?20 Часть II. Архитектурная светология

О)

Рис* 4.41. Схемы гелиоосве- тительных установок со световодами (разрезы зда­ний)

А — установка оконного и шедового типов; б — уста­новки шахтного типа (одно — и двухплечевые) в много­этажных зданиях; / — фацет — ный гелиостат с автоматиче­ской системой слежения за Солнцем; 2 — прозрачное стекло в окне или фонаре; 3 — плоский клиновидный световод; 4 — источники ис­кусственного света; 5 — зер­кальная поверхность; 6 — светопропускающая и диф — фузно рассеивающая повер­хность — световой потолок; 7— световая шахта; 8 — зер­кальные отсекатели света

Глава 4. Архитектурное освещение 121


Электрических батарей, заряжаемых солнечной энергией. Если управляемое фотоэлектрическое освещение объеди­нить с оптически управляемым есте­ственным освещением, то в результате получится полностью децентрализо­ванная эффективная система. Остается только одно важное ограничение, свя­занное с необходимостью накопления электроэнергии. Оно может быть уст­ранено, например, использованием ветровых двигателей при отсутствии солнца. Комбинация фото — и ветроэ­лектрического и оптического естест­венного освещения является преддве­рием надежной системы энергонезави­симого освещения, не требующей цен­трализованной сети питания и не причиняющей вреда окружающей сре­де.

Новая энергосберегающая техноло­гия естественного освещения может со­ставить реальную альтернативу при­вычному электрическому освещению. Она основана не на потреблении не — возобновляемых природных ресурсов и связанном с ним экологическом за­грязнении среды обитания, а исполь­зует естественные возможности. По за­рубежным данным, значительно более экономично передавать дневной свет во внутренние (в том числе подзем­ные) помещения, чем сйздавать для них электрическое освещение. Наи­большую выгоду от применения новых гелиоосветительных систем получат наименее развитые в индустриальном отношении страны.

4,6. Оптическая теория

Естественного светового

Поля

Изложенные выше прибли­женные методы расчета КЕО позволя­ют легко решать практические задачи проектирования, но не дают достаточ­но глубокого и цельного представления о природе и закономерностях распре­деления света в помещениях. В 1991 г. Д. В.Бахаревым [2] была предложена оптическая теория светового поля, со­гласно которой световое поле в поме­щениях представляет собой нерезкое (размытое) и засвеченное многократ­ными отражениями оптическое изобра­жение внешней среды, проецируемое светопроемом в пространство и на по­верхности помещения. Помещения "видят" внешний мир примерно так же, как его видит камера "обскура" или глаз человека. Понимание свето­вого поля как оптического изображе­ния объединяет абстрактные аналити­ческие методы расчета освещенности с наглядной геометрией обычного пер­спективного изображения объектов. Такой подход к светотехническим за­дачам должен быть особенно близок и понятен архитекторам, профессиональ­но владеющим методами перспектив­ной проекции.

Согласно оптико-геометрическим представ­лениям изображение светящего объекта, возника­ющее при прохождении света через достаточно большое (по сравнению с длиной волны) отверстие, есть непрерывное множество проекций отверстия на плоскости изображения, образованных расходя­щимися гомоцентрическими пучками лучей, испу­скаемых точками поверхности объекта. В частно­сти, изображениями вершин прямоугольного фа­сада ABCD (рис. 4.42) противостоящего здания на вертикальной плоскости задней стены помещения •будут гомоцентрические проекции светопроема А\АгАъАл, В\ВгВъВА,… и т. д., проецируемые и з то­чек-оригиналов Л, Ву С и D. Для построения кон­тура размытого и перевернутого перспективного изображения фасада достаточно соединить эти проекции отрезками прямых A\D\> АгОг и т. д. Та­ким образом, в размытом изображении светящая точка изображается плоской фигурой, соответст­вующей форме отверстия, светящая линия — псев- допространственным телом A\AiAzAaD\I>iDiD^ образованным сдвигом этой фигуры, светящая фи­гура — замкнутой комбинацией таких тел.

Стягивание отверстия 1234 в точку О перево­дит размытое изображение фасада в его четкую перспективную проекцию abed, поэтому для раз­мытого изображения в принципе остаются спра­ведливыми все законы и методы построения обыч­ной перспективной проекции. Так, размытое изо­бражение параллельных прямых сходится в раз­мытом изображении Г2’3*4′ точки схода /’, представляющем собой косоугольную проекцию отверстия 1234 на плоскости изображения, т. е.

Предел гомоцентрической проекции отверстия из бесконечно удаленной натурной точки схода светя­щих прямых АИ и ВС. Зона схождения }’2’ЗЧ* этих горизонтальных прямых принадлежит размы­тому изображению горизонта, ширина полосы ко­торого равна высоте светопроема. На рис. 4.42 можно обнаружить также и ряд других соответст­вий между размытым и четким изображениями

Фасада.



.