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

обусловленных суммарной радиацией. Так, по наблюдениям в Самар­ канде [59], за весь летний период средняя температура воздуха в компатах южной ориентации лишь на 1,2° ниже, чем в комнатах восточной и западной ориентациях (рис. 50). За самый жаркий месяц разница средних температур составляла 2,7—3,0°. Поскольку наблюдения про­ водились при незащищенных светопроемах, то разница температур воз­ духа в комнатах разной ориентации от июня к августу снижалась помере выравнивания теплопоступлений через светопроемы.

Солнце вносит одинаковые суммы тепла через светопроемы запад­ ной и восточной ориентации и поэтому среднесуточные значения тем­ пературы внутреннего воздуха в таких помещениях практически равны и в них лишь несколько различен характер суточного изменения темпе­

еще более близкое совпадение микроклимата жилых помещений разной ориентации. Например, в наиболее жаркие часы дня температура воз­ духа в комнате юго-западной ориентации была выше, чем в таком ж е помещении, ориентированном на юго-восток, в среднем на 0,8°, а раз­ ница среднесуточных температур составила всего лишь 0,3° [45]. Анало­ гичные результаты дали и наши наблюдения, проводившиеся в Ташкен­ те в кирпичных многоэтажных жилых домах.

Таким образом, несмотря на существенную разницу в теплопоступлениях через светопроемы разной ориентации суммарной и особенна

83.

прямой солнечной радиации, различия в летнем микроклимате помеще­ ний всех ориентации незначительны. В связи с этим необходимо отме­ тить необоснованность попыток некоторых авторов выявить роль ори­ ентации, исходя только из сравнения прихода солнечной радиации к зданиям [32]. Такой подход приводит к преувеличению роли ориента­ ции в борьбе с летним перегревом и к недооценке других мер солнцезащиты. В общественных и промышленных зданиях, имеющих большие

нальная ориентация как средство борьбы с летним перегревом, приоб­ ретает особенно большое значение при строительстве зданий с больши­ ми светопроемами. Однако установить количественные закономерности взаимосвязи микроклимата и ориентации для таких зданий путем на­ турных наблюдений пока не представлялось возможным, так как труд­ но подобрать одинаковые объекты, отличающиеся только ориентацией.

Рассматривая микроклимат помещений при различной ориентации, нужно подчеркнуть, что в Средней Азии за счет только рационального выбора ориентации нельзя обеспечить летом комфортные условия. Из рис. 50 следует, что даже при южной ориентации максимум темпера­ туры внутреннего воздуха приближается к максимуму наружной тем­ пературы. Но максимум наружной температуры выше верхнего преде­ ла зоны комфорта и поэтому нельзя обеспечить комфортные условия в дневные часы при любой ориентации. В помещениях с большой пло­ щадью светопроемов максимум температуры внутреннего воздуха бу­ дет еще выше.

Среднесуточная температура внутреннего воздуха выше средней температуры наружного воздуха. Объясняется это тем, что внутренний режим определяется не только температурой наружного воздуха, но и солнечной радиацией. В течение достаточно продолжительного летнего периода, при отсутствии внутренних тепловыделений и радиационных теплопоступлений через светопроемы, в помещении устанавливается средняя температура внутреннего воздуха, равная средней суммарной температуре всех наружных ограждений независимо от теплофизических свойств ограждающих конструкций [9]. Теплотехнические качества ограждений при этом влияют только на амплитуду колебаний темпера­ туры внутреннего воздуха. Это теоретическое положение, многократно подтвержденное экспериментальной проверкой, свидетельствует о боль­ шом значении для обеспечения микроклиматического комфорта мер по снижению тепловых воздействий на здания и в первую очередь радиа­ ционных нагрузок.

Исторический опыт строительства и эксплуатации зданий в Сред­ ней Азии показывает, что мерам смягчения микроклимата всегда уде-

84

Рис. 51. Сравнение планировочных решений и конструкций народного жилища и современного многоэтажного дома.

лялось большое внимание. Это четко проявилось, например, в народном жилище (рис. 51). Здания имели, как правило, благоприятную ориента­ цию, через небольшие окна вносилось мало радиационного тепла, но и они защищались ставнями. Дома строились преимущественно одноэтаж­ ные, что позволяло использовать охлаждающее влияние грунта. При не­ большой высоте застройки стены и покрытия затенялись деревьями. Озеленение и обводнение участков, прилегающих к домам, снижало

В современных многоэтажных зданиях положение существенно из­ менилось. Все помещения, кроме расположенных на первом этаже, ли­ шены охлаждающего влияния подполья. За счет этого температура в- комнатах средних этажей на 1-5-3° выше, чем в помещениях первого-

8S

этажа (рис. 51). Планировочная структура квартир многоэтажного жи­ лища не обеспечивает благоприятную ориентацию всех комнат. Кухни, •связанные с жилыми комнатами, являются источником эксплуатацион­ ных тепловыделений. Внедрение новых строительных материалов с ма­ лым объемным весом и низким теплоусвоением, а также облегченных конструкций с незначительной тепловой инерцией, затрудняет борьбу с летним перегревом. Зелеными насаждениями можно затенить только стены нижних этажей. Как показывают натурные наблюдения, в здани­

совпадает со средней суммарной температурой всех ограждений и на

режимах проветривания в домах Ташкентского домостроительного ком­

тире первого этажа юго-западного торца дома. Микроклимат оценивал­ ся с помощью эквивалентно-эффективной температуры, а зона комфор­ та, соответствующая этому показателю, принята по данным Американ­ ской ассоциации инженеров по отоплению и вентиляции [2]. Влияние на микроклимат температуры окружающих поверхностей учитывалось повышением или понижением эффективной температуры на 0,5° на каждый градус разницы между температурой воздуха и поверхностей.

•86

Показанная на рис. 52 температура внутренней поверхности изме­ рялась в средней части панели. На внутренней поверхности наружных углов температура была на 0,5-^-2,4° выше. Температура потолка в. дневные часы была несколько выше, а ночью ниже, чем на поверхности

различных режимах проветривания практически одинаковы. При круг­

выше зоны комфорта. О степени влияния ориентации в данном случаесудить нельзя, так как наблюдения проводились в квартирах, распо­ ложенных на разных этажах. В незаселенных квартирах постоянно на­ ходились только 1—2 наблюдателя. В аналогичных заселенных кварти­ рах за счет бытовых тепло-и влаговыделений и пребывания большогочисла людей относительная влажность, а следовательно, и эффективная температура должны быть еще выше.

Измерения, результаты которых приведены на рис. 52, выполня­ лись в квартире первого этажа, где сказывалось положительное вли­ яние нижнего перекрытия, обусловленное относительно низкой темпера­ турой воздуха в подвале;, температурный режим в квартирах средних и особенно верхнего этажей будет еще менее благоприятным.

Наблюдения проводились в доме, окрашенном в светложелтый цвет (альбедо поверхности 0,65). Но многие панельные дома имеют серую- и даже темносерую окраску (альбедо 0,32). Измерения показали, что во

более высоких наружных температурах ухудшится и температурный режим в помещении.

Солнцезащита окон в исследованных квартирах не может резко улучшить микроклимат, так как ориентированные на юго-восток окна и остекленные поверхности дверей выходят в лоджии и в некоторой сте­ пени уже защищены от инсоляции.

Таким образом, проведенный эксперимент свидетельствует, что в условиях Средней Азии летом в крупнопанельных домах массового строительства создается очень тяжелый микроклиматический режим..

87"

характеризующие спектральное отражение ряда отделочных материа­

89

ность УФ облучения по глубине помещений. Это подтверждается целым рядом натурных исследований. Таким образом, УФ облучение в замет­ ных дозах может быть только в зонах инсоляции, а также в точках по­ мещений, расположенных вблизи от светопроемов, из которых видны достаточно большие участки небосвода.

Бактерицидная эффективность УФ лучей резко снижается с увели­ чением длины волны. Эффект излучения с длиной волны 254 нм при­ нято считать за единицу. УФ излучение солнца, достигающее земной поверхности с минимальной длиной волны примерно 280 нм, обладает эффективностью 0,6, а с длиной волны 320 нм — лишь 0,004.

ледние годы стало известно немало фактов, когда излучение оказывает благотворное влияние на человека при длине волн более 320 нм [78]. В связи с этим было признано более правильным положить в основу оценки влияния УФ радиации на организм кривую эритемно-загарной эффективности, учитывающую биологическое действие как коротковол­ нового, так и длинноволнового УФ излучения. Всесоюзным совещанием

эритемной эффективностью обладает излучение с длиной волны 297 нм

Указания по профилактике светового голодания людей [125] уста­ навливают норму УФ облученности в пределах от 1,5 до 7,5 мэрім2.

90

Натурные измерения, выполненные с помощью УФ биологического фо­ тометра в Москве и Ленинграде при ясной погоде, показали, что на

нечные лучи на приемную поверхность прибора не падали). Вертикаль­

ние помещений при закрытых окнах даже в летние дни невелико.

Исходя из этих фактов, можно было бы поставить под сомнение вообще роль УФ облучения для помещений. Однако, как показали спе­ циальные исследования, положительное влияние УФ излучения на ор­ ганизм человека ничем не может быть компенсировано [20, 78]. Эти же исследования говорят о том, что эффективность бактерицидного и био­ логического действия УФ лучей возрастает под влиянием других участ­ ков солнечного спектра. При этом даже незначительные дозы естествен­ ного УФ облучения имеют большое гигиеническое значение. Наконец, нужно принимать во внимание и тот факт, что солнечные лучи, прони­ кающие в помещения, оказывают общетонизирующее влияние на орга-

91

низм, создают радостную обстановку, улучшают настроение, и если они не вызывают перегрева и не ухудшают условий зрительной работы, то приносят только пользу.

Продолжительная инсоляция необходима в первую очередь для по­ мещений, связанных с длительным пребыванием детей и больных (дет­ ские ясли-сады, больницы, санатории и т. д.). К этому же разряду по­ мещений следует отнести и жилые здания, но доза облучения для них может быть несколько меньше, учитывая, что в условиях Средней Азии эритемную облученность, необходимую организму, здоровый человек получает за короткий срок пребывания на открытом месте вне поме­ щения.

Для обеспечения минимума облучения помещений УФ лучами СНиП

соляции жилой комнаты с типовым окном от времени года п ориента­ ции в условиях открытого горизонта. Зависимость продолжительности инсоляции от ориентации в марте и сентябре одинакова для всех ши­ рот, а в другие даты, для которых построены кривые на рис. 56, доста­ точно близко совпадают. Широтные различия четко выявляются толь­ ко зимой и летом. Трехчасовая инсоляция в дни весеннего и осеннего

отклонении ориентации от северной не менее чем на 45—47°. Если же учесть, что активные ультрафиолетовые лучи появляются в спектре солнца примерно через час после восхода, а также затенение в условиях городской застройки, особенно для помещений первых этажей, нижней

придется запретить сектор почти от востока—северо-востока до запада— северо-запада, т. е. около половины горизонта. СНиП для жилых по­ мещений во всех строительно-климатических зонах запрещают ориента­ цию в значительно меньших пределах, а именно от 315 до 30° от на­ правления севера [114]. Несимметричность запретного сектора относи­ тельно севера связана с данными некоторых исследователей, отметив­ ших смещение максимума УФ радиации от полдня к более ранним ча­ сам. Так как в условиях Средней Азии максимум УФ радиации практи-

92