Ш-7 09

Гигиенистами гелио — и аэротерапевти­ческие процедуры, основанные на воз­действии на организм человека сум­марного солнечного излучения, ветра, температуры и влажности наружного воздуха, часто вызывают побочные от­рицательные явления (учащение сер­дцебиения, повышение кровяного дав­ления, слабость и утомление). Между тем, как пишет Д. Н. Лазарев, наи­большую ценность представляют так называемые небесные ванны, т. е. об­лучение человеческого тела рассеян­ным естественным излучением ясного неба в сочетании с действием воздуха.

Следовательно, конструкция солн­цезащитной установки, предназначен­ной для проведения гелио — и аэроте­рапевтических процедур, должна эк­ранировать прямое солнечное излуче­ние в зоне пребывания человека, быть максимально открытой для рассеянно­го излучения, обеспечивать свободное проветривание внутриквартального про­странства, площадки отдыха, игровой зоны, зоны процедур на пляже и т. п.

При открытом небосводе в ясные дни количество УФ-облучения, созда­ваемого в горизонтальной плоскости рассеянным излучением, очень велико и составляет 60—80% суммарного. Следовательно, конструкция такого СЗС должна создавать условия, иск­лючающие перегрев организма и в то

Рис. 5.17. Пределы рацио­нальной ориентации зда­ний по сторонам горизон­та

Же время обеспечивающие максималь­ное использование солнечной энергии в лечебных целях.

Разработана специальная солнцезащитная установка (рис. 5.19), обеспечивающая макси­мальный доступ рассеянной радиации неба при полном экранировании прямых солнечных лучей с учетом географической широты местности [16]. Комплексные исследования такого СЗС, названно­го "Целярием"1, проводились в Сухуми и показали его высокую эффективность.

Применение подобных конструк­ций целесообразно не только на тер­ритории пляжей, санаториев и курор­тов в южных и центральных районах страны, но и на площадках отдыха при открытых производствах, во внутри — квартальных пространствах, парках и садах, на территории школ и детских садов-яслей.

Расчет солнцезащитных устройств проводится следующим образом.

Геометрические параметры ко­зырьков и экранов, их число и углы наклона их элементов определяются защитными углами: — для гори­зонтальных элементов СЗУ и у —

АОт латинского слова "caelum" — небо, кли­мат.

Глава 5. Инсоляция и солнцезаищта в архитектуре 235


А

Рис. У1 & Солнцезащитный диффузор для зенитных фо­нарей

И

1-

~Т—— Г 1 1 1

I I 1

1 1 1 1

1 1 1__________ 1 —— L

22

J-3

1111

__________

HV-4-‘

Для вертикальных элементов СЗУ (рис. 5.20). При этом

А = ап^^ЛсоБсс), (5.1)

Где И — высота Солнца, град; ос — угол между пер­пендикуляром к фасаду в плане и азимутом солнца (Ло);

90 (5.2)

Для определения выносов горизон­тальных элементов СЗУ следует при­нимать средние значения защитных углов и средний период жаркой поло­вины года (22 августа).

Защитный угол позволяет принять любое конструктивное решение СЗУ в зависимости от архитектуры фасадов, т. е. при одном и том же значении $ козырек может быть горизонталь­ным, наклонным, многоступенчатым или решетчатым. При конструирова­нии решетчатого козырька можно перья козырька располагать равномер —

236 Часть II. Архитектурная светология


10,00

18,00

К

Узел а

Тах


Рис. 5.19. Целярий — солнцезащитный воз­душный бассейн для группового облучения рассеянной У Ф-радиа — цией ясного неба

Но (рис. 5.21, а), тогда число и наклон перьев определяются исходя из мини­мального значения уЗ в летнее время при обеспечении полной солнцезаши — ты. Перья козырька могут также рас­пределяться в зависимости от измене­ния положения солнца на небосводе

Глава 5. Инсоляция и солнцезащита в архитектуре 237


Козырек может быть запроектиро­ван свободной формы, соответствую­щей движению солнца по небосводу в расчетный период (рис. 5.22). Разме­ры боковых выносов козырька в зави­симости от ориентации светопроема и выбранных защитных углов определя­ются по графику (рис. 5.23).

Рис. 5.20. Расчетные схе­мы н защитных углов"

Защитные углы регламентиру­ющие выносы, число и угол поворота вертикальных экранов, определяют не­посредственно по инсоляционному гра­фику с учетом времени эксплуатации здания и требований к условиям ин­соляции помещений. Если указанные условия неприемлемы для данного ар­хитектурного или конструктивного ре­шения, необходимо выбирать комби­нированные или регулируемые устрой­ства.

0-летнее

0-ЛЕТНЕЕ

Б)

0-летнее

0-летнее

0-расчетное (среднее)

0-расчетное (среднее)

Рис. 5.21. Конструктивные схемы решетчатых козырь­ков

(рис. 5.21, б). Второе решение более экономично, так как предполагает ис­пользование меньшего числа элемен­тов.

В обоих случаях при выборе рас­стояний между козырьком и низом пе­ремычки светопроема необходимо учи­тывать, что первое от фасада перо ко­зырька должно затенять светопроем при наиболее высоком положении сол­нца на небосводе, т. е. при минималь­ном значении в летний период.

5.4. Моделирование инсоляции

При проектировании и рекон­струкции исторической городской за­стройки, особенно насыщенной здани­ями разной этажности и сложной кон­фигурации, существующие графиче­ские методы оценки условий инсоляции зданий и территории (с по­мощью инсографиков, светопланоме — ров, климаграмм, ЭВМ и т. п.) вызы­вают затруднения и требуют больших затрат времени. Некоторые же участки застройки проанализировать графиче­ски в проектной практике невозможно.

Для решения этих задач наиболее предпочтителен метод моделирования условий инсоляции на макетах за­стройки, предложенный JI. JL Дашке­вичем [8 ]. Для реализации данного метода в практике проектирования Н, В. Оболенским и O. A. Корзиным разработана лабораторная установка для моделирования условий инсоляции на макетах застройки, помещений и СЗУ — "Инсолятор-НИИСФ"1.

6)

Эта установка может быть разме­щена в любом помещении площадью не менее 3×3 м и высотой не менее 3,6 м. Моделируемую застройку мож­но выполнить в различных масштабах, общий размер макетов в плане 0,9×0,9 м, высота до 0,5 м.

Инсолятор состоит из следующих основных частей (рис. 5.24):

Действует в МАрхИ наряду с установкой Н. М Гусева—Л. Л. Дашкевича.

1) "искусственное Солнце" — прожектор с параболическим зеркаль­ным отражателем диаметром 0,9 м в защитном кожухе на поворотной штанге с противовесом, перемещаемой в вертикальной плоскости вокруг го­ризонтальной оси с помощью ручного приводного механизма. Наклон штанги прожектора контролируется по шкале вертикальных углов солнца от 0 до

90°;

2) "искусственная Земля" — пово­ротный стол (вращается в горизонталь­ной плоскости вокруг вертикальной оси) со шкалой азимутальных углов от 0 до 180°, отсчитываемых от юга;

3) механизм управления "искусст­венным Солнцем".

Рис. 5.22. Построение ко­зырька свободной формы в зависимости от движе­ния Солнца по небосводу

А — план; 6 —- фасад; в — схе­ма козырька свободной фор­мы на плане здания цилинд­рической формы; г — разрез

Относительно портативная конст­рукция инсолятора позволяет модели­ровать и фиксировать условия инсоля­ции в наглядных и естественных для экспериментатора (проектировщика) условиях горизонтальной поверхности "искусственной Земли". Этим инсоля­тор отличается от подобных установок Н. М. Гусева, Л. Л. Дашкевича и зару­бежных аналогов, на которых сложнее

Варьировать объемно-планировочные решения из-за наклона поверхности "искусственной Земли".

Инсолятор снабжен специальным кронштейном для крепления фотоап­парата в зенитном над инсолируемым макетом положении, что позволяет по­лучать кинограммы суточного хода ус­ловий инсоляции исследуемой градо­строительной ситуации, здания или помещения.

К

-V —

В

В

Моделирование условий инсоляции застройки производится на модели по­мещения СЗУ или макета застройки в наиболее удобном масштабе путем освещения лучами "искусственного Солнца", установленного с угловыми координатами относительно макета, соответствующими заданными часам суток, месяцу года и географической

3 3

1

\1л

\гл

Т

*

Г т

Ю

1

Ш я» а

40

60

50

70

З’В

Рис. 5.23. Определение разме­ров боковых выносов ко­зырьков 01 и ?2) в зависи­мости от ориентации (раз — меры /1 и 12 даны в отно­сительных единицах от величины превышения ко­зырька над подоконникам Н)

ТУ?**

Л о* _ ол

Широте. Эти данные определяются по солнечным картам или справочникам. На установке можно визуально оце­нить ход светотеневых градаций на земле, фасадах зданий или в помеще­ниях и эффективность солнцезащит­ных устройств. Та^им образом экспе­риментально выделяется оптимальное по условиям инсоляции решение гра­достроительной ситуации или пласти­ки фасада здания.

Описанная экспериментальная ус­тановка, как и ее известные аналоги, имеет существенный недостаток: она обеспечивает лишь моделирование прямых солнечных лучей. Это значи —

1 — "искусственное Солнце";

2 — "искусственная Земля"

Тельно ограничивает ее возможности и не позволяет создавать подобие при­родного суммарного солнечного осве­щения. Такие условия можно полу­чить на "искусственных небосводах" НИИСФ (варианты показаны на рис. 5.25).

Рис. 5.24. Общий вид инсоля — тора

240 Часть II. Архитектурная светология

Основная экспериментальная ус­тановка размещается в блоке "небо— Солнце—Земля". Прежде всего в этом небосводе — "Гелиоклиматроне" воз­можно крупномасштабное моделирова­ние, которое значительно повышает достоверность результатов исследова­ний и впервые открывает возможность введения в модель человека-наблюда­теля. Это обеспечивается размерами небосвода (внутренний диаметр 16 м) и моделей (до 4x4x3 м). На таких мо­делях можно проводить комплексные исследования по вопросам естествен­ного и совмещенного освещения, ин­соляции, солнцезащиты, цветового ре­шения интерьера, пластики фасадов, зрительной работоспособности в свето — цветовой среде, характерной для раз­ных климатических районов.

Эти возможности обусловлены че­тырьмя основными особенностями обо­рудования небосвода: моделированием облачного и ясного неба, наличием "Солнца" с различными координатами на небосводе, вращающейся поверхно­стью "Земли" и светящей подстилаю­щей поверхностью. Практически такой небосвод с автоматизированной систе­мой управления может обеспечивать исследовательские потребности всех светотехнических лабораторий. По су­ществу, в "Гелиоклиматроне" можно проводить совместные светотехниче­ские, психоэстетические и гигиениче­ские исследования восприятия челове­ком окружающей световой среды. А это уже путь к ее оптимизации.

Такое моделирование среды в об­ласти видимой радиации Солнца дает в руки архитектора уникальный "ин­струмент" для прогнозирования и оценки качества архитектуры, повы­шения выразительности пространства и форм (пластики, силуэта, яркостно — цветовых соотношений и динамики их распределения в поле зрения), опти­мальной связи интерьеров с внешним пространством, "вписывания" архитек­туры в конкретные природные условия и устранения стрессовых состояний че­ловека при световом дискомфорте.

Достоинство такого "инструмента" также в том, что он позволяет по­ставить комплексные исследования критериев оценки достаточности осве­щения зданий и помещений, оценива­емой не по зрительной работоспособ­ности, а по психологическим факто­рам.

Этот важный вопрос имеет прямое отношение к формированию архитек­турного образа жилища в северных, центральных и южных районах стра­ны, его комфортности. От его решения зависит экономичность жилых секций, особенно плотность городской застрой —



.