Розвиток архітектурної світлології в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет водного господарства та природокористування

РОЗВИТОК АРХІТЕКТУРНОЇ СВІТЛОЛОГІЇ В УКРАЇНІ

Пугачов Є. В., д. т. н., професор

Анотація

В статті розглядається розвиток архітектурної світлології в Україні і на цій основі формулюються основні напрямки подальших досліджень в згаданій області.

Annotation

In article development of architectural light engineering in Ukraine is considered and on this basis the basic directions of researches in the mentioned area are formulated

Виклад основного матеріалу

Аналіз розвитку архітектурної світлології в Україні дозволить показати внесок українських вчених в цю область, виявити "вузькі місця" і намітити перспективні напрямки досліджень. Актуальність такого аналізу обумовлена також тим, що наразі Україна створює свою нормативну базу в області будівництва і архітектури, зокрема, - будівельної світлотехніки.

Літератури, присвяченої розвитку архітектурної світлології в Україні, практично немає. Проте є чимало робіт, на основі яких можна такий аналіз зробити. Автор, ведучи багаторічну наукову і навчальну роботу в області архітектурної світлології і спілкуючись з провідними вченими України, поступово сформував своє бачення цієї проблеми, яке і хоче донести до широкого загалу.

Отже, в даній роботі розглядається розвиток архітектурної світлології в Україні в науковому і навчальному аспектах, практично не висвітлений в літературі.

Вочевидь, робота [1], яка вийшла у 1962 році, була одною з перших в цій області. Причому вона набагато випередила у часі лабораторний практикум [2], виданий в Москві. В [1] містилися поряд з лабораторними роботами з інших розділів будівельної фізики і лабораторні роботи з будівельної світлотехніки. На даний час цей лабораторний практикум є застарілим.

У 1967 році українською мовою вийшла робота Є.О Тація [3], в якій автор розглядає існуючі на той час методи розрахунку освітленості: за графіками Данилюка, приблизний метод попереднього визначення розмірів світлопрорізів, графоаналітичний метод Т. А. Глаголєвої, метод визначення середнього значення к. п. о. П.І. Хорошилова, метод визначення к. п. о. за графіками для приміщень з стрічковими світлопрорізами. В [3] також розглядаються види та світлотехнічні якості світлових прорізів, експлуатація світлових огорож, світловий клімат, інсоляція виробничих будинків та техніко-економічні характеристики освітлювальних установок. В цілому робота [3] носить оглядовий характер.

Починаючи з 1965 року виходять роботи І. М. Еріванцева (м. Дніпропетровськ) [4-12], присвячені впливу забруднення прозорих огороджень на природну освітленість приміщень, способам очищення прозорих огороджень, новим матеріалам у світлотехнічних конструкціях, а також - прогнозуванню зниження світлоактивності прозорих огороджень. Останнє ґрунтується на тривалих дослідженнях забруднення прозорих огороджень промислових будівель різного призначення, розміщених на Україні, і може бути використане для нормування циклічності їх (прозорих огороджень) очищення.

В роботах Я. Д. Швеця (м. Львів) [13-15] розглядаються характеристики сонцезахисних пристроїв типу жалюзі, метод розрахунку світлових потоків. що потрапляють у приміщення через вікна, обладнані такими пристроями, і визначення освітленості вертикальної поверхні в умовах безхмарного неба. Наскільки відомо автору, робота [14] є єдиною спробою змоделювати складні процеси, що відбуваються при проходженні світлових потоків крізь жалюзі. У Львові в області архітектурної світлології та геліоархітектури працює також Г. В. Казаков [16, 17].

Декілька робіт Д. Д. Гордиці (м. Харків) [18-21] стосуються методів розрахунку геометричного к. п. о. або к. п. о. від зенітних світлопрорізів круглої чи довільної форми, від заекранованих світлопрорізів, світлопрорізів довільної форми. Методи ґрунтуються на розбиванні світлопрорізу на квадрати зі стороною 1 м, які потім замінюються кругами площею теж 1 кв. м. Для розрахунку освітленості від одного такого елемента використовуються вже відомий метод. Якщо світлопроріз частково заекранований, то визначається число заекранованих елементів, від яких освітленість не розраховується.

Робота І. Н. Скриля (м. Полтава) [22] ґрунтується на експериментальних дослідженнях і присвячена закономірностям світлопропускання віконного скла, тобто виявленню залежності коефіцієнта світлопропускання від кута падіння світлового потоку і товщини віконного скла. Існування цієї закономірності означає, що значення коефіцієнта світловтрат у матеріалі прозорого огородження залежать від положення розрахункової точки відносно світлопрорізу і в просторі приміщення утворюють поле. Цей факт абсолютно ігнорується нормами проектування. Ще дві роботи [23, 24] цього ж автора стосуються інсоляції житла та інсоляції у містобудуванні.

Відмітимо також три роботи А. Я. Штейнберга (м. Київ) [25-28]. В першій автор, зокрема, описує транспортир А. М. Данилюка для визначення геометричного к. п. о., а друга і третя присвячені, відповідно, розрахунку інсоляції та сонцезахисту будівель. Автор показує прийоми роботи з інсоляційними графіками А. Рудницького, сонячними лінійками М. Тваровського, сонячними транспортирами тощо.

Робота [29] авторів з Полтави присвячена основам будівельної фізики сільських споруд, зокрема, - їх природній освітленості. В ній, як і в навчальному посібнику [30], поряд з нормативною методикою розрахунку природної освітленості розглядається метод плоских сіток, а також - природна освітленість та інсоляція теплиць.

В навчальному посібнику [31] харківських авторів два розділи присвячені, відповідно, оцінці видимої частини спектру та оцінці інсоляції архітектурних об'єктів.

Надзвичайно важливою в контексті розробки власних українських норм з будівельної світлотехніки є роботи В. О. Єгорченкова (м. Макіївка) [32-34], де розглядається світловий клімат України та його облік при проектуванні природного освітлення. Адже карта світлокліматичного районування, розроблена для території колишнього СРСР, для України є занадто укрупненою і не дозволяє правильно враховувати особливості її світлового клімату.

Навчальний посібник [35], написаний київськими авторами, присвячено світлопрозорим огородженням будинків. Проте його тематика нерозривно пов'язана з архітектурною світлологією. Тому в ньому розглядаються моделювання умов прямого і відбитого сонячного опромінення, розрахунок необхідної площі світлопрозорих огороджень, розрахунок інсоляції та проектування сонцезахисних пристроїв.

Навчальний посібник [36], написаний полтавськими авторами, є першим українським посібником з архітектурної світлології. Він охоплює основні розділи цієї дисципліні: природну освітленість приміщень і забудови, штучне освітлення будинків, інсоляцію забудови, вплив інсоляції на огороджувальні конструкції будинків. В посібнику наводяться приклади розв'язування задач з архітектурної світлології. Проте в посібнику не висвітлені останні здобутки українських вчених стосовно методів розрахунків освітленості для складних світлопросторових експозицій, розрахунку інсоляції, світлокліматичного районування території України тощо.

Оскільки в Україні синтез геометричного моделювання і архітектурно-будівельної фізики, зокрема, світлології виявився дуже плідним, то цей напрямок досліджень розглянемо окремо.

Започаткував його професор О. Л. Підгорний (м. Київ) роботами, що стосувалися інсоляції [37-43]. Надалі щодо інсоляції та сонцезахисту напрямок дістав розвиток в кандидатських дисертаціях [44-46] учнів професора О. Л. Підгорного. Проте в цих роботах не враховувалися відстань від Землі до Сонця на день розрахунку, повітряна маса атмосфери, висота місцевості над рівнем моря, широтний хід інтегрального коефіцієнта прозорості атмосфери, ймовірність сонячного сяяння. Ці параметри синтезовані в одну комп'ютерну модель в роботах [47-50] професора Є. В. Пугачова (м. Рівне), що дозволяє наблизити розрахункові значення сонячного опромінення до реальних. Сюди ж за тематикою відносяться роботи [51,52] О. В. Сергейчука (м. Київ).

Стосовно природного освітлення відмітимо роботу [53] О.В. Сергейчука, присвячену вдосконаленню методики визначення к. п. о. за графіками А. М. Данилюка, та кандидатську дисертацію учениці професора О. Л. Підгорного Д. В. Єршової [54]. Подальший розвиток геометричне моделювання природного освітлення дістало в докторській дисертації Є. В. Пугачова [55] де розглядалися питання розрахунку інтегральних характеристик світлового поля для складних світлопросторових експозицій, моделювання світловтрат від сонцезахисних козирків, моделювання освітленості від світлових шахт. В наступних роботах Є. В. Пугачова та його учнів [56-65] згадані питання поглиблювалися, а також розглядалося моделювання освітленості зовнішніх поверхонь будівель та території навколо них, зважаючи на багаторазове відбивання світла.

Ще один перспективний напрямок досліджень відкрила робота О. Л. Підгорного [66] і продовжила робота його учениці О. В. Кривенко [67]. Напрямок пов'язаний з моделюванням реальної освітленості архітектурних об'єктів і реального тінеутворення на них.

В Україні вийшли нові норми проектування природного і штучного освітлення [68] на заміну ще радянських норм [69]. Нажаль, в тій їх частині, що стосується природного освітлення, українські норми практично повторюють радянські норми. Навіть не враховано світлокліматичне районування України, запропоноване у згаданих вище роботах В. О. Єгорченкова. освітлення світловий жалюзі сонцезахисний

Таким чином, аналіз доробку українських вчених в області архітектурної світлології показав.

1. Наукові дослідження з архітектурної світлології в Україні не координуються державою, а їх результати на державному рівні не відслідковуються і не використовуються.

2. Серед наукового доробку українських вчених майже відсутні експериментальні дослідження, що пояснюється або повною відсутністю експериментальної бази, або тим, що вона сильно застаріла. Це стосується як науково-дослідних інститутів, так і навчальних закладів архітектурно-будівельного спрямування. Отже, створення такої бази є першочерговою задачею.

3. Україні вкрай необхідні довготривалі спостереження за розподілом яскравості за небосхилом щоб розробити і стандартизувати власну модель чи моделі небосхилу, які були б більш адекватними особливостям світлового клімату нашої країни або окремих регіонів ніж модель Муна-Спенсер, стандартизована Міжнародною комісією з освітлення.

4. Для моделювання природного освітлення від сонця необхідні експериментальні дослідження щодо значень коефіцієнта прозорості атмосфери у видимий частині спектра та його (коефіцієнта) залежності від маси атмосфери, а також дані стосовно його можливого широтного ходу.

5. Нові українські норми проектування природного і штучного освітлення потребують серйозного коригування в тій їх частині, що стосується природного освітлення. Зокрема, методів розрахунку природного освітлення, характеристик сучасних світлопрозорих конструкцій, світлокліматичного районування України. Доцільно також ввести в них розділ, присвячений інсоляції та сонцезахисту, оскільки ці питання нерозривно пов'язані з проектуванням природного освітлення.

6. В Україні є нагальна потреба у повноцінному підручнику з архітектурно-будівельної фізики, який містив би і розділ архітектурної світлології і спирався на сучасні досягнення як українських, так і зарубіжних вчених.

Література

1. Дундич Е. И., Константинов В.Ф., Реусова В.А. Лабораторный практикум по строительной физике ограждающих конструкций зданий. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1962. 192 с.

2. Лабораторный практикум по строительной физике/ В. А. Объедков, А. К. Соловьев, А. Н. Кондратенков. М.: Высшая школа, 1979. 221 с.

3. Тацій Є.О. Природне освітлення виробничих приміщень. К.: Будівельник, 1967. 65 с.

4. Эриванцев И. Н. Об улучшении естественного освещения в промышленных зданиях//Промышленное строительство. 1965. №4. С. 33-36.

5. Эриванцев И. Н. Очистка остекления струей воды// Промышленное строительство. 1965. №10. С. 31-32.

6. Эриванцев И. Н. Зависимость естественного освещения помещений от уровней загрязнения воздуха// Промышленное строительство. 1971. №5. С. 32-34.

7. Эриванцев И. Н. Новые материалы в светотехнических конструкциях// строительство и архитектура. 1972, №5. С. 33.

8. Повышение светоактивности окон и фонарей зданий/ Н.М. Гусев, И. Н. Эриванцев. М.: Стройиздат, 1976.103 с.

9. Эриванцев И.Н. Эргономика освещения производственных и открытых пространств. К.: Будівельник, 1983. 88 с.

10. Эриванцев И. Н. Влияние различных факторов на светотехнические характеристики прозрачных ограждений// Светотехника. 1991. № 8. С. 6-8.

11. Эриванцев И. Н. Прогнозирование светотехнических характеристик прозрачных ограждений// Светотехника. 1993. № 5. С. 55.

12. Еріванцев І. М. Технічне прогнозування зниження світлотехнічних характеристик прозорих огорож будинків і споруд// Будівництво України. 1994. № 3. С. 34-37.

13. Швец Я. Д. Светотехнические характеристики солнцезащитных устройств типа жалюзи//Труды НИИСФ. Строительная светотехника. 1971. Вып. 1. С. 18-23.

14. Швец Я. Д. Расчет световых потоков, поступающих в помещение через окна с солнцезащитными устройствами типа жалюзи// Промышленное строительство. 1972. № 7, С. 19-23.

15. Швец Я. Д. Определение освещенности вертикальной плоскости в условиях безоблачного неба// Архитектура и градостроительство. Вестник Львовского политехнического института. 1975. № 99. С. 29-35.

16. Казаков Г. В. Вопросы оптимизации световой среды учебных помещений// Проблемы комплексного управления городской средой: Материалы Всесоюзной научной конференции. Львов, 1979. С. 67-68.

17. Казаков Г. В. Окно-световод// Архитектура. 1981. № 14. С. 2.

18. Гордица Д. Д. К расчету геометрического коэффициента естественного освещения от зенитного светопроема произвольной формы// Светотехника. 1981. № 6. С. 14-15.

19. Гордица Д. Д. К расчету КЕО от зенитного фонаря круглой формы// Известия вузов. Строительство и архитектура. 1981.№ 6. С. 61-63.

20. Гордица Д. Д. Расчет КЕО от заэкранированного светопроема// Известия вузов. Строительство и архитектура. 1983.№ 2. С. 60-63.

21. Гордица Д. Д., Черныш Н. Д. Графический метод расчета геометрического КЕО от светопроемов произвольной формы// Известия вузов. Строительство. 1999. № 4. С. 137-138.

22. Скрыль И. Н. О закономерности светопропускания оконного стекла// Светотехника. 1989. № 2. С. 19-20.

23. Скриль І. Н. Інсоляція житла. К.: Будівельник, 1981. 75 с.

24. Скрыль И. Н. Инсоляция в градостроительстве. К.: УМК ВО, 1992. 643 с.

25. Штейнберг А. Я. Методы и инструменты архитектурного проектирования. К.: Будівельник, 1977. 104 с.

26. Штейнберг А. Я. Расчет инсоляции зданий. К.: Будівельник, 1975.117 с.

28. Штейнберг А. Я. Солнцезащита зданий. К.: Будівельник, 1986. 104 с.

29. Гликман М. Т., Кошлатий О. Б., Вітвицька Є. В. Основи будівельної фізики сільських споруд. К.: Урожай, 1985. 224 с.

30. Основы архитектурного проектирования сельских зданий и сооружений/ В. И. Хазин, В. И. Лисенко, В. А. Бондар и др. К.: Выща школа, 1989. 199 с.

31. Нефедов Л. И., Гордица Д. Д., Сахацкий В. Д. Системный анализ и оценка окружающей среды по электромагнитным излучениям при проектировании архитектурных объектов. К.: УМК ВО, 1989. 160 с.

32. Єгорченков В.О. Світловий клімат України і його облік при проектуванні систем природного освітлення будинків. Зб. наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво) / Полтава: ПДТУ імені Юрія Кондратюка, 2000. Вип. 6. Ч. 2. С. 32-37.

33. Єгорченков В.О. Світловий клімат України// Будівництво України. № 2. 2005. с. 21-23.

34. Егорченков В. А. Карта светоклиматических поясов Украины// Современные проблемы строительства. 2000. Т. 1. С. 84-87.

35. Світлопрозорі огородження будинків/ О. Л. Підгорний, І. М. Щепетова, О. В. Сергейчук та ін. К.: Видавець Домашевська О. А., 2005. 282 с.

36. Скриль І.Н., Скриль С. І. Основи архітектурної світлології (розрахунок і проектування природного, штучного й суміщеного освітлення та інсоляції). К.: Вища школа, 2006. 214 с.

37. Подгорный А. Л. Специальный комплекс прямих 2-ой степени и задачи инсоляции// Прикл. геометрия и инж. графика. 1970. Вып. 11. С. 30-32.

38. Подгорный А. Л. К вопросу автоматизации инсоляционных расчетов// Прикл. геометрия и инж. графика. 1981. Вып. 31. С. 12-15.

39. Подгорный А. Л., Орел С. И. Применение панорамних изображений на цилиндрической картине для расчета продолжительности инсоляции на ЭВМ// Прикл. геометрия и инж. графика. 1984. Вып. 38. С. 15-18.

40. Подгорный А. Л., Запривода В. И. К вопросу создания геометрической модели процесса поступления солнечной радиации на поверхности оболочек// Прикл. геометрия и инж. графика. 1987. Вып. 44. С. 11-15.

41. Подгорный А. Л., Мартынов В. Л. Определение оптимального угла наклонна плоскости солнечного коллектора при заданном азимуте// Прикл. геометрия и инж. графика. 1992. Вып. 53. С. 8-11.

42. Підгорний О. Л. Геометричне моделювання надходження сонячної радіації на різні поверхні// Прикл. геометрія та інж. графіка. 1993. Вип. 54. С. 10-12.

43. Підгорний О. Л. Сонячний годинник як архітектурний// Прикл. геометрія та інж. графіка. 1999. Вип. 66. С. 9-14.

44. Орел С. И. Геометрическое моделирование процесса инсоляции для автоматизированного решения архитектурно-планировочных задач с использованием средств машинной графики: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.01.01, 05.13.12/ К., 1988. 20 с.

45. Мартинов В. Л. Моделювання надходження сонячної радіації на гранні поверхні архітектурних об'єктів: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.01.01/ К., 1993. 17 с.

46. Запривода В. І. Геометричне моделювання надходження сонячної радіації на поверхні просторових покриттів: Автореф. дис. канд. техн. наук: 05.01.01/ К., 2002. 17 с.

47. Пугачов Є. В. Моделювання можливого опромінення від сонця// Сборник научных трудов Киевского национального университета технологий и дизайна. Спецвыпуск. 2004. С. 135-140.

48. Пугачов Є. В. Моделювання річного ходу тривалості інсоляції похилої площини// Вісник НУВГП. 2005. Вип.. 3(31). С.

49. Моделювання можливого сонячного опромінення похилої площини// Збірник наукових праць Київського національного університету технологій та дизайну (спецвипуск)ю. 2005. С.

50. Пугачов Є. В. Інсоляція та опромінення похилої площини з урахуванням імовірності сонячного сяяння// Вісник Київського національного університету технологій та дизайну (спецвипуск). 2006. № 4(30). С.

51. Сергейчук О. В. Геометричні питання врахування інфрачервоного опромінення і розрахунку інсоляції приміщень// Прикл. геометрія та інж. графіка. 2000. Вип. 67. С. 128-131.

52. Методы и средства солнцезащиты помещений // Витрина. 2001.№1(11). № 2(12). С. 24-31, 46-53.

53. Сергейчук О. В. Совершенствование определения КЕО по графикам А. М. Данилюка// Прикл. геометрия и инж. графика.1987. Вып. 43. С. 25-26.

54. Єршова Д. В. Просторове моделювання природного освітлення приміщень: Автореф. дис. канд.. техн.. наук: 05.01.01/ К.,1996. 16 с.

55. Пугачов Є. В. Дискретне геометричне моделювання скалярних і векторних полів стосовно будівельної світлотехніки: Автореф. дис. докт. техн.. наук.: 05.01.01/ К., 2001.36 с.

56. Пугачов є. В. Розрахунок освітленості горизонтальної території біля будівлі// Містобудування та територіальне планування. 2002. Вип.. 13. С. 193-198.

57. Пугачов Є. В. Природна освітленість поверхонь внутрішнього подвір'я у вигляді паралелепіпеда// Прикл. геометрія та інж. графіка. Праці ТДАТА. 2003. Вип. 4.Т. 21. С. 47-51.

58. Поверхні прямої природної освітленості від круглих світлопрорізів// Прикл. геометрія та інж. графіка. 2003. Вип. 73. С. 51-57.

59. Пугачов Є. В. Поверхня яскравості ясного небосхилу в зеніті// Вісник УДУВГП.2004.Вип. 2(26). С. 245-251.

60. Пугачов Є. В. Поверхні прямої освітленості від прямокутних світлопрорізів при двобічному і трибічному освітленні природним світлом// Вісник НУВГП. 2004. Вип.. 3(27). С. 213-219.

61. Пугачов Є. В. Освітленість природним світлом поверхонь обертання від'ємної гаусової кривини з вертикальною віссю// Прикл. геометрія та інж. графіка. 2004. Вип. 74. С. 38-43.

62. Пугачов Є. В. Поверхні природної освітленості від прямокутних світлопрорізів для моделі ясного небосхилу// Геометричне та комп'ютерне моделювання. 2004. Вип. 4. С. 60-66.

63. Пугачов Є. В. Моделювання природної освітленості від еліптичних світлопрорізів// Современные проблемы геометрического моделирования. Материалы Украинско-российской научно-практической конференции. Харьков, 2005. С. 107-113.

64. Пугачов Є. В., Кундрат Т.М. Моделювання ефективності циліндричних світлових шахт з дифузним відбиванням світла// Системні технології. 2006. Вип. 3(44). С. 82-87.

65. Зданевич В. А., Пугачов Є. В. Освітленість території поблизу півсферичної будівлі при врахуванні багатократного відбивання світла// Вісник НУВГП. 2007. Вип.. 2(38). С. 212-219.

66. Підгорний О. Л. Про реальні умови сонячного освітлення архітектурних об'єктів// Прикл. геометрія та інж. графіка. 2000. Вип. 67. С. 16-20.

67. Кривенко О. В. Геометрія світлотіней при змінному природному освітленні стосовно задач архітектурного формоутворення: Автореф. дис. канд.. техн.. наук: 05.01.01/ К., 2006. 19 с.

68. ДБН В.2.5-28-2006. Природне і штучне освітлення. К.: Мінбуд України, 2006. 76 с.

69. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. М.: Стройиздат, 1980. 48 с.

Размещено на Allbest.ru