книги из ГПНТБ / Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии)

Благодаря высокой теплопроводности бетона, в толщу которого зало­

при проветривании. Благодаря снижению температуры несколько воз­

и при более высоких температурах наружного воздуха. Во время экс­ периментов отработанная вода сбрасывалась в канализацию. При по­ стоянной работе системы охлаждения вода должна циркулировать че­ рез холодильную установку.

Радиационное охлаждение имеет ряд преимуществ перед воздуш­ ным: для охлаждения летом и отопления зимой используется одна система; создается больший эффект охлаждения по сравнению с кон­ диционированием при равных температурах воздуха (ѳа счет лучистого теплообмена с охлажденными поверхностями); не требуется столь вы­

уровне.

Сравнение данной системы радиационного охлаждения с испытан­ ными ранее в тех же климатических условиях [9, 60] показывает, что установка регистров в панелях со значительной теплоемкостью, как это сделано в домах Ташкентского домостроительного комбината, дает по­ ложительный эффект.

В домах с периметральной установкой змеевиков эффект охлажде­ ния значительно меньше. Для достижения оптимальных микроклимати­ ческих условий вода, подаваемая в регистры, должна иметь значи­ тельно более низкую температуру, чем в предыдущем эксперименте. Однако это привело бы к недопустимому охлаждению участков пола и

163

Глава V. ИССЛЕДОВАНИЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ В СВЯЗИ С ИНСОЛЯЦИЕЙ

§ 1. Метод оценки естественного освещения помещений рассеянным светом безоблачного небосвода

Для Средней Азии характерны большая вероятность и продол­ жительность солнечного сияния при безоблачном небосводе. В таких ус­ ловиях естественное освещение помещений определяется, главным об­ разом, рассеянным светом ясного неба, светом, отраженным от окру­ жающих поверхностей, и инсоляционной составляющей светового пото­ ка, проникающего через светопроемы. Из общего количества освеще­ ния, получаемого помещениями, даже в южных районах основная до­ ля в большинстве случаев приходится на рассеянный и отраженный компоненты. Поэтому, прежде чем перейти к вопросу, связанному с учетом инсоляции при оценке естественного освещения помещений, не­ обходимо рассмотреть особенности диффузного освещения, создавае­ мого рассеянным светом безоблачного небосвода и светом, отраженным от инсолируемой подстилающей поверхности.

Естественное освещение помещений в соответствии с действующи­ ми СНиП [113] характеризуется коэффициентом естественной освещен­

В Нормах приведены формулы, позволяющие определять необхо­ димую площадь светопроемов в зависимости от нормированного зна­ чения к. е. о. и других факторов. Окончательная оценка естественного освещения обычно производится путем сравнения с нормированной ве­ личиной расчетных к. е. о., определяемых по графикам А. М. Данилюка.

165

Расчетный к. е. о. в каждой точке помещения теоретически являет­ ся величиной постоянной, а освещенность непрерывно изменяется. По­ этому наряду с к. е. о. нередко возникает необходимость найти наибо­ лее вероятное абсолютное значение освещенности, выраженное в люк­ сах, например, для увязки естественного и искусственного освещения, при расчетах времени использования дневного света и т. д. Это можно сделать, подставив в формулу (37) расчетное значение к. е. о. и вели­ чину наружной горизонтальной рассеянной освещенности. Наружная -освещенность для условий Ташкента в любой заданный момент вре­

основе экспериментальной и теоретической оценки естественного осве­ щения зданий. Однако они не учитывают ориентацию светопроемов по странам света, т. е. яркость небосвода принимается неизменной в го­ ризонтальном направлении. В соответствии с этим допущением Нормы дают поправочные коэффициенты на неравномерную яркость небосво­ да только по меридиану. Такие условия имеют место при освещении помещений рассеянным светом от неба, закрытого сплошной и доста­ точно равномерной облачностью, что характерно для районов, распо­ ложенных преимущественно в северных и частично в средних широтах страны. Многочисленные наблюдения проф. H. М. Гусева [24, 25, 27], его сотрудников и учеников подтвердили хорошую сходимость экспе­ риментальных и расчетных к. е. о. при таких условиях природного ос­ вещения.

Естественное освещение помещений с учетом облачности в Сред­ ней Азии следует рассчитывать, вводя поправки, полученные при изу­

166

Рис. 97. Изменение к. е. о. в типовом школьном классе по эксперимен­ тальным (точки и крестики) и расчетным данным:

оценки естественного освещения помещений в ясную погоду [89, 122]. Работы в этом направлении в нашей стране проводились В. Б. Вейнбергом [И], H. Н. Киреевым [51, 52], Н. В. Оболенским [128]. За ру­ бежом расчету естественного освещения при безоблачном небе посвя­ тили свои работы Б. Кожич [145], А. Дреслер [138], Дж . Дорнон, Доньо. Подробный критический обзор исследований зарубежных уче­ ных дан в статье H. М. Гусева [39]. В этих работах решены некоторые частные задачи, предложен целый ряд оригинальных графических ме­ тодов определения освещенности при ясном небе, но они пока не при­ вели к выбору критерия для оценки естественного освещения помеще­

оценки естественного освещения, а также методику расчета и норми­ рования естественного освещения помещений с вертикальными свето-

167

увеличением наружной освещенности освещенность внутри помещения падала, например, в утренние часы при восточной ориентации окон и, наоборот, внутренняя освещенность росла по мере снижения наружной в помещениях западной ориента.ции. во второй половине дня. При бе­ зоблачном небе экспериментальные к. е. о. в одно и то же время резко отличаются для совершенно одинаковых помещений при различной их ориентации. На рис. 99 нанесены значения к. е. о., определенные на

Т[е,£.°/°

О р и е н т а ц и я

Рис. 99. Колебания к. е. о. в точке, расположенной в глубине помещения с боковым светом, в зависимости от ориентации светопроема и времени дня и относи­ тельное постоянство п. е. о. в той же точке.

макете помещения. В точке макета, расположенной в уровне горизон­ тальной рабочей плоскости, где устанавливался фотоэлемент люксмет­ ра, расчетная величина к. е. о. составляет 1,40%- Из чертежа видно, что экспериментальные значения к. е. о. приближались к расчетному лишь в отдельные моменты времени и только при ориентациях, близ­ ких к северной.

Все эти факты позволяют заключить: коэффициенты естественной

169

Световой поток, проникающий в помещение с такими светопроема­ ми, определяется наружной освещенностью вертикальной поверхности соответствующей ориентации, а не горизонтальной освещенностью. По­ этому для оценки естественного освещения помещений с вертикальны­ ми светопроемами мы предлагаем ввести новый критерий—-показа­ тель естественной освещенности (п. е. о.), который при одностороннем освещении представляет собой (%) отношение освещенности внутри помещения Ев к удвоенной наружной вертикальной рассеянной осве­ щенности соответствующей ориентации при безоблачном небе Еи. Б:

-^ н . Б

денные указанным способом для того же помещения и в те же момен­ ты времени, для которых построены кривые к. е. о. Эти данные свиде­ тельствуют, что п. е. о. обладает большим постоянством. Некоторый разброс в результатах наблюдений может быть объяснен погрешностью при отсчете, а также тем, что несколько отличались углы закрытия не­ босвода экраном при разных ориентациях. Эксперименты показали, что

четному значению к. е. о., найденному по графикам А. М. Данилюка.

ориентации абсолютные значения оовещенностей внутри помещений в условиях безоблачного небосвода различны. Определив эксперименталь­ но или путем расчета (s = ер) показатель естественной освещенно­ сти, можно найти среднее, наиболее вероятное значение освещенности, пользуясь данными о ходе наружных вертикальных рассеянных осве­ щенностей (см. рис. 13).

Вводя новое понятие п. е. о., нет необходимости создавать принци­ пиально новый метод расчета естественного освещения, а достаточно лишь разработать методику определения поправочных коэффициентов, позволяющих учитывать различные условия естественного освещения

170

помещении в зависимости от ориентации при данном расчетном значе­ нии к. е. о.

Для получения поправочных коэффициентов в формуле (39) верти­ кальную освещенность нужно выразить через горизонтальную, введя коэффициент вертикальной освещенности. Его величина зависит от распределения яркости по поверхности небосвода и от коэффициента отражения подстилающей поверхности. Если принять яркость небосво­ да равномерной в горизонтальном направлении и не учитывать влия­ ние отраженного света, коэффициент вертикальной освещенности мож­

При равномерной яркости небосвода во всех направлениях и тем­ ной подстилающей поверхности (р = — 0) коэффициент вертикальной

Рис. 100. Схема к определению коэффициента вертикальной освгщенн ости с помощью закона проекции телесного угла.

171

понятия—показателя естественной освещенности. При распределении яркости по меридиану в соответствии с формулой (5) коэффициент

Левая часть этой формулы аналогична выражению к. е. о., при­ нятому в СНиП, а правая представляет собой поправку, связанную с определением п. е. о. при безоблачном небе. Решая уравнение (42) совместно с формулой (37), найдем п. е. о., при котором обеспечи­ вается та же самая внутренняя освещенность, что и при расчетном значении к. е. о. в условиях облачного небосвода:

172 Теперь выражение (43) приобретает вид: