Архитектурная физика

1. Архитектурная климатология

- наука, раскрывающая связи между климатическими условиями и архитектурой зданий и гра­достроительных образований. Позволяет архитектору при проектировании правильно оценить и учесть климатические воздействия, создать в формируемой им искусственной среде благоприятную экологическую обстановку, найти вы­разительную архитектурную форму, индивидуальный образ, обусловленные объективными природно-климатиче­скими факторами места строительства.

А.К. опирается на типологию архитектурных сооружений (например климатическая типология жилища и др.), общую климатологию, гигиену, строительную физику, экономику.

Климатическая типология арх. сооружений обогащает архитектора знаниями приемов и средств, используемых для улучшения среды, для защиты человека от холода и перегрева, знакомит с опытом регулирования микроклимата.

В жилище человек проводит большую часть своего времени, отдыха­ет, воспитывает детей, восстанавливает свои физические и духовные силы; жилище эксплуатируется в течение всего года, всего времени суток. Поэтому архитектору, проектирующему жилые здания, следует знать все аспекты связи климата и жилища.

Архитектурная климатология дает информацию о климате в районе проектирования, о климатических факторах, их изменении во времени и пространстве, о методах анализа климата.

Коммунальная гигиена помогает понять реакции организма человека, изменение его физиологических и пси­хологических функций в состояниях переохлаждения и перегрева, дает нор­мативы комфортного микроклимата в здании и наружной среде, которые ис­пользуются архитектором для сравне­ния их с фактическими климатическими данными и установления необходимых средств климатозащиты.

Климатология – это наука, изучающая условия формирования климата различных стран и районов. Климат — многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной ме­стности.

Важнейшими для архитектурн проектирования факторами являются:

солнечная радиация (прямая и рассеянная), поступающая на разных широтах, на горизонтальные и верти­кальные поверхности разной ориента­ции, при безоблачном небе или при облачности, за разные сроки (Вт/м );

температурные факторы — тем­пература воздуха, например средняя по месяцам, абсолютная минимальная, максимальная, средняя максимальная наиболее жаркого месяца, наиболее холодных суток или пятидневки, сред­няя наиболее холодного периода (°С); период со средней суточной темпера­турой менее 8 или 10°С; амплитуда температуры средняя или максимальная по месяцам и др.;

влажностные факторы — влажность воздуха, например относительная среднемесячная, в 13 ч или другие

сроки (%), абсолютная, т.е. упругость водяного пара по месяцам (ГПа), ко­личество осадков за год, месяц, сутки, осадков жидких, смешанных (мм) и др.;

ветер, например повторяемость направлений ветра (%), повторяемость штилей, средняя скорость по направ­лениям, максимальная, минимальная скорость (м/с) и др.

2.Естественное освещение зданий.

Освещение, отвечающее техническим и санитарно-гигиеническим нормам, называется рациональным. Создание такого освещения на производстве является важной и ак­туальной задачей.

В помещениях используется естественное и искусст­венное освещение. Естественное освещение предполагает проникновение внутрь зданий солнечного света через окна и различного типа светопроемы (верхние световые фона­ри). Естественное освещение часто меняется и зависит от времени года и суток, а также от атмосферных явлений. На освещение влияют местонахождение и устройство зданий, величина застекленной поверхности, форма и расположе­ние окон, расстояние между зданиями и др.

Существуют три системы ес­тественного освещения помещений: бо­ковое, верхнее и комбинированное. 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 светопропускающего покрытия до точечных фонарей и световых шахт.

Система комбинированного естественного освещения – комбинация бокового и верхнего.

Недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным и называется совмещенным.

Качество естественного освещения внутри помещений определяет световой коэффициент (К_с), который рассчиты­вается как отношение застекленной поверхности к площа­ди пола.

Освещение помещений нормируется. Нормы естествен­ного освещения для различных зданий и помещений разра­батываются с учетом их назначения. Согласно установлен­ным нормативам световой коэффициент колеблется для от­дельных помещений от 0,10 до 0,20.

Однако оценка естественной освещенности помещений только по световому коэффициенту недостаточна, так как при этом не учитываются факторы, влияющие на естествен­ную освещенность: расположение окон и рабочих мест внут­ри помещения, высота и расположение противоположных зданий и т. п. Поэтому для оценки естественной освещенности используют (К_ео), который представляет собой отноше­ние освещенности в заданной точке помещения к одновре­менно измеренной освещенности наружной точки, находя­щейся на горизонтальной плоскости, освещенной рассеян­ным светом открытого небосвода.

Выбор архитектором систем освещения определяется прежде всего назначением помещения.

Основные задачи проектирования естественного освещения зданий:

1. выбор типа, размеров и расположения световых проемов, при которых в помещениях обеспечиваются нормированные показатели освещения

2. защита рабочих зон помещения от слепящей яркости прямых лучей солнца

3. согласование выбранных светопроемов и их расположения с архитектурными требованиями к освещению, выявлению ритма, тектоники, цветового решения, образа сооружения.

Помещения по требованиям к световой среде различаются между собой в зависимости от предъявляемых требований и делятся на 4 группы:

I – здания мемориальной арх-ры, парламентов, судов, власти, дворцов культуры, науки и искусства, культовые сооружения

II – панорамы, диорамы, галереи и музеи, выставочные здания, спортивные залы

III – здания ВУЗов, школы, производственные здания и офисы, НИИ и проектные институты

IV – здания лечебных учреждений, санаториев, домов отдыха, жилые дома, детские учреждения

Естественное освещение — наиболее благоприятное для человека, однако оно не может в полной мере обеспечить необходимую освещенность помещений. Поэтому в практической деятельности широко используют искусственное освещение.