Раздел 4 Архитектурная физика

4.1 Архитектурная климатология

Климатология изучает взаимодействие климата, архитектурно-планировочной структуры городов и архитектуры здания. Многолетний режим погоды называется климатом. Климат, определяемый факторами, действующими на малых расстояниях, называется микроклиматом. К ос­новным элементам климата можно отнести такие параметры, как ветер, температуру, влажность, солнечную радиацию, осадки, связывающие мик­роклимат и климат в одну систему.

К элементам климата относятся: ветер, температура воздуха, влаж­ность воздуха, солнечная радиация.

Ветер - перемещение воздуха, возникающее вследствие неравномер­ного распределения атмосферного давления по земной поверхности, обу­словленное неравномерным нагревом подстилающей поверхности.

Различают общую циркуляцию атмосферы, полярные воздушные те­чения, западные воздушные течения умеренных широт, пассаты, муссоны, локальные (местные) ветры, тайфуны.

Один из важнейших аспектов использования ветра - аэрация город­ских кварталов, промышленных площадок и т. д. Задача проектировщика заключается в грамотном определении ветрового климата для города или микрорайона.

При расположении здания на свободной территории с наветренной стороны создается повышенное давление, а с подветренной стороны - по­ниженное давление.

Для определения направления ветра используют многолетние данные по скорости и повторяемости ветра и строят так называемые "розы ветров" по восьмирумбовой шкале направлений сторон света.

Температура воздуха. Различают среднемесячную температуру воз­духа в сезоне, абсолютную температуру в заданной зоне, среднюю макси­мальную и минимальную, характеризующие положительную и отрица­тельную температуры за определенный период суток, средние температу­ры днем и ночью и т.д.

Влажность воздуха. Различают абсолютную и относительную влаж­ности воздуха. Плотность водяного пара, т.е. его содержание в воздухе, называется абсолютной влажностью воздуха, кг/м . Максимум плотности водяного пара, который возможен при определенной температуре воздуха, называют плотностью насыщенного пара f , которая в свою очередь создает давление насыщения.

Солнечная радиация. Различают прямую и рассеянную (диффузную) солнечные радиации. Падающий поток радиации выражается в ккал/(м *ч). На величину солнечной радиации влияют географическая широта местно­сти, состояние атмосферы, подстилающий слой, а также расположение и ориентация поверхности по сторонам света.

Основными характеристиками, определяющими излучательную спо­собность Солнца, являются световая и тепловая солнечные постоянные.

4.2 Архитектурное освещение

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

Прежде всего архитектурное освещение должно быть экологически совершенным, т.е. комфортным для зрения в городском пространстве и в помещении.

Широкое понятие комфортного освещения связанно главным образом с обеспечением благоприятной видимости и восприятия архитектурных форм, пространства и объектов человеком. Обеспечение за счет рационально выбранных количественных и качественных характеристик освещения (Как естественного, так и искусственного). Связанные с этим задачи контролируются нормами освещения.

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 зрительной работы.

Обеспечивают неравномерность, контрастность и направленность освещения, способствующей наибольшей видимости объектов различения и светомоделировке их формы;

Определяют спектр и динамику освещения, обеспечивают требуемую цветопередачу, эмоциональную атмосферу;

Устраняют или ограничивают ослепленность 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.

В современной архитектуре выразительные образы достигаются искусственным 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.