при верхньому освітленні і мінімальне - при бічному.
Далі розрахунок природного освітлення зводиться до наступного: Визначення значень К. П.О. у ряді точок, що знаходяться на робочій площині:
- за характерними розрізами приміщення;
- побудова кривих, що характеризують розподіл світла в приміщенні.
Робочою площиною для більшості приміщень служить горизонтальна
площина, однак для деяких приміщень (зали картинних галерей, музеї, проектні зали, деякі виробничі цехи з однотипним устаткуванням, цехи текстильних фабрик) значення К. П.О. розраховують на вертикальних або похилих поверхнях.
Характерним розрізом приміщення звичайно служить розріз, що перетинає приміщення посередині, по осі світлопрорізів. У випадках, коли потрібно побудувати на плані приміщення ізолюкси (криві рівної освітленості), кількість розрізів збільшується. Звичайно таке визначення К.П.О. застосовуютьс для розрахунку природної освітленості цехів виробничих будинків з великими просвітами.
Додатково для виявлення оптимального природного освітлення застосовують графіки Данилюка.
Графік I і ІІ визначає кількість променів, що проходять через світлові прорізи в стіні при бічному освітленні.
Графік III застосовується для розрахунку верхнього освітлення.
Проектування світлового середовища зводиться до вибору світлопрорізів (тип, форма, розміри, розташування), що забезпечує оптимізацію різних впливів світла на людину та економічну доцільність будівництва.
Завдання проектування світлового середовища.
Критерієм оцінки ступеню сонячності є індекс сонячності. 1-й етап проектування виконує рішення наступних задач:
1) вибір за нормами необхідних рівнів освітленості відповідно до точності робіт і особливостями зорової роботи (яскравість тла, контраст між деталлю і тлом);
2) забезпечення нерівномірності освітлення, що сприяє найкращої видимості об'єкту розрізнення;
3) усунення або обмеження засліпленості, що виникає при влученні в очі працюючих людей прямих або відбитих променів.
2-й етап проектування:
4) створення архітектурного світлового образу інтер'єра, що формується
взаємодією архітектури і світла, метою чого є створення сприятливого
враження (залежить від призначення приміщення: виробничі приміщення -
враження активності, природності; музеї - враження зосередженості і
відчуженості; зали для глядачів - враження святковості й урочистості).
Архітектурний світловий образ інтер'єра визначається основними характеристиками якості освітлення.
• Розподіл яскравостей у приміщенні (співвідношення яскравостей стін, стелі і підлоги).
• Усунення явища засліпленості, створюваного в приміщенні прямими сонячними променями або яскравим небом.
• Створення нерівномірності освітлення приміщення (співвідношення максимальної освітленості і мінімальної).
• Контрастність освітлення (співвідношення сумарної освітленості і освітленості яка створена розсіяним світлом (утвориться в результаті багаторазових відображень від поверхні стелі, стін і підлоги)).
Чотири характеристики яскравості освітлення. I характеристика яскравості освітлення
1. Визначення відносної яскравості в довільних точках стелі,
2. Визначення відносної яскравості в довільних точках стін.
3. Визначення відносної яскравості в довільних точках підлоги.
4. Вибір обробки стін і підлоги. Визначення коефіцієнта відображення внутрішніх поверхонь приміщення.
5. Визначення необхідного рівня освітленості (значення середовища, К. П. О. на поверхнях)
II характеристика яскравості освітлення
Критерієм оцінки засліпленості вдень служить індекс блискітності, який залежить від яскравості неба і видимості скрізь вікно.
Для обмеження засліпленості, яка створена поверхнею вікон, застосовуються наступні міри:
• Підвищення середньої яскравості інтер'єру (світлова обробка);
• Застосування скла зі зниженим коефіцієнтом пропущення (контрастне скло, матове);
• Застосування сонцезахисних пристроїв (козирки, жалюзі).
III характеристика якості освітлення
За ознакою нерівномірності приміщення диференціюються на дві групи: I група - приміщення, у яких потрібне рівномірне освітлення (цехи з
однотипним обладнанням, класи в школах, аудиторії, креслярські кімнати
тощо);
II група - приміщення, у яких вимоги до нерівномірності визначаються необхідністю краще виділити розглянутий предмет за рахунок адаптації ока (спортзали, виставки, музеї тощо).
IV характеристика яскравості освітлення
Контрастність створюється взаємодією світла, розсіяного внутрішніми поверхнями приміщення і прямого світла неба (через вікна, ліхтарі).
Основні критерії якості: співвідношення між прямим сонячним і дифузійним освітленням, що спостерігаються в природі. Контрастність освітлення залежить від зенітної відстані (висоти стояння сонця).
