физика / СНиП - естеств. и искусств.освещение / Потиенко - Проектир.искусств.освещения. 2013

•осветительные устройства – элементы архитектуры, т.е.

встроенные в конструкции интерьера здания – светильники, ставшие частью их материальной структуры, объёмной и пластической формы;

•«светильники-скульптуры», т.е. сложной формы люстры, канделябры, бра, имеющие две равнозначные функции – освещать (в тёмное время) и украшать (в любое время) интерьер, служить в нём масштабными и декоративными элементами;

•светящие малые формы (светоинформационные установки, киоски, фонтаны, скульптуры, произведения светокинетического искусства), где свет является вторичной функцией.

Сортамент светильников в настоящее время крайне неустойчив: выпускаются новые типы светильников, часть светильников снимается с производства. Многие современные светильники отличаются лишь незначительной модификацией (материал корпуса, сорт стекла, герметичность и т.п.), размерами, мощностью и типом ламп и т.д. (схема 1 прил. 2.4). Основные характеристики наиболее распространённых светильников общего освещения для общественных зданий даны в приложении 2.4:

а) с люминесцентными лампами (табл. 4); б) с компактными люминесцентными лампами (табл. 5); в) с лампами типа МГЛ (ДРИ) (табл. 6); г) со светодиодными лампами (табл. 7).

3.2. Выбор светильников

Выбор светильников производится на основе учёта требований:

а) светотехнических – обеспечение достаточной освещённости на рабочей плоскости с учётом обеспечения комфортных условий;

б) экономических, в том числе энергетических – минимального расхода электроэнергии на освещение и минимальные единовременные затраты;

в) связанных с условиями среды – обеспечение безопасности производства (пожаро- и взрывоопасность), исключение попадания стекла в пищевые продукты или другие технологические линии, обеспечение санитарных условий (например, в помещениях с повышенными требованиями к чистоте воздуха – операционных и т.п., светильники не должны способствовать скоплению пыли, должны легко очищаться), обеспечивающие надёжность работы источников света (например, в помещениях с высокой температурой нерациональны светильники с замкнутыми

40

невентилируемыми воздушными объёмами, в пыльных – пыленепроницаемые и т.д.);

г) эстетических – обеспечение необходимых светораспределения в пространстве и яркостей отдельных элементов интерьера.

Светильники с узкой кривой силы света лучше применять в поме-

щениях с высокими потолками. Эти светильники обладают высокой контрастностью, направленностью, резкими тенями, экономичностью. Они преимущественно освещают горизонтальные поверхности. Для того чтобы смягчить освещение, необходима светлая отделка помещения, в том числе и пола. Такого рода устройства с зеркальными галогенными лампами, устанавливаемые на шинопроводах, часто применяются для акцентирования подсветки картин, скульптур и других предметов.

Светильники со средней кривой силы света применяются для соз-

дания общего освещения с мягкими световыми переходами, достаточной насыщенностью светом, умеренной контрастностью и сбалансированным распределением яркости в помещениях с обычной высотой потолков.

Светильники с широкой кривой силы света лучше подходят для общего освещения помещений с низкими потолками и создают хорошую освещённость вертикальных и наклонных поверхностей, обеспечивают равномерное распределение света. Но у таких светильников мал защитный угол, и требуется хорошо продуманная установка, чтобы избежать света прямо в глаза.

Применение светильников прямого света во многих случаях неп-

риемлемо, так как они создают сильный контраст между освещёнными рабочими поверхностями и тёмным потолком. Свет в них направлен строго в одну сторону, очень узкий световой пучок предназначен для точного направленного освещения. При этом яркость внутренних поверхностей получается крайне неравномерная и на них образуются резкие падающие тени. Светораспределение таких светильников позволяет различать мелкие дефекты освещаемых поверхностей. Поэтому они обычно применяются для освещения промышленных предприятий, стены и потолки которых обладают небольшой отражательной способностью, а также для освещения наружных пространств.

Вгражданскихзданияхрациональнысветильникипреимущественно прямого света, у которых основная часть светопотока направлена вниз, меньшая мягко рассеивается вверх, создавая декоративное освещение. В них используется защитная решётка или светорассеивающее стекло (для уменьшения слепящего действия источника света), при этом в верхнюю полусферу они должны излучать не менее 15 % светового потока

41

(для обеспечения достаточной яркости потолка). В помещениях целесообразна светлая отделка стен и потолков. Такие светильники обеспечивают достаточно равномерное распределение яркости в поле зрения.

Светильники рассеянного света применяют в помещениях с напря-

жённой зрительной работой: свет от них распределяется ровно во все направления. Светильник выполняется обычно из прозрачного материала (например, шар матового стекла). Он создаёт ровное фоновое освещение, при отсутствии акцентов для создания настроения. Светильники с мощными лампами (200-300 Вт и более) не удовлетворяют нормам по яркости для рядапомещений(школы,больницы),поэтомунаходятширокоеприменение в административных и помещениях общественного назначения, в которых необходимо бороться с тенями. Обязательным условием применения светильников рассеянного света является наличие в освещаемом помещении светлых потолка и стен. С учётом тенденции повышения норм освещённости и единичной мощности ламп область их применения сокращается.

Светильники преимущественно отражённого и отражённого све-

та неэкономичны из-за больших потерь светового потока, однако такие светильники обеспечивают большую яркость стен и потолков (при достаточно высокой отражательной способности этих поверхностей). Это создаёт впечатление насыщенности интерьера светом. Меньшая доля косвенного света подчёркивает форму светильника и расставляет акценты. Такие типы светильников способствуют выявлению текстуры отделочных слоёв и архитектурных деталей. Они рекомендуются для освещения помещений, где предъявляются повышенные требования к качеству освещения, а также в которых наличие мягкого света с отсутствием теней и равномерное распределение яркости в поле зрения являются наиболее существенными требованиями, предъявляемыми к осветительной установке – фойе театров и кинотеатров, зрительных залах, музеях, галереях и т. д. В совокупности со светильниками прямого света они могут использоваться для создания системы общего локализованного освещения.

В целом качество освещения при рассеянном и особенно отражённом светораспределении выше, чем при прямом, поскольку освещаются как горизонтальные, так и вертикальные поверхности, ослабляются и почти исчезают тени от предметов. По-настоящему гармоничное освещение достигается с помощью комбинация светильников с различным распределением света.

При системе общего равномерного освещения больший уровень освещённости в вертикальной плоскости обеспечивают осветительные приборы с небольшой концентрацией светового потока (с КСС типов Д и М). Вертикальная освещённость повышается и при использовании освети-

42

тельных приборов преимущественно отражённого и отражённого света. При этом тип КСС в верхней полусфере особого значения не имеет. Для акцентирующего освещения желательна значительная концентрация светового потока (КСС типов К и Г).

На выбор конструктивного решения светильников (открытые, защищённые стеклом, влаго-пыленепроницаемые и т.д.) оказывает влияние окружающая среда, в которой светильники будут эксплуатироваться, и требования, предъявляемые к этой среде. Например, в пыльных помещениях необходимо ограничивать применение светильников с защитными сетками, решётками и другими элементами, способствующими скоплению пыли. В помещениях с влажной средой предпочтение следует отдавать светильникам с неметаллическими корпусами и рассеивателями. В помещениях, где предъявляются повышенные требования к чистоте воздуха (например, операционные, перевязочные и т.п.), конструкция светильников должна быть легко очищаемой от загрязнений, а форма не должна способствовать скоплению пыли. Этому требованию удовлетворяют, например, светильники со сплошным рассеивателем. Специальные светильники должны применяться только в пожаро- и взрывоопасных помещениях, во всех остальных – предоставляется определённая свобода выбора конструкции осветительного прибора.

При проектировании осветительных установок выбор средств и приёмов освещения по архитектурным соображениям подчиняется одному из следующих принципов:

•скрытое расположение осветительных устройств и возмож-

но более нейтральное по отношению к окружению решение конструктивных элементов в целях концентрации внимания человека на освещаемых объектах;

•открытое расположение осветительных устройств, когда они становятся необходимыми, полноправными элементами архитектурного пространства, при этом их конструктивное решение получает соответствующую художественную трактовку.

Освещение при устройстве подвесных потолков может быть обеспечено с помощью обычных подвесных или встраиваемых светильников, где последние имеют целый ряд преимуществ. Во-первых, с их помощью можно создавать равномерное освещение по всей площади помещения или выделять зоны с различной интенсивностью светового потока. Во-вторых, они могут выпускаться с декоративными вставками, повторяющими рисунок кассетных потолков. Их отличает простота установки, удобство в уходе, превосходное отражение света и светорассеивание, низ-

43

кий показатель параметра образования бликов, а кроме того, замена ламп не вызывает никаких проблем.

Проводниками света могут стать трубы с продольными щелями – световоды, изготавливаемые как в виде жёстких экструдированных труб различного диаметра из пластмассы, так и в виде нежёстких безоболочных труб из синтетической ткани [9, 17]. Их внутренняя поверхность покрывается либо призматической плёнкой полного внутреннего отражения, либо зеркальноотражающим покрытием в виде тончайшего слоя напылённого алюминия. Выпускают также световоды из диффузноотражающего и пропускающего свет материала. Отражающие элементы и покрытия поглощают часть световой энергии, а оставшуюся часть «транспортируют» в нужном направлении (даже в глубокие и изогнутые под углом штольни шахт и рудников) – световоды могут быть цилиндрической (в сечении) и плоской клиновидной формы, протяжёнными прямолинейными и криволинейными (рис. 8-13 прил. 2.7). Клиновидные световоды, имеющие длину неболее5мприодностороннемвводесвета,базируютсянаиспользовании коробчатых конструкций из тонколистового алюминия с высоким коэффициентом зеркального отражения. Эти конструкции перекрыты с одной стороны (выходное отверстие световода – оптическая щель) светорассеивающей или прозрачной призматической пластмассой. Есть конструкции клиновидных световодов, имеющих жёсткую каркасную конструкцию, ребра которой выполнены из экструдированного алюминиевого профиля, три поверхности образованы алюминированными листами двухслойного полипропилена, а четвёртая – оптическая щель – листовым светорассеивающим материалом. С помощью клиновидных световодов с прямоугольным поперечным сечением могут набираться светящие поверхности большой площади, например, светящие потолки, может легко варьироваться форма и архитектурное решение светящей поверхности. Размер «оптическойщели»такихсветоводовсоставляетот3,3до5,1м(подлине)и0,274м (по ширине). При этом наибольшая высота световода всего 0,305 м.

Областьприменениясветоводовсегоднядовольноширока:этоиобщее равномерное освещение внутренних пространств общественных зданий, освещение открытых пространств и улиц (в основном в виде опорных приборов – светящих колонн или светильников с вторичными отражателями и мачтами-световодами), освещение тоннелей и некоторых мостов, декоративное и архитектурное освещение различных объектов, создание светодинамических эффектов, световые указатели движения на дорогах, а также введение в здания и распределения в них не только искусственного света, но и прямого солнечного света.

44

Широко применяется для передачи света на большие расстояния так называемая волоконная оптика [9, 18] – нить, сплетённая из сотен или тысяч тончайших кварцевых стеклянных волокон (рис. 14-16 прил. 2.6). Попадая в световедущую сердцевину, свет распространяется в ней за счёт эффекта полного внутреннего отражения. Этот эффект имеет место при падении луча света на границу раздела двух сред из среды с большим показателем преломления. Волоконные световоды позволяют передавать световую энергию на большие расстояния по криволинейному пути без значительныхпотерь.Оптическиеволокнаширокоиспользуютсякаксветоводы в медицинских и других целях, где яркий свет необходимо доставить в труднодоступную зону. В некоторых зданиях оптические волокна направляют солнечный свет с крыши в какую-нибудь часть здания. Волоконнооптическое освещение также используется в декоративных целях, включая коммерческую рекламу, искусство и искусственные рождественские ёлки.

45

4. Проектирование искусственного освещения интерьера общественного назначения

Под световой средой интерьера имеют в виду весь комплекс световых реакций человека, которые определяются мощностью, спектром, распределением в пространстве и временем действия световых потоков, идущих от искусственных источников света. При проектировании освещения интерьеров решаются три основные задачи:

1.Функциональная – обеспечение уровня освещённости для конкретных условий зрительной работы в помещении.

2.Архитектурная – создание художественной выразительности.

3.Экономическая – определение оптимального варианта.

Разработка проекта освещения интерьера – довольно сложная задача, если не сводить решение только до уровня функциональной (утилитарной) задачи, при решении которой остаётся открытым основной вопрос – качество световой среды.

Качество световой среды интерьера преследует одну цель – гармо-

ническое сочетание функциональной, психологической и эстетической

составляющих. Световой образ интерьера зависит от назначения помещений. Так, в зрительных залах архитектурный световой образ должен создавать впечатление праздничности и торжественности; в музеях и картинных галереях – ощущение отрешённости от внешнего мира и сосредоточенности; в учебных помещениях – иллюзию естественности световой среды. Таким образом, проектирование искусственного освещения в интерьере сводится к решению ряда взаимосвязанных локальных задач:

1.Распределение и выбор яркостей (светлот) в интерьере в полном соответствии с художественным замыслом архитектора и качественной оценкой светлотных соотношений между различными поверхностями, попадающими в поле зрения.

2.Определение допустимых яркостей светящихся поверхностей, чтобы ограничить блёсткость, слепимость, т.е. устранить зрительный дискомфорт в помещении.

3.Выбор цветового решения интерьера, увязанного со спектральным составом света, общими требованиями к насыщенности помещения светом и цветопередачей.

4.Выбор направления световых потоков и их соотношения в различных направлениях. Направление света и интенсивность его в каждом направлении должны решаться таким образом, чтобы было оптимальное

46

восприятие формы, пластики и фактуры отделки интерьера, а также для создания зрительной трансформации пространства.

5.Выбор технических средств освещения, которые бы удовлетворяли не только техническим, но и эстетическим требованиям.

6.Определение необходимого количества осветительных устройств

ирасположение их в соответствии с художественным замыслом и функциональным (технологическим) процессом, протекающим в помещении

(рис. 1-3 прил. 3.1).

Внастоящее время разработано большое количество различных видов источников света и светильников, характеризующихся многообразием форм и спектральным составом света. Кроме того, архитектор или дизайнер может придать индивидуальные черты заводским светильникам за счёт изменения материала и рисунка светораспределительной части. Всё это открывает богатые возможности для формирования архитектурного светового образа зданий и интерьеров.

При решении искусственного освещения необходимо первоначально решить основной вопрос: что должно быть положено в основу приёма искусственного освещения. В качестве ориентира для выбора приёма освещения рекомендуют принимать природное освещение, превали-

рующее в данном районе строительства (число солнечных и пасмурных дней, яркость неба, контрастность освещения, оптические свойства воздуха, спектральные характеристики света, отражённый от земли свет и т.д.). Природное освещение привычно для человека, поэтому и наиболее целесообразно во всех отношениях: и эстетических, и психофизиологических. Следовательно, искусственное освещение, при таком приёме, должно по своим характеристикам приближаться к природным – «вписывать интерьер в природу», чтобы человек не терял ощущения связи с внешним миром.

Природное освещение характеризуется:

1.Неравномерным распределением яркостей. Так в облачный день яркость среды уменьшается от зенита по мере приближения к горизонту (минимумприходитсяназемлю,непокрытуюснегом).Такогораспределения яркостей света следует придерживаться при проектировании и искусственного освещения интерьера. Яркость поверхностей служит человеку

идля оценки формы окружения. Так равномерная яркость ассоциируется с плоскостью, а неравномерная – с криволинейной (небосвод безоблачный

изатянутый обложными тучами).

2.Общей направленностью – глаз человека привык к направлению

света сверху, т.к. это естественно в природе. Если же освещение будет идти снизу, то возникает ощущение необычности «театральности».

47

3. Контрастностью освещения – зрение человека привыкло к контрастам, создаваемых солнечным светом в данном районе. На севере обычен контраст светотени порядка 0,3-0,4; на юге – 0,7-0,8. Вместе с контрастами изменяется и цвет: от пастельных тонов – на севере до насыщенных – на юге (на севере преобладают лёгкие палевые серебристые оттенки;

вюжных – более контрастные сочетания – белый, красный, чёрный;

втропиках – ещё контрастнее – жёлтый, чёрный, красный). В равной мере это относится и к архитектурной пластике: сдержанная по контрасту светотени пластика севера и энергичная с резкими светотеневыми контрастами на юге.

Настрой глаз на определённый контраст необходимо класть в основу при проектировании искусственного освещения интерьера. Особенно рационален такой приём освещения при проектировании школ, больниц, спортзаловит.д.Распределениеяркостей,контрастовинаправленийсвета, отличноеотприродных,возможнозапроектироватьвинтерьере,когдавозникает необходимость создать «театральный эффект». Это рационально и оправдано, когда проектируется выставочный зал, ресторан, зрительный зал, фойе и т.п. Следовательно, возможны два подхода при проектировании искусственного освещения интерьера – природный (подражание природе) и «театральный» (противоположный природному). При этом

световая архитектура должна связывать помещения в цельную светодинамическую композицию. Для этого намечается порядок возрастания и спада яркостей, используя адаптацию как средство, повышающее восприимчивость к свету и организующее зрительное поведение человека.

Направление света и тенеобразование (моделирующий эффект) влия-

ют на зрительную информацию, которую мы получаем о предметах вокруг нас. Светораспределение светильников и их расположение в помещении определяютнаправлениесвета,чтовсвоюочередьвлияетнаформирование, расположение и глубину теней. Таким образом, направление света должно выбираться исходя из выполняемых зрительных задач. Грамотное применение моделирующего эффекта может помочь выделить определённые зоны помещения либо привлечь внимание к потенциальным опасностям. Для общего интерьерного освещения рекомендуется сбалансированное тенеобразование с мягкими краями теней. Общим правилом является избежание резких, глубоких теней, равно как и полного отсутствия моделирующего эффекта, так как в этом случае теряется восприятие объёмных предметов, возникает монотонное зрительное ощущение, способствующее утомлению.

При проектировании освещения архитектору приходится заботиться о зрительном сохранении формы плоскости, свода, купола, архитек-

48

турных членений и пластики, восприятие которых резко искажается при случайном освещении (неравномерность освещения потолка может вызвать иллюзию его провисания, равномерное освещение уплощает свод или купол). Для придания своду большой глубины предпочтителен приём освещения, при котором его яркость повышается от периферии к центру свода. Колонны круглого сечения лучше воспринимаются при неравномерном освещении, когда соотношение световых потоков, освещающих колонны с разных сторон, составляет не менее 1:3. Объёмность колонн квадратного или прямоугольного сечения может быть подчеркнута различной цветностью освещения смежных поверхностей. Применение направленного освещения колонн (особенно с каннелюрами) в сочетании с рассеянным придаёт им большую выразительность благодаря возникновению градаций светотени.

Важную роль при восприятии интерьера играет фактура отделочных материалов. Разные способы освещения офактуренных поверхностей (насечка, следы опалубки, кладка кирпича и т.п.), подчёркивают качество отделочного материала. Рекомендуется применять приём скользящего направленного освещения. Шероховатые плоскости (штукатурка, гранит или мрамор, бетон и др.) кажутся равнояркими с любых точек наблюдения; зеркальные плоскости (стекла, металл, пластики) теряют свою форму

ивыразительность, так как кажутся неравнояркими. Отблески, возникающие на полированных плоскостях выявляют малейшие неровности, обнаруживая все дефекты производства и строительства; они «разрушают» форму, тектонику, пространство. Освещение полированных поверхностей в интерьере отражённым светом сопровождается отсутствием бликов, потерей игры света и экспрессии материала. Видимость фактуры и текстуры материала оказывает влияние на оценку глубины пространства: когда фактура или текстура поверхности отчётливо видна, у зрителя возникает иллюзия, что поверхность находится на близком от него расстоянии,

инаоборот. Это явление наблюдается обычно в диапазоне средних яркостей (от 10 до нескольких сотен кд/м2).

4.1. Освещение офисных помещений, проектных и конструкторских бюро

«Офисные» помещения – это помещения, в которых люди занимаются преимущественно канцелярской работой – разработкой и обработкой документов, письмом, чтением, работой с различными приборами и аппа-

49