Презентация на тему "Основи архiтектурноi свiтлологii"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Казаков Г.В. канд. арх., доц. НУ «Львівська політехніка» АРХІТЕКТУРНА ФІЗИКА: ОСНОВИ АРХІТЕКТУРНОЇ СВІТЛОЛОГІЇ

• 
  Слайд 2

  ЗМІСТ:

  1.СВІТЛО ПРИРОДНЕ. 1.1.Основні поняття і величини. 1.2.Світлотехнічні закони. 1.3.Природне освітлення в архітектурі. 1.4.Розрахунок природного освітлення будинків. 2.ІНСОЛЯЦІЯ. 2.1.Інсоляція в архітектурі. 2.2.Методи інсоляційних розрахунків 2.3.Сонцезахист та використання сонячної енергії. 3.СВІТЛО ШТУЧНЕ. 3.1.Електричні лампи. 3.2.Освітлювальні прилади. 3.3.Зовнішнє архітектурне освітлення. 4.ЗІР ТА АРХІТЕКТУРНЕ БАЧЕННЯ. 4.1.Око та його будова. 4.2.Адаптація та інші властивості зору. 4.3.Оптичні корекції в архітектурі. 5.КОЛІР. 5.1.Поняття про колір. 5.2.Кольорові системи. 5.3.Психологія дії кольору на людину.

• 
  Слайд 3

  РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА:

  Архитектурная физика: Учебник для студ. вузов, обуч. по напр. и специальности «Архитектура». / Авт.: В.К. Лицкевич, Л.Н. Макриненко, Н.В. Мигалина и др.; Под ред. проф. Н.В. Оболенского. – М.: Стройиздат, 1997. – 448 с. Гусев Н.М. Основы строительной физики. – М.: Стройиэдат, 1975. – 440с. Скриль І.Н., Скриль С.І. Основи архітектурної світлології (розрахунок і проектування природного, штучного й суміщеного освітлення та інсоляції). /Навчальний посібник. – Полтава: ПНТУ, 2004, – 225 с. Казаков Г.В. Сучасна світлова архітектура. – Львів: Растр-7, 2010. –620 с.; Казаков Г.В. Архітектурна фізика: основні поняття і величини. /Навчальний посібник. – Львів: НУЛП, 2012. – 259с. Гусев Н. М., Макаревич В. Г. Световая архитектура. – М.: Стройиздат, 1973. – 248с. Келер В., Лукхард В. Свет в архитектуре. – М., Госстройиздат, 1961. – 182с, Тваровский М. Солнце в архитектуре. –М.: Стройиздат,1977. – 288 с. Штейнберг А.Я. Расчет инсоляции зданий. –Киев, Будівельник,1975. - 120с.

• 
  Слайд 4

  1.1.1. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВЕЛИЧИНИ

  ПРОМЕНИСТА ЕНЕРГІЯ. Любе тіло нагріте вище температури абсолютного нуля є джерелом випромінювання енергії (Dж, кВт.). Сонце є джерелом енергії у космосі. На один квадратний кілометр земної поверхні на середніх широтах припадає приблизно 700 тисяч кВт енергії. ПРОМЕНИСТИЙ ПОТІК (Ф).Це потужність променистої енергії, що зазнає певних змін в часі або є стабільною та визначається за відповідними формулами: (1, 2), де Q – кількість випромінюваної енергії; t – відрізок часу. ОПТИЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Має дуже широкий діапазон і складається з хвиль довжиною від 10-2 нм до 10 м (нм – 1:10000 мм або 1 мілімікрон). СПЕКТР ВИПРОМІНЮВАННЯ. Це розподіл у просторі складного випромінювання, яке складається з елементарних простих ділянок, які характеризуються вузькою полосою частоти або довжини хвили. ПРИРОДНЕ ОПТИЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Це випромінювання, спектр якого за даними МКО поділяється на три області: УЛЬТРАФІОЛЕТОВА 280…315 нм; ВИДИМЕ СВІТЛО 380-400…760-780 нм; ІНФРАЧЕРВОНА 780 нм …1 мм. ВИДИМЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Це світлові промені, які сприймаються оком людини. Воно може бути однорідним або монохроматичним та неоднорідним або поліхроматичним. Однорідне випромінювання діючи на око людини викликає відчуття кольору: ФІОЛЕТОВИЙ 380…450нм; ЖОВТИЙ 575…585нм; СИНІЙ 450…480нм; ОРАНЖЕВИЙ 585…620нм; ЗЕЛЕНИЙ 510…550нм; ЧЕРВОНИЙ 620…760нм 2 1

• 
  Слайд 5

  1.1.2. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВЕЛИЧИНИ

  ЕФЕКТ ПУРКІНЬЄ. Це зсув чутливості ока з зелено-жовтої до зелено-блакитної ділянки спектру (максимуму від 560 до 510 нм) при переході від денного до сутінкового природного освітлення. У цих умовах меншу виразність набувають відтінки червоного кольору та більшу – відтінки синього (рис. 1.). ЯСКРАВІСТЬ (L, B)є світловою величиною, яку безпосередньо сприймає око. Вона визначається як поверхнева щільність сили світла в заданому напрямі, рівна відношенню сили світла до площі проекції поверхні, що світиться, на площину, перпендикулярну до того ж напряму. Світловий потік, відбитий від поверхні або від тіла, що саме світиться, потрапляючи на світлочутливу оболонку ока, викликає світлове відчуття. При цьому рівень світлового відчуття визначається величиною сили світла, що випромінюється поверхнею, яка розглядається оком. Якщо око розглядає плоску поверхню площею S, випромінюючу рівномірно в напрямі, перпендикулярному до неї, силу світла I, то яскравість поверхні у напрямі ока визначається рівнянням (3) . При нерівномірній яскравості поверхні, що світить, її визначають для нескінченно малої ділянки поверхні за формулою(4). Якщо розглядати ту ж поверхню, що світить, під кутом α доїїперпендикуляра, то око побачить частину цієї поверхні, а саме її проекцію на напрям, перпендикулярний до лінії зору площею S cosα . В цьому випадку яскравість виражається рівнянням (5). Одиницею яскравості служить ніт (нт). Вище наведені формули показують, що світлове відчуття від поверхні, що світить, не залежить від відстані до неї за умолви відсутності поглинання світла. 3 4 5 Рис. 1. По вертикалі та горизонталі спектральна чутливість ока і довжина хвилі. Зміна чутлівості ока:1- день; 2 – сутінки. Рис. 2.

• 
  Слайд 6

  1.1.3. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВЕЛИЧИНИ

  ТІЛЕСНИЙ КУТ. Це частина простору, обмежену конічною (або пірамідальною) поверхнею . Вимірюється відношенням площі S, яку він вирізає на поверхні сфери, описаної з його вершини, до квадрата радіусу цієї сфери за формулою 6) та рис (3). Одиницею тілесного кута служить 1 стерадіан (ср), кут, який вирізає на поверхні сфери ділянку, рівну квадрату радіусу. СИЛА СВІТЛА (І). Світловий потік визначає тільки загальну світлову потужність джерела світла. При випромінюванні джерелом однакового світлового потоку у всіх напрямках для характеристики цього випромінювання було б досить знати величину світлового потоку. Проте використовувані на практиці джерела світла розподіляють світловий потік в просторі нерівномірно. Тому для характеристики світлової дії джерела світла в якому-небудь певному напрямі користуються поняттям сили світла. Силою світла I джерела в даному напрямі називають просторову щільність світлового потоку, рівну відношенню світлового потоку до величини тілесного кута dω, в якому рівномірно розподіляється випромінювання. (7) Якщо світловий потік Ф рівномірно розподіляється в тілесному куті ω ,то сила світла в напрямі осі тілесного кута визначається за формулою: (8). Одиниця вимірюванн сили світла 1 люмен (лм). СВІТЛОВИЙ ВЕКТОР. Це переважаючий напрям падіння світла у просторі. Характеризується направленістю або кутами падіння світла у горизонтальній і вертикальній площинах, а також модулем світлового вектора, як максимальною різницею освітленості на протилежних поверхнях площини перпендикулярної до його напрямку || . 6 7 8 Рис. 3.

• 
  Слайд 7

  1.1.4. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВЕЛИЧИНИ

  ОСВІТЛЕНІСТЬ (Е). Зазвичай визначається як поверхнева щільність світлового потоку випромінювання, падаючого на поверхню, яка дорівнює відношенню світлового потоку Ф до величини освітлюваної поверхні S, по якій він рівномірно розподілений. При нерівномірному та рівномірному розподілі світлового потоку за площею використовуються формули (9, 10). З формул видно, що освітленість не залежить від фактури, кольору та інших властивостей освітлюваної поверхні.Одиниця освітленості люкс (лк). 1 лк це щільність світлового потоку в 1лм, рівномірно розподіленого на поверхні площею 1м2. Практично освітленість зручніше визначати по силі світла. Залежність між освітленістю і силою світла знаходиться таким чином. Уявимо точкове джерело світла, розташоване в центрі сфери радіусом r. Освітленість площі dS нормально розташованої до світла визначається за вище наведеною формулою (9).Якщо dS замінити виразом, отриманим з рівняння (11) то дістанемо формулу (12) для прямого падіння світла. При розташуванні площадкипід деяким кутом α до падаючого світлового потоку, освітлена площа буде обчислюватися таким чином: dS1=dScosα ; Тоді за формулою (13), освітленість певної ділянки площі, прямо пропорційна силі світла I та cos кута падіння світлового потоку, випромінюваною у напрямі до цієї ділянки джерелом світла, і обернено пропорційна квадрату відстані r2 від джерела світла до освітлюваної ділянки площі. 9 10 11 12 13 Рис.4.

• 
  Слайд 8

  1.1.5. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВЕЛИЧИНИ

  СЕРЕДНЯ ЦИЛІНДРИЧНА ОСВІТЛЕНІСТЬ. Це середня щільність світлового потоку на бічній поверхні вертикально розташованого циліндра, радіус та висота якого прямують до нуля. СЕРЕДНЯ СФЕРИЧНА ОСВІТЛЕНІСТЬ. Це середня щільність світлового потоку на поверхні сфери, радіус якої прямує до нуля. СЕРЕДНЯ НАПІВСФЕРИЧНА ОСВІТЛЕНІСТЬ. Це середня щільність світлового потоку на поверхні напівсфери, радіус якої прямує до нуля. До напівсферичної освітленості необхідно вказувати вектор орієнтації у просторі. КОЕФІЦІЕНТ ПРИРОДНОЇ ОСВІТЛЕНОСТІ(К П О, е) - це виражене у відсотках відношення одночасної природної освітленості, що створюється в певній розрахунковій точці заданої площини всередині приміщення світлом неба, безпосередньо або після відбиття (Ев), до значення зовнішньої горизонтальної освітленості, що створюється світлом повністю відкритого небосхилу ЕЗ (14).   КОНТРАСТНІСТЬ. Це важлива для сприйняття архітектури та для забезпечення комфорту робочого місця величина, що характеризує тінеутворюючу дію світла і оцінюється відношенням направленого і розсіяного світла або модуля світлового вектора до середньої сферичної освітленості (15). 15 14

• 
  Слайд 9
  

  а, б) середньої сферичної освітленості за допомогою насадок на фотоелемент (за даними А.А.Гершуна, В.А.Соловйова та ін.); в) середньої циліндричної освітленості за допомогою насадки на фотоелемент (за даними В.А.Соловйова та ін.); г, д) середньої напівсферичної та сегментної освітленості за допомогою екранів-насадок (за даними А.А.Гершуна, Д.П.Лазарєва та ін.); е, є) середньої сферичної та практично любої іншої освітленості за допомогою багатогранних або «квазікульових» світловимірювальних вузлів: фірми «Tingstram»та наукової розробки канд. архіт., доц. Г.В.Казакова.

  Рис. 5 . Світлотехнічні засоби вимірювання просторової освітленості, яка відповідає тривимірному сприйняттю простору людським оком та характеру архітектурного середовища:

• 
  Слайд 10

  1.2.1.ЗАКОН ПРОЕКЦІЇ ТІЛЕСНОГО КУТА

  Згідно цього закону, освітленість в точці приміщення, створювана небом з рівномірною яскравістю, прямо пропорційна яскравості неба і площі проекції на освітлювану поверхню тілесного кута, під яким видна ділянка неба з даної точки приміщення (16). Таким чином, dI=LdS підставляємо dE=Cosa/R2 при R=1 дістаємо dE=LdSCosa dSCosa=dG тоді dE=LdG при рівномірній яскравостіE=LG, де dS – елементарна ділянка неба, м; E - освітленість в точці, лк; L -яскравість неба, нт; G - площа проекції тілесного кута на площину, що освітлюється, м. Наслідки: 1. Визначення відносної світловіої активності отворів у стінах та стелі. 2. Побудова графіків Данилюка. Рис. 5 . Схема до закону проекції тілесного кута та визначення відносної світлової активності світлових отворів для робочої поверхні , яка розташована у вертикальній і горизонтальній площинах. L1 L2 16

• 
  Слайд 11

  1.2.2. ЗАКОН СВІТЛОТЕХНІЧНОЇ ПОДІБНОСТІ

        Логічним продовженням закону проекції тілесного кута є закон світлотехнічної подібності (рис. .), який формулюється таким чином: якщо різні світлові отвори мають один і той же тілесний кут та однакову яскравість L1=L2 =const, то освітленість в точці приміщення не залежить від абсолютних розмірів світлових отворів (17). Наслідки : 1. Закон світлотехнічної подібності дозволяє при дослідженні природного освітлення приміщень використовувати моделювання. В даному випадку маємо на увазі використання моделі приміщення та лабораторної установки “ штучне небо ”. 2. Цілком достовірні дані можна отримати в тому разі, якщо модель приміщення виконана в масштабі 1:20 і збережені в ній всі геометричні та світлотехнічні параметри. Рис.6. Схема доведення закону світлотехнічної подібності, з якої видно , що різні за величиною приміщення і світлові отвори І і ІІ можуть мати одну й ту ж проекцію тілесного кута G. За законом проекції тілесного кута в приміщеннях з такими світловими отворами буде однакова освітленість. E1 = E2 17

• 
  Слайд 12

  1.3.1. ПРИРОДНЕ ОСВІТЛЕННЯ В АРХІТЕКТУРІ

  700 тис.км АТМОСФЕРА ХМАРИ ЗЕМЛЯ КОНВЕКЦІЯ ВИПРОМІНЕННЯ ТЕПЛОПРОВІДНІСТЬ СОНЯЧНА РАДІАЦІЯ:Пряма Відбита Поглинута Розсіяна Повернута ПОДІЛЯЄТЬСЯ: 1. За часом та інтенсивністю (денне, нічне, сутінкове); 2.За рівнем освітленості (високий, середній, низький). 3. Співвідношенням направленого і розсіяного світла (пряме і дифузне). 4. Розподілом яскравості неба (хмарного та ясного). 5. Спектром світла (денний і сутінковий). 6. Динамічністю освітлення. СКЛАДАЄТЬСЯ з суми (18): 1. Світло від Сонця (Ес); 2. Світло від неба (Ен); 3. Світло відбите від Землі (Ез). EΣ = Ec+Eн +Eз СВІТЛОВИЙ ПОТІК при падінні на фізичне тіло складається з трьох частин: відбитої (Ф ρ); пропущеної (Ф τ); поглинутої (Фα): ФΣ = Фρ+Фτ +Фα або, якщо поділити на ФΣ(20), то сумавідповіднихкоефіциентів дорівнює одиниці:1=ρ + τ + α. За характером відбиття світла розрізняють: дифузне (закон косінуса), направлене, розсіяно-направлене (рис. 8 ). Рис. 8 . 18 19 20 СОНЦЕ ~150 млн. км Рис. 7.

• 
  Слайд 13

  Світло в народній архітектурі півдня (Судан) і півночі (Аляска)

• 
  Слайд 14

  1.3.2. ФУНКЦІЇ СВІТЛА В АРХІТЕКТУРІ

  ЛЮДИНА І СВІТЛО СВІТЛОВІ ВЕЛИЧИНИ ФУНКЦІЇ СВІТЛА ДІЯ СВІТЛА НА ЛЮДИНУ: 1.ПРЯМА (інформаційна 75-80%, психофізіологічна – зорові образи, позитивні емоції); 2.НЕПРЯМА ДІЯ (теплова, загарна, вітаміноутворююча); 3.ОПОСЕРЕДКОВАНА (бактерицидна)

• 
  Слайд 15

  1.3.3. МОДЕЛЮВАННЯ ПРИРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯ

  Рис. 9 . Лабораторні установки штучне небо напівсферичного та прямокутного типу (а, б), а також приклади моделювання природного освітлення (в) у приміщеннях з різними розмірами вікон (15, 30, 45, 60%). В).

• 
  Слайд 16

  1.4.1. РОЗРАХУНОК ПРОРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯТЕРМІНИ ТА СИСТЕМИ ОСВІТЛЕННЯ

  СВІТЛОВИЙ КЛІМАТ – це сукупність умов освітлення певної місцевості. УМОВНА РОБОЧА ПОВЕРХНЯ – горизонтальна поверхня умовно прийнята на рівні 0,8 м від підлоги. ХАРАКТЕРНИЙ ПОПЕРЕЧНИЙ ПЕРЕРІЗ – поперечний переріз приміщення площиною перпендикулярною до вікон або до повздовжньої осі, до якої повинна потрапити ділянка з найбільшою кількістю робочих місць. ПРИРОДНЕ ОСВІТЛЕННЯ – система освітлення приміщень світлом від неба: прямим або відбитим. ПРИРОДНЕ БОКОВЕ ОСВІТЛЕННЯ – це освітлення приміщення крізь отвори у стінах. ПРИРОДНЕ ВЕРХНЄ ОСВІТЛЕННЯ – це освітлення приміщення крізь ліхтарі та отвори у покритті або у місцях перепадів висот. ПРИРОДНЕ КОМБИНОВАНЕ ОСВІТЛЕННЯ – це бокове і верхнє освітлення приміщення. СУМІЩЕНЕ ОСВІТЛЕННЯ – це доповнення недостатнього природного освітлення приміщення штучним світлом. ЗМІШАНЕ ОСВІТЛЕННЯ – це одночасне використання природного та штучного освітлення приміщення. ШТУЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ – це освітлення приміщення (загальне, місцеве комбіноване) джерелами штучного світла (свічами, лампами, світло діодами). Рис.10. Схеми систем природного освітлення: бокового, верхнього комбінованого, а також приклад макетування системи верхнього природного освітлення археологічного музею у Великобританії (м. Делфі, арх. А.Томбазіс , проф. М.Вілсон та ін.) а) б) Рис. 3.

• 
  Слайд 17
  

  ПРИКЛАДИ СИСТЕМ ПРИРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯ У КРАЇНАХ ЄС: (ВІСТАВКОВІ, АДМІНІСТРАТИВНІ, ТУРИСТИЧНІ, ВІРОБНИЧІ БУДИНКИ)

• 
  Слайд 18

  1.4.2. РОЗРАХУНОК ПРОРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯПОПЕРЕДНІЙ АБО ПРИБЛИЗНИЙ

  Необхідну площу світлових прорізів для бокового і верхнього освітлення, яка забезпечує нормативне значення КПО, наближено можна визначити за формулами (21 та 22). Де, SВ ; SВ- площі світлових прорізів при боковому й верхньому освітленні, м2; SП- площа підлоги приміщення, м2; eН- нормоване значення КПО (береться з табл. 1 або 2); KЗ - коефіцієнт запасу (береться з табл. 3); ηВ- світлова характеристика вікон (визначається за табл. 4); ηЛ- світлова характеристика ліхтаря або світлового прорізу у покритті (за табл. 5 і 6); KБД - коефіцієнт, який враховує затінення вікон протистоячими будинками (табл. 7). τ0- загальний коефіцієнт пропускання світловим отвором вікном за формулою (23), де τ1 - коефіцієнт пропускання світла матеріалом; τ2- коефіцієнт, який враховує втрати світла у віконних рамах; τ3 - коефіцієнт, який враховує втрати світла в несучих конструкціях (при боковому освітленні = 1), коефіцієнти , і беруться з табл.8; τ4- коефіцієнт, який враховує втрати світла в сонцезахисних пристроях ( табл. 9); τ5- коефіцієнт, який враховує втрати світла від захисної сітки, що встановлюється під світловими ліхтарями, приймається 0,9; r1- коефіцієнт, який враховує підвищення КПО при боковому освітленні завдяки відбиттю світла від поверхонь приміщення (визначається за даними табл. 10); r2- коефіцієнт, який враховує підвищення КПО при верхньому освітленні завдяки відбиттю світла від поверхонь приміщення (визначається за даними табл. 11); Кл - коефіцієнт, який враховує тип ліхтаря (береться з табл. 12). При використанні зенітних ліхтарів у вигляді окремих світлових прорізів у покритті кількість останніх може бути визначена за формулою (24), де, SЛ- площа окремого світлового прорізу. При комбінованому освітленні, тобто при наявності вікон і ліхтарів, площа останніх може бути визначена за формулами (21) і (22), поділивши глибину приміщення на відповідні зони бокового і верхнього освітлення. Однак, як показує практика, наближений метод визначення необхідної площі світлових прирізів при комбінованому освітленні не завжди дає відповідні результати, тому розрахунок необхідно виконувати шляхом наближення, попередньо приймаючи розміри вікон і ліхтарів виходячи із конструктивних міркувань. 24 23 22 21

• 
  Слайд 19

  1.4.3. РОЗРАХУНОК ПРОРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯКІНЦЕВИЙ АБО ТОЧНИЙ

  28 27 26 25 На основі наближеного розрахунку необхідної площі світлових прорізів SЛ і SВ необхідно визначити загальну кількість та площу окремих світлових прорізів і їх розміщення, враховуючи при цьому планувальні і конструктивні особливості приміщення. Розрахунок коефіцієнтів природної освітленості на робочій поверхні характерного розрізу приміщення виконується за методом О.М.Данилюка, згідно з яким величина КПО в будь-якій точці робочої поверхні визначається при боковому, верхньому, комбінованому освітленні за формулами (25, 26, 27, 28). Формула 26 є спрощеним варіантом попереднього варіанту при умовах, що немає сусіднього будинку та коефіціент нерівномірної яскравості неба враховано у графіках. Де, εБ - геометричний коефіцієнт природної освітленості в розрахунковій точці при боковому освітленні, який враховує пряме світло неба і визначається за допомогою графіків І і II (рис. 4 і 5); q - коефіцієнт, який враховує нерівномірну яскравість хмарного неба за визначенням Міжнародної Комісії з освітлення (МКО), береться з таблиці 13 в залежності від кутової висоти середини світлового прорізу  (в градусах) над умовною робочою поверхнею; εБД- геометричний КПО в розрахунковій точці при боковому освітленні, який враховує відбите від протилежних будинків світло, визначається за допомогою графіків І і II; R - коефіцієнт, який враховує відносну яскравість протилежного будинку, визначається за даними таблиці 14; εВ- геометричний КПО в розрахунковій точці при верхньому освітленні, визначається за графіками III і II (рис. 11 і 5). Інші коефіціенти розшифровані у попередніх формулах. Формулу та методику визначення геометричного КПО наведено нижче.

• 
  Слайд 20

  1.4.4. РОЗРАХУНОК ПРОРОДНОГО ОСВІТЛЕННЯГРАФІКИ ДАНИЛЮКА

  Рис. 11 . Графіки(І, ІІ, ІІІ) інж. О.М.Данилюка та правило їх суміщення з перерізом і планом приміщення для підрахунку кількості променів за формулами (29, 30): εБ = 0,01·n1·n2або εВ = 0,01·n3·n2 Побудова графіків О.М.Данилюка

• 
  Слайд 21

  2.1.1. ІНСОЛЯЦІЯ В АРХІТЕКТУРІ

  ІНФРАЧЕРВ 42% УЛЬТАФІОЛ 4% ВИДИМЕ 54% СОНЦЕ ІНСОЛЯЦІЯ – це пряма дія світлової, ультрафіолетової та інфрачервоної частин сонячного спектру. ТРИВАЛІСТЬ ІНСОЛЯЦІЇ ЗАЛЕЖИТЬ ВІД: 1. Геофізичних чинників (широта місцевості, пора року, рельєф, рослинність, час доби, хмарність). 2. Архітектурно-конструктивних характеристик об'єкту (орієнтація за сторонами горизонту, форма плану та перерізу, розміри вікон, товщина стін). ХАРАКТЕРНІ ПОЛОЖЕННЯ Землі та Сонця, на період:1, 3 – весняного та осіннього рівнодення (21- 22, ІІІ, ІХ); 2, 4 – літнього та зимового сонцестояння (21-22 VI, ХІІ). ПОЛОЖЕННЯ СОНЦЯ НА НЕБОСХИЛІ ВИЗНАЧАЄТЬСЯ КООРДИНАТАМИ: 1. Висота стояння Сонця – це кут між напрямком на сонце та його проекцією на площину горизонту. Якщо сонце знаходиться над горизонтом, то його висота додатна і змінюється від 0 до 90°, а за горизонтом - то від’ємна і змінюється від 0 до - 90°. 2. Азимут – це геодезичний кут між напрямом на північ та проекцією напрямку на сонце на площину горизонту (сонячною площиною), який відраховується за годинниковою стрілкою від 0 до 360°; азимут інсоляційний - кут між напрямком на південь та сонячною площиною, який відраховується за або проти годинникової стрілки від 0 до 180°. Рис. 14. Рис. 13. Рис. 12.

• 
  Слайд 22

  2.2.1. МЕТОДИ ІНСОЛЯЦІЙНИХ РОЗРАХУНКІВ

  МЕТОДИ ГЕОМЕТРИЧНІ ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ СОНЦЯ ПОЛОЖЕННЯ І ФОРМА ОБЄКТА ТЕПЛОТЕХНІЧНІ СВІТЛОТЕХНІЧНІ ДІАГРАМНІ ГРАФІЧНІ АНАЛІТИЧНІ ТАБЛИЧНІ МОДЕЛЬНІ НАТУРНІ ГРАФІЧНІ ІНСТРУМЕНТАЛЬНІ ЛАБОРАТОРНІ НАТУРНІ АНАЛІТИЧНІ На графіках, кресленнях, за допомогою побудов На кресленнях та макетах На макетах ОЦІНКА: Методи моделювання положення Сонця - аналітичні дуже точні, але складні, діаграми і таблиці простіші та досить точні. Методи моделювання архітектурно-будівельних об'єктів – графічні краще підходять для розрахунків тривалості інсоляції, макетні для визначення розмірів та положення освітлених і затінених площ.

• 
  Слайд 23
  

  ДОСЛІДЖЕННЯ ІНСОЛЯЦІЇ ПРОЕКТУ БАШТИ ТІНЕЙ ДЛЯ ІНДІЇ, М.ЧИНДІГАРХ, АРХ. ЛЕ КОРБЮЗЬЄ (ЛІТЄ ТА ЗИМОВЕ СОНЦЕСТОЯННЯ , ВЕСНЯНО-ОСІННЄ РІВНОДЕННЯ, 9-15 ГОДИНА)

• 
  Слайд 24

  2.2.2. МОДЕЛЮВАННЯ ІНСОЛЯЦІЇ НА УСТАНОВЦІ “ШТУЧНЕ СОНЦЕ”

  Методи моделювання інсоляції архітектурних об’єктів у лабораторних та натурних умовах: а) зміна положення джерела світла у двох площинах-рух світильника по направляючих на підлозі, по спеціальних дугах на приладі, кріплення у різних точках на стіні (1, 2, 3); б) зміна положення джерела світла у одній площині шляхом його нахилу та зміна положення макету архітектурного об’єкту в одній площині шляхом його обертання навколо вертикальної осі (4, 5, 6); в) зміна положення макету архітектурного об’єкту у двох площинах шляхом нахиляння та обертання інсоляційного планшету з макетом з врахуванням географічної широти на лабораторій установці або у натурних умовах (7, 8); г) стаціонарне положення джерела світла у натурних умовах у середині архітектурного об’єкту з проекцією на стіни плям світла, які відповідають координатам положення сонця на небі.

• 
  Слайд 25

  2.2.3. МЕТОД ІНСОЛЯЦІЙНОЇ ЛІНІЙКИ

  Рис. 15 . Хід тіні від вертикального предмета у різні пори року, графік ходу тіні Бакера і Фуанкаро, інсоляційні графіки А.Рудницького. Інсоляційна лінійка М.Тваровського, лінійки для різних широт. Використання лінійки для визначення оптимальної ширини вулиці при широтному та меридіональному розташуванні будинків.

• 
  Слайд 26

  2.2.4. МЕТОД СОНЯЧНИХ МАСОК

  Рис. 16 . Сонячна карта для широти 50, картограма вікна або горизонтальний та вертикальний кути отвору, графічний метод побудови траєкторії руху сонця на період весняного та осіннього рівнодення. Суміщення графічних побудов за методом сонячних масок, визначена тривалість інсоляції 6год 35хв (з 7-00 до 13-35). Застосування методу для визначення часу інсоляції кімнати без та з сусіднім будинком.

• 
  Слайд 27

  2.3.1. КЛАСИФІКАЦІЯ СОНЦЕЗАХИСТУ

  ФУНКЦІЇ СОНЦЕЗАХИСТУ ПОЛЯГАЮТЬ У ЗАХИСТІ ВІД: 1.ПЕРЕГРІВУ, 2.СЛІПУЧОСТІ, 3.НЕРІВНОМІРНОСТІ ОСВІТЛЕННЯ: Сонцезахисні засоби принято ділити на кілька видів: 1.ЛАНДШАФТНІ (озеленення, рельєф); 2.МІСТОБУДІВЕЛЬНІ (орієнтація, розриви між будинками) 3.АРХІТЕКТУРНІ (форма, структура плану та перерізу); 4.АРХІТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВН:І пристрої та елементи для створення тіні (ребра, дашки, екрани, жалюзі, маркізи: суцільні та решітчасті , регульовані, мобільні та стаціонарні: горизонтальні , вертикальні та стільникові, а також штори); 5. СПЕЦІАЛЬНІ: скло (молочне, кольорове, визерунчасте, сонцевідбиваюче, теплопоглинаюче, світлорозсіююче тощо) та вироби з нього. Кольорові рідини для оприскування скляних поверхонь.

• 
  Слайд 28

  2.3.2. СОНЦЕЗАХИСТ У ЛЬВОВІ

  Зміна в процесі експлуатації первинного вигляду фасадів з метою зменшення площі вікон та відмови від вертикальних сонцезахисних ребер в архітектурних об’єктах на вулицях Снопківській та І.Франка у Львові: а) північно-західний фасад бувшого Львівського інституту ту декоративного та прикладного мистецтва, нині Львівської академії мистецтв; б) західний фасад косметично-перукарського салону «Чародійка».

• 
  Слайд 29
  

  2.3.3. ЕТАПИ РОЗВИТКУ СОНЯЧНОЇ АРХІТЕКТУРИ:а) природне освітлення; б) природне освітлення з світлорегулюванням та сонцезахистом; в) пасивна сонячна система; г) активна світлова сонячна система (концентратор - колектор, комунікації) ; д) активна теплова сонячна система (колектор, комунікації, акумулятор); е) інтегральна або комбінована сонячна система.

• 
  Слайд 30

  2.3.4.СОНІЯЧНІ КОЛЕКТОРИ

  Типи сонячних колекторів: 1, а, б) пласкі теплові рідинні та повітряні; 2, а, б; 3, а, б ) концентруючи теплові без стеження за Сонцем з трапецієвидним, параболічним та спіральним, трубчастим відбивачем променів; 4, а, б) фотоелектричні сонячні батареї з окремими скляними лінзами та суцільним пласким склом і повітряним прошарком для відводу тепла; 5, а, б, в, г) концентруючи теплові колектори з слідкуючими за Сонцем окремими частинами: рухомим приймачем та нерухомим відбивачем і рухомим відбивачем та нерухомим приймачем; 6, а, б) концентруючи фотоелектричні слідкуючи за Сонцем: з параболічним концентратором-відбивачем та лінзою Френеля; 6, в, г) світлові концентруючи слідкуючи за Сонцем з передачею світла каналом-світловодом: системи з двох дзеркал - Френеля або параболічного дзеркала та малого плаского дзеркала.

• 
  Слайд 31

  2.3.5. КЛАСИФІКАЦІЯ РІЗНОПОВЕРХОВИХ ГЕЛІОБУДИНКІВ

• 
  Слайд 32
  

  Рис. 17 . Будинок промислово-торгівельного банку в м. Ополе, Польща. Загальний вигляд архітектурного об’єму і фасаду з нахиленою скляною поверхнею та з сонячними фотоєлектиричними панелями у її верхній частині. Конструкція нахиленого огородження з алюмінію та скла зі сторони інтер’єру.

• 
  Слайд 33

  3.1.1. КЛАСИФІКАЦІЯ ЕЛЕКТИЧНИХ ЛАМП

  ЛАМПИ РОЗЖАРЮВАННЯ ГАЗОРОЗРЯДНІ ЛАМПИ ЛАМПИ ВИСОКОГО ТИСКУ ЛАМПИ НИЗЬКОГО ТИСКУ ФОРМИ ЛАМП

• 
  Слайд 34

  СВІТЛОВІДДАЧА ЕЛЕКТРИЧНИХ ЛАМП

  РОЗЖАРЮ-ВАННЯ РТУТНІ КОМБИНО-ВАНІ ГАЛОГЕННІ РТУТНІ ВИСОКОГО ТИСКУ МЕТАЛОГА-ЛОЇДНІ НАТРІЄВІ ВИСОКОГО ТИСКУ НАТРІЄВІ НІЗЬКОГО ТИСКУ ЛЮМІНІСЦЕНТНІ АБО ГАЗОРОЗРЯДНІ НИЗЬКОГО ТИСКУ 140 70 10 ПОШИРЕНІ ТИПИ ЕЛЕКТРИЧНИХ ЛАМПИ СВІТЛОВІДДАЧА, ЛМ/ВТ 3.1.2. КРИТЕРІЇ ВИБОРУ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА: ФОРМА ФОТОМЕТРИЧНОГО ТІЛА,ПЕРЕДАЧА КОЛОРІВ, КОЛЬОРОВА ТЕМПЕРАТУРА, НОМІНАЛ ПОТУЖНОСТІ, СВІТЛОВІДДАЧА, ФІЗИЧНІ РОЗМІРИ, РОБОЧІ ХАРАКТЕРИСТИКИ (ТЕРМІН ЕКСПЛУАТАЦІЇ, ЧАС РОЗГОРЯННЯ, ПУЛЬСАЦІЯ СВІТЛОВОГО ПОТОКУ, ТЕМПЕРАТУРА КОЛБИ) Рис. 18. Рис. 18. Переріз фотометричного тіла (симетричного, асиметричного) меридіональними площинами та фотометричні криві (1 - глибинна, 2 - синусоїдальна, 3 - циркульна, 4 – розлога.

• 
  Слайд 35

  3.2.1.ОСВІТЛЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ (СВІТИЛЬНИКИ)

  СКЛАДАЮТЬСЯ З ОСНОВНИХ ЧАСТИН: ПЕРЕРОЗПОДІЛЮВАЧА СВІТЛА, ЗАХИСТУ ВІД ЯСКРАВОСТІ ЛАМПИ, ЗАХИТСТУ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ ТА ПОШКОДЖЕННЯ, КРІПЛЕННЯ ДЖЕРЕЛА СВІТЛА, ПІДВЕДЕННЯ СТРУМУ, ЗМІНИ СПЕКТРАЛЬНОГО СКЛАДУ СВІТЛА. ГОЛОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВІТИЛЬНИКІВ: 1. КРИВА РОЗПОДІЛУ СИЛИ СВІТЛА (ДЛЯ УМОВНОЇ ЛАМПИ 1000 лм); 2. ЗАХИСНИЙ КУТ; 3. ККД ЯК ВІДНОШЕННЯ СВІТЛОВИХ ПОТОКІВ СВІТІЛЬНИКА ТА ДЖЕРЕЛА СВІТЛА; 4. СВІТЛОРОЗПОДІЛ У ПРОСТОРІ (ВЕРХНЯ ТА НИЖНЯ ПІВСФЕРИ), 5. ФОРМА КРИВОЇ СИЛИ СВІТЛА; 6. НАЯВНІСТЬ АРХІТЕКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ (КАРНІЗІВ, ПІДВІСНИХ СТЕЛЬ); 7. КОМФОРТ ОСВІТЛЕННЯ (ВІДСУТНІСТЬ БЛИСКУ); 8. СВІТЛОПРОСТОРОВА ОРГАНІЗАЦІЯ СЕРЕДОВИЩА. Рис. 19. Рис. 18.

• 
  Слайд 36
  

  3.2.2.УСУНЕННЯ ДИСКОМФОРТНОГО БЛИСКУ МЕТОДОМ ДЗЕРКАЛЬНИХ ВІДОБРАЖЕНЬ АБО МЕТОДОМ ПРОЕКЦІЙ

  РИС. 20. А). УСУНЕННЯ ДИСКОМФОРТНОГО БЛИСКУ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ ОПЕРАТОРА (ДО РОБОЧОЇ ПЛОЩИНИ БУДУЄТЬСЯ ПЕРПЕНДИКУЛЯР, НА ЯКОМУ З ПРОТИЛЕЖНОЇ СТОРОНИ ПЛОЩИНИ ВІДКЛАДАЄТЬСЯ УМОВНЕ ЗОБРАЖЕННЯ ДЖЕРЕЛА СВІТЛА. ЦЕ ЗОБРАЖЕННЯ ЗЄДНУЄТЬСЯ ЛІНІЄЮ З ОЧАМИ ЛЮДИНИ НА РОБОЧОМУ МІСЦІ. УСУНЕННЯ БЛИСКУ ПОЛЯГАЄ У ЗМІНІ НАХИЛУ ПОВЕРХНІ ДО ВІДСУТНОСТІ ПЕРЕТИНУ ПОБУДОВАНОЇ ЛІНІЇ ТА РОБОЧОЇ ПЛОЩИНИ) Б).УСУНЕННЯ ДИСКОМФОРТНОГО БЛИСКУ НА МУЗЕЙНИХ ВІТРИНАХ ПОЛЯГАЄ У НАХИЛІ ПОВЕРХНІ СКЛА ТА ПЕРЕМІЩЕННІ СВІТИЛЬНИКІВ НА СТЕЛІ. А) Б)

• 
  Слайд 37

  3.2.3. СВІТЛО-ПРОСТОРОВА ОРГАНІЗАЦІЯ ІНТЕР’ЄРУ

  VII ІІІ І Йдеться про співвідношення яскравості верхньої, середньої та нижньої зон видимого простору. Природний еталон співвідношення яскравості цих окремих зон рекомендується приймати у середніх широтах меншим, а у південних – більшим, але відповідно в межах 5...10:3:1. Для території України це співвідношення приблизно відповідає цифрам 7:3:1. В залежності від співвідношення яскравості верхньої середньої та нижньої частин простору приміщення його можна поділити на відкритий та закритий, глибинний, замкнутий, наскрізний. У загальному підсумковому вигляді критерій розподілу яскравості можемо записати як співвідношення тесту до найближчого оточення і до світло пройми, що у цифровому вигляді дорівнює 1 : min 0,33 : max 20.

• 
  Слайд 38

  3.3.1. ЗОВНІШНЄ АРХІТЕКТУРНЕ ОСВІТЛЕННЯ

  За способами поділяється на: заливаюче для фасадів, місцеве підсвічування конструктивних елементів та деталей, світлові фасади на просвіт, світлова графіка, світловий живопис. На дрібно структурних фасадах застосовують заливаюче освітлення, а на крупно структурних – комбінацію заливаючого та місцевого, для пом'якшення глибини тіні (рис. 21, 22). Це саме стосується і об'ємних елементів дахів, балконів, терас (рис. 23-26). Рис. 22. Рис. 21. Рис. 25. Рис. 26. Рис. 24. Рис. 23.

• 
  Слайд 39

  3.3.2. АРХІТЕКТУРНЕ ОСВІТЛЕННЯ У ЛОНДОНІ (ТЕАТР) ТА ВІДНІ (ЦЕНТР)

• 
  Слайд 40

  4.1.1.БУДОВА ОКА

  Рис. 27. Будова ока і процес бачення: а) горизонтальний розріз правого ока: 1-роговиця, 2-зіниця та кришталик з оптичною віссю, 3-пердня камера, 4-райдуга, 5-акомодаційний м’яз, 6-сітківка, 7-судинна оболонка, 8-білок, 9-склоподібне тіло, 10-жовта пляма з центральною ямкою, 11-зоровий нерв. ОКО фактично є частиною мозку винесеною назовні, воно нагадує фотоапарат, який складається з оптики або об'єктиву та світлочутливої протилежної стінки. КРИШТАЛИК – прозоре студенисте тіло подібне до лінзи двоякої кривизни. Оболонка або рогівка, передня камера, кришталик, скловидна рідина – утворюють складну оптичну систему. СІТКІВКА ОКА (ретина) складається з дрібних елементів (тіл) круглої та видовженої фори, які з'єднані нервами з мозком. У оці нараховується 130 млн. круглих тіл “колбочок” 7 млн. видовжених – “паличок” розмірами від 1:100 до 1:1000 мм. Колбочки пристосовані до високих рівнів денного освітлення, а палички – до низьких рівнів нічного. Зорове відчуття – це фотохімічна реакція, під час якої під дією світла зоровій пурпур або родопсин руйнується і чим більше тим сильніше відчуття світла. ЖОВТА ПЛЯМА на сітківці відповідає зоні найкращого бачення. Вона заповнена маленькими колбочками, має діаметр 1 мм та відповідає зоровому куту 2 градуси.

• 
  Слайд 41

  4.2.1. АДАПТАЦІЯ ТА ІНШІ ВЛАСТИВОСТІ ЗОРУ

  АКОМОДАЦІЯ – процес наведення ока на фокус від 10 см до ∞. АДАПТАЦІЯ – пристосування ока до зміни умов освітлення (1000-10000 разів добре, 100000 разів - гірше). Розрізняють адаптацію зіниці (зміна діаметру у 4-5 разів від 1-2 до 8-10 мм регулює надходження світла у 15-25 разів) та сітківки ока (переключення на колбочки при денному баченні за 2-3 хв. та на палички за 15-20 до 60 хв. – при нічному) ІРРАДІАЦІЯ – світлі об'єкти здаються людині більшими, а темні – меншими. МАСКУВАННЯ – приховування об'єкта за рахунок архітектурно-світлотехнічних прийомів (слабко відрізняється від фону, має малі кутові розміри, знаходиться у полі зору короткий час). БАРОККО ДАВІНІЙ ЄГИПЕТ (Рис. 28). (Рис. 29).

• 
  Слайд 42

  4.3.1. ПОЛЕ ЗОРУ І ОПТИЧНІ КОРЕКЦІЇ В АРХІТЕКТУРІ

  Рис.30. Поле зору при спостереженні навколишнього середовища: 1-обома очима (бінокулярне); 2-одним з двох очей (монокулярне): 2/- лівим оком; 2"- правим оком; 3-обмеження поля зору: носом, бровами і щоками. Кути зору від горизонту: без напруження 30  догори, 30-35  донизу; межі огляду 55-60 догори, 70-74  донизу. Оптична вісь очей у середньому опущена донизу на 10 . Рис.31 . Оптичні корекції у архітектурних об'єктах: Храм Давньої Греції (підйом лінії фризу Парфенона на 0,0015 довжини, зменшення зазору крайньої колони), церква у Римі (створення перспективного вівтаря), Собор св. Петра у Римі (колонада перед входом у вигляді трапеції), Капелла у Роншані, Франція , арх. Ле корбюзьє (має нахилені стіні та пілони). 1.Фриз; 2.Метопи і тригліфи; 3.Фронтон

• 
  Слайд 43

  5.1.1. КОЛІР ТА ПОНЯТТЯ ПРО НЬОГО.

  ДВА ПОНЯТТЯ КОЛЬОРУ: 1. Колір як властивість матеріалів (Константність кольору – сніг білий, листя зелене. Одночасний кольоровий контраст - зелене коло 5 см на червоному і сірому папері сприймається по-різному (рис.32). І.Н’ютон показав що біле світло складається і розкладається на кольорові промені); 2. Колір як функція сприйняття людського мозку. (Відчуття кольору пов'язують з світловим стимулом та типовою чутливістю ока) СПРИЙНЯТТЯ КОЛЬОРУ: 1. Ізольований колір (стимул, що за інтенсивністю перевищує оточення). 2. Глянцева, матова і фактурна кольорова поверхня (Змінюють оцінку кольору від розбіленого до насиченого). ТРИ ЯКОСТІ КОЛЬОРУ: 1. Кольоровий тон (Це власне поняття червоного, синього, зеленого кольору разом з перехідними відтінками, які око розрізняє близько 200); 2. Світлота або яскравість (об'єктивна міра відбиваючої здатності: жовтий 50, червоний 20%); 3. Насиченість (Повнота або інтенсивність кольору, розрізняють у синє-зеленому 10, а червоному - 18 ступенів насиченості). ЗМІШУВАННЯ КОЛЬОРІВ: 1. Адитивне (Метод додавання, коли одні кольорові промені накладаються на інші як у кольоровому телебаченні, рис. 33); 2. Субтрактивне (Метод віднімання, коли сонячний промінь пропускають через фільтр і злішається один колір замість білого, рис. 34); 3. Усереднення (Пуантилізм у живопису); 4. Просторове усереднення. (Обертання диска з різними секторами, рис. 35). ПЕРВИННІ КОЛЬОРИ: Їх можна отримати адитивним змішуванням. 1. Червоний 700 нм; 2. жовто-зелений 535 нм; 3. Синьо-пурпуровий або фіолетовий 400 нм Рис. 35. Рис. 34. Рис. 33. Рис. 32.

• 
  Слайд 44

  5.2.1. ПЛОЩИННІ КОЛЬОРОВІ СИСТЕМИ

  Рис. 36, Кольорові системи: а- Кольорове коло Гете (може мати 6, 12, 48… 192 кольори, властивості: 1. Нагадує веселку; 2,3. Контрастні кольори розташовані по діагоналях, а нюансні – по колу), б- трикутник Максвелла: суміщений з колом, рівносторонній та прямокутний, в- кольоровий графік МКО: вписаний прямокутний трикутник, у редакції 1913 та 1964 р., звичайний та кольоровий в) б) а)

• 
  Слайд 45

  5.2.2. ОБ’ЄМНІ КОЛЬОРОВІ СИСТЕМИ

  Рис. 37. Три основних об'ємних системи: А. Кольорове колесо Манселла (США), Б. Подвійний конус Освільда (ФРН); В. Кольорова сфера Кольорове тіло Освальда В) А) Б)

• 
  Слайд 46

  5.3.1. ПСИХОЛОГІЧНА ДІЯ КОЛЬОРУ НА ЛЮДИНУ

  Психологічна дія кольору на людину залежить від типу її темпераменту (рис.38): 1.Стимулююча, вольова, життєстверджуюча (червоний, кармін, кіновар, оранжевий, жовтий), 2. Дезінтегруюча (фіолетовий, синій, синьо-зелений), 3. Приглушена, пом'якшена (рожевий, ліловий, сіро-блакитний), 4. Статична , врівноважена (зелений оливковий, жовто-зелений), 5. Тепла (охра, коричневий), 6. Холодна (синій, зелений). Закон площ: Врівноважена кольорова композиція прямує до сірого кольору. Приклади: 1. Жовтий + фіолетовий = сірий (1+3); 2. Синій + оранжевий = сірий (2+1); 3. Червоний + зелений = сірий (1+1). Типи кольорових гармоній: 1. Монохроматична одноколірна; 2. Мало контрастна (до 70); 3. Сильно контрастна (від 110 до 145); 4. Контрастна (180); 5. Тріада (Два приклади наведені на рис. 39,40); 6. Підпорядкування кількох кольорів головному; 7. Подрібнена багатоколірна. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Позначення кольорами безпеки на виробництві: 1. Жовтий з чорними полосами – габарити, рухливі частини; 2. Оранжевий – колючі, ріжучі, обпікаючі частини; 3. Червоний – протипожежні засобі; 4. Зелений – аптечка, техніка безпеки; 5. Білий – місце для вантажу. Рис. 38,39,40.

• 
  Слайд 47
  

  Д Я К У Ю З А У В А Г У