5. Прохождение света через атмосферу

Естественное освещение земной поверхности создается лучистой энергией солнца. Земной поверхности достигает лишь часть энергии, излучаемой солнцем (рисунок 42).

Р исунок 42 – Схема солнечной радиации земной поверхности

На границе атмосферы Земли освещенность плоскости, перпендикулярной солнечным лучам, составляет примерно 135 – 137 тыс. лк и называется световая солнечная постоянная С.

Физическая природа излучения – электромагнитные колебания. Излучение характеризуется спектральным составом, который определяется длиной волны излучения (рисунок 43).

 

Рисунок 43 – Спектральный состав излучения

Светотехника изучает только незначительную область излучения, вызывающую только ощущение света – видимое излучение. Излучения, имеющие разную длину волны, вызывают ощущение цвета, от фиолетового до красного (рисунок 44).

 

В состав солнечного света входят электромагнитные волны

разной длины. Человек может видеть свет с длиной волны от

400 нм (фиолетовый свет) до 800 нм (красный свет). Этот

диапазон называется видимым участком спектра. Но если бы

даже наши глаза вдруг смогли воспринимать более широкий

участок спектра, солнечный свет ненамного изменился бы для

нас, поскольку почти все остальное поглощает современная

атмосфера. Через нее проходят только волны, соответствующие

небольшому участку спектра после фиолетового —

ультрафиолетовое излучение — и несколько более широкому

участку после красного — инфракрасное излучение.

Современная атмосфера фактически непрозрачна для

большей части солнечного излучения, она поглощает почти всю

его энергию, оставляя «окно» лишь для видимой части

спектра. Непрозрачность атмосферы для ультрафиолета

зависит главным образом от наличия в ней свободного кисло-

рода О2

и озона О3

. Причём, чем меньше длина волны, тем боль-

шую энергию несет излучение. А чем выше энергия излучения,

тем в свою очередь больше вероятность того, что под его

воздействием будут происходить неорганические

фотохимические реакции распада и синтеза органических

молекул. Верхний предел длин волн, вызывающих такие

реакции, лежит гораздо ниже верхнего предела длин волн того

ультрафиолета, который может проходить через современную

атмосферу. Наибольший интерес исследователей вызывает

именно наиболее активное ультрафиолетовое солнечноеизлучение (дальний ультрафиолет) с длиной волны не более 250нм.

6. Яркость неба

Источником света является небосвод. Яркость отдельных точек небосвода изменяется в значительных пределах и зависит от положения солнца на небосводе, степени прозрачности атмосферы, облачности и других причин. Поэтому установить значение естественной освещенности в помещении в абсолютных единицах невозможно. Используется относительная величина, так называемый коэффициент естественной освещенности е, сокращенно КЕО.

                                          (50),

где Е_М – естественная освещенность, создаваемая светом неба в некоторой точке М внутри помещения (см. рисунок 8, а); Е_Н – одновременное значение наружной горизонтальной освещенности под открытым небосводом (см. рисунок 8, б).

Для определения освещенности в помещении здание как бы располагается под полусферой (рисунок 45).

Рисунок 45 – Схема для определения коэффициента

естественной освещенности

Небосвод имеет неравномерную яркость даже при сплошной облачности. Для упрощения принято, что небосвод полностью закрыт облаками, т.е. имеет равномерную яркость, а неравномерность яркости неба учитывается коэффициентом q.

                                       (51),

где Q – угловая высота середины светопроема над рабочей поверхностью (см. рисунок 45, а)