V V Римскими цифрами пронумерованы цветные

здании, интерьеров и не учитывают иллюстрации.

действительных условий освещения. **3а исключением примеров с необоснован-

Условность построения этих изображе- ^ным сплошным остеклением.

туру ряда зданий в Москве; например, Однако этот способ контроля за

башню здания гостиницы "Пекин", воплощением художественного замыс-

здание Центрального академического ла обычно связан с большими допол-

театра Российской Армии и др. Про- нительными затратами времени и

порции венчающих частей этих зданий средств; поэтому к нему можно при-

резко изменились из-за того, что ниж- бегать только в случае крайней необ-

ние выступающие вперед части невы- ходимости.

годно закрывают собой верхние. Архитектурные ухищрения, выра- Древнерусская архитектура богата женные в древнегреческом зодчестве в примерами, свидетельствующими о виде энтазиса, курватур, наклона ко- тенком умении зодчих переходить от _лонн> широко использовались в рус- проекта к натуре. В частности, русские ской классической архитектуре для зодчие широко пользовались различ- _пртатя ансамблям и зданиям боль- ными проверками; одна из них заклю- _шей выразительности и монументаль- чалась в том, что в кладке барабана _носхи

собора (или церкви) укреплялся шест, Наряду с коррекциями в архитектуре прошло-

который поднимался вверх И завер- го широко использовался прием перспективных со-

шался крестом. При сооружении вен- кращений (наклон стен, уменьшение размеров

чающей части Здания такой шест слу- кверху, трапециевидная форма 1шощадей,коридо-

ЖИЛ надежным контролем задуманных Ров, лестниц и др.). При этом наибольший оптиче-

, ^J ский эффект возникает при наблюдении в ракурсе

пропорции при наблюдении сопреде- _{и применении} перспективных сокращений^.™-

ленных Точек. Такие шесты были об- дающих с главным направлением движения зрите-

наружены, например, при обмерах ля. Подобного рода оптический эффект кажущего-

Спасского собора монастыря в Вол or- ся увеличения высоты здания и сооружения с успе-

де, в Николаевской церкви в Каре- хом применялся в русской архитектуре и, в частно-

„ _ сти, в творчестве академика И.В.Жолтовского.

ЛИИ и по. „ „

V Часто применяемый в прошлом прием утоне-

гасхождения между восприятием в _{ния и наклона} стен зданий, башен, колоколен зри- натуре и проектом возможно предви- тельно увеличивал высоту зданий, вызывал ощу- деть на первой Стадии проектирования щение их статической устойчивости и закономер- зданий и сооружений. Эта стадия ха- ^ного распределения материала, соответствующего растеризуется геометрическим проек- игре возникающих в конструкции усилий, тированием (перспективами, рисунка- Многообразные приемы придаю- ми), а также макетами, позволяющи- ^щие небольшим зданиям Провиант- ми осматривать и оценивать здание с ^{ских складов в Москве} грандиозность, разных точек зрения. При этом оцен- выразительность и масштабность, про- ку проекта целесообразно проводить Демонстрировал архит. В.П.Стасов, на макетах разного масштаба (напри- Особенно важно, что все эти тонкости мер, 1/50 и 1/200), чтобы уловить ^{были им} предусмотрены в процессе возможные зрительные искажения при проектирования (на чертеже, датиро- переходе от проекта к натуре. ванном 1821 г.).

Вторая стадия связана с проверкой Оптические коррекции не потеря- восприятия в процессе возведения зда- ^ли значения и в современной архи- ний и сооружений. Известны случаи, тектуре. Наблюдаемый геометризм за- когда видные зодчие вносили коррек- стройки нередко вызывает ощущение тивы в возводимые по их проектам монотонности и однозначности, однако здания и сооружения в процессе их было бы неосмотрительно вносить та- строительства в результате обнаружен- кие поправки произвольно, без соблю- ных при наблюдении с разных точек дения должной меры. Такой подход грубых искажений объемной компози- обычно не приводит к обогащению вос- ции и пропорций. приятия здания или сооружения.

При выборе вносимых в проект (или макет) коррекций могут быть по­лезными данные об остроте различе­ния, характеризующейся угловым раз­мером при большом контрасте между зданием и небом в различных усло­виях освещения, а также данные прак­тики, которые черпаются из тщательно проведенных обмеров памятников про­шлого. Так, на примере колокольни Ивана Великого установлено, что на­блюдаемый эффект устремленности ввысь достигается при применении в верхнем ярусе утонения, характеризу­ющегося углом, равным примерно 1°.

Другой известный прием — ис­пользование курватур, которыми под­черкивается и усиливается перспек­тивное искривление прямых, находя­щихся выше горизонта зрителя. В со­вокупности с другими коррективами курватуры способствуют ощущению монументальности, кажущегося увели­чения высоты и протяженности зда­ния, устранению сухости геометризма. Именно поэтому курватура получила широкое распространение в древнегре­ческой архитектуре. На основе тща­тельно проведенных в XVIII и XIX вв. обмеров (Пенрозом, Пеньеторном и др.) была установлена характеристика курватур в виде отношения стрелы подъема (вспарушенности) к длине фасада. Численные значения этого со­отношения колеблются в пределах 0,0015—0,0017.

Разновидность курватур представ­ляет энтазис колонн. Такая коррекция использовалась в русской и, в частно­сти, владимиро-суздальской архитек­туре (например, башня в Боголюбове, церковь в Кидекше и др.).Этот прием был с успехом использован Ж.Суфло при возведении портика в здании Пантеона в Париже (1764 г.).

При рассматривании архитектур­ных ансамблей возникает ряд искаже­ний, связанных с оценкой глубины пространства. Опыт показывает, что точность оценки уменьшается при уве­личении пространства. Архитектур­ной практике прошлого известны слу­чаи, когда зодчий существенно изме­няет восприятие глубины площади приданием ей трапециевидной формы; в этих случаях боковые здания рас­полагались под углом 5—7° к продоль­ной оси площади; такая площадь ка­жется более глубокой (по сравнению с проектной глубиной) при сужении ее в сторону движения, т.е. по на­правлению к завершающему площадь зданию, и, наоборот, менее глубокой при расширении площади в направле­нии движения.

Неправильная оценка глазом глу­бины пространства рождает ошибки в оценке действительной высоты зданий и сооружений. Зрительное изменение высоты зданий и сооружений особенно заметно в зданиях башенного типа (общественных и жилых), получивших широкое распространение в застройке городов.

В современной световой архитек­туре зданий и интерьеров часто встре­чаются оптические искажения, возни­кающие вследствие иррадиации.

Явление иррадиации дает себя чувствовать при искусственном освещении зданий со сложным остеклением фасадов. Вечером несущие конструк­ции (колонны, ригели и др.) читаются с улицы чер­ными силуэтами на ярком фоне остекления. Подо­бный часто встречающийся в современной архи­тектуре мотив нередко сопровождается изменени­ем членений и пропорций фасадов.

Особенность вечернего освеще­ния — его высокая контрастность, которая возникает из-за отсутствия рассеянного света неба. Даже днем при контрастном солнечном освещении ис­кажается восприятие колонны. На ос­новании сопоставления кривых види­мости и освещенности цилиндра было доказано, что возникают зрительные эффекты уплощения и излома цилин­дрической колонны. Подобные оптиче­ские искажения присущи вечернему освещению, обладающему, как прави­ло, резкими светотеневыми контраста­ми. Отсутствие полутеней и рефлексов приводит к тому, что цилиндрическая поверхность, освещенная сбоку, восп­ринимается ломаной; освещенная же лучами, направление которых совпа­дает с направлением зрения наблюда­теля, такая поверхность воспринима­ется плоской.

Чтобы приблизить светотеневой контраст вечернего освещения фасада к привычным контрастам, характер­ным для естественного освещения, сле­дует световые приборы разбить на две группы: первая из них должны быть подобна солнцу, заливающему детали ярким светом; вторая выполняет роль рассеянного света неба, смягчающего контраст светотени. Первую группу приборов располагают выше освещае­мых зданий; вторую группу можно располагать на земле.

При обозрении предмета различа­ют две стадии: первую называют ви­димостью объекта; эта стадия харак­теризуется 75%-й вероятностью уви­деть предмет без возможности разли­чения его формы; вторая стадия — различимость — характеризуется спо­собностью глаза видеть форму пред­мета.

Первое, что мы замечаем, — яр­кость, цвет и светотень, которые, по существу, определяют первое впечат­ление и позволяют нам оценивать ок­ружающую обстановку, здание и его детали. Рассматривая одно и то же адание на различных естественных фонах (небо, деревья) и в разную по­году, мы убеждаемся в том, что вос­приятие его резко изменяется при пе­реходе от ясного солнечного дня к пас­мурному, исчезают определяющие форму контрасты светотени, искажа­ются глубинность пейзажа и объем­ность здания, пропадают пластика и выразительность архитектурных дета­лей. При диффузном освещении об­лачным небом решающее значение приобретают силуэт и цветовая ком­позиция ансамблей и зданий.

Личный опыт убеждает нас в том, что рассмат­ривание архитектурных произведений связано со зрительными усилиями. Напряженность этих уси­лий зависит не только от размеров здания, интерь­ера и их деталей, но и от их освещения. Предметы, отчетливо видимые в полдень, плохо различаются в сумерки, когда мелкие детали рассматриваемых предметов исчезают и глаз различает лишь общий контур предмета. Наконец, наступает момент, ког­да освещенность достигает предела (порога) и рас­сматриваемый предмет становится невидимым. Мы видим предмет только в случае, когда сущест­вует разница по яркости, цвету или фактуре между ним и фоном, на котором он проецируется. Эту раз­ницу между предметом и фоном, которая опреде­ляет его видимость, называют контрастом. Каче­ство видимости будет при прочих равных условиях тем лучше, чем больше контраст между предметом и фоном. Наименьшее значение контраста между предметом и фоном, начиная с которого предмет становится видимым, называют порогом зритель­ного восприятия. Численное выражение этого по­рога определяется оптическими свойствами глаза. Контраст между деталью и фоном зависит не толь­ко от свойств рассматриваемого предмета и фона, но и от условии освещения. Например, при солнеч­ном освещении отчетливо ощущается многоплано­вость (пространство) застройки благодаря контр­асту между освещенными и затененными поверх­ностями зданий или территорий. В пасмурную по­году, когда светотеневой контраст очень мал, застройка воспринимается более плоско, силузтно. Кажущееся изменение глубины пространства в еще большей степени ощущается с наступлением сумерек.

Глаз — не только оптический при­бор, позволяющий видеть предметы, но и анализатор, дающий возможность получать впечатления, возбуждающие мысли и эмоции, на основании кото­рых рождаются суждения и оценки. Как оптический прибор глаз чело­века обладает рядом особенностей. Нормальное поле зрения, которое че­ловек видит двумя глазами, приведено на рис. 3.2. Зона бинокулярного ви­дения в вертикальной плоскости при­близительно равна 120°, в горизон­тальной — 180°, зона монокулярного видения по горизонтали составляет 40° (справа и слева).

Несмотря на большое поле зрения неподвиж­ного глаза, обозрение архитектурных объектов происходит (подобно чтению книги) движущими­ся глазами, поскольку отчетливое видение деталей возможно только на весьма малой части поля зре­ния (равной примерно 1°).

Процесс чтения состоит в том, что наш глаз следует по каждой строчке, но не непрерывно, а с различными интервалами; таким образом, процесс чтения идет только в моменты, когда глаз находит­ся в состоянии покоя. Это движение глаз можно уподобить процессу питья, происходящему не не­прерывно, а отдельными глотками. Движение глаз обеспечивается шестью крохотными мускулами, которые позволяют нам сосредоточить оба глаза од­новременно на обозреваемом объекте.

При рассмотрении архитектурного объекта работа мускулов, движущих глаз_Лхарактеризуется направлением их движения, длиной пробегаемого глазами пути и длительностью наблюдения. Всякое изменение направления взгляда связано с измене­нием положения глаз, а следовательно с преодоле­нием сил инерции глаза и сопровождается оптиче­скими иллюзиями и искажениями, например пере­оценкой действительного размера угла, образуемо­го горизонталью и наклонными пересекающими ее линиями, иллюзией уподобления и т.д. (рис. 3.3).

На практике такие оптические искажения могут быть, например, ис­пользованы для того, чтобы избавиться от кажущегося или действительного небольшого прогиба балок, ферм, пе­ремычек и т.д.

В общем случае различимость объ­екта (или детали) зависит от шести

факторов: контраста между объектом и фоном, его яркости, углового раз­мера, спектра освещения, прозрачно­сти воздуха и продолжительности на­блюдения. Первые три фактора имеют решающее значение. Совокупность всех факторов создает световую среду, оптимальное воздействие которой мо­жет быть достигнуто при определен­ных количественных соотношениях этих шести параметров. Если изменять

каждый из этих параметров при ус­ловии постоянства других, то можно установить, что каждый из них имеет свои абсолютный порог, ниже которого предмет становится невидимым, как бы ни были благоприятны прочие ус­ловия наблюдения.

В связи с этим перед архитекто­рами встают следующие практические задачи: обеспечить хорошую различи­мость с больших расстояний архитек­турных доминант и ансамблей (задача градостроительного масштаба); обеспе­чить различимость отдельных объек­тов, их объемного и цветового решения при наблюдении со средних и близких дистанций; сохранить художественный образ ансамбля, здания, интерьера при переходе от проекта к натуре.

Вечером в условиях темновой адаптации глаза абсолютный световой порог, определяющий видимость пред­мета, существенно отличается от по­рога различения его, при котором глаз может различать форму пред­мета.

Порог видимости наблюдаемого предмета оценивают минимальной разностью яркостей фона и предмета, которую называют разностным поро­гом A L.B отличие от разностного порога относи­тельное значение пороговой яркости, определяю­щее порог различимости, называют пороговым контрастом предмета с фоном. Величину, об­ратную этому порогу, называют контрастной чув­ствительностью глаза.

Исследования показали, что значение разно­стного порога (пороговой разности) яркости увели­чивается пропорционально повышению яркости фона; иными словами, отношение разностного по­рога Д1к яркости фона L остается постоянным для всего диапазона изменения яркости адаптации.

Согласно закону , открытому Вебе ром и уточнен­ному Фехнером, субъективное восприятие любого увеличения яркости определяется числом разност­ных порогов в оцениваемом приросте яркости. За­кон говорит о том, что едва ощутимый прирост зри­тельного восприятия Л Л есть функция разностно­го порога [ЛA -/(AL/L)], а субъективное воспри­ятие увеличения яркости какой-либо поверхности оценивается числом разностных порогов, уклады­вающимся в рассматриваемом приросте яркости.

При решении разнообразных задач световой архитектуры зданий необхо­димо оценивать во сколько раз изме­няется ощущение яркости одной или примыкающих друг к другу поверх­ностей при различном освещении. Яр­кость, субъективно воспринимаемая глазом, т.е. количественное выражение уровня зрительного ощущения, назы­вают светлотой.

Светлота пропорциональна ярко­сти, т.е. по Веберу—Фехнеру

В = clgL, (3.1)

где В — светлота; L — фотометрическая величина яркости; с — коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц.

Для различения ахроматических или одноцветных предметов нужна не-

Закон исходит из гипотезы о количественной взаимосвязи (пропорциональности) между воздей­ствующим физическим стимулом и вызываемым им ощущением.

которая разность яркостей между предметом и фоном. Отношение ми­нимальной разности яркостей (опреде­ляющей порог различения предмета) к яркости фона и называют пороговым контрастом. Значение порогового контраста, так же как и разностного порога, зависит от яркости поля адап­тации, углового размера и формы предмета и времени наблюдения. Так, при наблюдении объектов в вечерние часы пороговый контраст между ними и фоном резко возрастает. Значения требуемого контраста между объектом и фоном для обеспечения отчетливой видимости этого объекта при разных условиях природного освещения можно определить по рис. 3.4.

Степень различимости определяет­ся контрастной чувствительностью гла­за. При уменьшении контраста между деталью и фоном для обеспечения раз­личимости необходимо увеличивать угловой размер предмета. По аналогии с пороговым контрастом отношение разности яркостей между деталью и фоном к большей яркости называют яркостным контрастом К, значение которого меньше единицы.

Яркостный контраст между деталью и фоном

K-(L\ — Li)/L\-bLlU при/л>/.2 (3.2) [или К - (Ьг — L\) iLt -ЛЬ/Li при LpL\], где Li, Lz - яркости соответственно детали и фона.

Из этого следует, что архитектурные детали, которые светлее фона, обладают положительным контрастом, детали же более темные, чем фон (на­пример, черные колонны на светлом фоне сте-■ы), — отрицательным.

Чтобы видеть архитектурные детали, имею-ние одинаковый цвет с фоном, необходимо, чтобы соблюдалось условие AL*i_nop или К*Кпор, где Leaf — пороговое значение разности яркостей; Хлор — яркостный пороговый контраст.

Как уже указывалось, пороговая яркость зависит от углового размера объекта наблюдения и яркости фона, на которую адаптируется наблюдатель. Величина, обратная минимальному значению.порогового контраста по яр­кости, определяет контрастную чувст­вительность. Значение контрастной чувствительности зависит от условий, в которых она определяется (угловые размеры детали, поле зрения, яркость окружения и т.п.).

При высоких освещенностях глаз способен различать яркости, отличаю­щиеся одна от другой на 1—2% (на­пример, глаз может различать ярко­сти, равные 33 и 35 кд/м²), а при низких контрастная чувствительность резко уменьшается (например, в тем­ную звездную ночь для различения яр­кости двух смежных поверхностей не­обходимо, чтобы перепад между ними был не менее 55%; яркости поверх­ностей должны отличаться более чем 1 1,5 раза одна от другой).

При малых яркостях закон Вебе-ра—Фехнера не соблюдается. В этом мы убеждаемся при наблюдении лан­дшафта в сумерки, когда даже круп­ные его детали постепенно скрадыва­ются и, наконец, исчезают. Еще более заметное изменение ландшафта на­блюдается в лунную ночь, когда при одинаковом распределении яркостей в нате зрения абсолютные величины яр­кости снижаются в несколько тысяч раз. Согласно закону Вебера, в этих условиях видимая структура ланд­шафта не должна изменяться. В дей­ствительности же отсутствие рассеян­ного и малая роль отраженного света уничтожают градации светотени, при­сущие солнечному освещению; тени кажутся глухими (вспомним картину Куинджи "Украинская ночь"), а контр­асты светотени — резкими.

Значение отношения пороговой разности яркостей к яркости фона оп­ределяется так называемым вуалиру­ющим действием¹ собственного света сетчатки глаза. Эффект вуалирующего действия сетчатки особенно заметен при малых яркостях фона и сопровож­дается резким повышением порогового контраста между деталью и фоном.

Вуалирующий эффект оказывает существен­ное влияние на восприятие далеко расположенных от наблюдателя зданий и сооружений. Постепен­ное удаление наблюдателя от здания сопровожда­ется прежде всего исчезновением мелких архитек­турных деталей. С далеких расстояний невозмож­но видеть и крупные детали, видны только контуры здания, а затем исчезают и они. Это свидетельству­ет о наличии зависимости между видимостью и расстоянием, что обусловлено двумя факторами. Первый связан с уменьшением углового размера здания по мере удаления от него, а второй — с тем, что с увеличением расстояния слой воздуха стано­вится толще, а воздух не является абсолютно про­зрачной средой. В воздухе происходит рассеяние и поглощение световых лучей, дополняемое вуали­рующим эффектом воздушной дымки. Последняя накладывается на здание, снижая контрасты, что приводит к ухудшению видимости и различимости предметов. Вуалирующий эффект дымки воздуха усиливается при высокой мутности воздуха (высо­кая влажность, туманы и т.д.).

При оценке видимости далеко расположен­ных зданий и сооружений приходится учитывать, во-первых, светопотери, обусловленные неполной прозрачностью воздуха, которые характеризуются коэффициентом пропускания V; при учете этих светопотерь яркости здания и неба будут соответст­венно равны L\V и Lit ■ Во-вторых, необходимо принимать во внимание мутность слоя воздуха, от­деляющего здание от наблюдателя; мутная среда обладает яркостью, которая накладывается на соб­ственные яркости предмета и фона.

При наблюдении через мутный слой воздуха значение контраста здания и неба существенно уменьшается. Если воздух не имеет собственной яркости (сухой чистый воздух) и слой воздуха только ослабляет световые лучи вследствие своей

'Вуалирующее действие сетчатки глаза мож­но сравнить с эффектом шумового фона, снижаю­щим ощущение громкости звучания.

неполной прозрачности, то значение контраста не изменяется. Эта закономерность ощущается при наблюдении в ясные дни (особенно утром) далеко расположенных и освещенных солнцем гор, башен и т.д.

Исследования показывают, что в общем случае уровень зрительного ощущения зависит не только от ярко­сти поля зрения. Нелинейная зависи­мость уровня ощущения от яркости действующего на глаз излучения ог­раничивает применение яркости для количественной оценки зрительного ощущения. Поэтому характер боль­шинства зрительных ощущений опре­деляется не отношением яркостей, а разностью светлот, вызываемых этими яркостями, с учетом яркости поля адаптации.

При заданном контрасте объекта с фоном порог различимости этого объ­екта определяется минимальным угло­вым размером (разрешающим углом). Значение, обратное разрешающему углу, называют остротой различения (в медицине — остротой зрения).

Условно считают разрешающую способность глаза нормальной, если он видит предмет с угловым размером, равным 1 мин; это соответствует от­ношению абсолютного размера к рас­стоянию до глаз 1:3450.

Люди с нормальным зрением имеют остроту зрения, превышающую единицу, т.е. они различа­ют при хорошем освещении детали (при высоком контрасте с фоном), характеризующиеся угловым размером меньше 1 мин.

Результаты многочисленных исследований показали, что острота различия зависит в основном от яркости объекта наблюдения, контраста объекта с фоном, формы детали, а также от спектрального состава света, освещающего деталь.

Существенное влияние на остроту различения оказывает знак контраста. Так, объекты наблюде­ния, имеющие положительный контраст, облада­ют меньшей остротой различения; эта закономер­ность усиливается при адаптации наблюдателя к темноте (La - 0).

Для архитектурной практики большой инте­рес представляет зависимость разрешающего угла от формы наблюдаемого объекта. Установлено, что усложнение формы деталей значительно повыша­ет требования к остроте различения. Чем сложнее по форме деталь, тем более высокой яркостью, по­роговым угловым размером и пороговым контр­астом для отчетливого ее различения она должна обладать.

При уменьшении освещенности разрешаю­щий угол глаза увеличивается. Зависимость этого угла от яркости приведена в табл. 3.2.

Из проведенных исследований из­вестно, что при большом контрасте между деталью и фоном¹ для ее чет­кой видимости в условиях дневного рассеянного освещения (см. рис. 3.4) необходимо, чтобы угловой размер де­тали был в пределах 4—5 мин; при протяженных деталях (обелиски, ко­лонны, трубы и т.п.) необходимый уг­ловой размер уменьшается вдвое. При пониженной яркости адаптации в ус­ловиях сумеречного освещения види­мый размер деталей должен быть не менее 10—12 мин.

Архитектору при решении про­странственных задач важно знать по­рог глубины, характеризуемый мини­мальной разностью параллактических углов между зданиями, которые обес­печивают заданную вероятность раз­личения их при различной удаленно­сти от наблюдателя.

Значение глубины выражается в угловых секундах по формуле

«Рпор - Ьл1/1, (3.3)

Контраст между деталью и фоном считается большим при К>0,5, средним — при К— 0,5—0,2 и малым при К«0,2.

тжЬ — расстояние между центрами зрачков глаз наблюдателя (основание стереоскопического зре­ния) ; / — расстояние от ближайшего здания до на­блюдателя; Л / — максимальное расстояние меж-лу двумя зданиями, видимыми как различно уда­ленные от наблюдателя.

Исследования В.Г.Самсоновой по­казали, что на значение порога глу­бины решающее влияние оказывает яркость объектов наблюдения и их контраст с фоном.

При исследовании было установле­но, что порог глубины темных объ­ектов на светлом фоне возрастает по мере повышения яркости фона (с 0,01 до 5 кд/м²), а порог глубины белых объектов на черном фоне резко воз­растает (а острота стереоскопического эффекта соответственно снижается) при увеличении яркости объекта на­блюдателя свыше 8 кд/м².

Применительно к задачам световой архитектуры это значит, что при про­чих равных условиях (соотношения яркостей, размеров, глубины) архитек­турная композиция будет восприни­маться вечером более плоской, чем при естественном освещении. Поэтому вечером световой ансамбль, как пра­вило, должен характеризоваться боль­шими яркостными перепадами, чем при естественном освещении.

3.2. Основные величины, единицы и законы

Оптическая часть электромаг­нитного спектра лучистой энергии включает в себя области ультрафио­летового, видимого и инфракрасного излучения.

Ультрафиолетовым является излу­чение, длины волн Я монохрома­тических составляющих которого меньше длин волн видимого излучения и больше 1 нм¹. По данным Между­народной комиссии по освещению

Нанометр — единица измерения длины вол-яы. равная 1/1000000 части миллиметра.

(МКО), различают следующие области ультрафиолетового излучения: УФ-А с длинами волн 315—400 нм; УФ-В с длинами волн 280—315 нм; УФ-С с длинами волн 100—280 нм.

Видимое излучение (свет) непос­редственно вызывает зрительные ощу­щения. Нижняя граница спектральной области видимого излучения лежит между 380 и 400 нм, верхняя — меж­ду 760 и 780 нм.

Инфракрасным называют излуче­ние, длины волн монохроматических составляющих которого больше длин волн видимого излучения и меньше 1 мм. По данным МКО, различают следующие области инфракрасного из­лучения: ИК-А с длинами волн 780— 1400 нм; ИК-В с длинами волн 1,4— 3 мкм; ИК-С с длинами волн 3 мкм— 1 мм.

Различают монохроматическое и сложное видимое излучение.

Монохроматическое излучение ха­рактеризуется 'очень узкой областью частоты (или длин волн), которая мо­жет быть определена одним значением частоты (или длины волны). Сложное излучение характеризуется совокупно­стью монохроматических излучений разных частот. Пример сложного из­лучения — дневной свет.

Под спектром излучения понима­ют распределение в пространстве сложного излучения в результате его разложения на монохроматические со­ставляющие.

Действуя на глаз, излучения, име­ющие разную длину волны, вызывают ощущение того или иного цвета. При­ближенные границы цветных полос видимого излучения приводятся в табл. 3.3.

Средний человеческий глаз наиболее чувст­вителен к желто-зеленым излучениям с длиной волны А - 555 нм. На рис. 3.5 приводятся кривые относительной спектральной световой эффектив­ности монохроматических излучений с длиной волны Д для дневного К(Л) и ночного К'(Л) зре­ния. Сравнение этих кривых свидетельствует о том, что в условиях ночного зрения глаз человека

Единицей силы света является кандела (кд). Кандела — это сила све­та, излучаемого в перпендикулярном направлении 1/60000 м² поверхности черного тела.

Телесный угол (рис. 3.6) опреде­ляется по формуле

наиболее чувствителен к голубым излучениям с длиной волны / - 510 нм (см. гл. 6).

Относительная спектральная световая эффек­тивность равна отношению спектральной чувстви­тельности среднего человеческого глаза для данно­го монохроматического излучения к наибольшей спектральной чувствительности глаза. Относи­тельная спектральная световая эффективность по­зволяет оценивать световое ощущение, вызывае­мое каким-либо монохроматическим лучистым по­током.

Лучистый поток при оценке излу­чения по его действию на селективный приемник, спектральная чувствитель­ность которого определяется нормали­зованной функцией относительной спектральной световой эффективности излучения, называется световым пото­ком Ф. Он характеризует мощность световой энергии. Единица его изме­рения — люмен (лм); 1 лм — свето­вой поток, излучаемый в телесном уг­ле, равном 1 ср (стерадиану), равно­мерным точечным источником света силой в 1 кд (канделу).

Так как применяемые на практике источники света распределяют свето­вой поток в пространстве неравномер­но, для оценки светового действия ис­точника в каком-либо определенном направлении пользуются понятием си­лы света. Сила света, исходящего от точечного источника и распространя­ющегося внутри телесного угла, содер­жащего заданное направление, вычис­ляется по формуле

Для представления о распределе­нии светового потока, излучаемого ис­точником в пространстве, пользуются кривыми распределения силы света. Эти кривые строятся обычно в поляр­ных координатах следующим образом: сила света в разных направлениях от­кладывается в принятом масштабе на радиусах-векторах, проведенных из центра. Концы векторов, соответству­ющих значениям силы света в разных направлениях, соединяют и таким об­разом получают замкнутую поверх­ность; часть пространства, ограничен­ная этой поверхностью, называется фотометрическим телом силы света.

Для большинства источников света и осветительных приборов фотометри­ческое тело симметрично относитель­но некоторой оси. Такие источники света и осветительные приборы назы­вают симметричными. Кривые силы света в плоскостях, проходящих через ось симметрии, называют продольны­ми кривыми силы света (рис. 3.7). Для симметричных источников света и осветительных приборов обычно строят половину продольной кривой силы света (от 0 до 180°).

При оценке качества световой сре­ды решающее значение имеет яркость свечения источника света и освещае­мых им поверхностей. Яркость — све­товая величина, которая непосредст­венно воспринимается глазом; она представляет собой поверхностную плотность силы света в заданном на-

правлении, которая определяется от­ношением силы света к площади про­екции светящейся поверхности на пло­скость, перпендикулярную тому же направлению.

Различают два частных случая оп­ределения яркости L:

1) яркость в точке М поверхности источника в направлении светового луча / определяется по формуле

L = I/Acos 0, (3.6)

гае / — сила света в направлении /; А — элемент зетящей поверхности, содержащей точку М; .toe в — сила света, приходящаяся на единицу ж. жила ли проекции;

2) яркость в точке М поверхности приемника (например, глаза или фо­тоэлемента) в направлении J представ­ляет собой отношение освещенности Е, создаваемой в этой точке приемника в плоскости, перпендикулярной на­правлению /, к телесному углу S2., в котором заключен световой поток, создающий эту освещенность (нор­мальная освещенность, приходящаяся на единицу телесного угла):

L - E/SI. (3.7)

Единица яркости — кандела на квадратный метр (кд/м²).

87 Часть Л. Архитектурная светология

В общем случае яркость светящей поверхности различна в разных на­правлениях, поэтому яркость, подобно силе света, характеризуется значением и направлением.

Поверхности, обладающие одина­ковой яркостью по всем направлениям, называются равнояркими излучателя­ми. К ним относятся, например, ош­тукатуренные и матовоокрашенные поверхности потолка и стен, освети­тельные приборы в виде шара из мо­лочного стекла и др.

/Для плоской равнояркой во всех направлениях поверхности (при Iq -= /cose?) справедливо соотношение

L = I q /Асоьв = IIА - const. (3.8)

Ниже приведены значения ярко­сти для некоторых светящих элемен­тов.

Светящий элемент Яркость, кд/м2

Облачное небо в зени те

в полдень 7000—8000

Ясное небо в зените

в полдень 2500—4000

Луна при полнолунии 2500

Пламя стеариновой свечи .... „5000—7500 Лампы ДРИ

в светорассеивающей колбе . . .10^s

Ксеноновые лампы 1,510*—1,8'10*

Солнце в зените 1,5'10*

Лампы накаливания

(220 В, 100 Вт) (0,5—15)10*

Люминесцентные лампы 5000—10000

Между яркостью и освещенностью поверхности, равномерно рассеиваю­щей падающий на нее свет, сущест­вует важнейшая зависимость

L - Ejolnr, (3.9)

где у — коэффициент отражения.

При световом потоке, проходящем через рассеивающее стекло с коэффи­циентом пропускания г, яркость стек­ла определяется по формуле

По характеру распределения све­товых потоков, отраженных поверхно­стью или пропущенных телом, разли­чают следующие основные их виды:

а) рассеянное (диффузное) отра- жение от оштукатуренной поверхности потолка и стен или пропускание света молочным стеклом (рис. 3.8);

б) направленное отражение или пропускание, например при отражении света от зеркал и полированных по- верхностей металла или пропускание света через оконное стекло (рис. 3.9,а);

в) направленно-рассеянное отра- жение, например от поверхностей, ок- рашенных масляной краской, или про- пускание света матированным стеклом (рис. 3.9,6).

При направленном и направленно-рассеянном отражении света характе­ристикой распределения яркости в раз­личных направлениях служит коэффи­циент яркости, определяемый из соот­ношения

r^-Lot/Lo, (3.11)

где Х._л — яркость поверхности под углом к пер­пендикуляру на эту поверхность; Ln — яркость иде­ально рассеивающей поверхности, имеющей ко­эффициент отражения J> - 1 и одинаковую осве­щенность с исследуемой поверхностью.

В общем случае

или L^" г_л £/7г-. (3.12)

Для поверхностей, диффузно отра­жающих свет, коэффициент яркости ра­вен коэффициенту отражения: г_л-/>.

Освещенность поверхности пред­ставляет собой плотность светового по­тока, т.е. отношение светового потока Ф, падающего на элемент поверхно­сти, содержащей данную точку, к пло­щади этого элемента А:

Единица освещенности — люкс <лк); 1 лк равен освещенности, созда­ваемой световым потоком в 1 лм, рав­номерно распределенным на поверхно­сти площадью 1 м².

Об освещенности, равной 1 лк, можно судить по следующим приме­рам: освещенность горизонтальной по­верхности при лунном освещении «полнолуние) составляет 0,2 лк; в бе­лые петербургские ночи — 2—3 лк; минимальная освещенность на проез­жей части улиц (посередине между фонарями) — 1—0,5 лк.

Освещенность, создаваемая точеч­ным излучателем (рис. 3.10) с задан­ным распределением силы света, оп­ределяется по формуле

где /—сила света, кд; d—расстояние от источника света до точки М, в которой определяется освещен­ность.

Критерием оценки переменного ес­тественного освещения служит коэф­фициент естественной освещенности (КЕО), который представляет собой отношение естественной освещенности Ем, создаваемой в точке М на задан­ной (рабочей) поверхности внутри по­мещения светом неба (непосредственно или после отражения), к одновремен­ному значению наружной горизонталь­ной освещенности под открытым не­босводом Е_н- КЕО выражается в про­центах. Участие прямого солнечного света в определении Ем и Е_И исклю­чается. Значение КЕО, обозначаемого в формулах как е, находится из вы­ражения

Наряду с КЕО в расчетах естест­венного освещения применяется гео­метрический КЕО, обозначаемый € . Он отличается от е тем, что не учи­тывает влияние остекления и отделки

91 Часть II. Архитектурная светология

в помещении, а также неравномерной яркости небосвода. Геометрический КЕО определяется по закону проек­ции телесного угла [см. формулу (3.22) ].

Суммарное значение КЕО в той или иной точке помещения определя­ется следующими составляющими: до­лей естественного освещения, создава­емого прямым светом неба и оцени­ваемого значением геометрического КЕО; долей КЕО, обусловленной при боковом освещении отражением света фасадами противостоящих зданий и землей; при этом участие прямого солнечного света в создании яркости отражающих поверхностей исключает­ся; долей КЕО, обусловленной отра­жением света от внутренних поверх­ностей помещения.

Для оценки распределения естест­венной освещенности в помещении применяется показатель неравномер­ности освещения (на заданной повер­хности), который является отношени­ем минимального к среднему или ми­нимального к максимальному значе­нию КЕО.

При оценке качественной стороны освещения применяются следующие понятия:

прямая блескость, проявляющаяся при наличии светящих поверхностей (окон, светильников и др.) в направ­лениях, близких к направлению зре­ния; периферическая блескость от све­тящих поверхностей в направлениях, не совпадающих с направлением зре­ния; отраженная блескость, вызван­ная наличием в поле зрения зеркаль­ных отражений от светящих источни­ков и поверхностей.

Различают два вида блескости: а) дискомфортную, связанную с непри­ятным ощущением, но не всегда ухуд­шающую видимость; б) слепящую, со­провождающуюся резким нарушением видимости.

При падении светового потока Ф на тело часть этого потока отража-

ется от него (Ф/> ), часть проходит через тело (Ф^. ) и, наконец, часть поглощается телом (Ф^). На основа­нии закона сохранения энергии име­ем

ф = фу, + ф_г+ Фс1 . (3.16)

Разделив обе части этого равенства на Ф, получим

1 - J3 + т + «С , (3.17)

где J) — коэффициент отражения тела; определя­ется из отношения Фуа /Ф; *С — коэффициент про­пускания тела; определяется из отношения Ф_г/Ф; «А.— коэффициент поглощения; определяется из отношения Ф^ / Ф.

Усредненные значения коэффи­циентов jo , v и oL для некоторых строительных материалов приводятся в табл. 3.4.

Естественное освещение обладает по сравнению с искусственным той особенностью, что оно изменяется в течение года, сезона, дня как по уров­ню освещенности, так и по спектраль­ному составу.

Для регламентации переменного по характеру естественного освещения от диффузного света неба принят КЕО, который аналитически выража­ется формулой (3.15).

Значение КЕО показывает, какую долю составляет освещенность в дан­ной точке М помещения от одновре­менно измеренной освещенности гори­зонтальной поверхности на открытом месте при диффузном свете неба.

Абсолютное значение освещенно­сти, лк, в любой точке помещения можно найти из выражения

Ем = Е_нем1Ш, (3.18)

т.е. для определения освещенности в какой-либо точке помещения в тот или иной момент времени необходимо знать одновременную наружную осве­щенность при диффузном свете неба. Последняя находится по кривым на­ружной освещенности при диффузном свете неба, которые строятся обычно на основе результатов обработки мно­голетних измерений, регулярно прово­димых метеорологическими станция­ми.

В основу расчета и моделирования естественного освещения помещений положены два закона.

Закон проекции телесного угла. Он говорит, что освещенность Ем в

какой-либо точке поверхности поме­щения, создаваемая равномерно светя­щейся поверхностью неба, прямо про­порциональна яркости неба L и пло­щади проекции § телесного угла, в пределах которого из данной точки виден участок неба, на освещаемую рабочую поверхность. При этом при­нято три допущения: 1) яркость неба во всех точках одинакова; 2) не учи­тывается влияние отраженного света; 3) не учитывается остекление свето-проема.

Графически закон иллюстрируется следующим построением: проведем из точки М полусферу небосвода радиу­сом, равным единице, и обозначим яр­кость неба через L (рис. 3.11). Опре­делим освещенность в точке М, созда-

95 Часть II. Архитектурная светология

где 9TR — площадь полусферы на горизон­тальную поверхность; но R — 1, следовательно,

ваемую в помещении через окно уча­стком полусферы S, который можно принять за точечный источник света, по формуле (3.14). Выражая в ней си­лу света / участка неба S через яр­кость L согласно формуле (3.8), по­лучим

Но Scosot= 8 , т.е. площади проекции участка неба S на освеща­емую поверхность.

Таким образом, закон проекции телесного угла выражается формулой

т.е. освещенность в какой-либо точке помещения равна произведению ярко­сти участка неба, видимого из данной точки через светопроем, на проекцию этого участка неба на освещаемую по­верхность.

Представим теперь, что точка находится на открытой горизонтальной поверхности и освещает­ся всей равномерно яркой полусферой. В этом слу­чае

т.е. значение КЕО в какой-либо точке поверхности определяется отношением проекции видимого из данной точки помещения участка неба на освеща­емую поверхность к величине Vt. Это отношение представляет собой геометрическое выражение ко­эффициента естественной освещенности — гео­метрический КЕО.

Практическое значение этого за­кона очень велико: пользуясь им, можно определить относительную све­товую активность различных светопро­емов или сравнивать освещенности, создаваемые одним и тем же свето-проемом, расположенным различно относительно рабочей плоскости (рис. 3.12), а также определять све­тотеневой рисунок на объемных объ­ектах и деталях под открытым небо­сводом в пасмурный день.

На основе этого закона разработа­ны графические способы расчета есте­ственного освещения (в частности, гра­фики Данилюка), получившие широ­кое распространение в нашей и миро­вой архитектурной практике.

Другой закон — закон светотех­нического подобия (рис. 3.13). Осве­щенность в точке М помещения со­здается через окна, обладающие ярко­стью L\ и Li. Различная яркость мо­жет создаваться, например, приме­нением различных сортов стекла (про-

зрачного, молочного, контрастного, матированного и т.д.). Однако при различных размерах окон (I и II), но с одинаковым остеклением, освещен­ность в точке М создается одним и тем же телесным углом с вершиной в этой точке.

Из закона проекции телесного угла следует, что освещенность в точке М остается постоянной при условии, если Li - L2 = Ln - const. Следовательно,

освещенность в какой-либо точке по­мещения зависит не от абсолютных, а от относительных размеров помеще­ния.

Большое практическое значение этого закона заключается в том, что он позволяет решать задачи естествен­ного освещения, пользуясь методом моделирования, т.е. оценивать условия освещения помещений на моделях. Для этого изготовляются модели в масштабе не менее чем 1:20. При этом тщательно соблюдаются все геометри­ческие и светотехнические параметры (отделка, пропорции, детали и др.) интерьера.

Естественное и искусственное освещение городов и отдельных зданий и сооружений может и должно быть только "архитектурным", т.е. выпол­нять одновременно экологическую, эс­тетическую и экономическую функ­ции.

Прежде всего архитектурное осве­щение должно быть экологически со­вершенным, т.е. комфортным для зре-

ния в городском пространстве и в по­мещении.

Широкое понятие комфортности освещения связано главным образом с обеспечением благоприятной видимо­сти и восприятия архитектурных форм, пространства и объектов чело­веком.

Обеспечение светового комфорта в общем случае достигается за счет par

ционально выбранных количественных и качественных характеристик освеще­ния (как естественного, так и искус­ственного). Связанные с этим задачи контролируются нормами освещения.

Эстетика освещения определяется, во-первых, необходимостью гармони­зации светлотных и цветовых соотно­шений в пределах единого простран­ства или ансамбля пространств, закры­тых или открытых, а во-вторых, ди­зайном элементов осветительных систем и установок.

При решении задач, связанных с экологией и эстетикой освещения, важную, а иногда решающую роль иг­рает экономическая целесообразность реализации проекта с учетом эксплу­атационных расходов на содержание осветительных систем в будущем.

При выборе приемов и систем ос­вещения в процессе разработки архи­тектурного проекта можно условно вы­делить два этапа.

На первом этапе решают следую­щие задачи:

в соответствии с нормами выбира­ют необходимые уровни освещенности с учетом особенностей зрительной ра­боты (размер объектов различения, светлота фона, контраст между объек­тами и фоном и т.п.);

обеспечивают неравномерность, контрастность и направленность осве­щения, способствующие наилучшей видимости объектов различения и све-томоделировке их формы;

определяют спектр и динамику ос­вещения, обеспечивающие требуемую цветопередачу и эмоциональную ат­мосферу;

устраняют или ограничивают ос-лепленность и дискомфорт, возникаю­щие при попадании в глаза прямых или отраженных лучей солнца, неба или источников искусственного света;

выбирают расположение световых проемов, осветительных приборов и отделочных материалов, обеспечиваю­щее комфортное распределение ярко­стей и цвета в пространстве.

Второй этап проектирования включает решение архитектурной сверхзадачи — создание архитектур­ного светового образа, который возни­кает в результате взаимодействия ар­хитектуры и света. В интерьерах этот образ зависит от назначения помеще­ний. Так, в зрительных залах архи­тектурный световой образ должен со­здавать впечатление праздничности и торжественности; в музеях и картин­ных галереях — ощущение отрешен­ности от внешнего мира и сосредото­ченности; в производственных поме­щениях — иллюзию естественности световой среды.

Хорошими примерами достигнутой гармонии архитектуры и света служат древнегреческие и древнеримские соо­ружения. Архитектурный световой об­раз древнегреческого Парфенона в Афинах ассоциируется с солнечным днем. Пластические свойства солнеч­ного света отчетливо выявляют текто­нику сооружения, форму и профили­ровку архитектурных деталей фасада и интерьера. Мягкое освещение целлы создается благодаря рассеиванию пря­мых лучей солнца при прохождении через гипефральные отверстия, за­полненные тонкими плитами белого мрамора¹. Наиболее сильное впечатле­ние на молящихся интерьер произво­дит в часы утренней службы, когда проникающий в целлу через проем в восточной стене солнечный свет осве­щает статую Афины Парфенос.

Не менее интересен архитектур­ный световой образ римского Пантео­на. Это впечатляющий пример гармо­нии света и архитектуры. В помеще­нии царит сдержанное равномерное ос-

'Существует и другая гипотеза, согласно кото­рой целла не имела покрытия и освещалась солн­цем и небом.

вещение, усиливающее впечатление сосредоточенности и покоя. Центр композиции — круглое отверстие в вершине купола диаметром 8,9 м, оно же является и центром внимания по­сетителей. Проем, через который вид­но небо, усиливает впечатление глу­бины пространства. Купол символиче­ски воспринимается как грандиозный небосвод. Мягкое сдержанное рассеян­ное освещение интерьера удивительно гармонично сочетается с высокой яр­костью передвигающегося по внутрен­ней поверхности купола солнечного пятна, что создает ощущение контр­аста солнца и полумрака, жизни и смерти.

В современной архитектуре выра­зительные решения достигаются искус­ным сочетанием естественного и ис­кусственного света, применением но­вейших светотехнических и строитель­ных материалов и конструкций, разработкой оригинальных оптических систем, новых архитектурных форм и, в конечном итоге, рождением харак­терных образов.

4.1. Системы естественного освещения помещений

Существуют три системы ес­тественного освещения помещений: бо­ковое, верхнее и комбинированное ос­вещение. Эта классификация положе­на в основу нормирования естествен­ного освещения.

Система бокового освещения под­разделяется на одно-, двух-, трехсто­роннее и круговое освещение.

Система верхнего освещения мо­жет быть обеспечена различными ус­тройствами — от полностью светопро-пускающего покрытия до точечных фонарей и световых шахт.

Система комбинированного естест­венного освещения представляет собой комбинацию бокового и верхнего ос­вещения (рис. 4.1).

Если любая из этих систем не обеспечивает требуемого уровня осве­щения и его качества (комфортности), то она может быть дополнена искус­ственным освещением. Такая система получила название совмещенной (см. п. 4.9).

Выбор архитектором систем осве­щения определяется прежде всего на­значением помещения.

Основными задачами проектирова­ния естественного освещения зданий являются: 1) выбор типа, размеров и расположения световых проемов (в стенах и покрытиях), при которых в помещениях обеспечиваются нормиро­ванные показатели освещения; 2) за­щита рабочих зон помещения от сле­пящей яркости прямых и отраженных лучей солнца; 3) согласование вы­бранных светопроемов и их располо­жения с архитектурными требования­ми к освещению, способствующими выявлению пространства, тектоники, ритма, цветового решения и характер­ного образа сооружения.

Первую задачу, связанную с вы­бором типа и расположения светопро­емов, следует решать на основе све­тотехнических расчетов, подтверждаю­щих соблюдение норм. При этом не­обходимо учитывать затенение рабочих поверхностей оборудованием и корпусом самого работающего. По­следнее в большой степени зависит от системы естественного освещения и расположения работающего относи­тельно светового проема.

На рис. 4.2 и 4.3 дана классифи­кация окон и фонарей, облегчающая проектировщику выбор типа и распо­ложения светопроемов. Светотехниче­ские и эксплуатационные характери­стики окон приведены в табл. 4.1, фо­нарей — на рис. 4.4.

При выборе типа светопроемов и их расположения в помещении надо руководствоваться данными об их от­носительной световой активности, про­порциях, расстоянии друг от друга для

обеспечения нормированной неравно­мерности освещения в помещении, а также о зависимости среднего значе­ния КЕО от высоты помещения. Дан­ные о световой активности светопрое­мов приведены в табл. 4.2 и 4.3.

Рекомендуемое отношение ширины двусторонних П-образных фонарей с вертикальным остеклением к ширине пролета помещения колеблется в пре­делах 0,4—0,6; это же отношение ре­комендуется и для трапециевидных фонарей (принимая ширину фонарей по средней линии трапеции). Рекомен-

дуется принимать следующие наиболь­шие расстояния между осями смежных фонарей: для П-образных — 4Лф, для трапециевидных — Зйф, для зенит­ных — 2,5Лф, где Лф — высота фо­наря от уровня кровли до карниза фо­наря.

Для устранения затенения от со­седних фонарей расстояние между ос­теклением смежных П-образных фо­нарей должно составлять не менее полуторной суммы высот этих фона­рей, а при трапециевидных и зенит­ных фонарях — не менее суммы их высот.

Зависимость среднего КЕО в по­мещении от высоты помещения при­ведена в табл. 4.4. Из данных таблицы видно, что в многопролетных зданиях высота помещения оказывает незначи­тельное влияние на значение среднего КЕО в пролете.

Среди архитектурно-строительных приемов естественного освещения ин­терьеров важную роль играют солнце­защитные архитектурно-планировоч­ные и конструктивные решения, сущ­ность которых изложена в гл. 5.

При выборе типов окон и фонарей и их расположения в пространстве це­ха необходимо учитывать большую ар­хитектурную роль этих деталей ин­терьера, которые вносят свой ритм в членение пространства, способствуют выявлению его глубины, а также во многом определяют художественную тектонику помещений.

По характеру распределения про­шедшего в помещение светового пото­ка окна и фонари подразделяются на три вида (рис. 4.5):

первый вид (рис. 4.5,а) характе­ризуется отчетливо выраженной на­правленностью светового потока, кото­рый четко выделяет формы рассмат­риваемой детали благодаря образую­щимся собственной и падающей теням, т.е. обладает наилучшим светомодели-рующим эффектом;

световые проемы второго вида (рис. 4.5,6) создают в помещениях так называемое бестеневое освещение бла­годаря двустороннему или многосто­роннему освещению объектов в ин­терьере или применению в светопро-емах светорассеивающих материалов

(стекла, пленки, решетки и т.п.; обоз­начены штриховыми линиями);

для третьего вида естественного ос­вещения (рис. 4.5,в) характерно ис­пользование отраженного света, кото­рый создается скрытыми от наблюда­теля окнами; этот прием освещения создает иллюзию открытого проема и зрительно увеличивает глубину про­странства.

Проектирование системы верхнего освещения в современных зданиях — задача большой сложности; ее надо ре­шать комплексно, с учетом климати­ческих условий района строительства и особенностей технологии производ­ства. Большую помощь при решении этой задачи может оказать приведен­ная на рис. 4.6 зональная типизация фонарей, где указаны рекомендуемые типы фонарей для различных сочета­ний внешней среды и микроклимата помещений.

Задачи проектирования естествен­ного освещения зданий определяются их художественным образом и НаЗНа-

чением. Классификация зданий в за­висимости от требований к световой среде приведена в табл. 4.5.

Естественное освещение зданий, относящихся к I группе, целесообразно решать так, чтобы свет подчеркивал архитектурное значение центральных (главных) помещений, акцентировал оси и членение пространства, служил своеобразным гидом при движении по­сетителей от вестибюля к центру зда­ния.

Приемы естественного освещения зданий, относящихся к группе I, мож­но проследить на архитектурных па­мятниках прошлого. Используя свет и цвет для акцентирования идейного и художественного замысла, зодчие

достигали большой выразительности интерьеров и предопределяли настро­ение и впечатление посетителя (архи­тектурная сверхзадача).

Интересно решено освещение со­бора Св. Петра в Риме, основанное на использовании темновой адаптации. Полусумрак, царящий во входной ча­сти интерьера, подчеркивает яркость алтаря, освещенного светом, идущим от "неба" — от купола. Расположен­ные в нижней части купола окна хо­рошо освещают его пространство и в совокупности с выбранной вытянутой по вертикали формой купола создают впечатление большой глубины и уст­ремленности к небу.

Примеры удачного использования света для создания подобного вида ил­люзий можно найти в русской клас­сической архитектуре (собор в Но­во-Иерусалимском монастыре на Истре, Казанский собор в С.-Петер­бурге) .

В основных помещениях зданий II группы свет используется как эффек­тивное средство акцентирования вни­мания на объекте восприятия (карти-

не, скульптуре, сценической или спор­тивной мизансцене, панораме и т.д.), т.е. как бы без персонификации его роди в окружающем архитектурном пространстве (рис. 4.7). Для этого применяется неравномерное распреде­ление света в помещении и использу­ется эффект темновой 'адаптации глаз наблюдателей, располагающихся в зо­не пониженной яркости.

Демонстрационные'залы в зависи­мости от экспозиции подразделяются на два вида: в первых преобладают плоскостные экспонаты (картины, го­белены и т.п.), во вторых — объемные (скульптура, оборудование).

При проектировании картинных галерей необходимо предусматривать выполнение следующих требований:

а) обеспечение достаточно интен- сивной освещенности картин, которая характеризуется средним значением КЕО на плоскости картины в преде- лах 1,5—2%;

б) соблюдение определенного от- ношения среднего КЕО на плоскости картины вк к значению КЕО на вер- тикальной плоскости, проходящей че-

рез глаз наблюдателя, а»; численное значение отношения е_к/е_в должно быть больше единицы и не превышать 10;

в) соблюдение определенного от- ношения среднего значения КЕО на горизонтальной плоскости в зале е_Г на уровне глаз наблюдателя к среднему значению КЕО на поверхности карти- ны t?_K; численное значение отношения должно быть меньше единицы;

г) полное устранение инсоляции помещений во избежание разруши- тельного действия на картины прямого солнечного света, особенно его ульт- рафиолетовой составляющей;

д) искусственное освещение кар- тинных галерей должно дополнять и продолжать естественное освещение как по уровню освещенности, так и по распределению света в помещении, соотношению яркостей (освещенно- стей) и спектральному составу света.

Освещение залов картинной гале­реи осуществляется через окна или фонари. При боковом освещении залов целесообразно применять кабинетную планировку здания. Демонстрацион­ные залы при кабинетной планировке

обычно имеют размеры 10x10 и 12x12 м. Достоинством этого архитек­турного решения является возмож­ность сосредоточенного обозревания экспозиций, а также экспонирования произведений искусства и техники в интерьерах, архитектура которых со­ответствует времени создания этих произведений.

При верхнем освещении картин­ных галерей целесообразно пользо­ваться приемом Сиджера (рис. 4.8), который позволяет соблюдать изло­женные выше требования и, в част­ности, устранить зеркальные отраже­ния светопроемов на бликующей пло­скости картин, резко ухудшающие их восприятие.

Устранение инсоляции в залах картинной галереи обеспечивается ориентацией светопроемов на север­ную часть неба, а также применени­ем фонарей шедового типа (на север) и экранированием прямых лучей сол­нца различными солнцезащитными средствами (см. гл. 5).

В демонстрационных залах со скульптурами и объемными экспона-

6 3-1008

тами предпочтительно применять вер­хнебоковое, а также верхнее освеще­ние в виде зенитных фонарей, свето­вых шахт и т.п., обеспечивающих ча­стичное проникание прямого солнеч­ного света, который в сочетании с отраженным светом от стен, потолка и пола обеспечивает условия освещен­ности, приближающиеся к природному солнечному освещению. На рис. 4.9 приведены примеры верхнего освеще­ния некоторых современных музеев.

Особую группу общественных зда­ний представляют павильоны на меж-

представляли павильоны СССР и США на Всемирных выставках в Брюсселе (1959) и в Монреале (1967).

Павильон СССР (архит. А.Т.По-лянский) выделялся лаконичностью и простотой архитектурного решения (рис. 4.10). Сплошь остекленные сте-

дународных выставках, в которых де­монстрируются достижения различных государств в области культуры, науки и техники. Существенный интерес