Get Adobe Flash player

Архитектура и солнце (оболенский)

Формулируется одна из назревших проблем повышения качества
 

современной архитектуры, определяемого солнечной радиацией по основным категориям: комфортности, выразительности и экономичности.
 

Анализируются исторические и современные тенденции развития проблемы инсоляции и солнцезащиты в архитектуре (вопросы нормирования, проектирования и оптимизации условий инсоляции и солнцезащиты), а также гелиоклиматического районирования территории СССР.
 

Раскрываются причины ошибок в практике зодчих и градостроителей.
 

Приводятся способы определения эффективности инсоляции и солнцезащиты застройки, адаптированные к современным условиям творческого метода архитектора. 

Скачать книгу бесплатно!

0  

...подождите пожалуйста, добавляется отзыв...


--------------- page: ; remove-txt -----------

--------------- page: 1 -----------
H11I
0-2/7
H. В. Оболенский
и солнце
Стройиздат
--------------- page: 2 -----------
Н. В. Оболенский
Архитектура

и солнце
Москва Стройиздат 1988
--------------- page: 3 -----------
н-мз
О-in
yj
УДК 721.011.22
Оболенский Н. В. Архитектура и солнце.— М.: Строй-

издат, 1988.—207 с.: ил,— ISBN 5-274-00188-2
Формулируется одна из назревших проблем повышения качества

современной архитектуры, определяемого солнечной радиацией по основным категориям: комфортности, выразительности и экономичности.

Анализируются исторические и современные тенденции развития проблемы инсоляции и солнцезащиты в архитектуре (вопросы нормирования, проектирования и оптимизации условий инсоляции и солнцезащиты), а также гелиоклиматического -районирования территории СССР.

Раскрываются причины ошибок в практике зодчих и градостроителей.

Приводятся способы определения эффективности инсоляции и солнцезащиты застройки, адаптированные к современным условиям творческого метода архитектора.
Для архитекторов и проектировщиков.
Ил. 247, список лит.: 222 назв.
ч
Печатается по решению секции литературы по градостроительству

и архигектуре редакционного совета Стройиздата.
Рецензенг канд. архит. С. Б. Чистякова (ЦНИИП градостроительства)
Редактор Е. И. Астафьева
4902010000-480

° 047 (01)—88 192-88
(6) Стройиздат, 1988
ISBN 5-274-00188-2
Научная библиотека ХГТУ
0066032
iTfUU
--------------- page: 4 -----------
ОТ АВТОРА
Проблема инсоляции и солнцеза-

в архитектуре имеет огромное

для развития качественно

этапа в градостроительстве:

урбанизации и индустри-

строительства на базе науч-

■в-техннческой революции.
Многие десятилетия в нашей

стране существует общий строитель-

■d закон — СНиП, который регла-

мнггнрч ет различные требования к

архитектуре. Однако требования к

«сжикям инсоляции и солнцезащиты

застройки разработаны и обоснованы

■ете недостаточно. До многого прихо-

лпгя доходить эмпирически, осно-

гут"—I на историческом опыте.

Однако «народная архитектура» дале-

4 - не всегда отвечает на вопросы,

«пня кающие в век новых материалов и массового строительства. Опыт

■у м»у мастеров не может и не дол-

сложить предметом для подра-
- т
-жаеко не всем архитекторам — тео-

^кгтам, практикам и педагогам.

У.1Ш1М 1 ельно ярко и профессионально сказал об этом современный авст-

архитектор Е. Харкнесс:
«За малым исключением, геометрические

'■■ЧМ | архитектуры Миса ван дер Роэ просты

ш 1 оаолинейны. Небольшое число его пост-

рп отчается усложненными формами, обу-

——тми регулированием солнечной ра-
Сшсгемы свегопроемов, по существу, явля-

'Вва выражением его личного философского

щкжтавления о структуре. Хотя многое под-

чици; тает его известную заинтересованность

тяиилпгаей и конструкционной детализацией,

фюиесхие параметры окружающей среды не

значительной роли в его творчестве.

Влжтрические формы его произведений пре-

бы изменения, если бы он с большим

ем относился к солнечной геометрии.

ОПнич из классических примеров недоста-

ввп> понимания или непризнания архитек-

ш> влияния физических параметров окру-

ша среды является Фарнсуорт Хаус в

■п. штат Иллинойс, США (1950), абсолютна обогреваемый зимой и невыносимо жар-

i летом. Владелец здания даже возбудил

■» цютив архитектора, так «как дом непригоден для жилья. Стеклянная коробка настолько неудачна с точки зрения выбора материала

для оболочки здания, что можно было надеяться, что она будет отвергнута любым серьезным архитектурным исследователем. Тем не

менее в большинстве печатных работ без ка-

кого-либо критического комментария ее все

еще выдают за шедевр...
Люди, помещенные в стеклянные жаркие

коробки, применяли различные солнцезащитные приспособления, что привело к беспорядочности и неопрятности архитектуры фасадов.

Для решения этой проблемы стали применять

полурегулируемые внутренние жалюзи с тремя

положениями экранирующих элементов: полностью открытым, полностью закрытым и

наполовину закрытым. Это привело к чрезмерному снижению освещенности помещения

и к ограничению обзора при закрытых жалюзи,

защищающих от прямого солнечного света,

хотя стеклянная коробка, обладающая плохими теплоизоляционными свойствами и требующая дорогостоящих отопления и охлаждения,

должна была хотя бы обеспечить обзор из

здания...
В настоящее время мы осознаем ограниченность мировых энергетических ресурсов.

Новые поколения архитекторов будут нести

моральную ответственность за проектирование

зданий, не обеспечивающих комфорта при минимальных энергетических затратах. Возможно, что в будущем максимальное количество

единиц энергии, которое могут потреблять зда-

иия, будет ограничено законом. Основаниями

для подобных ограничений могут служить число людей, для которых запроектировано здание,

его назначение или другие факторы.
В течение всей профессиональной карьеры

Мис ван дер Роэ не учитывал регулирование

солнечной радиации. Он никогда не изучал

геометрии солнечного движения относительно

ориентации здания или же представлял себе

ее, но отвергал, так как она не вписывалась

в его философию рациональной ясности форм,

ограниченной эстетическими рамками визуального восприятия.
Простота геометрии, присущая произведениям архитектора, редко встречается в природе; природный порядок сложен. Живые организмы, взаимодействуя с природными условиями, усложняются, в противном случае они

не выживают. Мис ван дер Роэ не учитывал

многие изменяемые параметры окружающей

среды, которые оказывали влияние на его здания и на их обитателей, и не противодействовал конфликтам, возникающим в результате

этого влияния.
Подражание творчеству Миса ван дер Роэ

было очень значительным и продолжает быть

таковым — эго бесспорно, так же как и то, что

это подражание нанесло большой вред архи3
--------------- page: 5 -----------
тектурному образованию и уважению общества

к архитектурной профессии.
В хорошей архитектуре оболочка здания

должна эффективно объединять все проектные

параметры, включая планировку, конструкцию,

тепловой и световой комфорт и технологические функции, при оптимальных капитальных

и эксплуатационных затратах как в денежном

выражении, так и в единицах энергии» [70].
Название данной книги возникло

из убеждения автора в том, что архитектура — понятие, не ограничивающееся визуально-эстетическими категориями, более того, главное назначение архитектуры было, есть и всегда будет в обеспечении комфортной

среды для человека, которая создается прежде всего под воздействием

основного эколого-климатического

фактора — Солнца. Однако формирование комфортной среды связано с таким большим числом факторов, в свою

очередь, зависимых от солнечной радиации, что ее оптимизация требует

их комплексного рассмотрения. Таким

образом, архитектура и Солнце —

понятия весьма близкие по широте и

глубине содержания.
В данной книге сделана попытка,

как можно более убедительно показать современному зодчему, что

архитектура и Солнце — вещи неразделимые. Это имеет большое значение для правильной трактовки творческого метода архитектора с самого
начала проектного замысла до осуществления его в натуре.
И, последнее, что хотелось бы автору предпослать к этой книге. Значительный ее объем посвящен физико-математическому, социолого-эко-

номическому и психоэстетическому

обоснованию важнейших предложений по нормированию и проектированию инсоляции и солнцезащиты застройки. Современному архитектору,

имеющему дело с нормативами, без

которых немыслимо массовое строительство, необходимо знать и понимать природу этих нормативов и быть

их убежденным проводником в

жизнь. Ведь не секрет, что немало

архитекторов (теоретиков, практиков

и педагогов) относятся к нормативам

с предубеждением.
Автор надеется, что эта книга поможет избежать грубых ошибок в

архитектурном проектировании и повысит эффективность комплексного

архитектурного образования, а также

будет способствовать становлению и

развитию одной из важнейших отраслей современной архитектурной науки — архитектурной экологии. Автор

приносит сердечную благодарность известным ученым Д. В. Бахареву и
|В. А. Белинскому |, а также рецензенту С. Б. Чистяковой, много сделавшим

при подготовке книги к изданию.
--------------- page: 6 -----------
ВВЕДЕНИЕ
За всю историю существования

человечества много было сказано о

роли солнца в архитектуре. Наиболее

ярко это отражено известной триадой

Витрувия «польза, прочность, красота». Казалось бы, эти слова, такие

известные и понятные, не требуют

комментариев. Между тем, если вдуматься в глубину их содержания,

диалектическую взаимосвязь и далеко

не случайную последовательность перечисления, можно понять, почему

именно Витрувий — по словам многих

великих зодчих, «первый климатолог

среди архитекторов» — связал эту

триаду прежде всего с солнцем.
Дело в том, что ни один климатический фактор, ни одно явление природы не оказывает такого всеобъемлющего влияния на все основные категории качества архитектуры, как

солнечная радиация.' Понимая это,

Витрувий глубоко изучил солнечную

стереометрию и разработал свою

знаменитую «анналему солнца» [35],

которую ныне можно считать основой

всех методических разработок по

расчетам инсоляции, которыми пользуется архитектор (точнее, должен

пользоваться, так как, к сожалению,

многие архитекторы и в том числе

крупные мастера недооценивают эти

вопросы).
Огромная роль солнца в архитектуре, которую подчеркивали вслед за

Витрувием все его знаменитые последователи (от Альберти и Палладио

до Корбюзье и братьев Весниных),

неизмеримо возросла в наш век научно-технической революции, массового

индустриального строительства и

всеобщей урбанизации. Если триада

Витрувия отражала лишь социальную

сторону архитектуры и удовлетворяла

общество в эпоху строительства индивидуальных и уникальных зданий,

то в наше время она должна быть

дополнена четвертой категорией —

экономичностью. В последние же
десятилетия развитие архитектуры

во всем мире не соответствует глобальным явлениям, характеризующим

экономические и социальные условия

жизни людей на планете.
В социальном аспекте архитектура

в значительной степени утратила

связи с национальными, эстетическими, демографическими и гигиеническими традициями и требованиями,

которые тысячелетиями определялись

конкретными климатическими условиями и духовными потребностями

человека.
В экономическом отношении архитектура в еще большем долгу перед

человечеством. В век энергетического

кризиса и всемерной экономии невосполнимых энергетических ресурсов

и капитальных затрат рациональные

проектные решения городов, агропромышленных комплексов и отдельных

зданий и сооружений являются

важнейшим фактором экономии материальных и финансовых ресурсов.
Итак, пользуясь современной

терминологией, можно сказать, что

качество современной архитектуры

определяют комфортность, долговечность, выразительность и экономичность. Не случайна и последовательность перечисления этих факторов,

как не случайна она и в крылатой

фразе Ле Корбюзье, который говорил,

что материалами для архитектора

являются: солнце, пространство, растительность, сталь и бетон, отмечая

при этом, что их значение точно

соответствует порядку перечисления.
Действительно, роль солнечной

радиации в архитектуре беспрецедентна, так как нет другого фактора

в природе, который так непосредственно и комплексно влиял бы на

комфортность, долговечность, выразительность и экономичность архитектуры. И чем больше архитекторов

(практиков и педагогов) осознают

это значение солнца для современной
5
--------------- page: 7 -----------
и особенно для будущей архитектуры

и творческого метода архитектора,

тем скорее мы приблизимся к заветной цели: созданию полноценной в

материальном и духовном отношении

окружающей среды для жизнедеятельности человека и восстановлению

доброго имени и престижа архитектора.
Пусть не создается у читателя

впечатления, что эта книга — однозначный гимн солнцу, написанный

солнцепоклонником, считающим, что

солнце — единственный ключ к творческому методу архитектора, архитектурному образованию, развитию

архитектурной науки и престижности

профессии. Тем не менее, важнейшие

вопросы творческой направленности

современной архитектуры, архитектурная теория и критика не могут

ныне плодотворно развиваться в отрыве от науки, раскрывающей природу и закономерности восприятия

человеком окружающей его световой

среды.
Нельзя подразумевать под понятием архитектуры и архитектурной

науки лишь красоту и изящество

форм, пропорций и линий (что характерно для творческого мировоззрения Миса ван дер Роэ), искусствоведческие изыскания о закономерностях композиционных соотношений, споры об отвлеченной тектонической сущности форм и историю

создания архитектурных шедевров.

Они стали таковыми именно потому,

что их создатели понимали: выразительность и комфортность архитектуры во многом зависят от природных

параметров световой среды, иначе

никогда не возникло бы различия

между глубокой и мощной пластикой

русской архитектуры и тонким кружевоподобным декором стены в египетском и среднеазиатском зодчестве,

между открытым солнцу пространством в городе с умеренным и холодным климатом и замкнутыми композициями и самозатеняющимися

градостроительными структурами в

районах с жарким сухим климатом.
Нельзя продолжать увлекаться
вновь возродившимся чрезмерным

остеклением фасадов в массовой застройке во всех климатических районах, уменьшением толщины ограждающих конструкций стен и гипертрофированными внутриквартальными

пространствами в городах.
Нельзя продолжать воспитывать

будущих архитекторов с пренебрежительным отношением к истинам

и законам, проверенным и выстраданным тысячелетиями человеческим

гением, к правилам и нормам проектирования, без которых современная

архитектура невозможна. А ведь

даже в профессиональной печати

раздаются голоса, призывающие

«освободить» архитектуру от норм

в поисках «альтернативы архитектора». При этом имеется в виду, что

«техника и искусство остаются извечным и главным противоречием в

содержании понятия архитектуры».
Однако с диалектических позиций

техника, искусство и наука извечно

были и будут взаимосвязанными и

взаимообогащающимися синтезирующимися категориями. И не только в

архитектуре, но и в музыке, живописи,

поэзии. А для того, чтобы «техницизм» — это порождение молоха

технического прогресса в сознании

и культуре человека — не преобладал

в искусстве и науке, нужно стоять

на теоретических позициях, основанных на критериях историко-экономической ситуации и социальных и духовных потребностей современного

человека. Как можно сомневаться в

том, что есть истины, не подлежащие пересмотру, проблемы, решенные

давно и однозначно. Нельзя, оставаясь на почве науки, забывать об

основополагающих принципах материалистической диалектики.
Конечно, все это не значит, что

сложившиеся понятия, правила и

нормы не должны совершенствоваться. Наоборот, именно этим необходимым изменениям и совершенствованиям, основанным на научных исследованиях последних двадцати лет,

и посвящена настоящая книга.
Весьма симптоматичны высказы6
--------------- page: 8 -----------
вания современных австралийских

архитекторов [70] о том, что качество

архитектуры как в функциональном,

так и в эстетическом отношении определяется уровнем профессиональных знаний зодчего в области инсоляции и солнцезащиты. Они считают,

что если коренным образом не улучшить современную систему архитектурного образования, особенно в

области определяющей роли климата

и его важнейшего фактора — солнечной радиации — в формировании

архитектуры, то может встать вопрос

о престиже профессии, а в конечном

итоге — и о ее гибели. Конечно, это

суждение слишком категорично, но

если учесть приводимые австралийскими архитекторами отзывы потребителей об известных зданиях, в которых наблюдается резкий световой

и тепловой дискомфорт и огромный

перерасход энергии на борьбу с потерями тепла зимой и холода летом,

станет очевидно, что в таких случаях

самые красивые творения зодчих

теряют всякий смысл.
Цель настоящей книги — предоставить архитекторам материал для

обоснованного решения задач по инсоляции и солнцезащите при архитектурном проектировании.
В книге излагаются назревшие

актуальные вопросы повышения качества световой среды в современной

массовой архитектуре, ее выразительности, экономичности строительства

и эксплуатации зданий, намечаются

пути для поисков рациональных архитектурных форм и пространств,

свойственных социалистическому

городу при учете современных требований индустриальности и стандартизации строительства.
Архитектура — жизненная среда,

постоянно воздействующая на человека, формирующая его мировоззрение

и воспитывающая духовную культуру.

Поэтому в книге уделяется внимание

психофизиологическому и эстетическому аспектам использования природных ресурсов солнечного света,

вызывающего как положительные, так

и отрицательные эмоции при восприятии пространственных и пластических

композиций. Раскрываются морфофункциональные и некробиотические

свойства солнца в условиях строительства в центральных, южных и

северных районах страны.
В книге обобщается отечественный

и зарубежный опыт практического

решения этих задач и приводятся

данные о нормировании инсоляции

и ее режима в различных климатических районах, а также удобные для

архитекторов методы проектирования

и технико-экономической оценки

композиционных решений с учетом

инсоляции и солнцезащиты.
Необходимость в такой книге для

архитекторов, научных работников

и студентов архитектурно-строительных вузов продиктована не только

отсутствием комплексных данных о

инсоляции в литературе, но и современным состоянием архитектурной

практики, которая несмотря на известные достижения, характеризуется

невосполнимыми художественными,

функциональными и экономическими

просчетами (чрезмерная или недостаточная плотность застройки, монотонность архитектурных решений,

возврат к так называемой «стеклома-

нии»), наносящими урон народному

хозяйству и здоровью людей.
Автору удалось сделать лишь

первые шаги в комплексном решении

этой проблемы с учетом всего того,

что было достигнуто в науке и практике советскими и зарубежными специалистами.
Это привело к необходимости выбора комплексной методики работы,

а также решения ряда научных задач,

к важнейшим из которых относятся:
1.
рования и проектирования инсоляции

и солнцезащиты и обобщение теоретических разработок в этой области;
2.
поступлений солнечной радиации в

застройку, установление критериальных соотношений параметров, определяющих ее эффективность и нормативные величины;
3.
7
--------------- page: 9 -----------
разработке методов лабораторных,

натурных и статистических исследований по важнейшим составляющим

световой среды в оптическом спектре

Солнца;
4.
ных систем оценки инсоляции и солн-

цезащиты и самих критериев, определение их частных оптимумов и взаимосвязей;
5.
ния, расчета и проектирования инсоляции и солнцезащиты и гелиоклима-

тического районирования территории

СССР;
6.
тических основ к разработке оригинальных экспериментальных установок и конструктивных решений рациональных солнцезащитных устройств

и технико-экономические исследования эффективности предложенных решений при внедрении в практику

архитектурного проектирования и

строительства.
Результаты исследований, изложенные в этой книге, были получены

непосредственно автором или под его
руководством с 1960 по 1986 г. в

Научно-исследовательском институте

строительной физики Госстроя СССР

и Московском ордена Трудового

Красного Знамени архитектурном институте Минвуза РСФСР — головных

организациях в стране в областях

строительной физики и архитектурного образования. Исследования проводились по планам важнейших работ

Госстроя СССР и развития народного

хозяйства СССР при тесном взаимодействии с гигиенистами, светотехниками, теплофизиками, метеорологами,

психологами, микробиологами и

экономистами (ИОКГ им. А. Н. Сысина, МГУ им. М. В. Ломоносова,

ГИСИ им. В. П. Чкалова, ВЦНИИОТ,

ЦНИИЭП жилища, НИИПИ генплана г. Москвы, ЦНИИИП градостроительства, ЦНИИпромзданий, Таш-

ЗНИИЭП, ТбилЗНИИЭП, Киев-

ЗНИИЭП, ИГТиП).
Автор выражает глубокую признательность специалистам, оказавшим

неоценимую помощь в исследованиях

на стыке многих наук, входящих в

проблему инсоляции в архитектуре.
4
--------------- page: 10 -----------
Глава 1.

Исторические и современные тенденции развития

проблемы инсоляции и солнцезащиты в архитектуре
XXVII съезд КПСС поставил

перед архитекторами и учеными

грандиозную задачу: повысить эффективность и качество строительства [1]. Особое значение эта задача

имеет для развития массового строительства городов, жилых, общественных и промышленных зданий.
В последние годы вопросы использования солнечной энергии в

архитектуре выросли в одну из актуальнейших народнохозяйственных

проблем, от рационального решения

которой зависит качество современных и будущих городов и отдельных

сооружений. Качество архитектуры

определяется прежде всего комфортностью среды, надежностью сооружений, выразительностью пространств

и форм и экономичностью проектов.

Каждый из этих показателей качества архитектуры зависит от рационального решения вопросов инсоляции и солнцезащиты.
Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду двойственно: с одной стороны, оно благоприятно и экономически выгодно,

поэтому необходимо обеспечить доступ солнечного света в городские

пространства и интерьеры зданий

в любых географических районах,

с другой — оно может вызывать

перегрев, световой дискомфорт, ультрафиолетовую (УФ) переоблучен-

ность и перерасход электроэнергии

на регулирование микроклимата, что

предопределяет необходимость защиты от воздействия инсоляции и

рационального его использования.
Этот сложный диалектический

характер положительного и отрицательного . воздействия инсоляции

представляет вечный парадокс, с которым имеют дело архитекторы.
Диалектическое единство положительных и отрицательных эффектов, вызываемых инсоляцией в гигиеническом, социолого-архитектурном,

инженерном и технико-экономиче-

ском аспектах, показано в табл. 1.
Весомый вклад в эту науку сделан

в нашей стране Д. В. Бахаревым,
B.
C.
ным, Н. М. Гусевым, Н. М. Данцигом, JI. JI. Дашкевичем, Б. А. Дунаевым, А. В. Ершовым, А. У. Зеленко,

Д. Н. Лазаревым, Д. С. Масленниковым, И. С. Сухановым, Г. В. Ше-

лейховским, Ф. Ф. Эрисманом, а за

рубежом — Гопкинсоном, Лекишем,

Нииманом, бр. Олгей, Петербриджем,

Плейжелом, Ронге, Хольмом, Коул-

соном.
Однако постановка проблемы

инсоляции во всем многообразии

противоречивых связей различных

сторон влияния солнца на формирование архитектуры городских пространств и зданий, нормирования

и оптимизации параметров инсоляции

и солнцезащиты осуществлена в отечественной и зарубежной науке

впервые.
Такая постановка проблемы отвечает современным требованиям

науки о необходимости координации

и интеграции результатов исследований, особенно в области смежных

наук. Именно к такой области относится данная проблема, которая

может успешно решиться только при

тесном взаимодействии архитекторов,

гигиенистов, светотехников, инженеров, метеорологов, психологов,

микробиологов и экономистов.
Изучение современной архитектурной практики показало, что элементарные требования, определяемые солнечной радиацией, учитываются недостаточно. Иначе нельзя

объяснить повсеместное распространение сходных планировочных,
--------------- page: 11 -----------
Таблица 1. Единство положительных и отрицательных воздействий инсоляции в архитектуре
Аспекты воздействия

инсоляции
Положительные эффекты
Отрицательные эффекты
Биологический
Общеоздоровительный эффект (загар, Фотохимическая токсичность отра-

образование витамина «Д», обогрев), ботанных газов в городах, переоблу-

санирующий эффект, улучшение функ- ченность и канцерогенность, перегрев

ций зрения при повышенной освешен- (общий и местный) и световой дис-

ности и контрастности освещения комфорт, разрушающее действие на
живую клетку, материалы
Психологический
«Солнечность» освещения, динамика Снижение активности и настроения при

распределения яркостей и цветностей световом дискомфорте и перегреве

в поле зрения, связь с внешним пространством
Эстетический
Выявление пространства, формы, пластики, силуэта и цветовых соотношений, ритма элементов архш гктуры и

«живописности», композиционных решений
Снижение восприятия формы и ощущения насыщенности цвета при чрезмерных яркостях, выцветание поверхностей
Экономический
Природный источник дополнительного

обогрева помещений, сокращение площади светопроемов, повышение производительности труда и работоспособности
Повышение расходов на вентиляцию и

кондиционирование воздуха, снижение

производительности труда и работоспособности при тепловом и световом

дискомфорте
конструктивных и композиционных

приемов, материалов, размеров све-

топроемов (в том числе «ленточных»)

в различных климатических районах.
Трудно восполнимы в современных масштабах функциональные,

художественные, экономические и

социологические просчеты строительства (чрезмерная в северных и малая

в южных районах страны плотность

застройки как следствие недостаточно

дифференцированных норм инсоляции и естественного освещения; возврат к необоснованно большим площадям остекления фасадов зданий

во всех климатических районах, что

ужесточает перегрев и световой дискомфорт в помещениях летом, резко

повышает энергетические затраты

на технические средства регулирования микроклимата, вызывает чрезмерные теплопотери зимой; отсутствие выразительности и пластики индустриальных элементов зданий и

т. п.).
В качестве основных причин этих

просчетов можно назвать следующие:

недостатки строительного нормирования параметров климатических

факторов, особенно определяемых
солнечной радиацией; недостаточные

знания проектировщиков об определяющей роли солнца в формировании световой среды в городах и зданиях; малая изученность важнейших

аспектов этой роли солнца и некомп-

лексность проводимых исследований.
Проблема рационального использования световой энергии Солнца в

архитектуре охватывает широкий

круг вопросов, изучением которых

занимались многие ученые и практики.
Великий русский климатолог и

географ А. И. Воейков и его ученики подчеркивали, что Солнце — первопричина всех процессов, из которых складывается климат [51], оказывающий решающее влияние на

формирование комфортной среды

обитания человека (архитектуры).

Решение этой комплексной задачи

немыслимо без научных обобщений

в области естественных, медицинских, экономических и других наук,

так как архитектурная наука находится на их стыке.
В. И. Ленин представлял создание

будущей материальной и культурной

базы коммунистического общества
10
--------------- page: 12 -----------
как процесс двуединый: через преемственность с прошлыми достижениями и через осознание новых материальных и социальных условий—

к новым открытиям. Показательно,

что в беседе с И. В. Жолтовским о

проблемах реконструкции Москвы,

В. И. Ленин особо подчеркнул необходимость использования всего великого и мудрого, что было создано

человечеством на протяжении тысячелетий [110].
Проблема использования солнечной энергии в архитектуре была известна еще в древности. С незапамятных времен люди поклонялись

солнцу. Животворящее божество Ра

древних египтян древнегреческий

бог солнца — Гелиос, веселый и

жизнерадостный бог Ярило у древних славян — все это воплощения

одного и того же животворящего

Солнца в сознании наших далеких

предков. Прошло много веков, прежде

чем люди от обожествления солнца

перешли к его изучению. Применение

солнцелечения в медицине уходит

вглубь веков и гелиотерапия немногим моложе самой медицины. Известно, что египтяне лечили болезни

солнечным светом. Гиппократ применял для лечения больных не только

лекарства, но и солнце. Римляне

строили солярии, а Геродот считал,

что солнечный свет хорош для людей, нуждающихся в восстановлении

и росте мускулатуры. Многие другие

народы также применяли лечение

солнцем.
Гиппократ, указывая на важность

солнечного света для здоровья человека, писал, что в городах с восточным расположением, вода чиста, хорошо пахнет, вкусна, так как восходящее солнце предохраняет воду от

порчи, а люди выглядят здоровыми,

имеют приятный цвет кожи.
Признание важности солнечного

света для воды как основы человеческого благополучия, выраженное

Гиппократом, нашло научное подтверждение в работе Даунса и Бланта, которые установили в 1877 г. бактерицидное действие солнечного света и связали этот эффект с самоочищением рек и озер, облучаемых

солнцем. Более поздние исследователи установили, что этот эффект в

значительной мере производит ультрафиолет, содержащийся в солнечном

свете.
При этом нельзя не отметить фундаментальные исследования бактерицидного действия солнечного света,

проведенные под руководством
Н.
В. К. Беликовой, Р. А. Дмитриевой,
А.
Для архитектуры, разумеется,

имеет значение все оптическое излучение солнца, во всем его многообразии, включая видимую, ультрафиолетовую (УФ) и инфракрасную

(ИК) области спектра.
Знаменитый датский ученый,

лауреат Нобелевской премии, М. Фин-

зен подчеркивал: «Ничто не замещает солнечного света. Он будет всегда единственным, необходимым и

неподражаемым источником для

живой клетки» [62].
Наибольшего величия в мышлении в этой области применительно

к архитектуре достиг Витрувий, который еще в III в. н. э. писал в своем

трактате [39] буквально следующее:

«Одна часть земли лежит прямо под

путем Солнца, другая -— отстоит от

него далеко, третья — находится посредине между ними. Поэтому из-за

наклона зодиакального круга (небесного экватора, Н. О.) и пути Солнца

различные части Земли получают

разное количество солнечной энергии;

становится ясным, что в той же степени и при устройстве домов надо

принимать во внимание различные

климатические условия разных стран.

На севере здания, как я думаю, должны быть сомкнутыми, скорее целиком закрытыми, обращенными на

теплую сторону. Наоборот, в южных

странах, с палящим солнцем и угнетающей жарой, здания должны быть

открытыми на север или северо-восток. Таким образом, мы можем

исправить искусством вред, приносимый природой».
11
--------------- page: 13 -----------
Не случайно крупнейшие градостроители разных эпох называют

Витрувия основоположником науки

о планировке городов и первым климатологом в архитектуре.
Мысли Палладио о ширине городских улиц [61], «24-часовой солнечный цикл» Ле Корбюзье [53], требование единства архитектуры с окружающей средой И. В. Жолтовского

[150], идея «биодинамического фактора Солнца в городе» А. Аалто

[281 — все это было предопределено

Витрувием.
В работе Д. В. Бахарева [174]

с исчерпывающей полнотой рассматриваются общие методологические

основы расчета солнечной радиации

в условиях экранируемого пространства, методика геометрического расчета инсоляции, доказывается, что

существует единственный рациональный метод этого расчета (метод

числовых отметок, лежащий в основе

графиков Г. Марти [215] и А. М. Рудницкого [157]). Однако в этой работе сделан неправомерный вывод

о том, что нормы продолжительности инсоляции могут быть обоснованы только психологическим действием прямого солнечного света.

Биологическое же действие солнечной

радиации предлагалось положить в

основу нормирования только санитарных разрывов между зданиями.
Между тем многочисленные исследования гигиенистов [36, 62, 70,

72, 99, 111, 156, 195], подтвержденные в последние годы, выявили общеоздоровительную и бактерицидную эффективность инсоляции, с

которой нельзя не считаться.
Однако при этом очень важно

иметь в виду, что под термином «инсоляция» следует понимать суммарное солнечное облучение, а не только

прямое. В своей фундаментальной

монографии, посвященной инсоляции

в строительстве, Л. Л. Дашкевич

[43] приводит результаты исследований по рассеянной радиации, которая в биологическом значении естественного света играет не меньшую,

если не большую роль, чем прямая
радиация..., так как только посредством ее достигается освещение всех

тех мест, куда непосредственно не

поступают прямые солнечные лучи.

Кроме этого, в естественных условиях солнечная радиация никогда

не бывает только прямой. Эта же

мысль обоснована и Д. В. Бахаре-

вым [77].
Восприятие городской среды

обеспечивается главным образом органами чувств через воздействие солнечной радиацией в УФ, видимом

и ИК спектре, определяющей в современной терминологии световую

среду [99]. Комфортные ощущения

и эстетическое воздействие световой

среды (положительные эмоции) возможны только при условии исключения качеств, которые угнетают человека. К ним относятся: физиологически и психологически недостаточные уровни освещенности, УФ и

И К облученности; чрезмерные уровни яркостей поля адаптации, УФ и

ИК переоблученное™.
Эти качества световой среды зависят от инсоляции, идея нормирования которой в строительстве возникла в конце XIX в. [240], когда

еще не было представлений о связи

этого нормирования с биологическим

действием солнца. На эту связь впервые указал Ф. Эрисман [72]. Конкретные предложения по градостроительному нормированию инсоляции

впервые были сделаны советскими

учеными в 40-х годах [48].
Критериями для установления

норм инсоляции служили два фактора: психоэстетическое и биологическое воздействия инсоляции. При

этом первый — на основании общежитейских представлений и статистических исследований (за рубежом),

а второй — на основании биологических исследований (СССР). Из

данных табл. 2 можно сделать выводы:
во-первых, во всех странах нормируемой величиной является продолжительность инсоляции без ее

энергетической значимости (вспомним слова Витрувия, сказанные им
12
--------------- page: 14 -----------
Таблица 2. Нормируемые показатели условий инсоляции
Страна
Разрывы между зданиями, м
Отношение высоты

здания к величине разрыва между зданиями
Число инсолируемых

комнат квартиры. %
Продолжительность инсоляции комнаты или

квартиры
Световые углы окна,

град
Запретный сектор ориентации помещения,

град
Ограничение гиперинсоляции
Период эксплуатации

здания
Назначение помещения,

позиция и активиость

человека в ием
Англия
*
*
*
*
Бельгия
*
*
Венгрия
*
*
*
*
ГДР
*
Г олландия
*
*
*
Дания
*
*
Италия
*
Польша
*
Португалия
*
*
*
Румыния
*
*
СССР
*
*
*
*
США
*
*
Финляндия
*
*
*
Франция
*
%
Чехосло*
*
вакия
Швеция
*
*
Шотландия
Япония
*
1700 лет назад о количестве солнечной энергии, приходящей в застройку);
во-вторых, в большинстве стран

психоэмоциональный эффект инсоляции считается основным. В нашей

стране эта точка зрения считается

дискуссионной, так как некоторые

специалисты (в том числе авторы

действующих норм инсоляции) отдают предпочтение биологическому

эффекту инсоляции. В СССР проводились наиболее широкие исследования (теоретические и экспериментальные) в области определения ресурсов инсоляции и ее воздействия

на биологические объекты.
Ни та, ни другая точка зрения

не может, по-видимому, претендовать на истину, ибо она, по нашему

мнению, должна лежать в диалектическом единстве этих факторов. Однако здесь важно иметь в виду, что

в экстремальных климатических условиях возможно и, по-видимому,

целесообразно выделять главный
фактор на первое место. Например,

на Крайнем Севере основное значение имеет психоэмоциональный эффект, определяемый продолжительностью инсоляции, а, например, в

Средней Азии — физиологический

эффект теплового и светового дискомфорта;
в-третьих, отмечаются значительные расхождения в трактовке требований и величинах различных показателей, особенно выявившихся в

последние годы. Это подчеркивается

активной деятельностью Международной комиссии W-45 МСС, которая до недавнего времени не считала

инсоляцию входящей в число основных требований к зданиям с точки

зрения удобств человека [200]. Что

касается технико-экономических

критериев оценки требований к инсоляции застройки, то надо сказать,

что в зарубежной литературе нам не

удалось найти соответствующих материалов, за исключением работ

Т. С. Роджерса [63], имеющих в ос13
--------------- page: 15 -----------
новном отношение к экономике солнцезащиты. В последние годы в этом

направлении были проведены работы

в ряде проектных институтов нашей

страны.
СССР — единственная страна в

мире, территория которой простирается на 55° по географической

широте и на 170° по долготе, поэтому

единообразного подхода к нормированию инсоляции, как это до сих

пор принято в действующих санитарных нормах (СН 1180-74), в нашей

стране не должно быть.
Следует заметить, что инициатива

первой стандартизации требований

по инсоляции принадлежит ЦНИИЭП

жилища, который на основе работ
A.
B.
Д. С. Масленникова в 1954 г. определил рациональные требования по

ограничению ориентации зданий.

Однако в то время еще не было массового многоэтажного строительства.
В последние годы в проектных

организациях и органах санитарной

инспекции применялись методы расчетов инсоляции (графики, приборы),

разработанные рядом ученых

(А. М. Рудницкий [157], Г. Плейжел

[199], М. Тваровский [68], Б.А. Дунаев [45, 46], Д. С. Масленников

[128], И. С. Суханов [67], А. В. Ершов [104], Д. В. Бахарев [76],

Л. Г. Беридзе [83], А. Я. Штейн-

берг [170], В. М. Пивкин [154],

И. В. Маргиани [176], В. Г. Макаревич [126] и др.). Такое число различных и нередко идентичных методов расчета объясняется отсутствием должной координации исследований в этой области.
Наиболее рациональными признаны идентичные методы Г. Марти,

А. М. Рудницкого и М. Тваровского

[221, 157, 68], основанные на применении «Инсоляционных графиков»

или «Солнечных линеек», распространенных И. С. Сухановым и затем

Б. А. Дунаевым в проектных организациях. Следует отметить, что этот

метод, оказавшийся наиболее рациональным и принятым архитекторами
и врачами, основан на «аналлеме

Солнца» Витрувия, которую он разработал в III в. н. э. [35].
Переходя к анализу действующих

норм инсоляции СН 1180-74, следует

сказать, что их первая редакция

(СН 427-63) способствовала упорядочению городской застройки (после

1963 г.) и улучшению гигиенических

качеств жилищ в центральных климатических районах, когда еще не было

массового многоэтажного строительства. Однако это не значит, что действующие нормы не имеют недостатков.

Напротив, их довольно много и о них

неоднократно упоминалось в научной

литературе.
Действующие строительные нормы

и правила (СНиП) до сих пор не

имеют в своем составе строительных

норм инсоляции зданий и территорий,

за исключением одного пункта в главе

СНиП П-60-75* «Планировка и застройка городов, поселков и сельских

населенных пунктов» (п. 5.22) со

ссылкой на санитарные нормы

(СН 1180-74). Эти нормы появились

в результате исследований гигиенистами биологического воздействия

солнца на организм человека и микроорганизмы (М. Миславская, 1949;
А.
А.
1954—1965; М. Кошкин, 1956—

1958; Н. Данциг, 1953, 1961; Н. Галанин, 1959, 1961; И. Геллер, 1965).

Бактерицидный эффект инсоляции

был обнаружен не только в условиях открытой атмосферы, но и в помещениях [175].
Непосредственным основанием

для установления 3-часовой нормы

непрерывной инсоляции помещений

послужило явление почти 100%-ной

гибели за этот период некоторых

бактерий, находящихся в чашке

Петри с питательной средой, установленной в солнечном пятне на

уровне подоконника в условиях

г. Москвы. Количество солнечной

энергии при этом не фиксировалось.

Этот эффект был распространен

затем на все климатические районы

страны. Мы не компетентны обсуж14
--------------- page: 16 -----------
дать биологическую сторону методики и результатов этих исследований, но проанализировать их физическую сторону считаем необходимым. Заметим, что не существует

однозначной связи между эффектами облучения и его продолжительностью без энергетической значимости этого облучения. Это не согласуется с физическими представлениями о радиационных процессах

в атмосфере и с результатами натурных измерений естественной биологически активной радиации [31,

36, 56]. Затем, опыты В. Беликовой

180, 175], положенные в основу нормирования, проводились в помещениях с окнами при одинарном остеклении; облучаемые бактерии передвигались по мере движения солнечного луча, поэтому требование непрерывности инсоляции не обосновывается этими исследованиями.

Наконец, не было проведено исследований эффективности рассеянной

УФ радиации в течение различных

сроков более 3 ч.
Хорошо известен бактерицидный

эффект солнечной радиации. Однако

различие этого эффекта в условиях

открытого горизонта, в экранируемом пространстве и в закрытом помещении неодинаково трактуется

в работах отечественных и зарубежных ученых [175].
Одним из важнейших пробелов

в обосновании СН 1180-74 является

отсутствие достоверных сведений

о природных ресурсах инсоляции

на территории страны ее зонировании на этой основе и закономерностях поступления в застройку. Из-за

отсутствия приборов с соответствующей спектральной чувствительностью не было возможности сопоставить некоторые расчетные данные

о приходе УФ радиации в помещения. Отсутствовали также данные

об изменении инсоляционных ресурсов на территории страны под

воздействием антропогенных факторов (снижение прозрачности атмосферы в связи с ростом городов

и промышленности).
Без этих сведений невозможна

научная оценка биологического (бактерицидного, эритемного, антира-

хитного и т. п.) воздействия инсоляции и ее роли в строительстве.

Что касается общеоздоровительного

значения инсоляции, то ко времени

подготовки норм этот вопрос был

еще менее изучен. Исследования

гигиенистов проводились в основном

на животных, живущих в темноте,

что, естественно, весьма условно

может быть перенесено на человека

[111].
В обоснованиях действующих

норм обойден также вопрос о психоэмоциональном и эстетическом

воздействии инсоляции и о субъективных критериях ее оценки, что

широко изучается зарубежными учеными [200, 206, 212].
Нередко непрерывная 3-часовая

инсоляция зданий и территорий приводит к тепловому дискомфорту не

только в южных, но и в центральных

районах страны и к световому дискомфорту во всех географических

районах. В биологическом аспекте

чрезмерное УФ облучение кожного

покрова приводит к канцерогенному

эффекту [82]. Действующие же

нормы распространяют свои требования на все климатические районы

без дифференциации зданий по назначению.
УФ радиация разрушает современные полимерные материалы и

лакокрасочные покрытия. Она играет

решающую роль в возникновении

и развитии ядовитых фотохимических туманов антропогенного происхождения (типа Лос-Анджелесского смога), образующихся летом

в городах при ясной и тихой погоде.

Токсичность отработанных газов в

результате сложных фотохимических

реакций возрастает под действием

УФ радиации в десятки раз. Одновременно газы и смог интенсивно

поглощают УФ радиацию, вследствие

чего ее ослабление иногда достигает 80% и более, в то время как

для интегральной радиации оно составляет лишь 20—30% [32].
--------------- page: 17 -----------
Одно из первых измерений УФ

климата на территории Советского

Союза проводилось по инициативе
Н.
разложения щавелевой кислоты»,

предложенного А. М. Бойко. Однако

полученный материал нельзя сопоставить ни с результатами измерений УФ радиации, проведенными

у нас в стране, ни с зарубежными

данными. Одним из недостатков метода является разложение щавелевой

кислоты под действием УФ радиации

и видимого света. Кроме того, приемником в этом методе служит цилиндрическая поверхность (пробирка), а не плоскость, вследствие чего

режим радиации на этой поверхности значительно отличается от горизонтальной поверхности, принятой

в качестве стандартной во всем мире.
На Всесоюзном метеорологическом совещании в 1961 г. в докладе
В.
было подчеркнуто, что для систематического изучения УФ климата

должны быть созданы как спектральные приборы, позволяющие измерять распределение энергии во

всей области УФ спектра, так и интегральные — для измерения прямой,

рассеянной и суммарной радиации

в отдельных сравнительно широких

частях спектра и во всей УФ области. Не случайно поэтому известный

американский ученый К. Л. Коулсон

в своей монографии, посвященной

актинометрии, называет эти работы

по изучению естественной УФ радиации пионерскими [184].
Этими исследованиями было показано, что коротковолновая УФ

радиация области В сильно поглощается озоном, вследствие чего солнечный спектр резко обрывается при

длине волны 295—300 нм. В то же

время поглощение озоном радиации

в видимой области мало, а в ИК части равно нулю. УФ радиация не поглощается водяным паром, в то время

как в ИК области поглощение солнечной радиации водяным паром

велико.
При прохождении через облака
УФ радиация практически не поглощается, а только рассеивается, в то

время как ИК солнечная радиация

интенсивно поглощается. Поэтому

относительные потери УФ радиации,

обусловленные облачностью, оказываются меньшими, чем потери интегрального потока солнечной радиации.

УФ радиация интенсивно рассеивается на молекулах, в то время как

в ИК области спектра молекулярное

рассеяние ничтожно. В результате

доля рассеянной радиации в интегральном потоке суммарной радиации

составляет 10—20%, а доля коротковолновой рассеянной УФ радиации

в суммарной УФ радиации превышает 80—90%. Отсюда становится

понятным важное значение рассеянной УФ радиации, которая в обоснованиях норм инсоляции не учитывалась. Между тем еще Н. Н. Кали-

тин и Линке [50, 211] указывали

на ошибочность тенденции связывать

биологические эффекты только с

прямой солнечной радиацией. Однако

ограничивать определение доз УФ

радиации для градостроительного

нормирования инсоляции только

оптимальными эритемными дозами

искусственного облучения, как это

предлагал в 1968 г. Д. В. Бахарев

[174], также нецелесообразно, так

как спектральный состав естественной и искусственной УФ радиации

и их эффективность весьма различны.

Как отмечает В. А. Белинский, зачастую эти различия прямо противоположны и в этом случае применение облучения от искусственных источников может принести больше

вреда, чем пользы.
Все эти обстоятельства привели
В.
к необходимости обратиться к расчету для оценки естественного УФ

климата СССР, не ожидая создания

парка приборов для измерения УФ

радиации. Для этой цели им была

построена теоретическая радиационная модель атмосферы в УФ области спектра [31]. Построенную

радиационную модель отличает большое разнообразие параметров, учи16
7Ш/Ч
--------------- page: 18 -----------
ш
тываемых при практическом применении ее к конкретным условиям.

Эта модель нуждается в дальнейшем

совершенствовании и уточнении в

соответствии с новыми результатами

измерений УФ радиации спектральными приборами, в частности, построенными в МГУ.
В работе Д. В. Бахарева [174]

также была построена математическая модель атмосферы, составлены

алгоритмы и программы для расчетов

солнечной радиации, поступающей

в застройку, так как модель В. А. Белинского предусматривала условия

открытого горизонта. Сопоставления

результатов расчетов по обеим моделям и сравнения их с данными

натурных исследований (Д. Н. Лазарев, М. П. Гарадж и др.) показали

их удовлетворительную сходимость.

В результате этих расчетов был

сделан вывод о том, что рассеянная

радиация по своей максимальной

величине не намного уступает прямой, даже при южной ориентации

помещения. При северной ориентации эффект облучения обеспечивается

только рассеянной радиацией.
Сотрудниками кафедры микробиологии Казанского медицинского

института была проведена экспериментальная проверка правильности

этих расчетов [174]. Культура белого

пиогенного стафиллококка высеивалась в чашки Петри, которые ставились вблизи окон с двойным загрязненным остеклением, ориентированных на южную и северную

сторону свободного горизонта. Каждой облучаемой чашке соответствовала контрольная, закрытая черной

бумагой (февраль, ясное небо).

Эффект облучения определяется по

числу сохранившихся колоний после

24-часового вызревания в термостате. Ниже приводятся данные зависимости выживающих бактерий

от времени облучения, %:
Контроль 2 ч 4 ч 6 ч

юг, суммарное облу- 100 74 18 7

чение
север, рассеянное об- 100 98 22 13

лучение
Этот методически корректный

эксперимент убедительно доказывает

недостаточность обоснования норм

инсоляции лишь прямой составляющей бактерицидной эффективности.
Тем не менее, ценность подобных

экспериментов велика, так как они

позволили подтвердить биологическую значимость природной ультрафиолетовой радиации, проникающей в помещения через двойное

остекление, что неправомерно отрицается зарубежными учеными [206],

придающими значение только видимой и тепловой радиации.
Следует подчеркнуть, что основное

гигиеническое значение инсоляции

застройки состоит в ее общеоздоровительном воздействии на человека

и окружающую его среду [111, 156].

Недостатки норм инсоляции резко

ограничивают применение меридиональных жилых домов с широким

корпусом и вызывает затруднения

в обеспечении нормативной плотности жилого фонда [67, 159]. С этим

связано и сковывающее влияние

норм на архитектурно-композиционные решения внутриквартальных

пространств, которые в массовом

строительстве характеризуются значительной монотонностью [159].

Анализ градостроительной маневренности жилых домов, выполненный М. А. Гостинцевой [93], показывает, что ни один из действующих

типовых проектов не может быть

применен без нарушения СН 1180-74,

если ориентация дома определяется

«запретным сектором» по СНиПу.
Все это в значительной степени

объясняет тот большой интерес, который проявляется к нормированию

инсоляции.
В дискуссии, развернутой в последнее десятилетие на страницах

журнала «Строительство и архитектура Москвы», выявилось общее

мнение ученых о противоречиях в

научных обоснованиях норм инсоляции и необходимости проведения

широких исследований в этой области. Действующие строительные

нормы и правила (СНиП) до сих
17
--------------- page: 19 -----------
пор не имеют в своем составе строительных норм инсоляции Зданий

и территорий, за исключением одного

пункта в главе СНиП 11-60-75* «Планировка и застройка городов, поселков и сельских населенных пунктов»

(п. 5.22) со ссылкой на санитарные

нормы (СН 1180-74).
Первые годы после введения в действие (после 1963 г,) эти нормы способствовали упорядочению жилой

застройки. Однако затем, в условиях

массового жилищного строительства с

применением многоэтажных зданий,

эти нормы стали препятствием для необходимой градостроительной маневренности зданий и рационального

использования городских территорий

в различных климатических условиях.
Критический анализ достигнутого

убеждает в необходимости коренного

пересмотра норм инсоляции СН 1 ISO-

74, в разработке которых автор принимал активное участие.
За рубежом разноречивые требования по обеспечению инсоляции застройки также пересматриваются.
В Англии Е. Нииман и Р. Гопкин-

сон [213] рекомендуют минимальное

или максимальное астрономически

возможное число часов инсоляции, которые должна получать определенная

точка на светопроеме. Число это варьируется от 400 до 800 в течение шести

месяцев в году (в переводе на день

равноденствия это означает от 2,2 до
4,4
на социологических исследованиях,

проведенных в жилых домах, больницах и административных зданиях (в

контрольном помещении и на моделях). По мнению специалистов, основная функция инсоляции заключается

в том, что Солнце «оживляет» интерьер и обеспечивает контакт с внешней

средой. Попытки связать физические

показатели с субъективным восприятием не удалось. Тем не менее сделан

вывод, что основной критерий — время инсоляции, а не площадь поверхностей, облучаемых солнцем. Второй

критерий — направление солнечных

лучей по отношению к линии зрения

человека.
В разработанных рекомендациях

классифицируются здания и помещения по деятельности человека, его

расположению и времени пребывания

в интерьере и по потребности в солн-

цезащите.
П. Барбери [197] уделяет равное

внимание инсоляции и естественному

освещению. Он приходит к выводу о

необходимости учитывать инсоляцию,

начиная с возвышения солнца ho=10°

и с того момента, когда солнечный

луч начинает освещать фасад на уровне 2 м от пола.
Научно-исследовательский институт в Киле [215] опубликовал статью,

в которой изложены известные методы

расчета инсоляции с помощью «солнечных карт» и делается акцент на

психологическую роль инсоляции. В

статье указывается возможность

экономить до 80% топлива за счет

нагревания стен солнцем. Однако с

утверждением, что через двойное остекление эффективная УФР не проникает, мы согласиться не можем. Исследования, проведенные автором совместно с гигиенистами (ИОКГ им.
А.
им. М. В. Ломоносова), опровергают

это [134, 92]. Е. Нииман [214] придает значение психологическому эффекту инсоляции как в южных, так и

в северных странах. В результате статистической обработки субъективных

исследований он пришел к выводу, что

в жилище и палатах больниц люди

предпочитают солнечный свет, а в

учебных помещениях и кабинетах врачей — отвергают.
Специализированный комитет по

нормам инсоляции при министерстве

строительства Японии [27] в 1973 г.

составил доклад о нормах инсоляции

в жилище с учетом физиологических,

психологических и экономических ее

эффектов. Предложены дифференцированные нормы для пяти типов

районов города: для 1-го и 2-го типов

с высотой застройки менее 10 м требуется обеспечить 3 и 4 ч инсоляции

зимой; в районах 3—5-го типов с

многоэтажной застройкой, начиная со

второго этажа,— 2—4 ч.
18
--------------- page: 20 -----------
В 1975 г. ЦНИИЭП жилища и

НИИСФ обратились к Ученому советнику Научно-технологического центра

по строительству в Париже Ж. Блаше-

ру с просьбой уточнить требования

к инсоляции жилища. По этому повода рабочая группа W-45 МСС собрала

коллоквиум в Цюрихе (Швейцария),

курирующего вопросы инсоляции, и

уточнила «Перечень требований к жилищу». Официальный ответ Международного Совета по строительству

(МСС) содержал следующее:
«В настоящее время принято, что

гигиеническое значение инсоляции относится к прошлому, поскольку УФ

излучение, оказывающее бактерицидное и терапевтическое действие, не

проникает сквозь остекление, а в зимнее время (при низком положении

солнца и загрязненном воздухе) даже

сквозь атмосферу.
Стараясь определить, на чем основано предпочтение солнечных комнат,

мы пришли к выводу, что привлекательность исходит из разнообразия

освещения этих помещений, вызванного движением Солнца, которое последовательно облучает поверхности, различные по яркости и цвету, и, следовательно, вызывает изменения интенсивности и спектра освещения,

приводя к разнообразию, оцениваемому как желательное».
И. Крохман (ФРГ) пришел к выводу, что в помещениях боковой естественный свет необходим человеку

только по психологическим потребностям. По его мнению, для освещения и биологических процессов естественный свет не является незаменимым [209].
Шведские ученые Г. Плейжел,

Л. Хольм и X. Ронге [206] провели

работы по изучению влияния инсоляции на микроклимат помещений. Особое внимание они уделяли сравнению

комнат с южной и северной ориентацией в Мальме. Исследования проводились по бактериолого-эпидемиоло-

гическому, климатологическому и социологическому аспектам. В результате они пришли к следующим выводам:
1.
существенной роли в борьбе с болезнетворными бактериями и предотвращении распространения заразных болезней. Она лишь стимулирует поддержание чистоты в комнате, высвечивая

в солнечных лучах взвешенную в воздухе пыль.
2.
чают дополнительный приток тепла,

что повышает температуру воздуха зимой, но создает дискомфортные условия летом. Последнее легко предупреждается в Швеции с помощью

солнцезащиты. В неинсолируемых

комнатах устанавливается более равномерный микроклимат, но для них

требуется продолжительный отопительный период и повышенный приток

дополнительного искусственного тепла. Помещения нуждаются в правильном подборе систем отопления и вентиляции.
3.
исследований выявлено, что по показателю предпочтительности
Р=—,
П
где ) Т — суммарная по всем комнатам квартиры продолжительность инсоляции, ч; п — число

комнат, наиболее положительно по пятибалльной системе оцениваются квартиры с общей продолжительностью инсоляции не менее 2,5 ч и не

более 5 ч (табл. 3).
В выводах рабочей группы W-45

МСС и шведских ученых заметна тенденция к недооценке УФ радиации

жилища. Наиболее широкие исследования в этой области проводились советскими учеными (В. А. Белинский,

Д. Н. Лазарев, М. П. Г араджа,

Е. И. Незваль, Н. М. Данциг, В. Г. Беликова и др.).
В Дании домостроительным институтом TVО проведена оценка условий

инсоляции в жилых домах путем анкетного опроса жителей. Ответы 1000

опрошенных показали, что вопросы

инсоляции интересуют жителей нередко в большей степени, чем планировка

квартир или отопление. Более 70%

опрошенных предпочли инсоляцию.

Для общей комнаты в половине слу-
19
--------------- page: 21 -----------
Таблица 3. Предпочтительность продолжительности инсоляции (Т)
П родолжите льнос ть

инсоляции, Т(ч)
Оценки, %
очеиь хорошо
хорошо
удовлетворительно
плохо
очень плохо
общая положительная оценка
1,5

74
26


74
2
17
17
51

15
34
2,5
20
60

20

80
3
17
35
31
13
4
52
3,5
38
37
25


75
4
28
47
20

5
75
чаев желательно оказалась околополу-

денная инсоляция. В спальне большинство предпочитают инсоляцию

утром. Продолжительность инсоляции

менее 2 ч оценивалась как «плохая»,

от 2 до 3 ч — как «удовлетворительная», а свыше 3 ч как «чрезмерная».
Психологи Швеции и Голландии

[187] установили, что люди далеко не

всегда хотят находиться в инсолируе-

мой комнате, но им необходимо быть

уверенными, что солнце может проникать в одну из комнат квартиры.

Это требование и было выдвинуто

шведским Советом по управлению

строительством.
В Англии светотехники Е. Нииман

и Р. Гопкинсон [213] разработали

шкалу психологических реакций на

условия инсоляции в помещениях

(табл. 4).
Таблица 4. Шкала психологических реакций
Психологические

реакции на условия инсоляции

в помещениях
Стимулы
1.
ленность
2.
тельные реакции
3.
тельные реакции
4.
мые реакции
Визуальный, термический
Тепло, свет, яркость. Слишком

тепло, блескость, слепимость.

Беспокойство, как следствие потребности в тепле вопреки блес-

кости
Невыносимость одного из факторов: перегрева или слепимости
Невыносимость перегрева и слепимости
По этой шкале был проведен опрос

375 чел. в жилище, школах, учреждениях и больницах.
Англичане пришли к выводу о важнейшей роли солнца как фактора связи с внешней средой, который не могут заменить искусственные средства,

и как фактора, обеспечивающего благоприятные эффекты: выразительность

интерьера, обогрев и терапевтическое

действие.
Для учета инсоляции при проектировании в последние годы в некоторых

крупных проектных организациях

(Моспроект) стали применяться методы геометрического расчета инсоляции

застройки с помощью ЭВМ, которые

позволяют получать полную, но одномоментную графическую картину инсоляции целого микрорайона. Однако

малейшее изменение планировки зданий в поисках рационального решения

делает этот метод пока малоприемлемым.
В этом отношении значительными

преимуществами обладает метод моделирования, но им в проектных организациях еще не пользуются из-за

отсутствия массового изготовления относительно простых установок типа

«Инсолятора» Л. Л. Дашкевича, которые применяют у нас (НИИСФ,

МАрхИ, ТашЗНИИЭП) и за рубежом

(Швеция, Италия, ФРГ, США, Польша).
В отличие от аналитических методов моделирование позволяет находить оптимальные решения практически без ограничения числа вариантов планировки, обеспечивая, в то же

время пространственное и объемное

представление об условиях инсоляции

и солнцезащиты. К подобному выводу

пришел и Г. Крух [210], который при

проведении исследований условий затенения зданий усложненной формы
20
--------------- page: 22 -----------
установил, что аналитические методы

уступают моделированию.
Общими недостатками существующих инсоляторов являются или малый

размер «солнечного пятна» или необходимость наклона плоскости земли,

что затрудняет варьирование моделей.
В отечественной и зарубежной науке в области регулирования поступлений солнечной радиации в застройку

и защиты от ее отрицательного воздействия сделано достаточно много,

особенно за последние десятилетия.

Однако совершенно недостаточно разработаны вопросы нормирования, критериев оценки и оптимизации солнцезащитных средств (СЗС).
Наибольший вклад в эту область

науки и практики для жилых и общественных зданий был сделан советскими учеными Б. Ф. Васильевым,

И. С. Сухановым, А. В. Ершовым,

И. А. Мерпортом, Т. Б. Рапопорт,
С.
A.
для промышленных зданий —
B.
вым, JI. А. Скробом, Н. Н. Кимом.

В последующем солнце защите были

посвящены работы Г. И. Гольдштейн,

X. Н. Ширдатова (Хаджиева),

Г. О. Корбут, Я. Д. Швеца, А. П. Jle-

вича, Е. И. Угрюмова, Г. 3. Мириа-

нашвили, А. И. Панурова, Л. Г. Беридзе, Л. И. Цепенкж и др. За рубежом

наибольшую ценность представляют

работы П. Петербриджа, И. Гриффит-

ца, В. Арнера, братьев А. и В. Олгей,

Ф. Тонна, В. Камерера, X. Енингса,
C.
бюзье, О. Нимейера, В. Гропиуса,

А. Аалто.
Во всех этих работах солнцезащи-

та рассматривается раздельно по светотехнической, теплотехнической, и

эстетической эффективности. Лишь в

работе И. С. Суханова [67] два первые фактора исследовались совместно,

но и в ней не была определена их

взаимосвязь.
Соглашаясь с тем, что тепло- и

светопропускание — основные характеристики СЗС, следует отметить, что

для определения общей их эффективности этих показателей недостаточно.

Большое значение имеют такие факторы, как степень затенения (экранирования), светорассеяние, связь с

внешней средой, прозрачность, амплитуда колебаний температуры воздуха

в помещении, степень продуваемости,

экономическая эффективность и их

взаимосвязи. Однако такие исследования не проводились.
Особое значение для рационального выбора СЗС имеет системная классификация. Неоднократно предпринимавшиеся ранее попытки систематизировать солнцезащитные устройства

сводились к их классификации по геометрическим признакам. Более целесообразна, по мнению А. В. Ершова

[52], классификация, разработанная

нами в 1964 г., учитывающая назначение, эффективность, степень регулирования и т. п. [139]. Эта классификация развита автором данной книги

в 1973 г. [146], но и она не учитывает технические средства борьбы с

перегревом. Из последних разработок

наибольший интерес представляет

классификация СЗС архит. Г. О. Корбут.
Методы расчета геометрических

параметров СЗУ разработаны достаточно подробно [16, 47]. Необходимо

лишь дополнить их некоторыми практическими деталями и более широкими рекомендациями. Таким образом, наименее изученный вопрос в

области солнцезащиты — комплексная

оценка их эффективности для нормирования и совершенствования конструкций солнцезащитных устройств

(СЗУ).
Практика показывает, что наибольшее число ошибок в этой области

строительства возникает вследствие

того, что эта задача решается архитекторами односторонне, т. е. СЗС

применяют, в основном, как средство

формальной выразительности здания,

не сообразуясь с его ориентацией по

сторонам горизонта, природным окружением и климатическими условиями.

Многие здания проектируют без учета

инсоляции. В значительной степени

это объясняется отсутствием норма
--------------- page: 23 -----------
тивных документов, а также негативным и односторонним отношением к

солнцезащите как фактору, удорожающему строительство. Часто приходится обращаться к солнцезащите уже

построенных зданий, что вызывает

большие конструктивные сложности и

неоправданные капитальные затраты.

В последние годы распространилась

мода применять СЗС без необходимости, ради декоративного эффекта.
Одним из наиболее распространенных видов ошибок в солнцезащите

является применение массивных и

теплоемких затеняющих экранов, монолитно связанных с основной ограждающей конструкцией. Такие экраны

аккумулируют солнечное тепло и путем теплообмена со стеклом и стеной

передают его в помещение. Недопустимо, когда такой типично южный элемент архитектуры встречается в центральных и северных городах на фасадах любой ориентации, вплоть до северной. С другой стороны, нередки

случаи применения в зданиях систем

кондиционирования воздуха при отсутствии солнце защиты.
Другой вид ошибок встречается

при заполнении светопроемов солнцезащитными изделиями из стекла,

пластмасс и пленок. В таких случаях

ограничивается связь с внешним пространством, а яркость заполнения при

инсоляции нередко превышает допустимую [138]. Такие материалы не

пропускают благотворный спектр солнечной радиации (/.-<400 нм), значительно снижают освещенность при

пасмурном небе и препятствуют аэрации помещений.
Меньше всего уделено внимания

солнцезащите городских территорий

и специальных площадок для отдыха,

спорта и солнцелечения в санаториях

и курортах. В этой области существует

ряд предложений, но они не могут

быть рекомендованы для применения,

так как способствуют застою перегретого воздуха, повышенной отраженной

радиации и резким перепадам яркостей в поле зрения. Единственное, что,

на наш взгляд, представляет значительный интерес, это идея «небесных
ванн» Д. Н. Лазарева [124], заключающаяся в комфортном УФ облучении человека естественным рассеянным светом ясного неба.
Между тем в исторических архивах Краеведческого музея в Чарджоу

обнаружены материалы XI в. о сезонной солнцезащите целых торговых

площадей, устанавливаемой между

зданиями из легких местных материалов («дышащие» травяные полотнища, натянутые на канатах). Подобные устройства применяли в древности

и американские индейцы [60].
Исследования показывают, что

применение СЗС рационально не только в гигиеническом, функциональном,

эстетическом, но и в экономическом

отношении. Единовременные затраты

на эти сооружения окупаются за счет

снижения расходов на вентиляцию

и искусственное охлаждение воздуха,

повышения производительности труда

и снижения брака продукции [63,

221].
Проведенный анализ распределения затрат по рабочим сметам на

строительство крупных объектов,

осуществленных по проектам советских специалистов за рубежом, позволяет сделать вывод, что затраты

на солнцезащитные устройства занимают относительно небольшую долю

в общей стоимости строительных

работ (1,5—2,5%). Если в нашей

стране будет создана специализированная промышленность по массовому

выпуску различных стандартных элементов и готовых устройств, вмонтированных в индустриальные стеновые

и оконные блоки и панели, как это

делается, например, в Италии, то их

стоимость можно сократить еще более.
В настоящее время у нас действует лишь одно специализированное

предприятие в Ташкенте и несколько

небольших цехов в других городах

(Мытищи, Тернополь, Кировоград и

др.), однако их продукция имеет слишком высокую стоимость (более 10 р/м2)

и не соответствует необходимым требованиям, предъявляемым к массовому

строительству.
Анализ достигнутого в области ин22
--------------- page: 24 -----------
соляции и солнцезащиты в архитектуре позволил сделать важнейшие

выводы и наметить первоочередные

задачи для исследований.
1.
инсоляции существует два основных

подхода. Первый, характерный для

зарубежной науки, основан на психоэмоциональном воздействии инсоляции на человека. Второй, выдвинутый советскими учеными, базируется

на общеоздоровительной значимости

инсоляции.
2.
ляции — продолжительность в часах,

которая не характеризует нестационарное поле облучения помещений, имеет различную трактовку,

величину и поэтому недостаточна для

обоснования нормативных величин.
3.
соляции, существующее в нормах

СССР, вызывает значительные трудности в проектировании и наносит

ущерб в социолого-архитектурном и

экономическом аспектах.
4.
инсоляции и солнцезащиты недостаточно соответствует современному

уровню урбанизации, различным климатическим условиям и типологии

зданий, противоречит технико-эко-

номическим требованиям массового

строительства и не увязано с соответствующими требованиями строительных норм и правил (СНиП).
5.
солнцезащиты отмечаются: недостаточная изученность этого вопроса;

различные трактовка и величины существующих показателей по свето-

пропусканию (т4) и теплозащите
6.
светоклиматическое районирование

территории СССР недостаточно учитывают природные ресурсы инсоляции и потребности строительства

в солнцезащите.
7.
вания инсоляции и солнцезащиты

застройки, с одной стороны, существует множество идентичных методов, определяющих продолжительность инсоляции и основные габариты
солнцезащитных устройств, а с другой — мало изучены закономерности

поступления эффективной солнечной

радиации в помещения, показатели

эффективности солнцезащиты имеют

различную трактовку и ограничиваются лишь локальными данными о свето-

и теплопропускании, что не позволяет

проводить их объективную комплексную оценку по комфортности, экономичности и психоэстетической предпочтительности .
8.
ментальная база для исследований

в области инсоляции и солнцезащиты,

в результате чего различные аспекты

этой единой проблемы исследуются

разрозненно и не в полном объеме.
Все вышесказанное затрудняет рациональное решение вопросов инсоляции и солнцезащиты в архитектуре, вызывает многочисленные ошибки в

проектировании, приводит к значительному завышению энергетических

затрат и капитальных вложений в

с троительстве.
Учитывая широту неисследованных

аспектов этой проблемы, автор на

основе достигнутого разработал комплексную программу исследований,

которая охватывала следующий круг

вопросов.
А. В области инсоляции. Должна

быть разработана многокритериальная комплексная система оценки инсоляции в строительстве, основанная

на трех главных критериях: гигиеническом, социолого-архитектурном и

технико-экономическом.
Для этого должны быть изучены природные ресурсы инсоляции

в оптическом спектре на территории СССР, в том числе осуществлены:
1.
дования солнечной радиации, поступающей в помещения в различных

климатических районах;
2.
ров для измерений солнечной радиации со спектральной чувствительностью в диапазоне спектра 300—

700 нм, осуществление таких измерений в реальной городской застрой23
--------------- page: 25 -----------
ке для сопоставления с расчетнотеоретическими данными и проведения совместных биологических и энергетических экспериментов в помещениях;
3.
рывности инсоляции как астрономически возможных, так и в конкретных объемах помещений;
4.
тальные исследования психологической предпочитаемое™ условий

инсоляции в различных климатических районах страны;
5.
тории СССР по ресурсам инсоляции

для дифференциации нормативных

требований.
На основе этих исследований

необходимо разработать предположения по нормированию, расчетам и

моделированию инсоляции, провести

апробацию этих предложений и их

технико-экономическую оценку.
Б. В области солнцезащиты и све-

торегулирования. 1. Должна быть

разработана комплексная система

оценки эффективности солнцезащитных и светорегулирующих средств,

основанная на учете основных факторов, определяющих эту эффективность (светотехнический, теплотехнический, аэрационный, типологический, экономический и эргономический факторы).
Эта система должна быть положена в основу выбора рациональных

СЗС, их оптимизации и разработки

новых СЗУ. Для этого необходимо

изучить различные характеристики

существующих СЗУ, уточнить классификацию, разработать методику их

комплексных испытаний и оптимизации.
2.
вание территории СССР по потребностям архитектуры в солнцезащитных средствах. На основе этих исследований разработать предложения по

нормированию, расчетам и проектированию СЗС и дать технико-экономическую оценку. По мере осуществления этой программы разрабатывать

новые экспериментальные установки

для различных лабораторных и натурных исследований.
В результате проведения всех намеченных исследований должны

быть определены дальнейшие пути

и цели развития науки об инсоляции

и солнцезащите в архитектуре и ее

экспериментальной базы.
--------------- page: 26 -----------
Глава 2.

Обеспечение инсоляции зданий и территорий
2.1.
СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
В ПОМЕЩЕНИЯ
Благотворные биологические эффекты облучения человека и среды,

положенные в основу гигиенического

нормирования инсоляции помещений,

определяются количеством поступающей в помещение биологически эффективной радиации. Оценка природных ресурсов эффективного облучения

помещений и выявление закономерностей их снижения за счет экранирующего воздействия городской застройки необходимы для обоснованного нормирования инсоляции. Решить

эту задачу эмпирическим путем трудно, так как облучение помещений

имеет многопараметрический, нестационарный и вероятностный характер,

а натурные измерения в УФ области

спектра, обладающей наибольшей биологической эффективностью, сложны

и требуют дорогостоящего прецизионного оборудования, высокой квалификации экспериментаторов и практически невозможны во всех многообразных вариантах застройки. В данном случае более плодотворно расчетно-теоретическое исследование с помощью ЭВМ аналитической модели

эффективного радиационного режима

помещений, построенной на базе фундаментальных соотношений атмосферной оптики и светотехники и эмпирических данных о поле излучения в

земной атмосфере.
В соответствии с этим была построена радиационная модель помещения [78] с учетом того, что она

формируется из потоков прямого и

рассеянного атмосферой излучения

Солнца. Расчеты прямой солнечной

радиации хорошо согласуются с измерениями. Эффективные потоки прямой

солнечной радиации, входящие в помещение через незаполненный свето-

проем в вертикальной стене, выражаются формулой Фп = SoEo,
где Ф о — эффективный поток прямой солнечной радиации; So — площадь поперечного

сечения потока; Ео — поверхностная плотность

эффективного потока. Площадь поперечного сечения потока, входящего в

светопроем (живое сечение светопроема) (рис. 1)
So = (Во cos | А — Д0 | — Ъ sin \А — Д0 |) X
. / .
X1 Но sin z
\
где Но, Во, Ао — высота, ширина и азимут ориентации светопроема; Ь — толщина стены;

z и А — зенитное расстояние и азимут Солнца

в функции географической широты, солнечного

склонения и истинного солнечного времени,

определяемые из отношений параллактического

треугольника.
Поверхностная плотность эффективного потока прямой солнечной

радиации у земной поверхности
£0 = $ К5фШЕ(«Г,л<г1,
где К 1ф (>.):—функция относительной спектральной эффективности излучения; Е (X) —

спектральная солнечная постоянная; т, — показатель ослабления атмосферы, зависящий от

атмосферного давления, содержания озона <о(,

и коэффициента мутности с; тг — масса атмосферы.
Функции Кэф (А.) для эритемного и бактерицидного потоков были приняты по данным [24,

212]; функции Е (м—по данным Джонсона;

зависимости т, от озонного поглощения и молекулярного и аэрозольного рассеяния принимались по аналогии [31, 65, 174J.
Потоки входящего в помещение

рассеянного излучения неба определялись как произведение модуля вектора облученности 1 в центре светопроема и живого сечения проема в

плоскости, перпендикулярной направлению вектора:
1 Здесь под вектором облученности понимается световой вектор, определяемый для

эффективных величин [38, 42].
25
--------------- page: 27 -----------
(
Фр = ^ficcos | А0 — arctg-g—| — b sin j Att — arctg I ) X (яол/£;+£;- (2.4)
cos | Л — arctg
н о
+
[(l-a,) R (t,«jh) + 2aJ R (t}, mj
4+ (1—ak) 1хгп0
(2.6)
2m„
где lf — подозонная солнечная постоянная;

x (у) — атмосферная индикатриса рассеяния в

функции угла рассеяния; тс и ти — массы ат-
26
мосферы в направлении солнца и рассматриваемой точки небосвода; т, — показатель ослабления, обусловленный молекулярным и аэрозольным рассеянием атмосферы; а, — спектральное альбедо земной поверхности; R(x}mH) и

R (Тц, т„) — симметричные функции вида
R(т,, тк) = 1 +
2m
-+ (1 —
2т,
-) е
(2.7)
Здесь координаты вектора облученности:
1'2 Р2
£х — ^ ^
и, р,
Еу= ^ ^эф (г; (3) sin v sin р dvdfi;
«I Pi
Os
£z = J ^ L3ф (ю; (3) sin и cos v dvdfi, (2.5)
r. p,
где L3ф (d; (3) — эффективная яркость излучения

в функции угловых координат и и |3 рассматриваемой точки небосвода. Пределы интегрирования в этих выражениях зависят от характера

экранирующей ситуации и определяются соотношениями сферической тригонометрии.
Эффективная яркость небосвода

вычислялась на основе приближенной

теории многократного рассеяния, разработанной В. В. Соболевым [66]. В

соответствии с рекомендациями [75]

для расчета яркости, обусловленной

многократным рассеянием, использовалась сферическая индикатриса рассеяния. Косинусные зависимости в

формуле В. В. Соболева были выражены через массу атмосферы [65].

Таким образом, принятая для расчетов

формула В. В. Соболева имела следующий вид:
х
— е_т*т°)
X
Атмосферная индикатриса рассеяния

представлялась следующим образом:
* (у) = -т~г^*,с(у) + — хА(у), (2.8)
4 ТХ
где т; и т:Л — показатели ослабления, обусловленные молекулярным или аэрозольш ч рассеянием в атмосфере; хК (у) — индикатриса молекулярного рассеяния, определяемая теорией

Релея-Кэбана; хА (у) — эмпирическая индикатриса аэрозольного рассеяния по данным Фой-

цика и Чаека [169]. Сезонные измерения функции с/, приняты для летних условий по аналогии с [73].
Исходящие из геометрических соображений формулы (2.2) и (2.4),

описывающие закономерности поступления солнечной радиации в помещении без учета отраженной составляющей, не нуждаются в экспериментальном подтверждении. Достоверность

расчетно-теоретических данных о радиационном режиме помещений в данном случае определяется только степенью согласования входящих в эти

формулы физических моделей (2.3) и
(2.6)
ниями радиации.. Многочисленными

исследованиями [31, 65, 73] установлено, что расчеты по формуле (2.3)

в каждом конкретном случае совпадают

с измерениями. Расчеты по формуле
(2.6)
суются с измерениями абсолютной

спектральной яркости в УФ области

[ 166], с измерением относительно зональных поступлений рассеянной УФ

радиации [91], с относительными

стандартными распределениями видимой яркости [15] и с расчетными

данными других авторов [32, 73].
Однако расчетные значения рассеянной УФ облученности при z<C 60°

оказались несколько ниже, а при z>

>60° — выше, чем по данным измерений МГУ [81, 90]. Рассчитанные по
--------------- page: 28 -----------
о
Рис. 1. Координаты солнца (а), схемы живого сечения светопроема (б), геометрические и временные пределы инсоляции помещений (в)
формулам (2.3) и (2.6) УФ и эффективные облученности приведены в

табл. 5. Эти данные позволяют судить

о степени соответствия результатов

расчетов реальному радиационному

режиму помещений.
Таблица 5. Прямая и рассеянная УФ

(>.<395 нм), бактерицидная (>.<760 нм) и эри-

темная А+В (>.<400 нм) облученности перпендикулярной и горизонтальной площадок на

уровне моря при м( —0,3 см и с= 0,1, вычисленные по формулам (2.3) и (2.6)
Z
Ультрафиолетовая Вт/м2
Бактерицидная
мбакт/м2
Эритемная
мэр/м2
прямая
рассеянная
прямая
рассеянная
прямая
рассеянная
10
34,2
30,3
48,9
51,9
205
311
20
32,5
29,2
45,6
48,4
182
281
30
29,7
27,4
40,4
42,7
148
235
40
25,6
24,3
33,5
35,4
107
179
50
20,1
20,5
25,5
27,1
67
122
60
13,2
15,9
17,1
18,6
32
72
70
5,7
10,3
9,1
10,5
10
33
80
0,5
4,5
2,6
3,9
0
10
Радиационный режим помещений в

условиях свободного горизонта и отсутствия облачности характеризует

астрономически возможные природные ресурсы эффективного облучения помещений. Такой режим облучения возможен в помещениях, расположенных в верхних этажах зданий,

если они не экранируются более высокой окружающей застройкой.
Поступление солнечной радиации

в помещение в первую очередь зависит от размеров светопроема. Все обсуждаемые ниже характеристики облучения помещений рассчитаны для

незаполненного светопроема размером

160X140 см в стене толщиной 35 м.

Пропускная способность светопроема

зависит от угла падения потока радиации. Площадь живого сечения потока

(рис. 2,а) колеблется при этом в очень

широких пределах: 0^5о^2,24 м2.

Зависимость 50 от z и (А — А0) почти

симметрична, 1. е. азимутальные и

высотные отклонения потока от нормали к фасаду приводят к примерно

одинаковому уменьшению площади его

живого сечения.
При снижении солнца плотность

потока прямой солнечной радиации

уменьшается от некоторого максимума

до 0, а площадь живого сечения светопроема, наоборот, увеличивается от 0

до максимума. Поэтому зависимость

от высоты солнца входящего в поме27
--------------- page: 29 -----------
Рис. 2. Зависимости площади живого сечения (и) и величины входящих в помещение потоков

прямой УФ (б), эритемной (в) и бактерицидной (г) реакций от зенитного расстояния солнца при

различных значениях А—Ао
щение потока прямой солнечной радиации всегда имеет криволинейный,

экстремальный характер. В зависимости от (А—Д,) — потоки входящей в

помещение УФ и бактерицидной радиации достигают максимума (см. рис.
2,
поступлений эритемной радиации (см.

рис. 2, в) сдвигаются в область меньших значений z(37—52°) за счет более быстрого падения плотности эри-

темного излучения при снижении

солнца. Азимутальные отклонения потоков от нормали к фасаду более чем

на 20° приводят к резкому, почти линейному снижению поступлений прямой солнечной радиации в помещения.
Направление потока рассеянной

радиации зависит от распределения

яркости излучения и в условиях открытого горизонта изменяется в незначительных пределах, поэтому поступления рассеянной радиации в помещения определяются в основном

средней абсолютной яркостью участка

небосвода, видимого из центра светопроема. При Z= 0° яркость небосвода

не зависит от азимута и, следовательно,

поступления рассеянного излучения

не зависят от ориентации помещения

(рис. 3). По мере снижения солнца

азимутальная анизотропия яркости

нарастает и соответственно увеличивается азимутальная неравномерность

входящих в светопроем потоков. Характер этих изменений определяется

различиями в распределениях лучистой и эффективных яркостей. При

отклонении азимута Солнца от нормали к фасаду на 180° поток УФ радиации уменьшается почти вдвое, в то

время как эритемный поток уменьшается только на 30 % (см. рис, 3, б), что

связано с меньшей анизотропностью

эритемной яркости небосвода. По тем

же причинам при Z>60° азимуталь-
--------------- page: 30 -----------
ная неравномерность поступлений УФ

и эритемной радиации начинает снижаться, а бактерицидной — продолжает нарастать. При низком стоянии

солнца бактерицидный поток в значительной мере формируется за счет видимой области спектра, в которой яркость небосвода имеет наибольшую

азимутальную неравномерность.
Соотношение между входящими в

помещение потоками прямого и рассеянного излучения также определяется конкретной комбинацией значений

Z и (А—Д,) и колеблется в широких

пределах. Вклад прямой радиации в

суммарный поток эритемного облучения не превышает 45% (рис. 4,а).

Роль прямой солнечной радиации в

суммарном бактерицидном потоке более значительна (см. рис. 4, б). При

40°<Z<80° и небольших азимутальных отклонениях направления потока

от нормали к фасаду прямая бактерицидная радиация несколько превышает рассеянную.
Рассмотренные выше наиболее общие закономерности поступления УФ

и эффективной радиации в помещения

справедливы для любого времени дня

и года на всех широтах земного шара.

Конкретный режим облучения помещений в суточных и годовых циклах

зависит от широты местности и ориентации светопроема. Эти зависимости

были рассчитаны и проанализированы

для всей широтной полосы СССР. Характерные примеры суточного режима

прямого бактерицидного облучения
Рис. 3. Зависимости входящих в помещение

потоков рассеянной УФ-радиации при различных значениях А—Ао (а) и процентного соотношения УФ (1), эритемной (2) и бактерицидной (3) радиаций при А—Ао=0 и 100° от зенитного расстояния солнца (б)
а
Рис. 4. Зависимость вклада прямой солнечной

радиации в суммарный поток входящего в помещение эритемного (а) и бактерицидною (б)

излучений при различных значениях А—Ао

от зенитного расстояния солнца
помещений на 55° с. ш. приводятся на

рис. 5. Графики дневного хода облучения имеют в основном характер га-
29
--------------- page: 31 -----------
Рис. 6. Графики дневного хода прямого эритемного облучения помещений различной ориентации

на 55° с. ш.
уссовых кривых с назначительнои

асимметрией относительно максимума. Исключение составляют только

помещения северной ориентации, где

в летние месяцы облучение имеет
как правило прерывистый характер.
Азимутальные, сезонные и широтные изменения в дневном ходе прямого эритемного облучения помещений сходны с изменениями в бактеФмбакт
30
20
10
0
Ф мбакт

30

20

10

О
Ф мбакт'

10
март
3 4
f\ -л°
4^90°
оекабрь
Рис. 5. Графики дневного хода прямого бактерицидного облучения помещений различной ориентации на 55° с. ш.
Фмэр
100
80
60
40
20
Фмэр
60
40
20
март (сентябрь)
30
--------------- page: 32 -----------
рицидном облучении (рис. 6). Качественные различия обусловлены здесь

изменчивостью спектрального состава

излучения. Соотношения между потоками УФ: эритемного и бактерицидного излучения, одновременно вносимого в помещение прямой солнечной

радиацией, приведены на рис. 7. При

неизменных характеристиках прозрачности атмосферы эти соотношения зависят только от высоты стояния

солнца.
Азимутальные, сезонные и широтные изменения в дневном ходе рассеянного облучения помещений имеют

более простой характер. Продолжительность рассеянного облучения помещений в суточных циклах всегда

совпадает с продолжительностью дня,

от ориентации светопроема зависит

только величина входящих потоков и
Рис. 7. Зависимости соотношений потоков эритемного и УФ (а), эритемного и бактерицидного (б) излучений, одновременно вносимых

в помещение прямой (пунктир) и рассеянной

радиациями при различных значениях А—Ао,

от зенитного расстояния солнца
Рис. 8. Графики дневного хода потоков прямого и рассеянного (пунктиров) бактерицидных

облучений, входящих в помещения различной

ориентации в марте на 55° с. ш.
б
180°
/
\
\
\
(Г4
\
ч
ч
ч
\
ч
ч
ч
\
ч
\
Л . .
15 30 45 60 75 10
Фмбакт
30
20
10
30
20
10
20
10
Фмбакт
30
--------------- page: 33 -----------
степень асимметрии графиков дневного хода облучения. Наибольшую

асимметрию имеет график облучения

помещений восточной и западной

ориентации (рис. 8). Здесь максимум

входящего потока примерно на 2 ч

опережает (отстает) момент полуденной кульминации солнца. При дальнейшем отклонении ориентации свето-

проема к северу асимметрия в дневном

ходе облучения снова уменьшается.

Приведенные на рис. 7 графики' наглядно иллюстрируют принципиальные

различия в режимах прямого и рассеянного облучения помещений, характерные для любых широт и в любое время года.
Аналогичный характер имеет также рассеянное УФ и эритемное облучение помещений, однако соотношения между потоками УФ, эритемногс

и бактерицидного излучения, одновре

менно вносимого в помещение рассе

янной солнечной радиацией, завися'

не только от высоты солнца, но и о'

ориентации светопроема (см. рис. 7)

поскольку изменения Д, приводят i

азимутальному перераспределена

спектральной яркости неба.
При оценке природных ресурсо

эффективного облучения особый инте

рес представляют количества облуче

ния, входящие в помещения в суто1

ных и годовых циклах. Доза облуч{
Нмбакт-ч
160
Нмбакт-ч
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Нмбакт-ч
160
Рис. 9. Зависимость суточных доз прямого бактерицидного облучения помещений от ориентации

светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
32
--------------- page: 34 -----------
H v-p ч
Нмэрч
О
Нмэр-ч
400
300
200
Рис. 10. Зависимость суточных доз прямого эритемного облучения помешений от ориентации

светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
ния — именно тот физический показатель, от которого непосредственно

зависит величина фотобиологических

эффектов в помещениях. Вместе с тем

этот компактный интегральный показатель характеризует отмеченные выше сезонные, азимутальные и широтные особенности радиационного режима помещений. Графики азимутальных

зависимостей суточных доз бактерицидного и эритемного облучения, вносимого в помещения прямой и рассеянной радиацией в характерные дни

года на различных широтах СССР,

представлены на рисунках 9, 10, 12,

13.
При ориентации помещений на северную половину круга горизонта

дозы прямого облучения имеют однозначные азимутальные, широтные и

сезонные зависимости (рис. 9 и 10),

при восточной и западной ориентации
Н мэр-ч
33
--------------- page: 35 -----------
Рис. 11. Зависимость продолжительности инсоляции помещений от ориентации светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
величина максимальной дозы бактерицидного облучения, получаемой в

июне, почти не зависит от широты

и составляет на всех широтах СССР

порядка 120—130 мбакт-ч, в то время

как максимум эритемного облучения

уменьшается от 430 мэр -ч на 35°

до 340 мэр -ч на 65° с. ш. При отклонении ориентации к северу дозы

облучения быстро уменьшаются, причем на северных широтах это уменьшение происходит скорее, чем на южных. Следует отметить, что на южных

широтах оно связано главным образом

с уменьшением продолжительности

инсоляции помещений, а на северных — с уменьшением плотности эффективного потока. Это легко обнаружить при сопоставлении рассматриваемых графиков с графиками азимутальных зависимостей продолжительности инсоляции помещений, приведенных на рис. 11.
Слабо выраженная широтная зависимость доз также обусловлена компенсирующим воздействием увеличения продолжительности инсоляции

помещений на северных широтах в

летние месяцы. Однако сезонные колебания доз, обусловленные как

уменьшением длительности инсоляции,
так и снижением мощности потока,

быстро возрастают с увеличением широты.
Азимутальные и широтные зависимости сезонных колебаний доз облучения, поступающего в помещения,

ориентированные на южную половину

круга горизонта, имеют более сложный характер. На северных широтах

дозы облучения монотонно растут по

мере приближения ориентации светопроема к южной, при которой в июне

они достигают максимума. Одновременно несколько снижается амплитуда

их сезонных колебаний. При уменьшении широты и смещении ориентации

к точке юга происходит заметный

фазовый сдвиг сезонных колебаний

доз, достигающий максимума на

35° с. ш. при южной ориентации

светопроема. Минимум поступлений

прямой эффективной радиации наблюдается здесь в июне, максимум — в

сентябре-октябре. Причина такого

сдвига — высокое стояние солнца на

южных и средних широтах и его

быстрое азимутальное перемещение в

околополуденные часы, которые приводят к уменьшению продолжительности инсоляции помещений и уменьшению живого сечения входящего в
34
--------------- page: 36 -----------
н мбакт-ч
Нмбакт-ч
300
Z50
200
150
100
50
0


jn
<р = 55°
V-VI1
IV-VIII
——-
них
11-Х
—"-=1
I-XI
/XII

30 60 90 120 150
Н мбакт-ч

300

250

ZOO

150

100

50

О
Нмбакт-ч
300
250
200
150
100
50
О
„VI
<р=45°
V-VII
—-
iv-viiT
III-IX
II-X
l-XI
XII
30 60 90 120 150 До

VI
9 = 65°
V-VII
IV-VIII
lll-IX

— II-X
■ 7
Л-Х1
30 БО 90 120 150 А0
Рис. 12. Зависимость суточных доз рассеянного бактерицидного облучения помещений от ориентации светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
светопроем потока (см. рис. 2, а). По

этим же причинам максимальные дозы

облучения помещений южной ориентации практически не зависят от широты и составляют около 160 мбакт -ч

на всех широтах СССР, а эритемные

дозы даже увеличиваются от 430 мэр • ч

на 35° до 470 мэр -ч на 65° с. ш.
Выше отмечалось, что дневной ход

рассеянного облучения помещений отличается большей простотой, что находит свое отражение в графиках

азимутальных зависимостей суточных

доз рассеянного облучения помещений,

приведенных на рис. 12 и 13. Дозы

рассеянного облучения очень незначительно зависят от ориентации помещений. Фазовые сдвиги в сезонных

колебаниях доз едва намечаются:

максимальной величины дозы достигают всегда в июне, минимума — в декабре. Амплитуда сезонных колебаний

монотонно увеличивается с ростом
широты. В результате удлинения летних дней к северу максимальная бактерицидная доза, вносимая рассеянным излучением в июне, составляет

на всех широтах СССР около 320

мбакт -ч, однако максимальная

доза рассеянного эритемного облучения, тем не менее, уменьшается в

среднем от 1500 мэр -ч на 35° до

1150 мэр -ч на 65° с. ш.
Важно также оценить максимальную дозу естественного бактерицидного облучения, сопоставив ее с данными гигиенических исследований по

дезинфекции воздуха в помещениях с

искусственными источниками бактерицидного излучения [113, 131]. Согласно

этим исследованиям, устойчивое снижение содержания бактерий в воздухе

помещений достигается при длительной работе облучательных установок

удельной мощностью не менее 1 Вт/м3.
При лампах типа БУВ такой номи-
35
--------------- page: 37 -----------
Нмзр-Ч
1400
1200
100D
800
600
400
200
0
-У1
IV-VIII
V-VII
инх
и-х
M-XI
~~ ■* —

XII
Ч>=35°
30 60 90 120 150 А0
Нмэр-Ч
1400
1200
1000
800
600
4-00
200
0
Cj)=65°

_VI
V-VII
IV-VIII


них
/1-Х1
и-х
/
30 60 90 120 150
Рис. 13. Зависимость суточных доз рассеянного эритемного облучения помещений от ориентации

светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
нальной мощности установок соответствует бактерицидный поток в

100 мбакт/м3, который за 3—6 ч работы может создать в помещении удельную объемную плотность доз облучения порядка 300—800 мбакт-ч/м3.

В жилых помещениях высотой 2,5 м,

в которых площадь окна обычно не

превышает 1/6 площади пола, удельная объемная плотность максимальной

дозы естественного бактерицидного

облучения даже без учета потерь в

оконном заполнении может составить

всего 210/6.2,5 = 14 мбакт-ч/м3.
Таким образом, дозы естественного бактерицидного облучения на

один-два порядка ниже тех величин,

при которых в экспериментах с искусственными источниками излучения наблюдается устойчивое снижение содержания бактерий в воздухе

помещений
Экранирующее воздействие застройки уменьшает поступления эффективной радиации в помещения. Закономерности снижения природных ресурсов прямого и рассеянного облучения помещений в экранируемых пространствах застройки принципиально

различны.
Застройка может полностью закрыть доступ потоку прямой солнечной

радиации, но не оказывает воздействия на его направление и плотность.
1 Это было впоследствии подтверждено натурными измерениями совместно с ИОКГ им.

А. Н. Сысина и МГУ им. М. В. Ломоносова.
36
--------------- page: 38 -----------
Если на светопроем не падает тень от

противостоящих зданий, то режим

прямого облучения помещений ничем

не отличается от режима прямого облучения при свободном горизонте

(см. рис. 5, 14). При накрытии светопроема тенью входящий в помещение

поток быстро уменьшается до нуля,

при освобождении от тени — снова

возрастает до величины, соответствующей условиям свободного горизонта. Время прохождения границы тени

по светопроему (Ti) зависит от его

размеров и ориентации, а также от

расстояния до экранирующего здания

и положения его экранирующего контура относительно траектории видимого движения солнца, т.е. от характера конкретной экранирующей ситуации, и колеблется обычно в пределах

10—40 мин.
Последнее обстоятельство существенно затрудняет точный расчет продолжительности инсоляции помещения. В гигиеническом нормировании

под показателем продолжительности

инсоляции помещения подразумевают продолжительность инсоляции

центральной точки тела светопроема — Тс, которая при открытом

горизонте совпадает с Ть но в условиях застройки в зависимости от

характера экранирующей ситуации

(см. рис. 6, 14) отличается от нее на

ДТ, ДГ2 + ЛТз

величину или
В исследуемой модели радиационного режима помещений также использовался показатель Т и считалось,

что в момент начала инсоляции центральной точки тела светопроема в помещение входит однородный по плотности поток, сечение которого определяется формулой (2.2). Графики на

рис. 14 наглядно демонстрируют, что

это допущение не вносит существенных погрешностей в расчет доз облучения, хотя величина Тс при этом может значительно отличаться от Т\.

Таким образом, с достаточной для

практических целей точностью можно

считать, что суточная доза, вносимая

в помещение инсоляцией в определен-
Рис. 14. Характерные случаи дневного хода

прямого солнечного облучения помещений в

условиях экранирующего воздействия застройки
ный промежуток дня, зависит только

от ориентации светопроема и инварианта к характеру конкретных экранирующих ситуаций. Это позволило

выявить общие закономерности поступления суточных доз прямого облучения, справедливые для всего возможного множества приемов городской застройки. Зависимости суточных

доз прямого бактерицидного облучения от времени дня при Тс = 3 ч и

различной ориентации светопроема

приводятся на рис. 15, 16.
Как видно на этих рисунках, зависимость доз облучения при Тс =

const от времени дня, в которое обеспечивается инсоляция помещения,

всегда имеет экстремальный характер.

Причины этого вытекают из рассмотренных выше закономерностей дневного хода облучения помещений

(рис. 5, 8, 14). Максимальное количество бактерицидного облучения, которое может внести в помещение трехчасовая инсоляция, составляет 96

мбакт-ч. В летнюю половину года

при благоприятной ориентации светопроема такая доза облучения может

быть получена на любых широтах

СССР.
Графики доз облучения при Тс =

= const имеют два минимума. Один из

них, помеченный на рисунках кружками, образуется в тех случаях, когда

инсоляция помещений ограничена

оконным откосом и экранирующим

зданием. Такая ситуация возникает

обычно в строчной застройке, в которой помещения экранируются протяженными параллельно стоящими зданиями. Второй минимум образуется
37
--------------- page: 39 -----------
N мбаит-ч
7 8 9 10 11 12 13 14 15

10 11 12 13 14 15 16 17 18
7 8 9 10 11 12 13 14 15

10 11 12 13 14 15 16 17 18
Рис. 15. Зависимость доз прямого бактерицидного облучения, вносимых в помещение трехчасовой

инсоляцией, от времени дня, в которое инсолируется помещение, при различной ориентации све-

топроема в марте месяце на разных широтах СССР (пунктиром показан график временного

смещения одного из минимумов при изменении ориентации светопроема)
Нпбакт-ч
80
60
40
20

f-O
ц= 5
90“t
б0>
\
\
/
I
Л
\
1
1
IS
—"ч
\
150^
\
\
is
i
ч
\
V.
Нмбакт-ч
80
12 13 14 15 16 17

15 16 17 1В 19 20
60
40
20
q>=65°
/
/
/
52
60"
~90^
\
\
120»
\
\
N
150”
к
V
"180*
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Рис. 16. Зависимость доз прямого бактерицидного облучения, вносимых в помещение трехчасовой

инсоляцией, от времени дня, в которое инсолируется помещение, при различной ориентации

светопроема в июне месяце на характерных широтах СССР
при инсоляции помещении в утренние

или вечерние часы. В этих случаях на

границах допустимого СН 1180-74 сектора ориентаций, соответствующие

Тс = 3 ч, дозы облучения снижаются

до 15 мбакт-ч. Таким образом, максимальные различия в суточных дозах бактерицидного облучения помещений при обеспечении их трехчасовой инсоляцией, согласно требованиям

СН 1180-74, могут достигать шестикратной величины.
Зависимости доз прямого эритем-

ного облучения от времени дня качественно мало отличаются от приведенных на рис. 15, 16. Максимально возможная доза эритемного облучения

помещений при Тс = 3 составляет
38
--------------- page: 40 -----------
Рис. 17. Расчетная схема свободного участка небосвода АВСД, видимого из центральной точки О

тела светопроема, при строчной (а) и П-образной экранирующих ситуациях (в стереографической проекции)
около 290 мэр- ч, минимальная

19 мэр-ч. Различия эритемных доз,

соответствующих трехчасовой инсоляции помещений, достигают 15-кратной

величины. В летнюю половину года

зависимости доз прямого эффективного облучения помещений от ориентации светопроема и времени дня, в

которое инсолируется помещение, выражены намного сильнее, чем широтные и сезонные зависимости.
На отсутствие однозначной связи

между продолжительностью инсоляции помещения и входящими в него

дозами прямого эффективного облучения неоднократно указывалось

[77, 174]. Тем не менее в большинстве работ, посвященных гигиеническим

аспектам естественного облучения

помещений, показатель продолжительности инсоляции продолжает фигурировать в качестве единственной характеристики весьма сложного по структуре нестационарного поля излучения,

воздействующего на исследуемые биологические объекты, что подтверждает

вывод о непредставительности продолжительности облучения как основной

нормативной величины инсоляции

[96].
В отличие от прямого облучения

продолжительность рассеянного облучения помещений в условиях городской застройки остается такой же,
как и при открытом горизонте, однако

застройка существенно изменяет направление и поверхностную плотность

входящих в светопроем потоков рассеянного излучения. Эти параметры

потока зависят от положения, величин

и конфигурации телесного угла, в котором виден из центральной точки светопроема свободный от застройки участок неба, т. е. от конкретной экранирующей ситуации.
Для исследования поступлений в

помещения рассеянного излучения в

условиях застройки была принята

простейшая экранирующая ситуация—

параллельно стоящее бесконечно

протяженное здание (рис. 17, а). Степень экранирования потока при такой

ситуации зависит только от относительного разрыва 1/Н, где I — расстояние до экранирующего здания, Н —

превышение здания над центром светопроема. Графики этих зависимостей

для потоков УФ, эритемной и бактерицидной радиации при разных Z и

(А—Л) приведены на рис. 18.
При увеличении разрыва от 0,5 до

3Н потоки быстро возрастают, а при

дальнейшем увеличении 1/Н асимпто-

матически приближаются к максимуму при свободном горизонте. Абсолютные значения потоков зависят при

этом от величины Z и (А — Л0), однако их относительные изменения опре-
39
--------------- page: 41 -----------
6
б
г
Рис. 18. Зависимости входящих в помещение относительных (г), абсолютных потоков УФ (а),

эритемного (б) и бактерицидного (б) рассеянных излучений от разрыва до экранирующего здания при различной величине А—Ао и зенитных расстояниях солнца: 1—20°; 2—40°; 3—60° и

4-80°
деляются главным образом величиной

разрыва. Приведенный на рис. 18, г

график достаточно точно характеризует изменение потока относительно

его максимальной величины при открытом горизонте при любых значениях Z и (А — А„) как для УФ, так и

для эритемного и бактерицидного излучений. Это сходство обусловлено

безразмерными тригонометрическими

функциями в выражениях (2.5), которые в основном регламентируют характер изменения координат вектора

облученности. В условиях экранирующего воздействия застройки роль прямой солнечной радиации в формировании радиационного режима помещений значительно возрастает.
Полную характеристику картины

поступлений УФ и эффективной
радиации в помещение при рассматриваемой экранирующей ситуации

дают изоплеты суточных доз облучения в координатной плоскости

«разрыв-ориентация». Изоплеты представляют собой семейство кривых,

характеризующих зависимость разрыва, обеспечивающего некоторую

постоянную дозу облучения помещения, от ориентации светопроема.

Картины УФ облучения помещения

показаны на рис. 19. Он иллюстрирует принципиальные качественные

закономерности годового хода как

УФ, так и эритемного и бактерицидного облучения помещений на

любых широтах СССР. Как видно

на рисунке, при южных ориентациях

и некоторых, увеличивающихся со

снижением солнечного склонения
40
--------------- page: 42 -----------
Июнь (S = +23.45°)
Рис. 19. Изоплеты суточных доз прямого (вверху), рассеянного и суммарного (внизу) УФ-облу-

чений помещений в плоскости «разрыв — ориентация» в различные дни года на 55° с. ш. (Вт-ч)
разрывах, изоплеты прямого облучения всегда образуют плотный узел,

в окрестностях которого даже незначительное изменение разрыва приводит к резкому изменению доз. Выше

этого узла начинает преобладать

азимутальная зависимость доз, форма

изоплет рассеянного облучения указывает на преобладание зависимости

доз от разрыва. На рисунке видно,

что сезонные изменения структуры

изоплет рассеянного излучения незначительны. В форме суммарных

изоплет отражается соотношение доз

прямого и рассеянного облучения

в формировании радиационного режима помещений.
Осредненные в годовых циклах

зависимости поступлений эффективной радиации в помещения от ориентации светопроема и разрыва до

экранирующего здания характеризуют

показанные на рис. 20 и 21 изоплеты

астрономически возможных годовых

доз эритемного и бактерицидного

облучения. По графикам можно судить, что на всех широтах СССР и

при любой ориентации светопроема

основные поступления эффективного

облучения в помещения (порядка

60—70% максимально возможных

при свободном горизонте) происходят

при увеличении разрыва до 2Я. Дальнейшее увеличение разрывов, скажем,

до 2,5Н, т. е. на 25% дает приращение доз эффективного облучения

только на 5—12%. Таким образом,

увеличивать разрывы свыше 2Н в

целях более полной утилизации

природных ресурсов эффективного
41
--------------- page: 43 -----------
400 350 300
Рис. 20. Изоплеты астрономически возможных годовых доз прямого (вверху), рассеянного и

суммарного (внизу) эритемного облучений помещений в плоскости разрыв-ориентация на характерных широтах СССР (в эр-ч)
150 А о

ср= 35-
облучения помещений с техникоэкономической точки зрения нецелесообразно. Это обстоятельство было

учтено в дальнейшем при разработке

предложений по нормированию

инсоляции помещений.
Выше было показано, что положенные в основу «Санитарных норм

и правил обеспечения инсоляции»

(СН 1180-74) соображения о соответствии временных и энергетических

показателей инсоляции — принципиально ошибочны. В связи с этим

значительный интерес представляет

анализ поступлений эффективной радиации в помещения при разрывах,

обеспечивающих, согласно требованиям СН 1180-74, трехчасовой минимум продолжительности их инсоляции. Графики суточных и годовых

доз эффективного облучения, поступающего в помещения различной

ориентации в рассматриваемой экранирующей ситуации при разрывах,

регламентируемых СН 1180-74, показаны на рис. 22 и 23.
Расхождения между суточными

дозами бактерицидного облучения 1

различно ориентированных помещений зависят от широты и солнечного
1 Без учета поступлений облучения в помещения южной ориентации на 35° с. ш., в которых невозможно полностью удовлетворить

требованиям СН 1180-74.
42
--------------- page: 44 -----------
Рис. 21. Изоплеты астрономически возможных годовых доз прямого (вверху), рассеянного и

суммарного (внизу) бактерицидных облучений помещений в плоскости «разрыв-ориентация» на

характерных широтах СССР (в бакт-ч)
склонения и в летнюю половину

года могут достигать четырехкратной

величины (рис. 22). При южных

ориентациях светопроема азимутальные изменения доз определяются

фазовыми сдвигами в сезонных колебаниях, однако при Ао>60—90° в

любых случаях происходит монотонное снижение доз. При Ао>30% увеличение разрывов, необходимых для

обеспечения трехчасового минимума

инсоляции помещений, приводит к

быстрому росту поступлений рассеянной радиации, который компенсирует

снижение доз прямого облучения.

Поэтому на широтах севернее 50° с. ш.

азимутальные расхождения суммарных доз в нормируемый период года

не превышают 25% среднего суточного значения. На южных широтах

при ориентации помещений на южную

часть горизонта в результате фазовых сдвигов и малой величины разрывов (0,7—1 Н), не обеспечивающих

достаточных поступлений рассеянной

радиации, такой компенсации не

происходит, и азимутальные расхождения доз достигают трехкратной

величины. В рассматриваемой экранирующей ситуации дозы облучения в

большинстве случаев увеличиваются

с ростом солнечного склонения.

В этих случаях назначаемые, согласно СН 1180-74, разрывы обеспе-
43
--------------- page: 45 -----------
Np мбакт-ч
15 30 45 60 75 90105
Np мбакт ч
Рис. 22. Зависимости поступающих в помещение в различные дни года доз прямого (вверху),

рассеянного и суммарного (внизу) бактерицидных облучений при разрывах, назначаемых согласно

требованиям СН 1180-74, от ориентации светопроема на характерных широтах СССР
чивают в нормируемый период года

минимум поступлений прямой радиации в 15—50 мбакт • ч, суммарный— в 80—140 мбакт • ч. Максимальные дозы достигают при этом

соответственно 160 и 320 мбакт-ч.

Однако при других экранирующих

ситуациях (башенная застройка,

щелевидные просветы между торцами

зданий и т. п.) возрастание склонения в нормируемый период года

приводит к уменьшению доз прямого облучения. Например, на 55° с. ш.

при секториальной экранирующей

ситуации, обеспечивающей в дни равноденствия трехчасовой минимум

инсоляции с 11 до 14 ч, поступающие в помещение южной ориентации

дозы прямого облучения уменьшаются
от 84 мбакт • ч в марте до 57

мбакт ■ ч в июне, при обеспечении

инсоляции с 13 до 16 ч — соответственно от 41 до 22 мбакт • ч и т. д.

Годовой ход облучения помещений

определяется конкретной экранирующей ситуацией и может иметь самый

разнообразный характер, поэтому

единственным надежным критерием

оценки условий облучения помещений

могут выступать только годовые

дозы облучения.
Азимутальные различия в суточных поступлениях прямого эффективного облучения в годовых циклах

несколько сглаживаются (см. рис. 23),

расхождения в годовых дозах бактерицидного облучения не превышают

трехкратной, эритемного — четырехNnp. мбакт-ч
15 30 45 60 75 90 105 А0

Nj мбакт-ч
Nnp мбакт-ч
NnP мбакт-ч
15 30 45 60 75 90 105 А 0
Nz мбакт-ч
44
--------------- page: 46 -----------
Ырбант ч

50

40

30

20

10
0
Рис. 23. Зависимости астрономически возможных годовых доз прямого (вверху), рассеянного и

суммарного (внизу) бактерицидного и эритемного облучений помещений при разрывах, назначаемых согласно требованиям СН 1180-74, от ориентации светопроема на характерных широтах

СССР
кратной величины. На южных широтах азимутальные отклонения суммарных доз бактерицидного облучения

от среднего значения достигают

±62%, однако на средних и северных широтах они составляют всего

±11 —15%, т. е. на этих широтах

азимутальные зависимости разрывов,

регламентируемые СН 1180-74, близки к изоплетам годовых доз суммарного эффективного облучения помещений. Это согласование имеет частный характер. Как видно на рис. 17, б,

фрагмент ABCD, обеспечивающий

трехчасовой минимум инсоляции помещения, может входить во множество экранирующих ситуаций
ABCD, A\B\CD A2B2CD,
разные суммарные дозы облучения.

Например, на 55° с. ш. в показанных на рис. 17, б ситуациях суммарная доза изменяется от 48 бакт • ч
--------------- page: 47 -----------
при строчной застройке до 29 бакт • ч

при П-образной.
Итак, нормирование продолжительности инсоляции помещений

можно рассматривать как простейшую геометрическую систему регламентации некоторой открытости небосвода на его наиболее светоактивных участках, расположенных в

окрестностях небесного экватора.

Поэтому иногда она качественно

верно отражает зависимости суммарного облучения помещений от

геометрических параметров экранирующей ситуации. В рассматриваемой ситуации выполнение требований СН 1180-74 приводит к значительному завышению годовых поступлений эффективного облучения на

средних широтах, в особенности

при меридиональной ориентации

зданий, и сильно занижает эти поступления при широтной ориентации

зданий на южных широтах СССР.
Выявленные закономерности можно рассматривать как первое приближение к реальной картине поступлений эффективной солнечной

радиации в помещения, так как они

не учитывают облачности, пропускания оконного заполнения и потоков отраженной радиации.
Облачность, как известно, более

чем в два раза снижает годовые

поступления суммарной солнечной

радиации и влияет на соотношение

ее прямой и рассеянной составляющих. Возрастание доли рассеянной

радиации способствует сглаживанию

азимутальной неравномерности годовых поступлений радиации в помещения, однако более высокая вероятность солнечного сияния в око-

лополуденный период дня, напротив,

увеличивает ее. Поэтому выявленные

идеальные закономерности относительных годовых поступлений радиации могут быть близки к реальным.
Оконное заполнение также в три —

пять раз снижает поступление эффективной радиации в помещения, причем

при нормальном падении потока пропускание прямой радиации оказывается в 1,5 раза выше пропускания рас-

46
сеянной радиации [74]. По-видимому,

в реальных условиях, учитывая френе-

левскую зависимость пропускания от

угла падения потока, различие между

прохождением прямой и рассеянной

радиации будет незначительным и не

приведет к существенному изменению

относительного азимутального и широтного хода годовых доз. Не может

оказать существенного влияния на этот

ход и отраженная составляющая УФ радиации, которая в условиях городской

застройки невелика (если не учитывать снежный покров в зимнее время).
Разумеется, действительную степень приближения идеальных закономерностей к реальной картине

облучения можно выявить только

в дальнейших исследованиях вероятностной модели радиационного

режима помещений. Анализ астрономически возможных поступлений

эффективной радиации позволил сделать практический вывод о том, что

в качестве представительного показателя оценки радиационного режима

помещений в многообразных градостроительных ситуациях может быть

принята годовая или сезонная (с марта по сентябрь) доза облучения

помещения. Это не противоречит

выводам гигиенистов о важности

обеспечения этой дозы облучения,

необходимой для нормального функционирования организма человека в

соответствии с его естественными

биологическими ритмами [109].
Величины таких доз оказались равными 140 эр. ч (годовая) и 120 эр. ч

(сезонная).
2.2.
И ДОЗЫ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ,
ПОСТУПАЮЩЕЙ В ПОМЕЩЕНИЯ
В 1975—1977 гг. сотрудники метеорологической обсерватории географического факультета МГУ

(М. И. Гараджа, Е. И. Незваль,

А. В. Высоцкий) выполнили работы

по созданию оригинальных регистрирующих спектрометров для измерения спектрального состава инсоляции в УФ и видимом участках спектра

и получения информации, которая до
--------------- page: 48 -----------
настоящего времени отсутствовала.

Чувствительность приборов позволяла

проводить измерения не только в

условиях открытого горизонта, но и

в помещениях со светопроемами с

двойным остеклением.
В основу спектрометров положен

двойной монохроматор ДМР-4, выпускаемый отечественной промышленностью. Разработанная для этого прибора оригинальная интегрирующая

насадка позволяла измерять суммарную, рассеянную и прямую радиацию. Результаты полевых испытаний

приборов были сопоставлены с расчетными для условий чистой атмосферы, что показало их хорошую сходимость. В течение 1976 и 1977 гг.

проводились совместные биологические и энергетические эксперименты

по оценке бактерицидного действия

солнечной радиации, проникающей в

помещения.
В 1976 г. измерения проводились

в третьей декаде сентября в здании

ИОиКГ им. А. Н. Сысина в комнате,

расположенной на третьем этаже и

ориентированной на юго-восток.
В 1977 г. измерения проводились с 12 сентября по 11 октября в

новом микрорайоне Москвы — Ясеневе на девятом этаже нового жилого

дома в однотипных комнатах, ориентированных на юг и север, а также

в условиях открытого горизонта на

площадке МО МГУ.
Эксперименты проводились научными сотрудниками ИОиКГ им.

А. Н. Сысина, МГУ им. М. В. Ломоносова и НИИСФ.
Биологический эксперимент состоял в оценке процента гибели

(инактивации) бактерий в зависимости от времени экспозиции неподвижно установленных открытых чашек

Петри с бактериальной культурой.

В 1976 г. чашки устанавливались

на различных расстояниях от окна:

непосредственно на подоконнике и на

расстоянии 1,2 и 3 м от окна, а в

1977 г.— в светоактивной зоне на

высоте 1 м от пола и на расстоянии
1,5
Время экспозиции чашек в 1976 г.
изменялось от 30 мин до 5 ч, а в

1977 г.— от 2 до 4 ч.
Одновременно в том же месте,

где были установлены чашки, проводились измерения спектральной

плотности солнечной радиации, поступающей на эту же горизонтальную поверхность.
Как известно, бактерицидным действием обладает излучение УФ и

видимого участка спектра с длинами

волн короче 750 нм [31]. Для расчета дозы радиации, вызывающей

бактерицидный эффект, измерения

проводились через каждые 15 мин в

течение всего времени экспозиции

чашек.
Условия проведения эксперимента

в 1976 г. были недостаточно корректными, так как в непосредственной

близости от светопроема находились

старые деревья, кроны которых затеняли окно. В 1976 г. измерения

проводились при одинарном остеклении, в 1977 г.— при двойном.
В результате проведенных измерений выявлено, что спектр энергетической и бактерицидной радиации

в помещении и вне его существенно

отличается: вне помещения в спектре

присутствует биологически наиболее

активная коротковолновая УФ радиация. Поэтому в естественных условиях существенную роль в бактерицидном действии играет УФ радиация (табл. 6) и особенно ее коротковолновая часть а<320 нм).
Таблица 6. Доля суммарной (Q) радиации

УФ и видимого участка спектра в суммарной

радиации с длинами волн 300—760 нм при

различной высоте солнца, %
У часток

спектра, нм
Энергетический
ПОТОК
Бактерицидный поток
20°
30е
40°
20°
30°
40°
300—320
0,3
0,5
0,6
21
33
44
320—400
8,7
9,5
10,4
46
42
36
400—760
91
90
89
33
25
20
300—760
100
100
100
100
100
100
Бактерицидное действие радиации

вне помещения для условий эксперимента (А0=25°—35°) определялось

в основном рассеянной радиацией,
--------------- page: 49 -----------
вклад УФ участка спектра, в которую

достаточно велик (табл. 7).
Внутри помещения при одинарном

и тем более двойном остеклении отсутствует наиболее активный в биологическом отношении коротковолновый участок спектра. Так, по нашим

измерениям, наименьшая длина волны,

зарегистрированная внутри помещения

вблизи окна (с одинарным остеклением) при инсоляции, лежит в пределах

310—315 нм, а в глубине помещения —

320—325 нм. В помещении с двойным

остеклением спектр суммарной радиации на расстоянии 1,5 м от окна в помещении с южной ориентацией начинался примерно с Х=322 нм, а в помещении с северной ориентацией —

с /.= 330 нм.
Таблица 7. Доля УФ и видимого участков

спектра для прямой (I), рассеянной (D) и суммарной (Q) бактерицидной радиации, поступающей на горизонтальную поверхность, в

диапазоне длин волн 300—760 нм при высоте

солнца йо=30°, %
Участок спектра, нм
./
D
Q
300—400
47
86
75
400—760
53
14
25
300—760
100
100
100
В пасмурный день, когда ослаблен

поток радиации вне здания, коротковолновая граница наблюдаемого внутри помещения спектра радиации смещалась на видимую (А,= 400—760 нм)

область.
По измерениям при сплошной плотной облачности в помещении, ориентированном на юг, коротковолновая

граница лежала вблизи /.=450 нм.

В то же время вне помещения спектр

суммарной радиации начинался уже с

Х=300 нм (рис. 24.).
Трансформация энергетического

спектра в помещении приводит к изменению спектра бактерицидной радиации и существенному ослаблению бактерицидного эффекта (рис. 25). Как

видно на графиках, максимум бактерицидной радиации при данной высоте

солнца вне помещения лежит в области
320 нм; в инсолируемом помещении

южной ориентации этот максимум далеко смещается в сторону длинных

волн (до /.=480 нм), в то время как

бактерицидная эффективность на длине волны 480 нм на два порядка меньше, чем на 320 нм. Вблизи окна в помещении южной ориентации суммарная бактерицидная радиация УФ

участка спектра составляла 8 % ее величины вне помещения, а на расстоянии

3—4 м от окна — доли процента.

Бактерицидная радиация видимого

участка спектра ослаблялась меньше,

и при тех же условиях ее доля изменялась от 60 до 3%.
Таким образом, роль УФ радиации в

формировании бактерицидного действия в помещениях резко снижена, и

в отличие от наружных условий бактерицидное действие в значительной

степени создается суммарной радиацией видимого участка спектра (400—

750 нм).
Бактерицидный эффект в помещении также определяется главным образом вкладом прямой радиации в общий поток (при ориентации помещения на южную половину горизонта),

но на весьма ограниченных участках

вблизи окна.
Поле радиации в помещении характеризуется большой изменчивостью,

определяемой наличием инсолируемых

и затененных участков пола и стен

[134]. За один и тот же промежуток

времени доза радиации в тени в 3—7

раз меньше, чем в солнечном пятне.
На рис. 26 показана величина бактерицидной радиации при изменении

расстояния от окна в помещении южной и северной ориентации. В помещении южной ориентации скачок в

величине бактерицидной облученности

происходит на расстоянии 3 м от окна

вблизи раздела «солнце—тень». При

северной ориентации уже на расстоянии 1,5 м от окна наблюдается резкое

изменение величины бактерицидной

радиации. При южной ориентации

во всем пространстве помещения бактерицидный эффект создается в основном видимой радиацией (рис. 27). При

северной ориентации вблизи окна бактерицидный п'оток наполовину состоит

из УФ радиации, а с увеличением рас-
48
--------------- page: 50 -----------
тонных

мя как

ia дли-

i мень-

i в по-

|Гммар-

1 УФ

г вели-

оянии

цента,

унмого

:ньше,

изме-
щии в

дей-

;на, и

бак-

пьной

адиа-

ЮО—
(еще-

1 об-

в об-

еще-

нта),

тках
рак-
тью,
мых
тен
уток
тне.

5ак-

нии

ож-

аде-

t в

сти

кна

1ри

оя-

кое

юй
1ИИ
те-
ов-
ри
IK-
>ИТ
»с-
300 350 400 450 500 550 Лнм
Рис. 24. Спектральная плотность суммарной радиации,

м Вт/м нм. Вне помещения, ясно:
18 мая 1979 г. ]=h0= 51°; 15 октября 1979 г.; 2—/г0=25°; 3—
—Ло= 17°; 4—/г0= 13°; пасмурно: 7 сентября 1979 г. 5—/i0=
= 24°; Вне помещения южной

ориентации, ясно: 11 октября

1977 г. 6—Ло=27°; 7—/ю=15°
Рис. 25. Спектральная плотность бактерицидной облученности горизонтальной поверхности вне помещения (а) и

в помещении южной ориентации на расстоянии 1,5 м от

светопроема (б) в ясный день по измерениям в Москве.

Вне помещения 15 октября 1979 г., ha— 25°, I — суммарная бактерицидная облученность. В помещении: 11 октября 1977 г. /?(,=— 25' , /4=200"; 2 — бактерицидная облученность в солнечном пятне; 3 — бактерицидная облученность

в тени
Рис. 26. Продольный разрез поля бактерицидной облученности в помещении южной (а) и северной (б) ориентации

в летний день И октября 1977 г.
I—^<750 нм; 2—А<400 нм
Рис. 27. Доля излучения с бактерицидным действием УФ-об-

ласти спектра (>.<400 нм) во всем бактерицидном потоке

(Ж750 нм) на различном расстоянии от светопроема в помещении северной (/) и южной (2) ориентации 11 октября

1977 г.
стояния от окна ее доля заметно уменьшается и эффект создается в значительной степени видимой радиацией.
В задачу исследований входило выяснение влияния ориентации помещения на спектральный состав суммарной

радиации, а также на дозу радиации,

проникающую в помещения и оказывающую санирующий эффект.
На рис. 28 показано влияние ориентации помещения на величину и спектральный состав суммарной радиации в

ясный день (11 октября 1977 г.).

В помещении, ориентированном на юг,

приход радиации на порядок выше,

чем в таком же помещении, ориентированном на север. В первую очередь

это объясняется большим вкладом

прямой радиации, поступающей в помещение с южной ориентацией. По мере

уменьшения высоты солнца различия

в приходе суммарной радиации в помещениях с различной ориентацией
49
--------------- page: 51 -----------
Рис. 28. Влияние ориентации помещения на

спектральный состав проникающей радиации
I и II—доля радиации в помещении, ориентированном на

север, по сравнению с радиацией, поступающей в комнату

с южной ориентацией: кривая I в 13 ч, кривая II в 15 ч;

III — доля радиации в помещении, ориентированном на юг,

в тени, по сравнению с радиацией в этом же помещении

при наличии солнца в 13 ч: IV и V—доля радиации в помещении, ориентированном на север, по сравнению с радиацией, поступающей в комнату с южной ориентацией, в

тени: кривая IV в 13 ч, кривая V в 15 ч
уменьшаются. Так, например, в 15 ч

(кривая II) в УФ области доля радиации в помещении с северной ориентацией составляет 6—18% по сравнению

с приходом радиации в помещения

с южной ориентацией; в видимой области приход радиации в помещении,

ориентированном на север, составляет

всего 2—6% величины радиации,

поступающей в помещение, ориентированное на юг. Таким образом, как можно видеть из приведенных данных,

внутри помещения вклад прямых лучей

в общий приход радиации играет ведущую роль не только в видимой области

спектра, но и в ультрафиолетовом

участке.
Вне помещения вклад прямой радиации в суммарную для видимой области спектра значительно превышает

50% (Лс=30°); для УФ области

вклад прямой радиации при тех же

условиях составляет всего 19%. Внутри помещения соотношение между

прямой и рассеянной радиацией изменяется. В помещении, где небосвод

закрыт и рассеянная радиация поступает лишь от небольшого участка

неба, заданного размерами светопроема, решающую роль приобретает

прямой луч как в видимой, так и в

ультрафиолетовой области спектра.

О роли прямой радиации в суммарном приходе в помещении можно судить, сравнив величину радиации,
измеренную в тени, с величиной рад

ции, измеренной в солнечном пят

в комнате с южной ориентацией (

рис. 28, кривая III). Значение УФ

диации с длиной волны 330 нм

нашим измерениям в тени состав!

примерно 25%, а в видимой обла<

спектра — 15% величины радиаг

в солнечном пятне. Таким образ!

в нашем случае даже в УФ обла<

спектра доля прямой радиации в i

раза превосходит вклад рассеян?

радиации. В то же время и при>

рассеянной радиации в помещени

ориентированных на юг и север, в

ный день далеко неодинаков. Эти р.

личия обусловлены неравномерн:

распределением яркости по небесно

своду, причем эта неравномерно<

наиболее ярко выражена в видим

области спектра. На рис. 28 (крив

IV и V) приведены отношения рад!

ции различных длин волн, поступа

щей в помещение с северной ориет

цией, к величине рассеянной радиащ

проникающей на ту же глубину (1,5

в помещение, обращенное на юг. Б.и

ко к полудню в коротковолнов

ультрафиолете эта доля выше 30

а в видимой области снижается в ср<

нем до 17—18%. По мере смешен

диска солнца и околосолнечного opt

ла к 'западу различия в приходе рг

сеянной радиации, поступающей в г

мещение с северной и южной о рис

тацией, уменьшается. Таким образом

помещении, ориентированном на

и освещенном солнечными луча*к

высокие значения суммарной рад*

ции, с одной стороны, обусловле]

приходом прямой радиации, а с др

гой стороны — поступлением рассея

ной радиации от более яркого участ

неба.
В целом за 3 ч (12 ч 45 мин

15 ч 45 мин московского времени) до

бактерицидной радиации в «северно:

помещении с /.= 400 нм составила 8‘

а с >.= 400—750 нм всего 3% сумма

ной радиации, поступающей в «ю;

ное» помещение.
Было проанализировано, как в я

ный день на расстоянии 1,5 м от ок

происходит накопление трехчасobi
50
--------------- page: 52 -----------
дозы, которая, как принято считать,

вызывает санирующий эффект в помещении с южной ориентацией.
В табл. 8 приведены дозы радиации

за 2; 2,5 и 3 ч в УФ и видимом участках спектра. Как видно из таблицы,

уже за 2 ч набирается доза, необходимая для полной инактивации бактерий

в южном помещении и за 3 ч — для

66% инактивации в неинсолируемом

помещении.
Таблица 8. Дозы УФ и видимой радиации

в ясный день в помещениях с южной (Ю)

и северной (С) ориентацией, II октября

1977 г. (начало экспозиции 12 ч 45 мин).
Время экспозиции, ч
Ориентация
Вт
ч/мэ
мбакт-ч/м2
УФ радиация
Видимая радиация |
| УФ радиация
Видимая радиация
Гибель бактерий, %
2
ю
6,4
177,8
1,46
5,9
100
С
0,38
3,85
0,09
0,15
10
2,5
ю
7,23
205,3
1,64
6,71
100
С
0,45
4,68
0,11
0,2
20
3
ю
7,71
222,3
1,73
7,24
100
С
0,53
5,34
0,14
0,21
66
Наблюдались даже случаи, когда

за 3—4 ч происходила 70—80%-ная

гибель бактерий при облачном небе,

что свидетельствует о биологически

эффективной рассеянной радиации,

приходящей через двойное остекление. По-видимому, за световой день

происходит полная гибель бактерий

(что подтверждается опытами кафедры

микробиологии Казанского медицинского института) [194].
Таким образом, инсоляция лишь

ускоряет процесс инактивации части

бактерий в помещении, который может

протекать за период около 2 ч при

соответствующей дозе радиации.
На рис. 29 приведена полученная

впервые в СССР на основе данных

натурных исследований зависимость

гибели бактерий от дозы суммарной

солнечной радиации. В результате этих

экспериментов доказана биологическая эффективность инсоляции в поме-
Рис. 29. Зависимость гибели бактерий кишечной палочки от бактерицидной дозы (>.< 750 нм)

по измерениям внутри помещения в сентябре —

октябре 1977 г.
щении, что недооценивается зарубежными учеными.
Выявленные гигиенистами тенденции благотворного воздействия инсоляции должны быть положены в основу ее нормирования для строительства.

Однако необходимость именно трехчасовой непрерывной инсоляции не

вытекает из этих исследований, которые лишь подтвердили значительные

различия в дозах в зависимости от

ориентации светопроемов.
В этой работе удалось сопоставить

наши расчетные данные по приходу

УФ радиации солнца и неба (табл. 5, 6)

с расчетами проф. В. А. Белинского

[31, 32J и с данными измерений, что

показало их удовлетворительную сходимость.
2.3.
И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

НЕПРЕРЫВНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ

ПОМЕЩЕНИЙ
Содержащееся в СН 1180-74 требование обеспечения непрерывной в течение трех часов инсоляции помещений

обосновывается тем, что в период

перерывов инсоляции возможно ожидать феномен фотореактивации —

стимулирование роста и размножения

неубитых микроорганизмов. Характер инсоляции бактерий в помещениях зависит от ряда природных

факторов, не поддающихся нормативной регламентации. Поэтому важно
51
--------------- page: 53 -----------
выяснить, в какой мере выполнение

этого требования СН 1180-74 при архитектурном проектировании обеспечивает действительную непрерывную

инсоляцию бактерий в помещениях '.
В первую очередь, инсоляция помещений зависит от облачности. Повторяемость непрерывного солнечного

сияния различной длительности в

процентах от общего числа случаев

с непрерывным солнечным сиянием

приводится в климатических справочниках [25J, однако эти данные непригодны для анализа инсоляции помещений. Поясним это следующим примером. Предположим, что в некоторый день наблюдалось непрерывное

солнечное сияние с 8 до 11 ч, затем

облачность на 1 ч прервала инсоляцию, а далее с 12 до 15 ч вновь наблюдалось непрерывное солнечное сияние. Согласно методике [25], в этот

день непрерывное солнечное сияние

продолжительностью 2—5 ч составляло, следовательно, 100% общего

числа случаев с непрерывным солнечным сиянием. Очевидно, однако, что

в помещениях, для которых окружающая экранирующая ситуация обеспечивает возможность инсоляции в другие часы дня, не будет наблюдаться

ни одного случая непрерывной трехчасовой инсоляции. Таким образом,

составить верное представление о

характере инсоляции помещений

можно только на основе дифференцированных по времени дня данных
0
нечного сияния.
Для получения таких данных были

использованы гелиографические

таблицы (формата ТМ-15) за десятилетний период наблюдений (1963—

1972 гг.) на 12 метеостанциях СССР
1
понимают явление снижения бактерицидного

действия коротковолнового УФ облучения

(к < 300 нм) бактерий при последующем

облучении их солнечным светом. Фотореактивация возникла в процессе эволюции

живых клеток как защитный механизм от

естественного УФ излучения (X > 300 нм), поэтому избавиться от этого явления с помощью

непрерывного солнечного облучения невозможно.
(Архангельск, Москва, Киев, «Гигант»

(Северо-Западный Кавказ), Батуми,

Игарка, Огурцово Новосибирской обл.,

Целиноград, Ашхабад, Среднеколымск,

Владивосток, Якутск), наиболее

представительно характеризующих

различные светоклиматические зоны

страны '.
Из этих таблиц для различного

времени каждого дня года были выбраны случаи непрерывного солнечного

сияния продолжительностью 1, 2, 3,
4
вые суммы и определены значения

вероятности непрерывной инсоляции в

процентах от астрономически возможной для заданных интервалов времени.

Примеры суточных сезонных и среднегодовых зависимостей вероятности

непрерывного солнечного сияния для

Москвы приводятся на рис. 30. Аналогичные графики построены и проанализированы для всех характерных районов страны.
Вероятность непрерывной инсоляции по очевидным геометрическим

причинам прежде всего определяется

высотой стояний солнца, и поэтому

дневной и сезонный ход вероятности

имеет почти симметричный характер

(см. рис. 30). Аномальное увеличение вероятности непрерывного солнечного сияния в первую половину дня

связано с особенностями суточнрго

хода циркуляции атмосферы. Наглядное представление о дневных и сезонных изменениях вероятности непрерывной трехчасовой инсоляции дают

изоплеты, приведенные на рис. 31.
Зависимости среднегодовых вероятностей непрерывного солнечного

сияния различной продолжительности

от времени суток имеют сходный характер и различаются в основном по

абсолютной величине (рис. 32). Средняя вероятность одночасовой непрерывной инсоляции в любое время суток

примерно в два раза выше, чем пятичасовой. Асимметрия в годовом ходе

средней вероятности непрерывного
Данные этих метеостанций использованы

ранее Н. П. Никольской для светоклиматического районирования территории СССР [177].
52
--------------- page: 54 -----------
34-56 789 10 11 121314 15 16 17 18 1920
Рис. 32. Суточный ход вероятности непрерывного солнечного сияния для различной его

продолжительности
солнечного сияния обусловлена сезонными особенностями циркуляции

атмосферы (рис. 33).
Вероятность непрерывного солнечного сияния имеет различный годовой

ход в европейской части и на востоке

страны. Например, на Северо-Западном Кавказе («Гигант») и во Владивостоке максимальные и минимальные

вероятности трехчасовой инсоляции составляют соответственно 50 и 6—

12% (рис. 34,6), однако на Кавказе

максимум отмечается в летний период,

а на Дальнем Востоке — весной и

осенью. В Сибири максимум смещается

к зиме, и летний минимум выражен

слабее, чем на Дальнем Востоке.
Вероятность непрерывного солнечного сияния увеличивается к югу, однако широта местности почти не влияет на относительный годовой ход вероятности (см. рис. 34, а). СущественРис. 33. Годовой ход вероятности непрерывного солнечного сияния
ные различия в годовом ходе вероятности солнечного сияния обнаруживаются во влажных и сухих субтропиках. В Батуми вероятность непрерывной трехчасовой инсоляции на протяжении всего года не выходит за пределы 20—30%, в то время как в

Ашхабаде четко выделяются летний

максимум 80% и зимний минимум 15%.
Анализ данных по 12 метеостанциям показал, что на всей территории

СССР дневной ход вероятности непрерывного солнечного сияния имеет

сходный характер. Весной и осенью

наибольшие значения вероятности

наблюдаются в околополуденные

часы, летом они смещаются к утренним

часам. Эти тенденции обнаруживаются при любой продолжительности непрерывного солнечного сияния. В регламентируемый СН 1180-74 период го-
7 8 9 10 11 12 131415161718 19 20 21
Рис. 31. Изоплеты вероятности непрерывной

трехчасовой инсоляции
7 8 9 10 1112 131415 16 17181920 21
Рис. 30. Суточный ход вероятности трехчасового солнечного сияния в различные месяцы
53
--------------- page: 55 -----------
Рис. 34. Годовой ход вероятности непрерывного трехчасового солнечного сияния

а — иа различных широтах страны: /—46° с ш. («Гигант»); 2—56° с. ш. (Москва); 3—65° с. ш. (Архангельск); 4-

(Владивосток): б—в сухих и влажных южных районах: / — Ашхабад; 2 — Батуми
-43 с. ш.
да (с 21 марта по 23 сентября) почти

на всей территории СССР природные

ресурсы непрерывной трехчасовой инсоляции помещений в среднем не превышают 1 /з астрономически возможных. Исключение составляют некоторые районы Средней Азии и северо-

восточной Сибири, где средняя с марта

по сентябрь вероятность достигает

50%. Таким образом, облачность

примерно в два-три раза снижает

эффективность градостроительных мероприятий, обеспечивающих возможность непрерывной инсоляции помещений, что уже ставит под сомнение целесообразность выдвижения

нормативного требования непрерывности инсоляции.
Рассмотрим далее, какое влияние

оказывает на характер облучения

бактерий прерывистое или непрерывное обеспечение нормативного показателя инсоляции помещений. В натурных условиях 1 бактерии или находятся во взвешенном состоянии в воздухе,

или осаждаются на поверхности пола,

стен и предметов. Облучение взвешенных и осажденных бактерий во время

инсоляции помещений имеет принципиально различный характер. Поскольку в помещении всегда происхо1 В экспериментах, на основе которых было

выдвинуто требование непрерывности инсоляции, бактерии высеивались в чашке Петри с

питательной средой [80].
дит конвективное и вынужденное

движение воздуха, то, перемещаясь с

воздушными массами, взвешенные

бактерии только периодически или

эпизодически попадают в инсолируе-

мый объем помещения. Следовательно,

инсоляция взвешенных бактерий, независимо от прерывности или непрерывности ее, всегда кратковременна и

прерывиста [96].
Очевидно, что за какой-либо промежуток времени инсоляции помещения T=h—1\ суммарная продолжительность прерывистого облучения

циркулирующих с воздухом бактерий

составляет
Гп= \v(t)
dt,
(2.9)
где v(t) —отношение инсолируемого в момент

времени объема к общему объему помещения.

Величина v(t), численно равная вероятности пребывания бактерий в инсо-

лируемом объеме в данный момент

времени, определяется геометрическими параметрами помещения и светопроема. Значение v(t) зависит от

зенитного расстояния Солнца Z и абсолютной разности азимутов Солнца

и ориентации светопроема (А—Ао).

Значение v(t) даже для самых маленьких помещений (спален, кухонь),

характеризуемых наибольшим отношением площади окон к площади пола

(1:3,85), при Z<80° не превышает
54
--------------- page: 56 -----------
Рис. 35. Зависимости относительного инсоли-

руемого объема помещения от зенитного расстояния солнца при различных значениях А—

— А(.. Размеры помещения 2,5Х2,4ХЗ,6 м; све-

топроем 1,6X1,4 в стене толщиной 0,35 м
0,35 и резко снижается по мере уменьшения Z и увеличения (А—Аи)

(рис. 35).
В больших жилых помещениях

(общие комнаты, гостинные), где

относительная величина светопроема

обычно составляет 1:6, максимальная

вероятность пребывания бактерий в

потоке солнечных лучей не превышает

25%.
Конкретные примеры суточного

хода величины v(t) в помещениях

различной ориентации при открытом

горизонте приведены на рис. 36. Эти

графики характеризуют максимальные

вероятности пребывания бактерий в

потоке солнечных лучей, которые в

нормируемый СН 1180-74 период года

наблюдаются в марте и сентябре.

С увеличением солнечного склонения

вероятность инсоляции взвешенных

бактерий уменьшается. Характер дневного хода показывает, что продолжительность суммарного прерывистого

облучения бактерий в гораздо большей

степени зависит от ориентации светопроема и времени дня, в которое инсо-

лируется помещение, чем от прерывности или непрерывности обеспечения

нормируемого показателя инсоляции

помещений. Например, при А0=30° и

обеспечении непрерывной трехчасовой

инсоляции помещения с 9 ч 20 мин

до 12 ч 20 мин (такая ситуация характерна при строчной застройке)

Тп = 10 мин, в то время как при преРис. 36. Суточный ход относительного инсо-

лируемого объема помещений различной ориентации в дни равноденствия в Москве
/ — относительная площадь светопроема 1:3,85; 2 — то же,

1:6
рывистом обеспечении инсоляции, например с 9 ч 20 мин до 10 ч 20 мин и

затем с 12 до 14 ч, Тл = 16 мин только

в одном втором периоде инсоляции.

Анализ различных экранирующих ситуаций свидетельствует, что при прерывистой инсоляции значения Тп часто бывают большими, чем при непрерывной инсоляции помещения. При

этом перерывы, вызываемые циркуляцией бактерий, могут быть соизмеримы с перерывами, обусловленными

экранирующей застройкой. T аким

образом, выполнение требования непрерывности инсоляции помещения не

только ни в какой мере не устраняет

прерывности облучения взвешенных в

его воздухе бактерий, но может и

существенно ухудшить условия их облучения.
При трехчасовой инсоляции помещения значение Тп обычно составляет

6—30 мин, т. е. в натурных условиях

суммарная продолжительность прерывистого облучения взвешенных бактерий в большинстве случаев оказывается много ниже минимальной длительности непрерывного облучения

бактерий в гигиенических экспериментах [80], положенных в основу

СН 1180-74.
При непрерывной инсоляции помещения облучение осевших на его поверхности бактерий происходит прерывно, так как вращение Земли с угловой скоростью 15 град/ч приводит к
55
--------------- page: 57 -----------
быстрому изменению формы и размеров инсолируемого участка. Чем меньше его размеры и выше линейная

скорость перемещения, тем меньше

продолжительность инсоляции облучаемой поверхности. Поэтому при трехчасовой инсоляции помещения 70—

80% инсолируемой поверхности облучается в пределах 0—1 ч. Участки,

инсолируемые свыше двух часов,

обычно или вообще отсутствуют, или

составляют не более 2—5% общей

площади пола и стен помещения.

Таким образом, в реальных помещениях только ничтожная часть осажденных на поверхности бактерий

может облучаться свыше 2 ч, 80—70%

осажденных бактерий вообще не инсо-

лируется. Закономерности инсоляции

внутренних поверхностей помещений

подробно описаны [174].
Общие условия взаиморасположения зданий в застройке обычно не

позволяют прервать трехчасовую инсоляцию помещений более чем один раз.

А при кратковременном перерыве инсоляции на внутренних поверхностях

помещения образуется незначительная

область прерывистого облучения, которая быстро уменьшается с увеличением длительности перерыва (рис. 37).

При перерыве более 2 ч эта область

обычно полностью исчезает и инсоли-

руемая поверхность разделяется на

два локальных участка, на которых

инсоляция бактерий происходит непрерывно, но ее максимальная деятельность снижается соответственно

разделению длительности по отдельным периодам инсоляции. Если перерыв приводит к смещению одного
Рис. 37. Пример полей продолжительности

инсоляции поверхностей помещения восточной ориентации при непрерывной (а)

и прерывной (б) трехчасовой инсоляции.

Пунктиром показана область прерывной

инсоляции
из периодов инсоляции к утренним

или вечерним часам, то общая площадь инсолируемых поверхностей увеличивается; если же смещение происходит в сторону полудня, то инсолируемые площади уменьшаются, но значительно возрастает плотность их

облучения.
Независимо от прерывности или

непрерывности обеспечения нормируемого показателя инсоляции помещения 70—80% инсолируемых поверхностей всегда приходится на участки,

непрерывно облучаемые на протяжении менее 1 ч. Поэтому прерывистое

обеспечение нормируемого показателя

инсоляции практически не нарушает

непрерывности облучения осевших на

поверхности бактерий точно так же,

как непрерывное его обеспечение не

устраняет прерывистости облучения

бактерий, взвешенных в воздухе помещения.
Следовательно, процессы облучения бактерий в натурных условиях

помещений имеют сложный, многопараметрический и нестационарный характер и не определяются принятым

для гигиенического нормирования

условным показателем продолжительности инсоляции помещения, отнесенным к центру оконного проема. Непременная кратковременность и прерывистость облучения бактерий в помещениях порождается главным образом

вращением Земли, циркуляцией воздуха и облачностью, т. е. природными

факторами, не зависящими от экранирующего воздействия застройки. Выполнение требования непрерывности

инсоляции не устраняет этих явлений.
56
--------------- page: 58 -----------
Не гарантируя повышения гигиенических качеств помещений, требование

непрерывности инсоляции наносит

строительству существенный техникоэкономический ущерб.
Выполнение этого требования приводит к завышению разрывов между

зданиями, в особенности при башенной застройке и при Г- и Т-образных

приемах взаиморасположения зданий,

ограничивает градостроительную маневренность зданий и сковывает творческие возможности проектировщиков.

Поэтому дальнейшее сохранение этого

требования в нормативных документах

следует признать нецелесообразным.
2.4.
ИНСОЛЯЦИИ ЗАСТРОЙКИ
При разработке обоснований действующих норм СН 1180-74 наиболее

глубокое развитие получили вопросы

биологического действия инсоляции.

При этом неизученными оставались

вопросы психоэстетического воздействия инсоляции на человека. За критерий психоэстетического воздействия

инсоляции на человека при учете инсоляции в строительстве за рубежом

принята степень предпочтения человеком «солнечной» визуальной среды

помещения перед «диффузной» в зависимости от конкретных условий климата и назначения зданий.
Е. Нииман, Р. Гопкинсон и Н. Ватсон [212—214], проведшие широкие

социологические исследования в жилых домах, больницах, административных зданиях и на моделях помещений

с использованием группы подготовленных наблюдателей, объясняют предпочтение людьми «солнечных» помещений не только тем, что солнце

«оживляет» интерьер, но также и тем,

что солнечный свет, проникающий в

помещения, обеспечивает необходимое

для человека ощущение связи с внешней средой. Установить зависимость

между физическими показателями

инсоляции и субъективными оценками

наблюдателей авторам не удалось.

Однако они пришли к выводу, что

основным фактором, определяющим
психологические реакции человека,

является не площадь поверхностей,

освещаемых солнцем, а время инсоляции и направление солнечных лучей

по отношению к человеку и линии его

зрения. При этом люди предпочитают

или отвергают солнечный свет в помещении в зависимости от его назначения и характера деятельности человека.
Важно отметить, что в разработанной авторами шкале психологических

реакций человека на условия инсоляции в помещении в группу положительных психологических реакций

включена в числе первых визуальная

«осведомленность» человека о наличии

инсоляции не только в помещении, но

и во внешней среде еще до того, как

солнечные лучи начали проникать в

помещение, т. е. наблюдение через

светопроем освещенных солнцем фасадов противостоящих зданий, наружных косяков светопроема.
С 1957 по 1965 г. в Швеции под

руководством JI. Хольма, Дж. Плей-

жела и X. Ронге был проведен комплекс исследований по проблеме «Жилище и Солнце» [206]. Социологический аспект этих исследований заключался в выяснении предпочтения жителями той или иной продолжительности инсоляции квартиры (суммарная

по всем помещениям квартиры продолжительность инсоляции, деленная

на число помещений). Оценка производилась жителями по пятиступенчатой шкале. Наиболее положительно

(«очень хорошо»+«хорошо») оценивались квартиры, характеризуемые показателями инсоляции, равными 2,5—
5
эстетическое воздействие инсоляции

на человека не изучалось. Анализ

рассмотренных зарубежных работ

позволяет выявить общую тенденцию

предпочтения людьми условий инсоляции помещений. Однако эти исследования не решают проблему в полном

объеме, и результаты их не могут быть

перенесены в отечественную градостроительную практику из-за многообразия климатических условий нашей

страны.
--------------- page: 59 -----------
В 1975—1977 гг. в НИИСФ и

ИОКГ им. А. Н. Сысина АМН СССР

был выполнен комплекс исследований,

имеющий целью определение психологически предпочтительных для населения условий инсоляции жилых помещений в различных географических

районах страны. Эти исследования

включали анкетный опрос в городах

различных широтных зон СССР с

целью выявления отношения жителей

к инсоляции жилища и экспериментальные исследования предпочтительных условий инсоляции помещения с

учетом динамики солнечного освещения.
Анкетный опрос населения проводился в городах Советского Союза,

сгруппированных по трем широтным зонам: север (Норильск, Мурманск, Апатиты), средняя полоса

(Москва), юг (Ташкент, Навои, Батуми); было опрошено 2178 семей.

Жилые здания, в которых производился опрос населения, подбирались из

числа не затененных соседними домами

и деревьями, с учетом их ориентации.
Опросная анкета содержала 14

вопросов, основная группа которых

посвящена выявлению характера предпочитаемых условий инсоляции жилища. Сюда включены также вопросы

по оценке жителями условий инсоляции квартиры, в которой они проживают, и необходимости защиты от солнца в квартире в различные периоды

года. Вопросом 8 выявляются причины

того или иного отношения опрашиваемого к солнечному свету в помещениях. Две группы вопросов (9—10 и

11—13) посвящены общим характеристикам квартиры (число жилых комнат и этаж) и анкетным данным

опрашиваемого (возраст, пол, основное занятие). Пункт 14 содержит вопрос об ориентации по сторонам горизонта жилых помещений квартиры.

При каждом из вопросов анкеты имеется полный перечень возможных

ответов на него, обозначенных цифрами. Отвечающему достаточно лишь

выбрать из этого перечня тот ответ,

с которым он согласен, и записать

цифровое обозначение этого ответа.
На обратной стороне листа отведено

место для предложений, где отвечающий может записать свои суждения,

не учтенные вопросами анкеты.
Данные анкетного опроса были

статистически обработаны на ЭВМ с

помощью специально разработанной

программы. Статистическая обработка

результатов опроса заключалась в определении процентного отношения

числа одинаковых ответов к максимально возможному их числу по отдельному вопросу. Обработка данных опроса

проводилась раздельно по группам

городов, расположенных по различным широтным зонам. В ходе обработки ответы группировались по ориентациям квартир, в которых проживают опрашиваемые. Выявлялись данные как по группам ответов, относящихся к определенной ориентации

квартиры, так и по всему числу ответов, полученных по городам, принадлежащим одной широтной зоне. Группировка ответов по ориентациям

помещений позволила сопоставить

оценки условий инсоляции в различных климатических районах страны.
Анализ обработанных результатов

анкетного опроса жителей показал

общее положительное отношение к

солнечному свету в квартире. При

выборе «либо-либо» большинство жителей на всех широтах страны (78—

89%) хорошему виду из окна предпочитают инсоляцию квартиры и преимущественно — всех ее помещений.

Свое положительное отношение к солнечному свету в жилых помещениях

жители объясняют тем, что в освещенном солнцем помещении улучшается

настроение (38—61%), солнечный

свет вносит разнообразие в обстановку

комнаты (10—16%), благотворно влияет на здоровье (12—16%).
Оценку условий инсоляции жилых

помещений опрашиваемыми предлагалось проводить по трехступенчатой

шкале: «солнца слишком много»,

«солнца достаточно», «солнца слишком

мало». Результаты оценки приведены

на рис. 38. На шкале ориентаций помещений дополнительно приведены

данные о продолжительности инсоля-
58
--------------- page: 60 -----------
Норильск

Мурманск

Annaiиты
100%
М о с к в а
Ташкент
Навои
Батуми
60
40
20
ттгттшттМТГГ
СВ
ЮВ Ю ЮЗ 3 сз
зг
i !
X X
X зг
r x
X
х
Е
2- 1
1 1
i X
s: s;
s:
о
СЭ
? ^
К ё
5 g
сэ to
о
OJ
о
03
о о

G3 03
и сз

СО го
i m
<-> у
03 СО
о

П3
Г—
(5 СП
LO С-
UD 1Л
CNJ
Рис. 38. Распределение оценок условий инсоляции жилых помещений различной ориентации в

северных, центральных и южных районах
1 — чрезмерная инсоляция: 2 — достаточная; 3 — недостаточная
ции помещении весной и осенью

(март, сентябрь — верхняя строка) и

летом (июнь—нижняя строка).
Из графиков видно, что большинство опрашиваемых в городах всех

климатических зон (60—78%) оценивают условия инсоляции своей квартиры как «достаточное». Однако значительное число жителей Москвы, проживающих в квартирах, ориентированных на север (45%, инсоляция летом
менее 2 ч) и на северо-запад (27%,

инсоляция весной менее 2,5 ч),

оценивают условия инсоляции своего

жилища как недостаточные. Такую же

оценку инсоляции дают и жители северных городов (35% всех опрашиваемых), в частности, если квартиры

ориентированы на север (50%, полное

отсутствие инсоляции весной), северо-

восток и северо-запад (51 и 46%,

инсоляция весной менее 2 ч), запад
59
--------------- page: 61 -----------
Рис. 39. Интерьер модели «Жилая комната»
и восток (33 и 28%, инсоляция весной 5 ч 10 мин). Значительный процент жителей Москвы, проживающих

в квартирах с ориентацией на юго-запад (14%), жителей южных городов

(19% всех опрашиваемых), проживающих преимущественно в квартирах

с ориентацией на запад (28%), а также на восток (18%) и северо-запад

(19%), считают инсоляцию своих

квартир чрезмерной. Такое различие в

ответах указывает на значительную

специфику в предпочтении условий

инсоляции жителями разных широтных зон.
Большинство опрашиваемых в

Москве (46%) и в южных городах

(48%) считают более приемлемой

утреннюю инсоляцию помещений, что

соответствует условиям инсоляции

квартир, ориентированных на восток,

юго-восток; меньший процент опрашиваемых в этих городах (31% — Москва, 16% — юг) предпочитают инсоляцию в течение всего дня. В северных

городах наблюдается обратная тенденция: 46% опрашиваемых предпочитают инсоляцию квартиры в течение

всего дня и лишь 27% — утром, что

указывает на повышенную психологическую потребность людей в солнечном свете в северных географических

районах.
Во всех географических зонах

СССР большинство жителей предпочитают зимой, а в северных городах —

и летом (65%) находиться в освещенных солнцем помещениях. В Москве

и южных городах жители предпочитают в летнее время затенение помещения. При этом большинство опрашиваемых во всех зонах в помещениях с солнечным светом и без него

оценивают свое тепловое состояние

как «нормальное». Однако для значительной части жителей южных городов (47%) отсутствие солнечного

света в помещении оценивается

положительно. Подавляющее число

опрашиваемых жителей южных городов (71%) летом вынуждены защищать помещение от солнца. Население
60
--------------- page: 62 -----------
Рис. 40, Схема экспериментальной установки «Жилая комната»
Москвы (42%) и даже северных

городов (29%) в летний период также

принимают меры для затенения помещений. Дополнительная статистическая обработка результатов опроса

показала, что число комнат в квартире

мало влияет на оценку инсоляции

жильцами.
Были проведены экспериментальные исследования по выявлению

предпочтительных условий инсоляции

помещения с учетом динамики солнечного освещения. Эта работа проводилась в два этапа: сначала были

получены кинограммы солнечного

освещения в суточном цикле его изменения для жилых помещений восьми

ориентаций по сторонам горизонта на

экспериментальной установке «жилая

комната», затем по полученным кинограммам производилась субъективная

оценка условий инсоляции разноориентированных помещений.
Экспериментальная установка

«жилая комната» (рис. 39, 40) представляет собой макет меблированной
жилой комнаты в масштабе 1:10.

К макету посредством светопроницаемого рукава присоединена камера с

укрепленным фотоаппаратом. За окном модели в соответствующем масштабе имитировалась окружающая

застройка. Установка помещалась под

искусственным небосводом, где моделировались условия солнечного освещения в суточном цикле его изменения для характерных дней года:

22 марта, 22 сентября и 22 июня.

Модель устанавливалась с ориентациями на С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3 и

СЗ. В модели с помощью фотоаппарата фиксировалась зрительная картина

интерьера жилой комнаты в определенные часы суток: 8, 10, 12, 14, 16 ч.

Полученные фотографии были смонтированы в кинограммы условий

инсоляции помещения для каждой

ориентации помещения и для каждого

периода года. По полученным кино-

граммам производилась субъективная

оценка условий инсоляции разноориентированных жилых помещений:
61
--------------- page: 63 -----------
м
2
3
d
5
6
7
8
Рис. 41. График распределения субъективных

оценок наблюдений условий инсоляции разноориентированных жилых помещений с учетом

динамики солнечного освещения
кинограммы, состоящие из пяти

фотографий инсолируемого интерьера

жилой комнаты в 8, 10, 12, 14и16ч

дня, раскладывались в беспорядке на

столе (кинограммы обозначались с

обратной стороны, не видимой наблюдателю) ;
наблюдатель, ознакомившись с

кинограммами (время на ознакомление не ограничивалось), раскладывал

их в порядке предпочтения условий

инсоляции от лучших к худшим.
Место, занятое кинограммой, соответствовало определенному баллу от

1 (лучший) до 8 (худший).
В эксперименте участвовало 12

наблюдателей, каждому из которых

были предъявлены разложенные в

беспорядке кинограммы.
Обработка полученных результатов

заключалась в вычислении среднего

показателя продолжительности инсоляции для каждой ориентации жилого

помещения. При статистической обработке материала для каждого вариан1
1
,
,
f <
)
{
\
А
1
\
С СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 сз
Ориентация
та были рассчитаны среднеквадратическое отклонение (а), вариационный

коэффициент (V)), средняя ошибка

(и), показатель точности (рi) и границы доверительного интервала (g) по

методу Стьюдента с доверительной

вероятностью 0,95.
По данным статистической обработки результатов субъективной оценки условий инсоляции разноориентированных жилых помещений с учетом

динамики солнечного освещения выявлен порядок предпочтения условий

инсоляции (рис. 41).
Наиболее высоко наблюдатели оценили условия инсоляции помещений с

ориентацией на ЮВ; далее в порядке

убывания следуют условия инсоляции

помещений с ориентацией на В, Ю,

ЮЗ, 3, СЗ, СВ, С. Как наименее

предпочтительные оцениваются помещения северной ориентации, т. е. условия, когда инсоляция в помещении

почти не наблюдается (в Москве).
Результаты исследований по субъективной оценке условий инсоляции

помещений согласуются с результатами анкетного опроса, а именно: жители (в условиях Москвы) предпочитают утреннюю инсоляцию помещений с

ориентацией на В, ЮВ.
Проведенные исследования по

архитектурно-социологической оценке

инсоляции показали, что инсоляция,

являясь одним из важнейших компонентов световой среды жилого

помещения, оказывает значительное

психоэстетическое воздействие на человека.
Обобщая результаты исследований психоэстетического воздействия

инсоляции на человека, выполненных

в нашей стране и за рубежом, можно

считать продолжительность инсоляции

жилых помещений 2—4 ч в день

приемлемой для удовлетворения

психологических потребностей человека.
Выявленный диапазон предпочитаемой людьми продолжительности

инсоляции может быть откорректирован в сторону увеличения в северных

широтных зонах страны и в сторону

уменьшения в южных.
62
--------------- page: 64 -----------
2.5.
РЕЖИМА НА ЖИЛЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
В последние годы ведутся исследования инсоляционного режима на

территориях жилой застройки, поскольку этот аспект проблемы не

нашел своего отражения в нормах.

С этой целью построены анизотропные модели прямой и рассеянной

солнечной радиации и аналитическая

модель инсоляционного режима территории застройки [179]. Эти модели

позволяют вычислять спектральные,

интегральные и эффективные характеристики в оптическом диапазоне

спектра солнца при широком варьировании параметров состояния атмосферы. Это дает возможность выявить

закономерности поступления солнечной радиации на территории жилой

застройки в различных архитектурнопланировочных приемах в суточных,

сезонных и годовых циклах на всей

территории СССР. Большинство градостроительных ситуаций на моделях

представлено как комбинация простых

приемов: параллельного, углового и

П-образного, сочетания которых составляют замкнутый двор, где определена минимальная доза облучения

территорий при обеспечении требуемой продолжительности инсоляции

застройки и минимальных разрывах

между зданиями. На рис. 42, 43 наглядно видно резкое несоответствие

между величиной годовой дозы облучения (0,5) и границей зоны недостаточной инсоляции на разных географических широтах.
В качестве нормативной признана

зона с недостаточной инсоляцией по

показателю т]=0,5, соответствующему

выявленным ранее гигиеническим до-
Рис. 42. Установление границы зоны недостаточной инсоляции при ясном небосводе на (а)

4 = 35° с. ш.; (б) <р=55 с. ш.; (е) ф=65° с. ш.
/ — граница зоны нормируемой СНиГ! продолжительности

инсоляции территорий
Рис. 43. Установление границы зоны недостаточной инсоляции (при наличии облачности) на

(а) ф=35° с. ш.; (б) «[*=55° с. ш.; (в) <р=65° с. ш.
1 — граница зоны нормируемой СНиГ! продолжительности

инсоляции территорий
--------------- page: 65 -----------
Рис. 44. Построение границы зоны недостаточной инсоляции а—д — аппроксимация изолинии

с т]=0,5 полуэллипсом (—х—х—) и (е) — отрезками прямых
зам. Как будет показано ниже, это

предложение полностью себя оправдало.
Точное построение границы зоны

недостаточной инсоляции связано с

большими затратами времени архитектора. Поэтому предлагается приближенный метод ее построения, удовлетворяющий требования практики проектирования.
Рис. 45. Инженерный метод построения границы зоны недостаточной инсоляции в угловом

приеме (о, б) и сопоставление с изолинией с

^1=0,5 (в, г)
I — изолиния с т]=0,5
Изолиния годового поля облучения

i)=0,5 вокруг зданий любой ориентации представляет собой квазиэллипти-

ческую кривую, которая хорошо аппроксимируется полуэллипсом. Построить полуэллипс можно по двум

полуосям (рис. 44). Большой полуосью служит половина длины здания

(1/2), а малой — расстояние от фасада (в срединном сечении) до изолиТаблица 9. Глубина зоны недостаточной инсоляции у северных фасадов зданий при разрывах до

затеняющего здания, согласно СНиП 11-60-75*
Ориентация и

протяженность

зданий
Глубина зоны, м,
при застройке зданиями
с числом
этажей
центральная
зона
северная
зона
южная зона
5
9
12
16
20
5
9
12
16
20
5
9
12
16
20
Широтная:
а) башенные
9
9
9
9
10
10
10
10
7
7
7
7
б) средней

п ротяже нности
8
17
20
26
33
9
18
22
29
36
5
10
12
15
19
в) протяженные
10
20
24
32
40
11
22
26
35
43
6
12
14
19
24
Диагональная:
а) башенные
6
6
6
6
7
7
7
7
_
5
5
5
5
б) средней протяженности
7
13
16
22
27
8
15
18
24
30
5
9
11
14
17
в) протяженные
10
20
24
32
40
11
22
26
35
43
6
12
14
19
24
64
--------------- page: 66 -----------
л
Рис. 46. Оценка условий инсоляции территории микрорайона «Мещерское озеро» в г. Горьком
I — аппроксимация изолинии т] = 0.5 полуэллипсом; 2 — изолинии годового поля УФ-облучения территории
нии г]=0,5. В табл. 9 приведены

рассчитанные величины глубины зоны

(малой полуоси /м) у зданий различных параметров и ориентации.
Зоны затенения у башенных зданий практически не выходят за пределы придомовой полосы шириной 5—

10 м. Поэтому строить границу зоны

недостаточной инсоляции следует

только у фасадов, протяженных с

1/К2^\ и ориентированных на запретные по СНиПу секторы горизонта,

при угловом приеме застройки зона

затенения зависит от ориентации

частей фасадов (рис. 45).
Для построения зон затенения от

одного здания в микрорайоне площадью 20—25 га (рис. 46) потребуется 3—4 ч, однако это время можно

сократить, если пренебречь эллиптическими кривыми, заменив их отрезками прямых (см. рис. 46).
--------------- page: 67 -----------
Глава 3.
Нормирование инсоляции и архитектурное

проектирование
3.1.
ОЦЕНКИ инсоляции
И ЕЕ НОРМИРОВАНИЕ
Проведенные исследования позволили выделить три главных фактора,

на которых может базироваться комплексная система оценки инсоляции

(рис. 47) [78, 96].
Гигиенический фактор — количество эффективной солнечной радиации, приходящей в застройку помещения, обеспечивающей общеоздоровительный и санирующий минимум. Этот

минимум по аналогии с действующей

системой СН 1180-74 может быть для

эритемной радиации равен 140 эр-ч и

для бактерицидной радиации —

40 бакт-ч.
Социолого-архитектурный фактор — астрономически возможная

продолжительность инсоляции в течение суток на равноденствие, обеспечивающая психоэмоциональный минимум визуальной фиксации солнечных лучей как фактора связи человека с внешней средой и выразительности архитектурных пространств и

форм в пределах 2—4 ч.
Технико-экономический фактор —

плотность застройки, обеспечивающая

нормативный жилой фонд не менее

5 тыс. м/га, экономию городских

территорий на 8—12% и 50% применения жилых домов меридионального

типа.
Такой подход к построению многокритериальной системы оценки

инсоляции позволил определить основные требования, которым должны

отвечать строительные нормы инсоляции:
соответствовать современным биофизическим представлениям об общеобразованных оздоровительных

воздействиях солнца на человека и

среду;
обеспечивать большую свободу в

выборе композиционных решений в

массовой застройке и большую маневренность типовых домов (особенно

меридионального типа с широким корпусом), учет светового климата в

зависимости от ресурсов солнечной

радиации и географической широты,

упорядочение разрывов между зданиями (особенно в северных и южных

районах) с учетом требований к

естественному освещению помещений:

содержать стандартизированный

метод расчета нормативной величины,

основанной на привычных и удобных

для проектировщиков и санитарных

врачей графических операциях.
При нормировании, расчетах и

проектировании инсоляции должны

быть учтены требования к световой

среде, дифференцированные в зависимости от назначения зданий и территорий. Такие требования приведены

в табл. 10. Необходимость обеспечения того или иного требования отмечена в таблице знаком
Как было показано, нормирование

инсоляции не только гигиеническая

проблема. Она может быть решена

на основе комплексных гигиенических, физических, социолого-архитек-

турных и технико-экономических исследований.
Гигиенические исследования |111]

доказали, что общеоздоровительное

воздействие инсоляции на человека —

главная причина ее нормирования, и

значительно расширили круг физиологических критериев ее оценки. Впервые были проведены натурные наблюдения в годовом цикле за состоянием

фосфорно-кальциевого обмена, иммунологической реактивности организма

и содержанием гемоглобина у детей,

находящихся в помещениях с различными уровняvri естественного облучения. Биологические эксперименты по
66
--------------- page: 68 -----------
Таблица 10. Требования к условиям инсоляции помещений
Назначение
помещений
Обеспечение нормируемой инсоляции
Ограничение в жаркий

период
Ограничение в рабочее

время
Инсоляция противопоказана
Жилые комнаты и групповые в детских учреждениях
+
+
Кухни
+
Летние помещения
Детские спортивные площадки и бассейны
+
+
Рекреации
+
+
Лечебные помещения
+
+
Административные и чертежные
+
Операционные, музеи, библиотеки
+
Цехи с I—IV разрядами

зрительных работ
+
Учебные помещения
+
изучению бактерицидного действия

облучения в помещениях сопровождались спектральными измерениями солнечной радиации [134]. Таким

образом, был сделан первый практический шаг по пути внедрения в гигиенические исследования стандартных

характеристик излучения, которые рекомендуются Международной системой единиц для применения во всех

областях науки и техники.
Переход на энергетические характеристики излучения тем не менее

по-прежнему остается нерешенной задачей гигиенического нормирования
инсоляции. Измерения и расчеты [78,

92] еще раз подтвердили, что используемый в гигиенических исследованиях показатель продолжительности

облучения не характеризует сложное

нестационарное поле излучения, воздействующее на биологические объекты и определяющее характер и величину фотобиологических эффектов.

В зависимости от времени дня и года,

прозрачности атмосферы, ориентации

светопроема и характера экранирующей ситуации одинаковым значениям

этого показателя могут соответствовать многократно различающиеся

дозы эффективного облучения и, следовательно, различные величины биологических эффектов. Установлено

также отсутствие корреляционной связи между продолжительностью инсоляции помещения и продолжительностью облучения в них биологических объектов, которые обычно

отождествляются в гигиенических

работах по инсоляции.
Внедрение энергетических показателей облучения в гигиенические

исследования затрудняется не только

инерцией традиционных представлений, но и объективными причинами,

связанными со сложностью измерения слабых потоков естественной

УФ радиации в помещениях. В настоящее время научные учреждения

страны располагают уникальными

опытными образцами измерительных

приборов, пригодных для этих целей;

серийный выпуск стандартных приборов не налажен. Поэтому при гигиенических исследованиях необходимо

использовать методы расчетно-теоретической оценки поля излучения.

Для этого описание полученных гигиенических эффектов должно сопровождаться подробной светотехнической характеристикой условий

наблюдения, включающей указание:

места и календарной даты наблюдения; азимута ориентации и размеров

светопроема, характера оконного заполнения; геометрических параметров

помещений и расположения в них облучаемых объектов; геометрических

параметров внешней экранирующей
67
--------------- page: 69 -----------
РАЗРЫВ

МЕЖДУ

ЗДАНИЯМИ

20-80 м.
БАКТЕРИЦИД
> 40 бакт.-ч.
ПРИРОСТ

ПЛОТНОСТИ

ЖИЛОГО

ФОНДА 10%
ЭРИТЕМА
> 140 эр.-ч.
50 % МЕРИДИОНАЛЬНОЙ

ЗАСТРОЙКИ
ФОТО.

ХИМИЧЕСКИЙ

, СИНТЕЗ
ГИГИЕНА
ЧЕСКИЙ
ФАКТОР
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
ФАКТОР
Г ОБ1ДЕОЗДО.

РОВИТЕЛЬНОЕ

L ДЕЙСТВИЕ
ЖИЛОЙ ФОНД

5000 м2/ га
КРИТЕРИИ
НОРМИРОВАНИЯ
ИНСОЛЯЦИИ
СОЦИОЛОГОАРХИТЕКТУРНЫЙ ФАКТОР
КОЛИЧЕСТВО V" \

И КАЧЕСТВО
ОСВЕЩЕНИЯ ПРОДОЛЖИ-
V
V
^
РАЗНО-

ПРЕРЫ- ОБРАЗИЕ

ВИСТОСТЬ к
Рис. 47. Многокритериальная система оценки инсоляции застройки
ситуации (застройки и т. п.); характеристик отражающих поверхностей,

продолжительности облучения объектов (если она искусственно ограничивалась) и времени дня, в которое

они облучались; динамики прерывов

инсоляции облачностью.
Только энергетические измерения

или при их отсутствии полная характеристика светотехнических условий

постановки гигиенических наблюдений

и экспериментов могут обеспечить

сопоставимость результатов между собой и с величинами воздействующих

физических факторов. Возможность

использования для этих целей временных показателей облучения в настоящее время может быть лишь условной.
Разработка гигиенических критериев оценки радиационного режима

помещений на базе санитарно-статистических и бактериологических

обследований в естественных годовых

циклах до настоящего времени ограничивалась в основном экспериментами, проводимыми над животными и микроорганизмами в особых

условиях, способствующих выявлению тех или иных фотобиологических

реакций. Подобные эксперименты правомерны при выяснении принципиальных тенденций в реакциях организма

на облучение, однако они непригодны

для обоснования нормативов облучения помещений без предварительного

установления и оценки критериев подобия эксперимента и натуры. В част68
--------------- page: 70 -----------
ности, как было показано выше, параметры облучения естественной микрофлоры помещений оказались существенно отличными от условий облучения

бактерий в экспериментах, на основе

которых был установлен нормативный

минимум непрерывной инсоляции помещений. Таким образом, роль естественного бактерицидного облучения в

санации внутренней среды помещений

до настоящего времени остается недостаточно раскрытой. Физические же исследования показывают, что максимальная плотность доз бактерицидного облучения, которое может обеспечить в помещениях солнечная

радиация, на 1—2 порядка ниже тех

величин, при которых в исследованиях

с искусственными источниками бактерицидного излучения наблюдалось

устойчивое снижение содержания

бактерий в воздухе помещений.
Положительные сдвиги, отмеченные почти во всех функциональных

системах человеческого организма,

при воздействии УФ облучения позволили говорить об общеоздоровительных эффектах облучения как о комплексе физиолого-гигиенических критериев нормирования инсоляции помещений. Для проявления профилактических эффектов УФ облучения

важным является не столько суточная, сколько годовая доза облучения

[109].
Для реальной оценки эффективности облучения помещений необходимы длительные обследования достаточно больших групп населения,

дифференцированных по географическим, возрастным и профессиональным признакам, причем решающую

роль в достоверности такой оценки

играет точность сопоставлений доз облучения, получаемых людьми внутри

и вне помещений. Для первых обследований [111] не удалось выполнить

даже приближенного сопоставления

доз, поскольку условия облучения

детей во время наблюдений не фиксировались.
Выявленные расчетно-теоретическим путем закономерности поступления эффективной солнечной радиации в помещения позволяют судить о технических возможностях

гигиенического нормирования инсоляции.
Во-первых, из-за значительной

природной азимутальной неравномерности поступлений солнечной радиации в помещения нельзя ограничиться учетом только прямой составляющей облучения. Нормирование только

прямой радиации приводит к чрезмерному завышению разрывов между

зданиями при их ориентации на северную половину горизонта и к недопустимому занижению при ориентации

на южные секторы.
Во-вторых, радиационный режим

помещений формируется в значительной степени за счет рассеянного

излучения неба, составляющего основной радиационный фон среди

обитания человека и определяющего

фотофизиологические функции его организма. Поэтому любая система

нормирования солнечной радиации

может строиться только на основе

учета ее суммарных поступлений.
В-третьих, значительная сезонная

неравномерность суточных поступлений эффективного излучения в помещения, характер которой зависит не

только от географической широты и

ориентации зданий, но и от конкретной экранирующей ситуации, не позволяет принять суточную дозу в качестве представительной величины для

нормирования. В условиях города

надежную сравнительную оценку радиационного режима помещений можно получить на основе анализа годовых или сезонных доз облучения.
По-видимому, современную систему

нормирования инсоляции следовало

бы строить на основе непосредственного нормирования доз эффективного

облучения помещений. Однако точный

расчет количества входящего в помещение облучения возможен только

на базе ЭВМ. Расчет скалярных показателей облучения возможен графическими методами, аналогичными

методу центрального проектирования,

который рекомендовался Б. А. Дунаевым для расчета продолжитель-
69
--------------- page: 71 -----------
ности инсоляции помещений. Для

этого стереографическая проекция

небосвода разбивается на участки,

вносящие равный вклад в дозу цилиндрического облучения фасада.

Прямая солнечная радиация представляется количеством яркости, которую

создает на небосводе солнечный

диск в период дневного и годового

хода солнца. Расчет сводится к построению контура экранирующей ситуации и определению числа участков

небосвода, видимого из расчетной

точки. Практика показала, что этот

метод из-за своей трудоемкости не

может быть рекомендован проектировщикам.
Таким образом, несмотря на явные

преимущества непосредственного нормирования доз облучения, переход

на эту систему в настоящее время

преждевремен, так как используемые

показатели астрономически возможных доз облучения дают неточное

представление о действительном радиационном режиме помещений, который существенно зависит от условий
облачности. Введение годовых доз

облучения в практику нормирования

целесообразно только в том случае,

если эти дозы вычисляются с учетом

вероятного годового хода облачности,

однако такие методы расчета пока

не разработаны.
Были проанализированы несколько

возможных вариантов косвенного нормирования инсоляции, основанных на

простых пространственных показателях, характеризующих экранирующее

воздействие застройки и поступление

в помещения некоторого минимума

эффективного облучения. В качестве

такого нормативного минимума принята астрономически возможная годовая доза эритемного облучения,

возрастающая от 110 эр. ч на 65° с. ш.

до 175 эр. ч на 35° с. ш. (табл. 11).

Среднее на территории СССР значение

этой дозы 140 эр. ч принято по аналогии с действующими санитарными

нормами инсоляции. Впоследствии по

заданию Минздрава СССР автор определил сезонную (с марта по сентябрь)

дозу облучения — 120 эр. ч.
Таблица II. Головые дозы облучения помещений по СН 1180-74 и предлагаемой системе

нормирования
Широта
По СН
1180-74
По предлагаемой системе
Н макс
Н мин
Н ср_
± н%
Н макс
Н мин
Н ср.
± н%
Эритемное облучение (эр. ч)
35°
295
61
178
62
200
150
175
14
45°
221
111
166
33
176
150
163
8
55°
192
152
172
12
150
122
136
10
66°
118
88
103
15
124
102
113
10
Бактерицидное облучение (бакт. ч)
35°
61
15
38
60
50
39
44
12
45°
57
30
38
21
45
40
42
6
55°
52
43
47
И
45
37
41
10
65°
35
27
31
13
41
31
36
14
Широтное изменение нормативной

дозы обусловлено естественным широтным различием природных ресурсов излучения и различной адаптацией к облучению жителей южных

и северных широт.
Косвенное нормирование естественного облучения сводится к подбору таких нормативных показателей,
которые обеспечивают при разрывах

между экранирующими зданиями, необходимых для получения нормативной дозы облучения помещений. Такими пространственно-геометрическими показателями могут служить данные о продолжительности инсоляции

фасада и свободные от экранирующих

элементов застройки секторальные
70
--------------- page: 72 -----------
Рис. 48. Азимутальные зависимости сезонных доз эритемного облучения помещений по СН-1180-

74 (а) и предлагаемой системе нормирования (б)
Рис. 49. Азимутальные зависимости годовых доз эритемного облучения помещений по СН 1180-

74 (а) и предлагаемой системе нормирования (б)
углы конических поверхностей, имеющие вершину в расчетной точке фасада.
Анализ показал, что на широтах

СССР невозможно подобрать такие

значения солнечного склонения (дни

года), при которых разрывы, обеспечивающие некоторое не зависящее

от ориентации значение продолжительности инсоляции фасада, были

бы достаточно близки к разрывам,

обеспечивающим нормативную дозу

облучения. Хорошие результаты дали

попытки нормировать секторальные

углы конических поверхностей. Однако такие системы связаны со сложностью построения графиков, необходимых для расчета углов. Вполне

удовлетворительной оказалась система

нормирования секторальных углов1

наклонной плоскости, проходящей

через расчетную точку. Ее важнейшее

практическое достоинство — простота
1 В дальнейшем — сектора 'инсоляции (СИ),

в пределах которых солнце облучает свето-

проем.
графиков для расчета углов и полная

аналогия методики их расчета с хорошо известными проектировщикам

и санитарным врачам методами расчета инсоляции в дни равноденствия

(см., например, графики А. М. Рудницкого, Б. А. Дунаева, М. Т. Тваров-

ского, И. С. Суханова и т. п.). Система нормирования инсоляции застройки приводится в прил. 1.
Азимутальные неравномерности

сезонных и годовых доз эритемного

и бактерицидного облучения, поступающего в помещения при разрывах,

обеспечиваемых системой нормирования, характеризуют графики, приведенные на рис. 48 и 49. Предлагаемые

нормы устраняют резкое снижение

поступлений эффективной радиации

в помещения южной ориентации на

южных широтах СССР. О расхождениях между нормируемыми показателями и величинами годовых доз облучения можно судить по данным

табл. 11, где приведены максимальные, минимальные и средние значения возможных годовых доз эффек71
--------------- page: 73 -----------
Рис. 50. Годовая продолжительность инсоляции помещений по СН 1180-74 (а) и предлагаемой

системе нормирования (б)
тивного облучения, поступающего в

помещения при разрывах между зданиями, регламентируемых СН 1180-74

и предлагаемой системой нормирования, а также максимальное процентное отклонение (± Н) от средней

величины.
Астрономически возможное количество часов инсоляции в год, обеспечиваемое СН 1180-74 и предлагаемой

системой нормирования, приводится

на рис. 50, на котором хорошо видны

преимущества этой системы.
Система нормирования минимальных секторов инсоляции (СИ) может

рассматриваться как приближенная

система нормирования продолжительности инсоляции фасадов зданий. Действительно, плоскость, наклоненная

к горизонту под углом G (формула

(1), прил. 1) на 60° с. ш. совпадает с

плоскостью небесного экватора, в которой находится солнечный луч в дни

равноденствия (рис. 51). В этом случае нормируемый 45° секторальный

угол является ничем иным, как трехчасовой продолжительностью инсоляции расчетной точки на фасаде зданий. Как видно из табл. 12, на широтах ниже 60° с. ш. плоскость СИ будет

лежать ниже, а севернее 60° с. ш.—

выше плоскости небесного экватора

(см. рис. 51).
Таблица 12. Углы наклона небесного экватора и плоскости СИ к горизонту
Географическая широта
35
45е
55°
60"
65°
75"
Угол наклона небесного экватора

к горизонту
55
45
35
30
25
15
Угол наклона

плоскости СИ к

горизонту (С)
38,4
34,2
31,4
30
28,4
25,2
Следовательно, южнее 60е с. ш.

секторы инсоляции можно трактовать

как продолжительность инсоляции в

зимнюю половину года, а севернее

60° с. ш.— в летнюю.
При любых планировочных решениях застройки, обеспечивающих нормируемый сектор инсоляции для

помещений, инсолируемые участки

территорий получают вполне достаточные дозы УФ облучения в виде

рассеянного излучения неба. Поскольку количественные гигиенические

критерии нормирования инсоляции

территории в настоящее время отсутствуют, нормативные показатели для

участков территории установлены с

учетом обеспечения более высоких

визуально-тепловых и загарно-эри-

темных эффектов инсоляции. Точно

таким же способом увеличены и нормируемые показатели для помещений

детских учреждений и больниц.
О технико-экономических преимуществах предлагаемой системы нормирования можно судить по данным

табл. 13, в которой приведены относительные величины разрывов (Нм)

между зданиями, выражающие отношение расстояния между ними к

высоте затеняющего здания (в верхней строке — обеспечивающие трехчасовой минимум продолжительности

инсоляции помещений различной

ориентации согласно требованиям

СН 427-63; во второй 45° сектор инсоляции, согласно предлагаемой системе нормирования, в третьей (на 65°

с. ш.) —разрывы по СН 1180-74).
Из данных таблицы следует, что

при ориентации окна на азимуты

севернее 75° на 35° с. ш., севернее
72
--------------- page: 74 -----------
ш
Таблица 13. Разрывы между зданиями по СН 1180-74 и предлагаемой системе нормирования

Азимуты (в град от юга)
0
15
30
45
60
75
90
105
120
35°
0,7
0,67
0,78
0,95
1,17
1,43
1,75
2,25
3,35
1,38
1,06
I
1
1,2
1,45
1,7
1.8
1,95
45°
1
0,92
0,97
1,11
1,33
1,59
2,07
2,9
6
1,48
1,2
1,13
1,2
1,3
1,5
1,82
2,1
2,65
55°
1,43
1,29
1,31
1,44
1,67
2,07
2,64
4,14

1,64
1,3
1,2
1,3
1,4
1,8
1,95
2,55
3,1
2,14
1,93
1,9
2
2,3
2,78
3,78

_■
65°
1,85
1,5
1,4
1,4
1,5
1,75
2,1
2,75
4,5
1,25
1,22
1,2
1,3
1,45
1,64
2
2,5
3,5
73
--------------- page: 75 -----------
50° на 45° с. ш. и севернее 20° на

55° с. ш., а также при любой ориентации на 65° с. ш. предлагаемая система нормирования требует меньших

разрывов, чем СН 427-63. Особенно

значительно снижаются разрывы на

северных и средних широтах, в то

время как на южных широтах при

южной ориентации окон они несколько увеличиваются, но не превышают
1,5
ориентации разрывы незначительно

превышают 2 Н севернее 60е с. ш.

(по требованиям СН 1180-74 они

превышают 2 Н уже на 45° с. ш.)

и достигают ЗН на широте Ленинграда. Таким образом, предлагаемая система нормирования дает существенные

технико-экономические преимущества.
На широтах севернее 60° с. ш.

разрывы несколько увеличены по сравнению с СН 1180-74, требования

которых необоснованно занижали

уровни эффективного облучения помещений в этих районах.
В табл. 14 приводятся минимальные значения продолжительности инсоляции помещений, гарантируемые

предлагаемой системой нормирования

в летнюю половину года на различных

широтах СССР (без учета коэффициента К, введенного в нормы, в соответствии с экстремальными климатическими условиями в северных и

южных районах).
инсоляции несколько снижается по

сравнению с продолжительностью по

СН 427-63; на широтах севернее

60° с. ш. она значительно увеличивается по сравнению с требуемой СН

1180-74.
На основе этой таблицы были составлены дифференцированные нормативные требования по продолжительности инсоляции, соответствующие

выявленному минимуму эффективного

облучения помещений в зависимости

от географической широты и ориентации зданий по сторонам горизонта

(табл. 15) *.
Таблица 15. Предлагаемая нормативная продолжительность инсоляции помещений, ч
ч
Азимуты
(в град от юга)
i
0
15
30
45
60
75
90
105
120 ]
35°
3
3
3
3
3
3
2,9
2,7
2,31
45°
3
3
3
3
3
2,9
2,8
2,6
2,2
55°
3
3
2,9
2,7
2,6
2,4
2,3
2,3
2
65°
1
'
1,5
1,5
1,8
1,9
1,9
1,9
1.9!
* Эта таблица, как и допущение прерывности инсоляции, положена в основу новых

норм инсоляции, утвержденных Госстроем

СССР и Минздравом СССР 6 марта 1981 г.
К сожалению, при утверждении

новых форм принято решение, приведшее к более укрупненному дифференцированию нормативных требований.

Как это отразилось на фактической
Таблица 14. Продолжительность инсоляции помещений, ч
ч
Азимуты (в град от юга)
0
15
30
45
60
75
90
105
12(1
По предлагаемой системе
35°
8,7
6,2
4,2
3,3
3,1
3
2,9
2,7
2,3
45°
9,4
6,1
4,1
3,2
3
2,9
2,8
2,6
2,2
55°
9,7
3
2,9
2,7
2,6
2,4
2.3
2,3
2
65°
0
1
1,5
1,5
1,8
1,9
1,9
1,9
1,9
По СН 1180-74 *
65е
о
0
0,9
1,3
1,5
1.7
1,7
1,7
1,6
* На всех остальных широтах по СН т
ребуется 3 ч.
Из таблицы следует, что на южных обеспеченности продолжительности

и средних широтах СССР при пред- инсоляции помещений показано на

лагаемой системе продолжительность графиках рис. 52. По этим графикам
74
--------------- page: 76 -----------
11 - 60- 75
15 30 45 60 75 90 105 120 Ас
II .„
15 30 45 60 75 90 105 120 Дг
1


Рис. 52. Фактическая обеспеченность продолжительности инсоляции по различным системам нормирования
/ — по предлагаемой системе нормирования; 2 — по СН 1180-74; 3 — по изменениям и дополнениям СНиП 11-60-75
видно, что предлагаемая система нормирования обеспечивает инсоляцию

застройки с большей закономерностью

и на более высоком гигиеническом

уровне.
Как показали социолого-архитек-

турные исследования, продолжительность инсоляции жилых помещений

от 2 до 4 ч приемлема для удовлетворения психоэстетических потребностей человека. Обеспечение такой

продолжительности инсоляции, как

показал анализ ряда реальных микрорайонов Москвы, не вступает в противоречие с технико-экономическими требованиями к застройке. Отказ же от

требования непрерывности инсоляции

значительно облегчает работу проекти-
75
--------------- page: 77 -----------
ровщиков по выбору композиционных

решений, повышению маневренности,

выразительности застройки, а также

увеличению ее плотности. Это было

доказано при экспериментальном проектировании микрорайонов в НИИПИ

Генплана Москвы и Ленпроекта.
В НИИПИ Генплана Москвы было

разработано несколько проектов реконструкции жилых микрорайонов

(Лефортово, Химки-Ховрино, Вешня-

ки-Владычино, Орехово-Борисово и

др.), условия инсоляции в которых

определялись по действующей и предлагаемой системам нормирования

(рис. 53).
Условия инсоляции в расчетный

период года (март — сентябрь) определялись в 7—10 точках фасадов по

первым этажам каждого дома. В среднем по каждому микрорайону было

подвергнуто анализу более 300 квартир. В результате этих расчетов выявлено, что, с одной стороны, в существующих микрорайонах недостаточно учитывались требования обеспечения жилища инсоляцией: почти

треть квартир первого этажа не обеспечена нормируемой продолжительностью инсоляции (1,5—2 ч), с другой стороны — выявлена возможность

уплотнения застройки на 8—10% за
счет добавления современных многоэтажных зданий.
Для сравнения существующей и

предлагаемой систем нормирования

инсоляции были выполнены расчеты

по генеральным планам в масштабах

1:1000 и 1:2000. По СН 1180-74 определялась продолжительность инсоляции помещений, а по предлагаемой

системе — суммарный сектор инсоляции (СИ) для тех же помещений.

В некоторых микрорайонах определены также условия инсоляции внутриквартальных территорий.
Для расчетов использовались известный «Инсо! рафик-Н И ИСФ-1974»

и предлагаемый «Инсографик-СИ-

1978» (см. рис. 2 прил. 1). На рис. 53

видно, что возможности надстройки

домов по предлагаемой системе нормирования значительно выше, чем по

СН 1180-74.
Технико-экономические показатели

по характерным вариантам уплотнения застройки приведены в табл. 16,

подготовленной совместно с НИИПИ

Генплана Москвы
1 Разрывы, меньшие допустимых по требованиям к естественному освещению или противопожарных норм, указаны в таблице условно.
Таблица. 16. Технико-экономические показатели вариантов уплотнения застройки
Варианты планировки и надстройки
Жилой

фонд, м2
Увеличение
Население

при норме
Плотность нетто-2.
м2/га
Превышение

(-}-) или
фонда, м2
9 м

на 1 чел.
норма
фактическая
(—) норматива, %
Микрорайон 2 Химки-Ховрино
Существующее положение

Надстройка по СН 1180-74

Надстройка по предлагаемой системе

нормирования
51 929

85 515

99 248
33 586

47 319
5770

9502

11 028
4805
6750
7050
3250
5340
6300
—49

-26

— 14
Микрорайон 13—14
Существующее положение

Надстройка по СН 1180-74

Надстройка по предлагаемой системе

нормирования
Надстройка и постановка новых зданий, возможные только по предлагаемой системе нормирования
53 879
99
100
83212
3280
3340
2010
5896

11 070

11 204
9248
4750
6920
6920
6610
3850
7130
7190
5940
—23

+ 3

+4
— 11
76
--------------- page: 78 -----------
Рис. 53. Варианты возможной реконструкции

(надстройки) микрорайона 2 Химки-Ховрино

(Москва). Параллельными линиями показано

возможное число надстраиваемых этажей

/— по СН И 80-74; 2—по предлагаемой системе нормирования; 3 — этажность зданий
Исходя из требований существующей и предлагаемой систем нормирования инсоляции были определены

минимальные разрывы между длинными сторонами зданий, между длинными сторонами и торцами зданий, а

также торцами с окнами и между

башнями при расположении на одной

оси и между протяженным домом и

несколькими башнями, расположенными на одной оси. Разрывы определялись для различных ориентаций

домов по сторонам горизонта и сравнивались также с разрывами по градостроительным нормам [4]. Результаты расчетов приведены в табл. 17.
--------------- page: 79 -----------
Сравнение выявленных минимально допустимых разрывов между зданиями широтной и меридиональной

ориентации по различным системам

нормирования показывает:
1.
ротной ориентации по существующим

и предлагаемым нормам инсоляции

значительно меньше разрывов, назначаемых градостроительными нормами,

в то время как для меридиональных

домов разрывы превышают требования

этих норм;
2.
предлагаемым нормам значительно

меньше разрывов по СН 1180-74. Этот

вывод совпадает с расчетными данными таблицы. Результаты расчетов

инсоляции зданий и территорий показывают, что установление 2,5 часового минимума при всех ориентациях

значительно ухудшает условия инсоляции застройки, в то время как предлагаемая и действующая системы

нормирования вполне сопоставимы.

Предлагаемая система нормирования,

апробированная в ЛенНИИпроекте

при проектировании нового экспериментального жилого комплекса (ЭЖК)
Рис. 54. Распределение условий инсоляции

внутриквартального пространства в ЭЖК «ПК-

валово-Озерки» (Ленинград)
а — в часах по СН 1180-74; б — по предлагаемой систе>*е

нормирования
Таблица 17. Сравнение выявленных минимальных разрывов между зданиями широтной и

меридиональной ориентаций с минимальными разрывами, нормируемыми СНиП 11-60-75 и предлагаемой системой (45' ) в м (условно, без учета требований к естественному освещению)
Me,
жду длинными сторонами зданий
Между длинными сторонами и горцами

зданий, а также между торцами

с окнами
Между зданиями башенного типа

при расположении на одной оси
•о
г~-
ориентация
ориентация
*

Г"
ориентация
широтная
меридиональная
широт пая
меридиональная
широтная
меридиональная
А
f-
о
•о
3 ч
45’
45
3 ч
45
45
о
VO
3 ч
45
3 ч
45
©
непрепрепре-
непрепрепре£
непрепренепрепре*
С
рывная
рывная
С
рывная
рывная
рывная
Г
рывная
рывная
рывная
рывная
га
Я
инсоинсоинсоX
инсоинсоинсоинсо(Г)
О
ляция
ляция
ляция
Щ
и
ляция
ляция
ляция
X
и
ляция
ляция
ляция
ляция
5
30
22
17
40
30
15
3
2
40
27
40
30
16
8
9
48
39
30
70
53
24
5
3
70
47
36
70
53
28
14
12
62
52
40
92
70
33
7
4
92
62
62
92
70
37
18
16
80
68
54
122
93
45
10
5
122
83
60
122
93
49
24
78
--------------- page: 80 -----------
Шувалово-Озерки, при соблюдении

современной плотности застройки

предъявляет более высокие требования к условиям ее инсоляции

(рис. 54, а, б). В условиях северных

городов это имеет большое оздоровительное и социальное значение.
Апробация новой системы нормирования инсоляции показала, что ее

применение не вызывает затруднений

у проектировщиков, так как метод

расчета остался прежним по графическим операциям. Вместе с тем он

повышает точность назначения разрывов между зданиями. Инсографик СИ

строится для конкретной географической широты в отличие от существующей практики при пользовании одним

графиком в пределах 5° географической широты.
Предлагаемые нормы, по существу,

обеспечивают инсоляцию жилища как

и действующие, но увеличивая или

уменьшая поступления солнечной радиации, где это объективно необходимо (например, в северных районах

или при застройке меридиональными

домами), эти нормы в большей степени удовлетворяют практику современного строительства, так как приводят

к значительной экономии городских

территорий и позволяют более гибко

решать композиционные задачи в градостроительстве.
3.2.
При проектировании и реконструкции старой городской застройки существующие графические методы

оценки условий инсоляции зданий и

территории (с помощью инсографи-

ков, светопланомеров, климаграмм,

ЭВМ и т. п.) вызывают затруднения

и требуют большой затраты времени.

Некоторые участки застройки проанализировать графически или даже с помощью ЭВМ в проектной практике

невозможно.
Для решения этих задач наиболее

предпочтителен метод моделирования

условий инсоляции на макетах застройки, сформулированный в книгах

Jl. J1. Дашкевича и Н. М. Гусева [43].
Под руководством автора была разработана лабораторная установка для

моделирования условий инсоляции

на макетах застройки «Инсолятор-

НИИСФ».
Эта установка может быть размещена в любом помещении площадью

не менее 3X3 м и высотой не менее
3,6
быть выполнена в различных масштабах общим размером макетов в плане
0,9 X 0,9 м и высотой до 0,5 м.
Инсолятор (рис. 55) состоит из:
1.
жектор с параболическим зеркальным

отражателем (0,9 м) в защитном кожухе на поворотной штанге с противовесом, перемещаемой в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной

оси с помощью ручного приводного

механизма. Наклон штанги прожектора контролируется по шкале вертикальных углов солнца от 0 до 90°.
2.
ротный стол (вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси) со шкалой азимутальных

углов от 0 до 180°, отсчитываемых

от юга.
3.
Такая портативная конструкция

инсолятора позволяет моделировать и

фиксировать условия инсоляции в наглядных и естественных для экспериментатора (проектировщика) условиях горизонтальной поверхности «искусственной земли». Этим инсолятор

отличается от установок Н. М. Гусева,

JI. JI. Дашкевича, на которых невозможно варьировать объемно-планировочными решениями из-за наклона поверхности «искусственной земли».

На опытном экземпляре инсолятора

проведена проверка параллельности

«солнечных» лучей, отражаемых параболическим зеркалом, так как истинная параллельность световых лучей

от прожекторов устанавливается на

расстоянии не менее 800 м. Оказалось,

что на площади круга столешницы

0 0,9 м и на расстоянии 2,5 м, тени

от вертикального стержня имеют достаточную для наших целей параллельность.
--------------- page: 81 -----------
1
Рис. 55. Общий вид инсолятора
I — «Искусственное солнце»; 2 — «Искусственная земля»
Инсолятор снабжен специальным

кронштейном для крепления фотоаппарата в зенитном над инсолируе-

мым макетом застройки положении,

что позволяет получать кинограммы

суточного хода условий инсоляции

исследуемой градостроительной ситуации или здания. На заводе опытных

конструкций и образцов ЦНИИСК

им. Кучеренко были изготовлены такие инсоляторы (см. рис. 55).
В практике проектирования, как

правило, возникает большое число

вариантов планировочных и объемных

решений, анализировать которые целесообразнее с помощью метода моделирования на таком инсоляторе.
В Московском архитектурном институте внедрена подобная установка

под названием «Инсолятор-НИИСФ-

78», которая отличается от своих

предшественников тем, что позволяет

непосредственно под «солнечными»

лучами находить оптимальные планировочные и объемные решения на моделях зданий в наиболее употребительных масштабах (генпланы —

1:500, 1:1000; 1:2000; здания и их элементы— 1:100, 1:50, 1:25, 1:10). Эта

возможность объясняется тем, что

модели устанавливаются на горизонтальной поверхности «искусственной
земли» и могут свободно передвигаться в неограниченном числе вариантов

композиционных решений.
Ниже приводится методика работы

на установке «Инсолятор».
1.
«Искусственное солнце» выводится
с помощью ручного привода в положение 90° (зенитное положение прожектора) . Поворотная столешница

устанавливается точно в луче прожектора (световое пятно совпадает с

крышкой стола). Стрелка-указатель

азимутальных углов стола устанавливается в плоскости движения прожектора и направлена в сторону прожектора в положение 0° (горизонтальное

положение штанги). Столешница выведена в положение 0° на шкале азимутальных углов. На столешнице макет застройки ориентируется относительно основных азимутов горизонтально. В таком положении установка

готова к эксперименту.
2.
к работе.
На макетах зданий (на поверхностях их основных фасадов) намечаются точки, располагающиеся на

уровне окон первого этажа, с шагом,

соответствующим шагу оконных проемов.
На всех макетах исследуемой градостроительной ситуации точки нумеруются по принципу сквозной нумерации. При необходимости исследования условий инсоляции внутриквартальной территории точки наносятся

с произвольным шагом на поверхности подстилающего слоя макета.
3.
ции застройки производится путем

освещения макета застройки лучами

«искусственного солнца», установленного с угловыми координатами относительно макета, соответствующими

заданным часам суток, месяцу года

и географической широте.
Координаты солнца (азимут и угловая высота в градусах) для каждого часа световой части суток по

12 месяцам года для диапазона географических широт Советского Союза

(от 35е до 70° с. ш. через 5°) со-

--------------- page: 82 -----------
держатся в специальной таблице,

приданной к установке.
4.
каждого часового положения солнца

фиксируется либо способом фотографирования, либо по намеченным точкам с использованием специально подготовленного бланка. Бланк представляет собой таблицу, в вертикальные

столбцы которой заносятся условия

инсоляции каждой точки в данный

час, которые обозначаются «-)-» —

точка инсолируется, «—» — точка не

инсолируется.
После проведения эксперимента

по данным таблицы определяют условия инсоляции каждой намеченной

точки данной градостроительной ситуации и проверяют степень соответствия условий инсоляции данной градостроительной ситуации требованиям

норм.
Например, наличие трех и более

знаков «+» в горизонтальной графе,

характеризующей режим инсоляции

фасада или поверхности Земли в течение суток в нормируемый период

года (март — сентябрь) указывает

на то, что норма инсоляции выполняется. В противном случае (менее

трех знаков «-)-» в горизонтальной

графе) норма не выполняется и данная градостроительная ситуация нуждается в корректировке. После проведения корректировки эксперимент

выполняется так же, как и предыдущий, в полном цикле до соответствия

требованиям норм.
Кроме этого, на установке возможно визуально оценить ход светотеневых градаций на фасадах зданий и

эффективность солнцезащитных устройств.
Таким образом, экспериментально

выявляется оптимальное по условиям

инсоляции решение градостроительной

ситуации или пластики фасада здания, в том числе солнцезащитные

устройства.
Описанная выше экспериментальная установка, как и ее известные

аналоги, имеет существенный недостаток: она обеспечивает лишь моделирование прямых солнечных лучей. Это
значительно ограничивает ее возможности и не позволяет создавать подобие природного суммарного солнечного освещения. Такие условия возможно получить в существующем «искусственном небосводе» НИИСФ (в

здании ЦНИИСК Госстроя СССР),

однако относительно небольшие его

размеры (г =4,5 м), недостаточная и

относительно равномерная яркость

«неба» не позволяют проводить широкие научные исследования в этой области.
Тем не менее автору удалось провести на этой установке ряд исследований моделей под искусственным

суммарным «солнечным освещением»,

которые ранее не проводились. Прямой «солнечный свет» (от движущегося по «небосводу» прожектора с

параболическим зеркалом) устанавливался в сочетании с рассеянным светом от «неба», исходя из соотношений, характерных для различных положений солнца на небосводе в реальных условиях, по данным В. В. Шаронова. Например, при высоте солнца

Ло=45с отношение рассеянной освещенности к прямой на горизонтальной поверхности будет
14 000/60 250= 1/4,3 и т. д.
Однако эти исследования автор не

считает достаточно достоверными, так

как распределение яркости «небосвода» было далеко от реального.
В последние годы усилиями научных сотрудников НИИСФ и МАрхИ

был создан архитектурный и технологический проект новой экспериментальной базы для исследований в области светотехники, осуществление

которой в основном закончено.
Построенный лабораторный комплекс представляет собой четырехэтажное здание с расположенными рядом

блоками искусственного небосвода и

хранилищем моделей и экспериментальных конструкций. Основное здание может использоваться и как объект натурных исследований по современным проблемам естественного,

искусственного и совмещенного освещения, инсоляции и солнцезащиты,
81
--------------- page: 83 -----------
Рис. 56. Москва. Купол гелиоклиматрона. Общий вид
светопрозрачным материалам и конструкциям, цветовым решениям интерьеров и фасадов и зданий, по

важнейшим вопросам освещения городов. На плоской кровле предусматривается установка мобильных экспериментальных моделей зданий.
Для оснащения лабораторий запроектировано несколько оригинальных экспериментальных установок,

часть которых уже смонтирована.

Основная экспериментальная установка размещается в блоке «небо — солнце — земля». Этот уникальный комплекс оборудования (авторские свидетельства № 896676 и 898492) значительно отличается от существующих в мире по возможностям проведения экспериментов размерам и

конструкциям.
Прежде всего в этом небосводе —

гелиоклиматроне возможно крупномасштабное моделирование, которое

значительно повышает достоверность

результатов исследований и впервые
открывает возможность введения в

модель человека-наблюдателя. Это

обеспечивается размерами небосвода

с внутренним диаметром 16 м и моделей до 4X4X3 м. На таких моделях возможно проводить комплексные

исследования по вопросам естественного и совмещенного освещения, инсоляции, солнцезащиты, цветового

решения интерьера, пластики фасадов,

зрительной работоспособности в све-

то-цветовой среде, характерной для

разных климатических районов. Такие

возможности обеспечиваются четырьмя основными особенностями оборудования небосвода: моделирования

облачного и ясного неба, «солнца» с

различными координатами на небосводе, вращающейся поверхностью

«земли» и светящей подстилающей

поверхностью (рис. 56, 57). Практически, такой небосвод с автоматизированной системой управления сможет обеспечить исследовательские

потребности всех светотехнических
82
--------------- page: 84 -----------
Рис. 57. Гелиоклиматрон. Внутренний вид
лабораторий. По существу, в гелиокли-

матроне возможно будет проводить

совместные светотехнические, психоэстетические и гигиенические исследования восприятия человеком окружающей световой среды. А это уже

путь к ее оптимизации. Такое моделирование среды в области видимой

радиации солнца дает в руки проектировщика уникальный «инструмент»

для прогнозирования и оценки качества архитектуры, повышения выразительности пространства и форм (пластики, силуэта, яркости о-цветовых

соотношений и динамики их распределения в поле зрения), оптимальной

связи интерьеров с внешним пространством, «вписывания» архитектуры в

конкретные природные условия и

устранения стрессовых состояний человека при световом дискомфорте.
Достоинство такого «инструмента»

заключается также в том, что он

позволяет поставить комплексные исследования критериев оценки достаточности освещения зданий и помещений, оцениваемой не по зрительной работоспособности, а по психологическим факторам. Поскольку это

имеет отношение к самому массовому

виду строительства — жилищу, народнохозяйственное значение таких исследований весьма велико. Известно,

что нормируемый ныне уровень к. е. о.

(не говоря уже о соотношениях площадей светопроема и помещения) для

жилища не имеет достаточных обоснований в гигиеническом, архитектурно-социологическом, светотехническом и экономическом аспектах.
Этот важный вопрос связан с формированием архитектурного образа

жилища в северных, центральных и

южных районах страны, его комфортностью. От этого зависит экономичность жилых секций и особенно плотность городской застройки современными многоэтажными домами.
При включении ультрафиолетовых

источников света, близких к УФ спек-
83
--------------- page: 85 -----------
тру солнца (с учетом специальных

мероприятий по технике безопасности), возможно изучение оздоровительного и санирующего эффектов биологического действия УФ облучения

при планировке и застройке городских пространств и при обеспечении

их необходимой суммарной солнечной

радиацией (инсоляцией), восполняя

УФ недостаточность в северных районах и ограничивая на юге УФ пере-

облученность.
Такие эксперименты в сочетании

с развернутой сетью натурных измерений спектрального состава солнечной радиации, поступающей в застройку в различных районах страны, позволяют разработать систему энергетического и гигиенического дозирования ультрафиолетовой, видимой и тепловой солнечной радиации (баланс

количества инсоляции), поступающей

в городские пространства и здания.
В целом можно ожидать, что такой

гелиоклиматрон будет стимулировать

широкое развитие светологической

области архитектурной физики.
Пути развития экспериментальной

базы не ограничиваются лабораторными установками. Все, что получено

в результате лабораторных исследований, должно быть проведено в натурных условиях (особенно это относится к субъективным исследованиям

зрительного восприятия).
С этой целью для натурного полигона разрабатываются соответствующие экспериментальные установки и

сооружения. В частности, для проверки рекомендаций по освещению, инсоляции, свето- и теплозащите и

аэрации в МАрхИ проектируется установка «искусственная земля», представляющая собой вращающуюся и

наклоняющуюся платформу диаметром 20 м, для установки натурной

модели здания любого назначения, в

которой могут располагаться испытуемые наблюдатели. Установка позволит

проводить комплексные натурные исследования в условиях солнечного

освещения, характерного для любых

географических районов страны.
3.3.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
НОРМИРОВАНИЯ ИНСОЛЯЦИИ
Как показали исследования, предлагаемая система нормирования инсоляции застройки приводит, по данным

ГлавАПУ Москвы и ЦНИИЭП жилища, к повышению ее плотности на 8—

10%, экономии городских территорий

и более широкому применению экономичных домов меридионального

типа.
По данным ЦНИИЭП жилища,

последовательное расширение сектора

ограничения ориентации зданий от 75

до 120° и более (рис. 58) постепенно

ограничивало маневренность типовых

проектов. Особенно мала маневренность меридиональных домов с односторонними квартирами, которая сократилась на 30—60° по кругу горизонта. На экономике жилищного

строительства отрицательно сказывается постепенное изъятие из перечня

типовых проектов наиболее экономичных, но мало маневренных меридиональных домов с широким корпусом.
Стоимость 1 м2 общей площади в

сопоставимых условиях по средней

площади квартир в широтной секции

на 3,5—4% выше, чем в меридиональных; эксплуатационные затраты — на

9—17% выше. Приведенные затраты

по широтной секции на 6% выше, чем

в меридиональной секции с преобладанием двухкомнатных квартир, и на

8% выше, чем в меридиональной секции с преобладанием трехкомнатцых

квартир.
По данным ЦНИИП градостроительства, преимущество меридиональных жилых зданий с широким корпусом против широтных зданий с узким

корпусом заключается в сокращении

их общей протяженности, что позволяет при одинаковой длине зданий

уменьшить их число и, следовательно,

число строительно-монтажных площадок. На 150 тыс. м2 общей площади

сокращение протяженности зданий

составляет 170 м.
При комплексной застройке микрорайонов и при использовании мери-
84
--------------- page: 86 -----------
, пред-

I инсо-

.анным

жили-

на 8—

1ТОрИЙ

> эко-

1ЬНОГО
пища,

ктора

эт 75

1енно

овых

*рен-

>дно-

сок-

ори-

ного

ява-

чня
К1Ч-

1ИО-

ом.

и в

1ей
1ИИ
ib-
на
гы
а-
ia
(С-
[X
>-
РАЙОНЫ
НОРМЫ
СЕВЕРНЫЕ РАЙОНЫ
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ РАЙОНЫ
ЮЖНЫЕ РАЙОНЫ
СНиП

11-Л 1-62
tf)
200”
СНиП

II—Л 1-71
200°
СНиП (Зч)

(I—60—75
s"
ГРАДОСТРОИ -

ТЕЛЬСТВО
60°с.ш.
65-50°сш.
40”с.ш.
НИИСФ - 78
НОВЫЕ НОРМЫ
60°с.ш
55°с ш
40° с. ш.
Рис. 58. Последовательность расширения сектора ограничения ориентации зданий
85
--------------- page: 87 -----------
диональных домов с широким корпусом в объеме до 50% потребной площади квартир снижение стоимости
I
применения только широтных домов)

составит 2,2 м , или 1,6%, а приведенных затрат — 2—2,5%.
Применение жилых зданий с ши

роким корпусом в процессе проектирования застройки микрорайонов

предпочтительнее, чем с узким, и целесообразность увеличения ширины

корпуса (при условии сохранения в

них уровня комфорта проживания)

не вызывает сомнения с точки зрения

градостроительной экономики.
По разработанной автором программе в НИИСФ были проведены

расчеты технико-экономического эффекта от внедрения новой системы

нормирования инсоляции в ГлавАПУ

Москвы. Общая оценка экономической

эффективности предложенной системы нормирования инсоляции застройки производилась по методике и под

руководством проф. В. А. Варежкина

путем расчетов сравнительного экономического эффекта по приведенным

затратам в виде единовременных и

текущих расходов по сравниваемым

вариантам, приведенным к размерности единовременных затрат.
При реконструкции существующей

жилой застройки с доведением плотности жилого фонда до нормативной

(5000 м2/га) за счет размещения новых зданий или роста этажности существующих экономический эффект

уменьшался на величину затрат, связанных с реконструкцией.
Не принимались в расчет затраты

на восстановление сельскохозяйственного потенциала, потери чистого дохода в сельскохозяйственном производстве при изъятии под застройку

природно-ценных земель, потери времени и средств на транспорт, транспортная усталость и т. п., что является дополнительным вкладом в экономический эффект от повышения

плотности жилого фоцца.
Срок эффективного применения

предлагаемых норм инсоляции был

принят равным пяти годам, поэтому
при оценке экономического эффекта

за весь период действия нормативов

в соответствии с действующими методическими положениями затраты

корректировались с помощью величины, характеризующей отдаленность

затрат (Е):
Ь 1/(1 | К,)',
где Ki—коэффициент приведения, равный

0,08; I — срок отдаленности затрат от текущею

периода в гопах.
Для расчета потенциального тех-

нико-экономического эффекта от

внедрения наших предложений по

нормированию инсоляции были приняты в качестве основных слецуюшие

исходные данные*.
1.
а)
обеспечения иясоляцией жилых и

общественных зданий и территорий

жилой застройки городов и населенных пунктов (СН 1180-74);
б)
жилых районов и микрорайонов Моек

вы (ВСН 2-74);
в)
экономических обоснований проектирования и строительства общественных и жилых зданий и определения

их стоимости (ЭГС-4-77);
г)
НИИПИ Генплана Москвы.
2.
а)
ектированию жилых районов и микрорайонов Москвы (ВСН 2-85);
б)
СНиП II-60-75 * «Планировка и застройка городов и сельских населенных

пунктов»;
в)
НИИСФ, подготовленные при участии

НИИПИ Генплана Москвы.
3.
7930 га.
Расчет потенциального техникоэкономического эффекта от внедрения

в 1радостронтельное проектирование

новой системы нормирования инсоляции выполнен в действующих сметных

ценах по единовременным затратам.

Эксплуатационные затраты в связи
86
--------------- page: 88 -----------
с отсутствием утвержденных нормативов не рассчитывались.
Альтернативным вариантом для

любого способа уплотнения застройки

существующих микрорайонов прини

мался вариант строительства, требующий освоения новых земельных участ

ков. При этом технико-экономические

показатели для строительства на вновь

осваиваемых землях принимались в

соответствии с расчетами НИИПИ

Генплана Москвы. В частности, стоимость 1 м“ общей площади жилых

домов принималась применительно к

зданиям типовых серий, запроектированных на базе унифицированного

каталога индустриальных изделий по

нормам СНиП II-J1.1-71 *. Сметная

стоимость 1 м" общей площади, осуществляемой в порядке надстройки
не учитывали. Исходные данные

для определения технико-экономиче-

ских показателей базового варианта

и новой техники приведены в табл.

18—21.
Экономический эффект от реализации предлагаемых решений составит:
в варианте I, запроектированном на

основе действующих норм инсоляции,

3=15 166—9451.1=5714,9 тыс. р. (из

показателей гр. 2 табл. 18 вычитаются показатели гр. 2 табл. 19);
в варианте II, запроектированном

на основе предлагаемых норм инсоляции, Э=15 543—9686=5857 тыс. р.

(из показателей гр. 3 табл. 18 вычитаются показатели гр. 3 табл. 19);
в варианте III, запроектированном

по предда!аемым нормам инсоляции с
Таблица 18. Определение технико-экономических показателей проектов жилых ломов в

зависимости от этажности (на 1 м’ обшей площади. р.) во вновь застраиваемых

жилых районах
————
СрСПНСВЯ!
««««.«.ж»
тъвош»
IM | 1.4 | V,
—"-г
10695
107*5
“’О
Строительство ж и лип» пома
142
142
131
Освоение участка
2
2
2
Инженерное оборудование территории микрорайона
8.85
8,85
9,3
Благоустройство микрорайона
5,8
5,8
6,1
Итого
158,65
158,Ь5
148,5
Капитальные вложения в стронтспьстиц тродгких и районных
23.8
24.8
25,3
объектов коммунального хозяйства
Капитальные вложении в культурно-бытовое строительство
40,6
40,6
40,6
Итого
223.6
223.6
214.4
Жнаой фонд общей площади
67 404
69 684
43 254
Всего затрат (р.)
15 166 060
15 543 020
Ч 273 658
То же, на 1 га территория, тыс. р.
1084,3
1110.2
662.4
в эксплуатируемых жилых здвниях,

принималась применительно к стоимости жилых зданий, запроектированных на основе СНиП. Затраты, связанные с временным исключением

из эксплуатации жилого фонда при

его надстройке и отселением жителей,
уплотнением застройки как сооружение новых домов, так и надстройкой

функционирующих зданий, Э=9273,6—

—6596,2=2677,4 пыс. р. (из показателей гр. 4 табл. 18 вычитаются показатели гр. 4 табл. 19);
Экономический эффект от реали87
--------------- page: 89 -----------
Таблица 19. Технико-экономические показатели проектов жилых домов в зависимости от

этажности (на 1 м'1 обшей площади, р.) в районах реконструкции
Орешекгааиенная этажность дом»*
1 1
1<*°5
.0785
М1П
Строительство жилого дома
Инженерное оборудование территории микрорайона

Благоуьтгройетво микрорайона
137
0.9
0,6
137
0,9
0.6
150
0,7
Итою
138,5
138,5
152
Капитальные вложения в строительство шродскях и районных объектов коммунального хозяйства
0,5
0,5
0,5
Ито| о
139
139
152
Жилой фонд, ьг общей площади

Bceio затрат
То же, на I га территории, тыс. р.
67 994
9451 166

675,1
69 684

9 686 076

691,9
43 254

6 596 235

471,2
Таблица 20. Tехннко-эконоздмеские показатели проектов жилых домов в зависимости от этаж

иости (на 1 м' общей площади, р.> во вновь застраиваемом районе
Срсинсвзвешетшая
Т^НОСТЬ^
4V | 12.7
Фактическая п*,™кГь кетго-г
ко.о
WOO
Строительство жилого дома
134
145
Освоение участка
2,05
1.95
Инженерное оборудование территории микро-
9,05
8,5
Благоустрокство микрорайона
5,9
5,6
Ито го
151
161
Капитальные вложении и строительство го24,8
23,15
родских и районных объектов коммунального
Капитальные вложения в культурно-бытовое
40.6
40,6
строительство
Итого
216,4
224,8
Жилой фонд, м* общей площади
33 586
47 319
Всего затрат (р.)
726 810
10 637 311
То же, на территории 1 га, тыс. р.
454,2
664,8
зации предложений по району Химки-

Ховрино составит:
в варианте I, запроектированном

на основе действующих норм инсоляции, Э=7268—4675,2=2592,8 тыс. р.

(из показателей гр. 2 габл. 20 вычитаются показатели гр. 2 табл. 21);
в варианте II, запроектированном

по предлагаемым нормам инсоляции,

3=10 633, 3=6709, 8=3927,5 тыс. р.

(из показателей гр. 3 табл. 20 вычитаются показатели гр. 3 табл. 21).
--------------- page: 90 -----------
Средмоииижмиа
атажность,,»™».
9.9
Фактическая „
тность нетто - 2
8010
9300
Строи гельство жилого дома
137
Инженерное оборудование территории микрорайона
1
0,8
Благоустройство района
0.7
0.5
Итого
138,7
141,3
Капитальные вложения в строительство городских и рачонных объектов коммунального

хозяйства
0.5
0,5
Итого
139,2
141,8
Жилой фонд, м" оГ>щей площади
33586
47 319
Всего затрат
4 675 171
6 709 834
То же, на 1 га территории, тыс. р.
292.2
419,4
Таким образом, варианты реконструкции позволяют экономить около

половины капитальных вложений, необходимых для осуществления застройки микрорайонов на вновь осваиваемых территориях.
Получение экономического эффекта по I варианту реконструкции связано в основном с ужесточением норм

градостроительного проектирования в

1965 и в 1975 гг. по сравнению с

нормативами плотности застройки,

действующими до 1965 г., на основе

которых были запроектированы рассматриваемые районы реконструкции.

Величина этого эффекта составляет

408,2 тыс. р. на 1 га общей реконструируемой территории (1083,3—

675,1=408,2 тыс. р/га по данным

табл. 18 и 19).
Рост экономического эффекта при

проектировании жилых микрорайонов

по предлагаемым нормам инсоляции

(1110, 2—691, 9=418,3 тыс. р/га, см.

табл. 18 и 19) по сравнению с действующими нормативами инсоляции

(408,2 тыс. р/га) связан с тем, что
II
ритории предусматривает более высокую плотность застройки.
Экономический эффект по Ш варианту (191 тыс. р/га) с уплотнением
застройки за счет строительства новых

зданий, несколько снижается по сравнению с вариантами надстройки, что

связано со снижением плотности застройки по этому варианту.
Экономический эффект по второй

•руппе жилых зданий района Химки-

Ховрино при использовании предлагаемых норм инсоляции существенный

(83,4 тыс. р/га) по сравнению с вариантом, запроектированным при использовании действующих норм, и определяется возможностью значительного

повышения плотности застройки

(664,8—419,4) — (5454,2—292,2) =

=83,4 тыс. р/га (см. табл. 20 и 21).
По запроектированным вариантам

уплотнения застройки, выполненным в

НИИПИ Генплана Москвы, определено, что новые нормы инсоляции позволяют повысить плотность жилого

фонда на 8—12%. По ряду причин

принято, что только половина из

разуплотненных районов застройки

может быть реконструирована путем

дополнения новых зданий и надстройки существующих, поэтому в расчетах

применен коэффициент /и=0,5. Учтено также, что не весь экономический

эффект может быть получен за счет

новых норм инсоляции, а лишь часть

его в размере 0,1, обусловленная
89
--------------- page: 91 -----------
28,36
27.5
27.33
16.56
В
7010
50150
607
11210
Рис. 59. Экономическая эффективность предлагаемой системы нормирования инсоляции {П=Ке-\
Таблица 22. Расчет экономического эффекта от применения новой системы нормированы

мнеолядми
Пермпды
»ре„™«
1966-
1976—

1978 гг.
1ЯНЙ.
Уплотняемая территория
га
3490
3520
920
1800
Фактический фона обшей плошали в уплотненных
тыс. мг
16 900
18 420
6300
12 800
Планируемый фонд общей площади в уплотненто же
24600
26 700
7010
14 200
ных районах
Прирост фонда общей площади
7700
8280
710
1400
Экономия территории
га
1045
1042
93
178
Капитальные вложения (на 1 мг обшей площади)
Экономия на освоении, инженерном оборудовании
Р/м*
18
17,2
17,1
15,9
и благоустройся» территории
Экономия на строительстве объектов культурно-
24.5
24,5
24.5
бытового назначения
90
--------------- page: 92 -----------
Продолжение таб.т. 22
г
Периоды
времени
до 1965 г
1966

■ 9JS гг
W6-
Дополнительные вложения в строительство объектов хфодского коммунального хозяйства
р/м5
7,7
7.4
7,4
0,6
Удорожание строительства в связи со стесненными условиями строительства и восстановлением
благоустройства
6,4
6,8
Итого
*
28,4
27,5
27,3
16,5
Изменение эксплуатационных расхо
дов (на 1
м“ общей
площади
год)
Амортизация
-1-0,15
+0,06
+0,15
-0,01
Эксплуатация лифтов
—0,92
—0,15
—0,30
Эксплуатация мусоропроводов
$
+0,018
+ 0,01
Горячее водоснабжение
*
+0,06
+0,05
+0.01
+0.01
Потери дохода от эксплуатации жилого фоцца
р/м-
+0,1
+ 0,1
Содержание инженерных сетей и благоустройства
6
—0.008
—0,02
—0,01
—0,05
Итого
+ 1,33
+0,35
+0,55
+0,06
И=К+М-Т„ [2031
18,26
24.5Я
22,76
16,02
То же, с К'.=0,1
1.83
2,46
2,28
16,02
Общий экономический эффект вн весь объем строительства с К|=0,5 и К?=0,1 по периодам
тыс. р.
7010
10 150
«07
11 210
повышением плотности жилого фонда

в среднем на 10%. Поэтому в расчетах

был применен также коэффициент

К2=0,] (табл. 22).
Результаты расчетов технико-экономической эффективности новой системы нормирования инсоляции в Москве показывают, что исходя из размеров уплотняемой территории и с учетом коэффициентов, влияющих на

применение этих норм, годовой экономический эффект может составить

около 7—11 млн. р. в зависимости от

периода застройки (рис. 59).
Имея в виду методические принци

пы, изложенные ранее, а также экстраполируя расчетные данные для

Москвы на все градостроительство с

коэффициентом 0,7, учитывающим
более низкую этажность в других городах, величина экономического эффекта при реконструкции застроенных

районов и внедрении этих норм в

градостроительное проектирование в

1979—1983 гг., ориентировочно может

составить 10 млрд. р., в том числе за

счет изменения норм инсоляции

1 млрд. р. Условность указанного

эффекта связана лишь с ограниченностью капитальных вложений, и он

может быть получен в пределах 10 лет,

если 45% капитальных вложений в

жилищное строительство за это время

направят на реконструкцию, и в пределах 30 лег, если 30% плановой ве

личины капитальных вложений будут

использовать в реконструкции жилого

фонда постройки 1961—1975 гг.
--------------- page: 93 -----------
Глава 4
Солнцезащитные и светорегулирующие средства

в архитектуре
4.1. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ
и ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
История архитектуры предоставляет нам множество поучительных

положительных и отрицательных примеров применения солнцезащитных

средств (СЗС). Однако изучение этого

опыта свидетельствует, что далеко не

всегда народные умельцы достигали

оптимвльного результата, поэтому не

стоит особенно фетишизировать этот

опыт, как нередко делается в современной литературе [29]. Например,

известные классические формы и

структуры народного жилища Средней

Азии или Северной Америки обеспечивают максимвльный эффект затенения среды обитания человека и имеют

определенные живописные и пластические достоинства, однако с гигиенической точки зрения они двлеки от

совершенства. Последующие исторические этапы развития проблемы солн-

цезащиты в архитектуре широко

представлены в отечественной и зарубежной литературе [69, 701, но весьма

мало работ с критическим анвлизом

практики проектирования и применения СЗС, что представляется ныне

весьма актуальным. Современное состояние практики применения СЗС в

архитектуре в целом неблагополучно

как у нас, так и за рубежом. Более

того, четко наметились даже штрихи

дискредитации этого важнейшего

современного средства повышения качества архитектуры. В архитектурном

творчестве преобладает некритический

подход к наиболее известным произведениям мастеров — представителен

«нового движения в архитектуре».
До сих пор в практике строительства положительных примеров применения СЗС наблюдается значительно

меньше, чем грубых ошибок, нанося-

92
щих большой вред искусству архитектуры, здоровью людей и народному

хозяйству. Необходимо объективно

оценить сложившуюся ситуацию, чтобы не остановиться на достигнутом

и не повторять грубых ошибок в

будущем. Ведь будущее закладывается сегодня на фундаменте прошедшего. Как отмечает Е. Харкнесс [70],

до сих пор в литературе многие произведения архитектуры, которые являются классическими иллюстрациями

непонимания или непризнания архитекторами роли солнечной радиации,

выдаются за шедевры.
Таковы хорошо известные архитекторам Франсуорт Хаус в Плэно

(США), Сигрэм Билдинг в Нью-Йорке

Миса ван дер Роэ; фабрика «Фагуо,

выставочный звл «Веркбунд» в Кельне,

магазин в Глазго, Лейтер Билдинг в

Чикаго В. Гропиуса; Дом Центрсою-

за в Москве, здание верховного суда

в Чандигархе Ле Корбюзье; многие

постройки О. Нимейера, К. Роша и др.
Что наиболее характерно для всех

этих хрестоматийных примеров? Большие площади остекления, резкий

тепловой и световой дискомфорт в

помещениях, огромный перерасход

энергии на отопление, вентиляцию и

хладоснабжение, несоответствие типа

конструкций и материвла солнцезащитных средств назначению сооружения, специфики климата, ориентации

фасадов по сторонам горизонта

(рис. 60).
Проанализируем это на некоторых

постройках Ле Корбюзье и О. Нимейера, которые, как это ни парадоксально,

более всех других вслед за Витрувием

придавали большое значение роли

солнца в архитектуре и чье творчество

до сих пор — предмет подражания

многих архитекторов. Особенно характерны постройки Ле Корбюзье в

Ахмедабаде и Чандигархе, фотогра-
--------------- page: 94 -----------
Рис. 60. Здание страховой компании «Колледж Лайф- близ Индианополиса К. Риш, Д. Дипкел}

Подкупающая лаконизмом композиция из ассиметричных усеченных пирамид в явном противоречии с требованиями эксплуатации здания и 1>копомии энергии. Наклонные стеклянные поверх-

1юсти получают максимум солнечной радиации. В таких условиях даже самые эффективные

тепло- и саетшащитные стекла не обеспечивают теплотой и световой комфорт. Запоминающийся

образ и масштаб сооружения вряд ли соответствуют рядовому административному зданию. Яркий
пример саморекламы заказчика и архитектора в
фин которых мы не приводим, так

как они слишком хорошо известны.
Прежде всего применение в качестве солнцезащиты тяжелых бетонных экранов и козырьков, монолитно

связанных с несущими конструкциями

зданий, и большие площади остекления усугубили перегрев помещений,
и,
ный свет, отраженный от светлых

экранов, мешал работе служащих

1701. Дело в том, что таквя «солнце-

защита» аккумулирует солнечную

энергию, затем трансформирует ее в

длинноволновое тепло, которое допол-
условнях капиталистического образа жизни
нительно поступает в помещения.

По-видимому, архитектор рассматривал солнечный свет лишь как эстетический фактор. Как мы убедимся

ниже, эта грубейшая ошибка многократно повторялась и повторяется

ныне.
Вторая 1рубая ошибка, характер-

нвя для многих построек, это несоответствие геометрических параметров

солнцезащиты требуемым условиям

затенения светопроемов. В основе этой

ошибки лежит стремление архитекторов придать солнцезащите преимущественно декоративный характер, не
93
--------------- page: 95 -----------
Нис- 61. Гараж-стоянка в Филадельфии. Р. Джиургола
Формальные применение крупнома«аптабпой решетки из гвиюемких бетонных элементов. Малая

!Лу6ина ячейки по отношению к ее ширине и высоте пе обеспечивает солнцезащиту
проверив эффективность затенения.

В таких случаях солнцезащита, как

правило, бывает неэффективна, так

как непостоянство размеров затеия

ющих ячеек не обеспечивает необходимого затенения светопроемов (рис.

61).
Третья характернвя ошибка —

с целью защиты от перегрева применение солнцезащитных устройств

с внутренней стороны светопроемов.

Это напрасная трата финансовых

и материальных ресурсов, так как

такой прием эффективен лишь как

защита от светового дискомфорта.

Вследствие известного в физике «тепличного эффекта» солнечная радиация, прошедшая через остекление,

трансформируется в помещении в

длинноволновое лучистое тепло (нагревая внутренние поверхности и

предметы), выход которого обратно

через остекление невозможен.
Четвертая принципивльная ошибка,

характерная для архитектуры послед94
них лет: применение наружной солнцезащитной пластики, свойственной

архитектуре тропических стран, в

зданиях, строящихся в центральных

и северных районах. К сожалению,

этот прием получил значительное

распространение. Еще большую критику вызывает применение одинаковой

наружной солнцезащиты на всех фасадах здания, как бы оно ин было

ориентировано и какими бы градостроительными соображениями это ни

обосновыввлось (рис. 62—65).
И, наконец, еще одно заблуждение,

характерное для современных архитекторов во всем мире: считается, что

современные солнцезащитные стекла

обеспечивают защиту от теплового и

саетового дискомфорта. Одиако теплоотражающие стекла лишь частично

эффективны в снижении перегрева и

бесполезны как средство против слепящего действия прямых солнечных

лучей. Кроме этого, такие стекла не

пропускают целебную ультрафиолето
--------------- page: 96 -----------
Рис. 62. Комплекс общественных зданий в Москве
Наружные вертикальные экраны вн всех фасадах. Бесполезный прием, противоречащий климатическим ссловням, функции, ориентации, масшгайу и образу различных по композиции объемов
вую радиацию, значительно снижают

освещенность и стоят в десять раз

дороже обычного стекла.
Попробуем проанализировать и

сопоставить с этих точек зрения

архитектуру некоторых построек как

в нашей стране, так и за рубежом.
Отметим сначала характерный облик и состояние благоустройства

современного города в условиях жаркого сухого климата. Большие, открытые, асфальтированные поверхности с плохо растущей зеленью без

затеняющих «дышащих» галерей для

пешеходов (вспомним о затеняющих

тентах над целыми торговыми площадями в Чарджоу XI в.). Покрытия

зданий либо без затенения, либо с

небольшими и бесполезными для затенения структурами.
95
--------------- page: 97 -----------
Рис. 63. Здания почтамтов в Москве
Горизонтальные козырьки незначительного выноса вверху ленточных светопргемов бесполезны

на данной географической широте и не соигиегствуют ориентации фасадов.
--------------- page: 98 -----------
Рис. 65 Промышленное чдаиис в Моские
Наружные иертикальные экраны на исех фасадах беспомощны в клч

и лишь затемниют помещении. Гакие же экраны применены на

картинпои галереи, |де мл яркость вызывает сие твой дискомфорт в
Рис. f>4. Промышленн(ч

Монолитные пилон i.i на

ненную освещенность р
здание в Мнокае

всех фасадах не обесиечина

бочих помещений особенны

енлошнери здания
Что касается творчества О. Ни-

мейера, то надо сказать, что оно в

этом отношении весьма противоречиво. Для критики и современной

архитектурной практики особый интерес представляют более поздние его

постройки.
Во Дворце национального конгресса в Бразилии применено сплошное

остекление основного высотного корпуса (рис. 66). Отсутствие эффективных наружных солнцезащитных устройств при местной системе кондиционирования воздуха делает эту систему ненадежной и дорогой в эксплуатации.
В зданиях издательства «Маншете*

в Рио-де-Жанейро и комплекса «Те-

лебраз» в Бразилиа внутренние шторы

при сплошном остеклении фасадов

усугубляют перегрев помещений

(рис. 67). Два следующих примера

(рис. 68, 69) повторяют основную

ошибку Jle Корбюзье в Ахмедабаде

и Чандигархе. В павильоне штатов на

международной выставке в честь
--------------- page: 99 -----------
. I
--------------- page: 100 -----------
Рис. 68. Павильон штатов на Мелду иародной

выставке в честь 400-летия Сан-Паулу

Солнцезащитные экраны в сплошной бетонной

«обойме», аккумулирующей лучистое тепло
Рис. 66. Дворец национального конгресса в Бра-
Сплошное остекление западного и восточного

фасадов. Вцдны местные кондиционеры, вставленные в остекление, которые в этих условиях

работают маноэффективно (при отсутствии
силнцеищиты)
400-летия Сан-Паулу и здании Министерства обороны в Бразилиа

сплошные бетонные экраны монолитно

связаны со стеной. Они аккумулируют

лучистое тепло и передают его через

светопроемы в помещения. Сплошная

бетонная решетка с небольшими

отверстиями, затрудняющая зрительную связь с окружающим пространством и проветривание помещений, характерна в «Палас-отеле», в Бразилиа

(рис. 70).
Конторское здание в Сан-Паулу

(рис. 71) опоясано сплошными бетонными козырьками с выносом, не

учитывающим различную ориентацию

светопроемов. При таком решении

солнцезащита может только усугубить

положение из-за многократных отражений лучистого тепла на светопроемы. Если бы козырьки были отделены от фасада, они бы аэрировались

и отдаввли накопленное тепло в окружающее пространство.
Дворцы Рассвета и Плоскогорья в

Бразилиа (рис. 72, 73) в виде стеклянных параллелепипедов, накрытых огромным сплошным козырьком, недостаточно экранизирующим прямые сол-
Рис. 69. Министерство обороны в Бразилиа

Сплошные бетонные экравы, монолитно связанные со стеной
99
--------------- page: 101 -----------
нечные лучи. Внутренние шторы неэффективны.
Удачно применена О. Нимейером

солнцезащита в его первой осуществленной в 1937 г. постройке — детских яслях в Рио-де-Жанейро (рис.

74). На западном фасаде наружные

регулируемые вертикальные экраны

создают ритмичную и масштабную

структуру. Подобное решение О. Ни-

мейер применил в здании банка Боа

Виста (рис. 75), причем на южном

фасаде он предусмотрел принципиально иную конструкцию — комбинированную систему ре1улируемых горизонтальных козырьков в сотообразных

ячейках, таких же, которые он использовал в здании Министерства просвещения и здравоохранения (рис. 76).
Весьма эффективно были решены им жилые дома с перфорированными «дышащими» стенками, затеняющими внутренние дворики (рис.

77—79). В последующих своих

постройках этот мастер, как и многие

другие, допустил много крупных

просчетов.
Как известно, учиться на ошибках
100
--------------- page: 102 -----------
Рис. 71. Конторское здание в Сан-Паулу

Сплошные бетонные козырьки с выносом, не

учитывающим различную ориентацию фасадов,

многократно отражающие лучистое тепло на

светипросыы
Рис. 72. Дворец Рассвета в Ьразилиа

Сплошное остекление под кичырьком, недостаточно экранирующим прямые солнечные лучи.

Внутренние шторы и глубоко приникающие Солнечные лучи усугубляют перегрев
наиболее эффективно. Поэтому продолжим наш критический экскурс по

наиболее характерным с этой точки

зрения постройкам в нашей стране.
Ташкент. Дворец культуры (рис.

80). Полностью открытый солнцу
первый этаж со сплошным остеклением непонятного назначения, сдвоенный ритм тяжелых теплоемких вертикальных экранов не обеспечивает

затенения светопроемов.
Ташкент. Павильон на ВДНХ (рис.
101
--------------- page: 104 -----------
Рис. 74. Детские ясли в Рио-де-Жанейр»

Регулируемые поэтажные вертикальные экраны
Рис. 76. Министерств» просвещения и здравоохранения к Бразилиа. Регулируемые козырьки

ь аггиобразпых ячейках
81). Перпендикулярные фасаду верти-

кальные экраны малоэффективны и не

препятствуют видимости невыразительного заполнения фасадной стены.

Немасштабный тяжелый козырек над

входом не соответствует «легкой» теме

фасада.
Ташкент. Жилой дом (рис. 82).

Ленточные светопроемы, крупномасштабные вертикальные и горизонтальные членения, а также сплошные

теплоемкие ограждения балконов не

соответствуют образу южного жилища

и не способствуют борьбе с перегревом. Редкие вертикальные экраны на

балконах и грубый решетчатый

козырек над первым стеклянным

этажом бесполезны в жаркое время

дня.
Жилые дома по ул. Биру ни (рис.
Рис. 75. Банк «Боа-Виста»
Соответствие вида солнце-защиты ориентации

фасадов
103
--------------- page: 105 -----------
83). Яркий пример (не для подражания) формальной декорации типового

дома из навесных бетонных элементов,

усугубляющих перегрев помещений

при юго-западной ориентации. Небольшие бортики и дырочки на ромбовидных экранах бесполезны. Чрезмерно снижена естественная освещенность помещения.
Жилые дома на ул. Б. Хмельницкого (рис. 84). Неэффективные

теплоемкие ограждения лоджий из

грубых бетонных панелей с неглубоки
Рис. 77. Жилоп дом L перфорированными «дышащими» стенками, затеняющими внутренние

дворики
Рис. 78. Жилой дом I. наклонными экранами-

жалючи
кими вертикальными отверстиями, не

соответствующими западной ориентации. Странный в функциональном,

стилистическом и вкусовом отношении

предпоследний этаж. Характерно самодеятельное остекление лоджий и

закрытие отверстий в бетонных

панелях, усугубляющих хаотичность

фасадов и тепловой дискомфорт.
Навои. Галерейные дома (рис. 85).

Нехарактерный тип дома для жаркого

сухого климата с пыльными бурями.

Узкий корпус со сквозным проветриванием односторонних квартир и

незащищенными галереями обусловливает перегрев и запыленность помещений.
Тбилиси. Филармония (рис. 86).

Яркий пример красиво нарисованного

сооружения, полностью не соответствующего климатическим условиям

города. Стеклянный цилиндр насквозь

облучается солнцем. Огромные размеры переплетов исключают необходи-
--------------- page: 106 -----------
Рис. 80. Ды>рсц культуры в Ташкенте
мое проветривание. Классический

аккумулятор жары.
Надо сказать, что подобная мода

на фоне современных зрелищных

зданий распространилась повсеместно. Летом в них изнуряющий перегрев и духота, а зимой — перерасход
электрической энергии на отопление.
Наманган. Административное здание (рис. 87). Поистине безгранична

фантазия архитектора, решившего

почти все элементы фасада сделать

отличными друг от друга, Особенно

это относится к нефункционирующей

105
--------------- page: 107 -----------
солнцезащите при наиболее дискомфортной западной ориентации.
Краснодар. Жилые дома (рис. 88).

Тяжело жить в таких «скворечниках»

из объемных бетонных блоков в городе с очень жарким летом.
Все эти примеры создают впечатление, что архитектор при проектировании не ставил перед собой задачу

первостепенного значения, определяющую образ будущего сооружения и

отвечающую конкретным, особенно

экстремальным климатическим условиям: обеспечения комфортности

архитектуры. Вот где наиболее ярко

выражается человеческий фактор в

архитектуре. А точнее и проще —

человек с его материальными и духовными потребностями.
Положительный отечественный

опыт профессионального применения

солнцезащитных средств можно представить следующими постройками.
Ташкент. Административное здание (рис. 89). Эффективность комбинированной солнцезащитной пластики
объясняется соответствием ее глубины

ориентации фасадов и наличием

воздушного промежутка между СЗУ и

остеклением. Цельность пластической

темы органично отвечает лапидарному

объему и масштабу сооружения.
Ташкент. Гостиница «Узбекистан»

(рис. 90). Принципиально верный

прием солнцезащиты юго-западного

фасада. Тем не менее, интересный

в градостроительном отношении излом

объема в плане способствует при данной ориентации фокусированию отраженных солнечных лучей, что ужесточает перегрев и требует более интенсивной аэрации экранирующей структуры с большим ее отступом от стены.
Ташкент. Цирк (рис. 91). Сотообразная структура по второму этажу

достаточно эффективно затеняет све-

топроемы и отдает накопленное тепло

в окружающее пространство. К сожалению, глубина структуры одинакова

при любой ориентации светоороема.
Ташкент. Жилые дома в квартале

Ц-4 (рис. 92). Профессиональное
106
--------------- page: 108 -----------
Рис. 82. Жилой дом в Ташкенте
решение архитектуры малоэтажного

южного жилища. Малое число светопроемов, сдвижные ставки-жалюзи и

перголы над проходами обеспечивают

максимальный солнцезащитный эффект и точно передают образ сооружения.
Ашхабад. Республиканская библиотека (рис. 93). Продуманное решение
односторонних эркеров при восточной

ориентации фасада. Обращенные к

солнцу глухие грани эркеров достаточно теплоустойчивы и создают цельную,

пластичную, масштабную и образную

композицию, соответствующую крупному общественному зданию.
Ашхабад. Здание «Каракумстроя»

(рис. 94). Комбинированные СЗУ,

107
--------------- page: 109 -----------
Рис. 83. Жилые дома на ул. Беруки и Ташкенте
установленные с отступом от фасада

(как это сделано у О. Нимейера в

здании Министерства просвещения в

Рио-де-Жанейро), создают необходимое затенение в течение суток благодаря регулируемым горизонтальным

элементам. Отличное благоустройство

территории и «дышащие» стены

улучшают микроклимат снаружи и

внутри здания.
Крым. Артек (рис. 95). В целом

удачное решение спальных корпусов

с затеняющими галереями. Если бы

верхнее покрытие было перфорированным и рассчитанным с учетом видимого движения солнца в летнюю половину года, а галереи, обращенные к

морю (запад), имели легкую горизонтальную солнцезащиту, микроклимат и

световой режим в помещениях были

бы еще более комфортными.
Душанбе. Дом политпросвещения
108
(рис. 96). Пример профессионального

подхода к применению солнцезащиты:

южный фасад решен в виде цельной

ячеистой решетки, а западный — блоком вертикальных экранов. К сожалению, дробность в решении композиции

снижает общий уровень архитектуры

этого сооружения.
Рангун. В пятидесятые годы в столице Бирмы с помощью СССР был

сооружен большой комплекс Технологического института (рис. 97—99).

Познакомим читателя более подробно

с методикой проектирования подобных

объектов.
Уже в самом начале проектирования выявилась необходимость кроме

тщательного изучения специфических

условий жарко-влажного климата

проанализировать данные о солнечной

радиации и иметь наглядное представление о видимом движении солнца по
--------------- page: 112 -----------
Рис. 86. Тбилиси. Филармония
Рис. 85. Галерейные дома в г. Навои
Рис. 87. Наманган. Административное здание
годовом и суточном
небосводу

цикле.
Была изучена соответствующая

литература [185, 191—193J, проведены расчеты по определению характерных координат солнца и рациональных

видов солнцезащитных устройств, так
как в то время (50-е годы) эти вопросы были еще мало изучены.
Учитывая экстремальные климатические условия, основное внимание

было уделено решению вопросов, связанных с созданием благоприятной

среды для учебного и рабочего процессе, жизни студентов и преподавателей.
Климатические условия, градостроительная ситуация и рельеф территории, отведенной для строительства,

во многом определили композиционное решение генерального плана, в ко
--------------- page: 113 -----------
Рис. 88. Краснодар. Жилые дома
тором закладывается основа комфортности будущих внутриквартальных

пространств и зданий.
Основные учебные и лабораторные

корпуса и общежития студентов были

размещены на возвышенном плато.

Остальную пересеченную часть участка заняли жилые дома для преподавателей, аспирантов и рабочих, спортивный комплекс, столовая, амбулатория и другие сопутствующие здания.
Выгодное по архитектурной композиции островное расположение учебных корпусов с подчиненным ему

фронтом застройки общежитий

позволило выбрать благоприятную
--------------- page: 114 -----------
Рис. 89. Административное здание в Ташкенте
ориентацию фасадов по сторонам

горизонта. Было установлено, что

оптимальная ориентация основных

зданий — ССЗ и ЮЖВ с отклонением от северного румба на 15—20°

(с учетом голиотермической оси1

и направления бризовых ветров для постоянного проветривания помещений.
--------------- page: 115 -----------
Рис- 90. Гостиница «Узбекистан» в Ташкенте
В основу планировочной структуры

зданий были положены следующие

соображения:
преимущественная ориентация

светопроемов на ССЗ и ЮЖВ;
максимальное использование односторонней планировки помещений,

позволяющей располагать переходные

галереи с южной, восточной и западной сторон;
обеспечение постоянного проветривания всех помещений (за счет решетчатых панелей в верхних частях

внутренних стен) и внутриквартальных пространств;
связь корпусов крытыми наземными переходами, обеспечивающими

защиту от инсоляции и ливней;
использование затененных участков и двориков для дневного отдыха

студентов, стоянок автомашин и т. п.

114
Эти соображения определили и

выбор конструктивной схемы зданий.

Учитывая восьмибалльную сейсмичность района, осноаная несущая конструкция была запроектирована в виде

типовой железобетонной рамы с 3-м

выносом консоли для переходных

галерей. Между рамами — стеклянные

жалюзи в дюралевых обоймах (обеспечивающих максимальное проветривание всего пространства помещений), защищенные противомоскитной

сеткой с внутренней стороны.
Архитектура фасадов также была

продиктована климатическими условиями. Каждый фасад в зависимости

от его ориентации имел такое объемно-пластическое решение, которое

определялось «солнечным сектором»

и рациональными наружными солнцезащитными устройствами.
--------------- page: 117 -----------
116
--------------- page: 118 -----------
Рис. 95. Ар тек в Крыму
Рис. 4)3. Республиканская библиотека в Ашхабаде. Западный фасад

■4
Рис. 94. Здание «Каракумстрон» я Ашхабаде
На ЮЮВ фасадах естественной

защитой от солнца послужили переходные галерен с дополнительными

козырьками. На ЗЮЗ и ВСВ фасадах были запроектированы вертикальные и горизонтальные экраны.

На ССЗ — использовались выступающие вертикальные конструктивные

элементы.
Размеры СЗУ, их рнтм, расположение и углы наклона рассчитывались по разработанному автором

методу определения «защитных углов»

(рис. 100) 118]
Ji= arctg (ctg /#., со

v=yo—«,
(3.11)

<3.12)
I
--------------- page: 119 -----------
Рис. 97. Ьирма. Учебный корпус Те*

ского институт
Рис. 98. Лабораторный корпус.
■ де fi — пространственный угол, между плоскостью фасада и проекцией солнечного луча

на нормальную к фасаду плоскость (для гори

чонтальных элементов); у - угол между линией

фасада и азимут ом (Ии солнца) (для вертикальных элементов), /ig — высота оьнща над

горизонтом; а — угол между азймутом солнца

и нормалыл к фасаду.
При расчете СЗУ учитывалось

время функционирования помещений,

в течение которого солнечные лучи

могут вызвать перегрев и слепящее

действие.
Важно отметить, что между наружными затеняющими элементами

и основной ограждающей конструкцией предусматривалось расстояние

около 20 см, обеспечивающее аэрацию СЗУ и отдачу накопленного

ими тепла в наружное пространство.
Полученные расчетные данные

проверялись на моделях зданий

на установке «искусственное солнце».

Эта же методика была использована

автором при проектировании Вьетнамского Политехнического института (рис. 101, 102).
Решение вопросов инсоляции и

солнцезащиты требует от архитектора значительных затрат времени

для расчетов, для которых далеко
Рис. 96 Дом политпросвещения в Душанбе
--------------- page: 120 -----------
не всегда имеются исходные данные.

Для удобства проектировщиков, сокращения длительных расчетов и методически важного раскрытия картины

проникания солнечных лучей в помещения можно предложить метод,

основанный на применении специального прибора Инсоляметра, описанного нами {16 и 139]. Этот

метод дает готовые данные по выбору

рациональных типов СЗУ и «защитным углам» (|3 и у) и не связан

с масштабом чертежей (ггрил. 3).
В ФРГ разработан подобный прибор на основе «солнечных карт»

Г. Поейжела [193], однако он не

имеет тех преимуществ, о которых

было сказано выше. Во Франции

разработан метод [224], который дает

готовые рекомендации по определению размеров некоторых конкретных СЗУ. Однако он сковывает творческую инициативу архитектора

и имеет довольно узкие пределы

применения.
Для расширения возможностей

нашего метода мы предложили еще
Рис. 101 Политехнически и институт в Ханое.

Глаиный корпус Южный фасад
Рис. 102. Фрагмент западного фасада актового

зала Политехнического института
119
--------------- page: 122 -----------
бедствие в строительстве в наше

время, знамением которого является

борьба с теплопотерями и экономия невосполнимых энергетических

ресурсов. Вспомним два хрестоматийных примера: почти сплошь

остекленные эдвиня банка в Ашхабаде и «Гидропроекта» в Москве.

Зимой в них огромный перерасход

отопления, летом — изнуряющий перегрев и слепимость.
Однако в последние годы только

в Москве построены еще десятки

таких зданий. Можно выделить две

основные причины этого явления.

Первая — в несовершенстве норм

естественного освещения, устанавливающих определенные значения

к. е. о. при боковом освещении

вне зависимости от глубины помещений. Это приводит к тому, что

при современной стандартной высоте

этажа архитектор вынужден применять сплошное остекление (которого при больших глубинах помещений все равно не хватает).

Не случайно поэтому в Англии выдвигают предложения ограничить размеры светопроемов лишь требованиями психологической связи с внешней средой и при любой глубине

помещений нормировать % остекления фасадной части ограждений.

(Этот прогрессивный путь уже наметился при применении совмещенного

освещения.) Попытка установить

верхний предел остекления нормативным указанием на ±10% к.е.о.

оказалась бездейственной: в здвини

«Гидропроекта» летом, при ясном

небе, в середине дня проектировщики не выключают искусственное

освещение, чтобы смягчить слепящую

яркость стеклянных стен.
Вторая причина — в моде, которой нередко увлекаются архитекторы.

В литературе распространилось даже

выражение «здания с большими площадями остекления» [125]. Это вызывает сложнейшую, дорогостоящую,

а практически неразрешимую проблему солнцезащиты.
Многочисленные предприятия

и организации, эксплуатирующие эти
здания, обращаются с просьбой найти

выход из создавшегося положения.

Но, как правило, в этих случаях

сделать уже ничего нельзя, так как

внутренние СЗУ не эффективны

для защиты от общего перегрева

вследствие упомянутого выше «тепличного эффекта».
Если за рубежом «стеклянные

небоскребы» воздвигаются с применением различных солнцезащитных

стекол и действующих систем искусственного регулирования микроклимата,

то при этом применяют высококачественные регулируемые СЗУ, так

как даже эффективные солнцезащитные стекла не решают проблемы

слепимости от прямых солнечных

лучей (в том числе и «фототропные»

или «фотохромные» стекла, так как

при инсоляции они приобретают

яркость, превышающую яркость

неба — до 10 тыс. кд/м2). В таком

комплексе мероприятий, включающем

высокую герметичность ограждающих

конструкций, здание становится

комфортным.
В последние годы широкое распространение в общественных и

промышленных зданиях получили

фонари верхнего света. Однако до

настоящего времени солнцезащита таких фонарей применяется только

за рубежом В ФРГ разработан

так называемый «северный фонарь».

Однако такие фонари имеют пониженную светоактивность. В этой ж.е

стране изготовляют асимметричный

двухслойный купол, часть оболочек которого покрыта светорассеивающими или отражающими пленками.
Во Франции, Италии и ФРГ применяют экранирующие подвесные потолки, а в Австрии — водоразбрызгивающие устаноаки на зенитных

фонарях и т. д.
Для жилища и детских учреж-
В нашей стране в последние голы пол

руководством проф В. А. Дроздова разработаны решения солнцезащитных фонарей,

получи шпик аиторское свидетельство (примеч.
121
--------------- page: 123 -----------
дений наиболее рациональными СЗУ

являются регулируемые наружные

ставни-жалюзи из дерева. В районах

с пыльными и песчаными бурями

наиболее рациональны складывающиеся и сдвижные их разновидности.
Для общественных и промышленных зданий с высокими требованиями к зрительной работе (I—IV разряды) эффективны горизонтальные

регулируемые жалюзи из дюраля

с термообработкой цветными эмалями. Например, известная голландская фирма «Гюнтер-Дуглас» и фирма «Нирре» (ФРГ) выпускают их

разноцветными (16 цветов) в наружной, межстекольной и внутренней модификациях, с ручным, механическим или автоматическим

управлением.
Большую перспективу в современном индустриальном строительстве

имеют крупные элементы зданий

(блоки, панели) высокой заводской готовности с вмонтированными

в них регулируемыми СЗУ. Не менее

перспективны изготавливаемые в

ГДР наружные солнцезащитные

панели-решетки из тонких листов

дюраля, сдвигающиеся при пасмурной

погоде на междуэтажные стеновые

панели.
В Англии и Австралии выпускают металлические рулонные сетки

с пространственными ячейками размером 2 мм. Такая сетка представляет собой стационарные микрожалюРис. 105. Солнцезащитная пространственная сетка (A hi лия).

Масштаб 1-]
зи с различными углами наклона

микроперьев. Сетка может быть укреплена на легкой металлической рамке

или смонтирована убирающейся путем

наматывания на валик в верхней

части светопроема (рис. 105). Она

обладает всеми преимуществами,

характерными для лучших образцов
1
зрительной пространственной связи

при наблюдении днем из помещения,

как и вуалирующий эффект (при

необходимости устранения видимости

интерьера снаружи) у такой сетки

выше, что достигается за счет мелкой

структуры ячеек. Экранируя прямые

солнечные лучи, эта сетка пропускает

максимум рассеянного света (т^=

=0,7). Единственный ее недостаток —

сложная технология изготовления.
В последнее время все большее

чнсло зарубежных фирм переходит

на изготовление жалюзи из пластмасс. Например, в ФРГ сейчас около

85% всего количества выпускаемых

жалюзи — из поливинилхлорида. В

этой стране 30 фирм производят

жалюзи из пластмасс и 30 фирм —

из алюминиевых сплавов [1591-
Из солнцезащитных стекол наибольший интерес представляют теплоотражающие стекла с оловянносурьмяным покрытием и стекло «Ку-

до-аурезин» (ФРГ). Они задерживают ИК-радиацию от 50 до 80 “0

и сохраняют высокое светопро-

пускание.
Металлизированные стекла ис122
--------------- page: 124 -----------
пользуют и при изготовлении стеклопакетов (фирма «Detag» ФРГ),

которые обеспечивают не только

защиту от перегрева летом, но и

снижение теплопотерь зимой, так

как их коэффициент теплопередачи

на 20—30% меньше стеклопакетов

из обычных стекол.
Солнцезащитные качества профильного стекла и стеклоблоков

пока остаются неудовлетворительными, хотя намечены пути их повышения с помощью теплопоглощающих

и светорассеивающих прокладок.
Светорассеивающие и светонаправляющие стекла и изделия применяют с целью защиты от прямых

солнечных лучей и отражения части

тепловых лучей. Однако их применение целесообразно лишь в тех

частях интерьероа, которые не попадают в поле зрения человека, так

как при инсоляции они приобретают слепящую яркость (или к ним

необходимо добавлять средства экранирования, что и делается во Франции).
Разнородность этих изделий под

названием Астевит* (в ЧССР

«витросил», во Франции — «термо-

люкс*, в США — «плиглас») представляет собой стеклопакет с прокладкой из стеклоткани. Как правило,

это изделие мало применяется, так

как имеет недостаточное светопро-

пускание (т=0,26—0,58). Во Франции

его применяют при большом числе

зенитных фонарей на единицу площади покрытия.
Представляют также интерес солн

цезащитные пленки и ткани. Солнцезащитный «механизм» действия пленок такой же, как у стекол, однако

их прогрессивность заключается в том,

что они при пасмурном небе могут

быть «убирающимися». Такой способ был предложен С. П. Соловьевым. Из обычных тканей нам совместно с гигиенистами удалось

выделить несколько образцов, имеющих относительно хорошие характеристики [183]. Достаточная степень

светопропускания и хорошие светорассеивающие свойства оказались у
поплина (т-1=0,27, арт. 866), штапельного полотна Т4=0,26, арт. 72001,

репса (т+=0,34, арт. 798) и полотна

(т4=0,31, арт. 224).
Нами были исследованы также

и многие образцы металлизировании тканей, которые, по мнению их

создателей (ииститут ВНИИПХВ),

могли называться солнцезащитными

декоративными металлизированными

тканями (СДМТ). Однако из большого числа различных образцов

(свыше 30) оказалось возможным

считать солнцезащитной лишь одну

ткань — из териленовых комплексных нитей (ti=0,5—0,6, q — солнечной радиации ;>0,55, арт. 25516).
Итак, защита среда обитания человека от гиперинсоляции предусматривается в настоящее время во всех

странах. Наиболее перспективными в

строительстве являются регулируемые солнцезащитные устройства и изделия, выпускаемые в комплексе

с индустриальными ограждающими

конструкциями полной заводское

готовности.
В нашей стране положено начало выпуску некоторых видов

СЗУ. Поэтому в настоящее время

необходимо иметь дифференцированную классификацию СЗС, определить комплексные требования к ним

и разработвть методику их оптимизации с учетом различных критериев

опенки их эффективности.
4.2.
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
И КОМПЛЕКСНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ним
В разработанной ранее классификации G3C fI39, 145J не учитывались технические средства защиты

от солнечной радиации и в отдельных случаях допускалось свободное

толкование терминов. При разработке уточненной классификации СЗС

были учтены следующие основные

положения.
Классификация СЗС должна прежде всего способствовать рациональному их выбору при проектировании и применении. Ее построение
123
--------------- page: 125 -----------
должно соответствовать методической

последовательности выбора СЗС,

предопределяющей рациональность

и экономичность проектных решений.

Опыт показывает, что сначала устанавливается возможность ограничиться только архитектурно-планировочными средствами (ориентацией

зданий по сторонам горизонта,

озеленением и т. п.); если эти средства не решают задачи по тем или

иным причинам, то выбирают рациональные стационарные солнцезащитные устройства (козырьки, экраны и

т. п.) в зависимости от назначения

зданий и климатических условий; если

назначение помещений требует высокого уровня светового комфорта

в течение всего светового периода

суток и года,— выбирают регулируемые устройства; при необходимости

обеспечения эффективной комплексной защиты от перегрева и светового дискомфорта — применяют сочетание регулируемых СЗУ и теплозащитных стекол; наконец, при особых требованиях к кондиционированной световой и тепловой среде в

помещениях — применяют совокупность СЗУ, теплозащитных стекол и

технических средств регулирования

микроклимата (кондиционирование

воздуха, радиационное охлаждение

и т. п.).
Важно отметить при этом, что

ошибки даже в одном из этих последовательных мероприятий приводят

к бесполезности произведенных

на них расходов.
Таким образом, все солнцезащитные средства подразделяются на три

основные группы:
I — архитектурно-планировочные;
II
ческие.
Первая группа объединяет средства, относящиеся к композиции

застройки на генеральном плане,

планировке зданий и благоустройству

территорий.
Вторая группа включает четыре

подгруппы конструктивного характера:
1
2
лирующие устройства;
3
стекла и пленок;
4
для территорий.
Третья группа относится к средствам обеспечения искусственного

микроклимата технического характера.
Перечислим важнейшие вопросы

в проблеме солнцезащиты, порождающие наиболее грубые ошибки

в строительстве.
1.
обеспечивает то или иное солнцезащитное средство- Правильный учет

этого фактора способствует рациональному решению солнцезащиты.
Примеры. Солнцезащитные стекла

относительно эффективны в теплотехническом отношении, но не обеспечивают защиты от прямых солнечных лучей и высоких яркостей при

достаточных светопропускании

(т=0,5—0,6) и зрительной связи

с окружающим пространством:

светорвссеивающие стекла, установленные в боковых светонроемах верхнего света могут не попадать в поле

зрения человека;
СЗУ, установленные с внутренней стороны светопроема, эффективны

только в светотехническом отношении,

поэтому в сочетании с техническими

средствами регулирования микроклимата практически бесполезны.
2.
фасада.
Пример. Стационарные горизонтальные затеняющие устройства

при достаточном светопропускании

бесполезны при западной (восточной) ориентации; стационарные

вертикальные экраны при достаточных

светопропускании и связи с окружающим пространством при южной

ориентации малоэффективны.
3.
ческим условиям.
Пример. Наружные стационарные

затеняющие устройстав в северных и центральных районах бесполезны, служат ловушками для снега

и вызывают необоснованные расходы;
124
--------------- page: 126 -----------
объемные изделия из стекла, сплошные экраны и маркизы в районах

с жарким и влажным климатом не

позволяют обеспечивать необходимую аэрацию помещений; применение лоджий без СЗУ ужесточает

перегрев помещений в южных районах [108, 67J.
4.
зданий.
Пример. Наружные крупномасштабные вертиквльные, горизонтальные и комбинированные экраны (сообразные решетки) на фасадах

жилых зданий не соответствуют

образу жилища и неудобны в эксплуатации; вертикальные экраны или

жалюзи, установленные на боковых

светопроемах картинных галерей,
учебных зданий, КБ и т. п. вызывают слепящее действие, так как их

инсолируемые поверхности имеют

чрезмерные яркости (при т=0,6

L >■ 10 ООО кд/м2)-
Перечисленные примеры наиболее

характерных ошибочных решений

солнцезащиты делают необходимым

включение в классификацию СЗС признака основного их назначения

по эффективности и соответствия

ориентации, климатическим условиями и типам зданий.
В табл. 23 приводится предлагаемая классификация СЗС. Эта классификация может быть положена в

основу программы для становления отечественной промышленности

по изготовлению солнцезащитных

средств для строительства.
Табл!
i 23. Классификация солнцезащитных и светорегулируюшмх средств
ООяасть
Рациональнее
'1И“
мый эффект
‘“raiWH
I. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ
Ориентация и шаиморасполч-

жемие зданий
теплового

дискомфорта и рацио-
выйора СЗУ
Любые зда-
Продольная

ось здания
термической
Всс- зоны
Конфигурация здания в плане

(дана помещении
То же
Т°”
Го же
То Же
Озслеиедае и обводнепие терри-
Улучшение
Внутриквартальные территории и
II—V
тарники.
вьющиеся
широкими
Покрытия тротуаров и площадок

цегеплоемкими материалами
То же
То же
Г алещ|ик.
фунтовые

покрытия с

дренажем
• ограждающих конст-
Защита от
Обществен45—135 и
111—V
светового и
ные и про225-3[5
теплового
мышленные
дискомфор-
чдации
Свегоюй и
То же
330—30
Ш— V
тепловой
комфорт
12S
--------------- page: 127 -----------
Продолжение табл. 23
126
--------------- page: 128 -----------
Предложение табл. 2S
21.
(сдвижные, складывающиеся,

свертывающиеся)
22.
(сдвижные, свертывающиеся)
23. Вертикальные экраны и жалюзи (сюжные и склазываю-
24. Ставни-жалюзи * (сдвижные

и складывающиеся)
25. Штора (свертывающаяся,

Откидвая)
26. Маркизы откидные
127. Веерные жалюзи для зенит-

! иого фонаря *
г) Регулируемые межстекалшые
28. Шторы-жалюзи *
29. Штора (свертывающаяся)
а) Регулируемые внутренние

30. Штора-жалюзи
31. Штора
мыи эффект
ПГПМЛГП|ШН
"SEL 52Г
рт^:гс
пластмассы
Световой И
Любые зда-
0—360
III—V
Алюминий,
комфорт
То же
То же
0—360
11 III
Алюминий и

металличе-
толщиной

0,1— 0,5 мм
Тепловой
Обществен—
45—90
III—V
Алюминий,
комфорт
мышленные
зрительной

работой ниже 111 разряда)
й 270—315
асбоцемент.
Световой и
Жилые зда-
0—3611
V
Дерево.
комфорт
ские учреж-
45—315
111—V
алюминий.
теплового
днскомфир-
Жилые эда-
45—315
11—IV
Деревянные,
массовые
(«устоте-
То же
Обществен-
мышленные
зрительной

работой ниже ИГ раз-
45—315
11—111
Солнцеза-

щитные ткани, дерево,
пластмассы
Световой и
тепловой
комфорт
Промышлен-
щественные
здания
III—V
Алюминий
Защита от

светового и
дискомфорта
Жилые, общественные
ствепиые

здания tco

зрительной

работой IV

разряда)
45—315
ll-v
Алюминий,
То же
Жилые зда-

ские учреж-
45—315
II—IV
Солнцезащитные тка-
Защита от

светового
Люйь*е зда-
90—270
1
лластмассы
дискомфорте же
ые помеще-
90—270
[
127
--------------- page: 129 -----------
Нродогжеиие табл. 23
Наименование СЗС
О^егнечиоае-
пр"™.
"£:Н5г
* ТГ "
материал*
тельной работой выше

1(1 разряда
32. Штора-жалюзи дии фонарей
*
Промышленные здапии
III—V
Алюминий,
3. Соли
цезащитные изделия из ст
екла v плено
33. Теплчотражакмдие стекла
Защита от
теплового
дискомфор-
Любые, кроме жилища,
учебных и
учреждений
45—315

0- 300
III— IV
Металлизированные
иокрытия
34. Светорасссивающие стекла,

пластмассы и стеклопластики
Защига от

светового и

теплового

дискомфорверхние час-
мышлеиных
зданий
45—315
Н-V
35. Отевиг <термопшлкжс)
те же
Верхние
промышлен-

90—270
IV—V
Прокладки
30. Прифилыюе стекло и блоки

стеклянные коробчатые)
90—270
II-V (кроме влажных

субтропи
37. Стеклянные жалюзи и складСветовой и
90—270
Только во
Металлизики из полимеров с теплоотратепловой
ные и про-
рованные
жающие покрытием
комфорт
субтропиках
покрытия
4. Сплнчезащитпые
устройства дия территорий
38. Сезонный теяд-жалюл*
Тепловой и

ультрафиолетовый
комфщп
Детские и
гыгощадкя,
гротуары
V
Солшлеза-
ни, алюминий
39. Целярий (сшшцеаащитный

воздушный бассейн)
То же
Санатории,
курорты
180
II—V
Алюминий,
дерево
III. ТЕХНИЧЕСКИЕ
40. Кондиционирование воздуха:
а) централизованное
Зашита 05

дискпмфор-
здания

Жилые >

пбщестеен-
придстные
Примечания !. Регулируемые наружные СЗУ подразделяются на

пределах светопроема (П1м1урегулируемые), в которых экранирующие элементм изменяют лишь

у«лы ппсорсута или наклона, и убирающиеся, которые полностью освобождают светопроем. 2. СЗУ,

отмеченные значком*, являются универсальными устройствами
i: регулируемые
--------------- page: 130 -----------
Рис. 107. Пределы рациональной ориентации зданий по сторонам горизонта
129
--------------- page: 131 -----------
До настоящего времени к СЗС

предъявлялись требования, ограничивающиеся лишь свето- и теплопро-

пусканием. Между тем практика

применения СЗС и проведенные исследования показывают, что для объективной и комплексной их оценки

этого недостаточно. Поэтому целесообразно предъявлять к СЗС следующие требования (рис. 106):
1) архитектурно-технологические;
2)
3)
К первой группе требований относятся: соответствие рациональной

ориентации зданий по сторонам горизонта (рис. 107), назначению и

масштабу здания, размерам, виду заполнения и конструктивному решению

светопроемов, эксплуатационным и эргономическим условиям и цветовому

решению интерьеров (16].
Ко второй — обеспечение оптимальных светотехнических, теплотехнических и аэрационных характеристик, различающихся в зависимости от назначения зданий:
обеспечение нормируемого уровня

освещенности и УФ облученности

помещений, защиты от слепимости

при инсоляции светопроема, равномерного распределения света по помещению, удовлетворительной видимости через заполнение светопроема

и зрительной изоляции помещений

извне;
обеспечение защиты от перегрева

солнечной радиацией в жаркий период

суток и года и допустимой амплитуды колебаний температуры воздуха в

помещениях и на территориях;
обеспечение необходимого проветривания помещения и территорий в

дневное и ночное время в зависимости

от их назначения.
К третьей группе требований относятся: обеспечение требований стандартизации элементов СЗУ, допустимой стоимости 1 м и доли затрат

на общестроительные работы, повышение производительности труда при

наименьшем зрительном утомлении

работающих и снижение эксплуатационных расходов при применении
130
искусственных средств регулирования

микроклимата.
На основе этих требований разработаны комплексная система критериев оценки СЗС, методы их испытаний и оптимизации и новые солнцезащитные устройства.
4.3. НОВЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ

РЕШЕНИЯ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ

УСТРОЙСТВ
Комплексная система критериев

оценки СЗУ, методика их испытаний

и оптимизации позволили выделить

наиболее важные требования к ним

при разработке новых эффективных

видов. Эти требования должны определяться прежде всего в зависимости

от назначения СЗУ:
для боковых светопроемов СЗУ

должны характеризоваться всем комплексом оптимальных показателей;
для светопроемов верхнего света

(фонарей) СЗУ должны обеспечивать

экранирование прямых солнечных лучей при максимальном его светопропускании;
для обеспечения общеоздоровительного действия естественной УФ

радиации солнца СЗУ должны обеспечивать максимум рассеянного ультрафиолета от ясного неба при полном

экрвиировании прямых солнечных лучей и свободной аэрации затеняемого

пространства;
для защиты участков территории

от синоляции СЗУ должны быть сезонными и обеспечивать экранирование прямых солнечных лучей только

в перегревный период.
Руководствуясь этими требованиями, определившими четыре основных

вида назначения СЗУ, для каждого

из них было разработано соответствующее конструктивное решение.
Солнцезащитная пространственная

сетка. Как отмечалось ранее, для светопроемов любой площади фирмами

Англии и Австралии выпускается

солнцезащитная металлическая рулонная сетка с жалюзийными ячейками

размером до 2 мм.
Недостатком таких устройств является весьма сложная технология
--------------- page: 132 -----------
их изготовления из отдельных металлических микролент и вертикальных

проволочных связей.
В связи с этим мы разработали

пространственную сетку, изготавливаемую из целого металлического

листа, толщиной 0,2—0,5 мм без отходов производства (рис. 108). Способ ее изготовления (авторское свидетельство № 521045) заключается

в вытягивании листа с просечками,

образующими пространственные ячейки, отличающиеся от подобных сеток непеременным сечением, обеспечивающим эффект миниатюрных жа

люзи. Коэффициент светопропуска-

ния такой сетки 0,4—0,7. Сетка характеризуется большой транспарентностью и обозреваемостью и может

более чем в два раза снижать яркость

светопроемов. Расход металла на 1 м2

сетки из дюралюминия толщиной

0,2—0,5 мм составляет 0,5- 1,4 кг.

В зависимости от нанесения насечек

под углом и последующего вытягивания сетка может выпускаться в

различных вариантах по основному

показателю — коэффициент экранирования (Кэ).
Солнцезащитный диффузор для

зенитных фонарей. В последние годы

широкое распространение в строительстве промышленных и общественных

зданий получили зенитные фонари.

В нашей стране почти 30% общей

площади только промышленных зданий освещается зенитными фонарями

[44, 180]. Однако до настоящего времени вопросы солнцезащиты зенитных

фонарей, особенно в южных районах,

не нашли своего разрешения.
Отмеченные успехи, достигнутые

в этом напраалении в нашей стране

и за рубежом, не решают задачи в

массовом строительстве, так как существующие разработки отличаются

высокой стоимостью и уникальностью

изготовления. Мы сделали попытку

предложить относительно простое и

дешевое решение, которое заключается в следующем.
Над зенитным фонарем с минимальной высотой опорного стакана

(что представляет особую сложность
Рис 108. Солнцезащитная пространственная

сетка в натуральную величину (авт. свид.

№ 521045)
для солнцезащиты) устанавливается

на четырех опорах из арматурных

стержней диаметром 6 мм диффузор-

ная решетка, представляющая систему концентрических вертикальных

ребер (рис. 109). Система ребер отличается тем, что полосы, изготавливаемые из листов легких сплавов толщиной 1 мм, имеют переменное сечение по своей длине. С южной стороны решетки полосы имеют максимальную ширину, с восточной и западной — минимальную. Ширина полос определяется высотой стояния

солнца утром, в полдень и вечером.

Этим достигается экранирование прямых солнечных лучей при максимальном пропускании решеткой рассеянного света (т=0,6—0,7) от наиболее

светоактивной зенитной части небосвода.
Б период года с преобладающей

облачностью такая решетка, конструктивно не связанная с фонарем, может

легко быть сдвинута вручную, так как

ее общий вес не превышает 10—15 кг.

В южных районах сдвижка может

производиться два раза в год (на зиму

сдвигается и весной вновь устанав

ливается над фонарем).
Такая решетка может быть выполнена также из куска солнцезащит-
131
--------------- page: 133 -----------
ной пространственной сетки (см.

рис. 109), укрепленной на легкой рамке из алюминиевых уголков. В этом

случае диффузор будет еще легче.
«Делярий» — солнцезащитное устройство для группового УФ облучения в санаторно-курортных зонах.

Благоприятное терапевтическое и

психофизиологическое действие солнечной радиации может сопровождаться резким световым и тепловым

дискомфортом (особенно в южных

районах страны), нарушающим элементарные требования гигиены. Назначаемые в настоящее время гигиенистами гелио- и аэротерапевтические

процедуры, основанные на воздействии на организм человека суммарного

солнечного излучения, ветра, температуры и влажности наружного воздуха, часто вызывают побочные отрицательные явления (учащение сердцебиения, повышение артериального

давления, слабость и утомлеиие).
Между тем, как пишет Д. Н. Лазарев, наибольшую ценность представляют собой так называемые «небесные ванны», т. е. облучение человеческого тела рассеянным естественным излучением ясного неба в сочетании с действием воздуха [104].
Самое существенное условие для

благоприятного влияния таких процедур — отсутствие видимости из облучаемой точки солнечного диска при

максимальной открытости небосвода.

Следовательно, конструкция солнцезащитной установки, предназначенной

для проведения гелио- и аэротерапев-

тических процедур, должна экранировать прямое солнечное излучение в

зоне пребывания человека, быть максимально открытой для рассеянного

излучения, обеспечивать свободное

проветривание внутриквартального

пространства, площадки отдыха, игровой зоны, зоны процедур на пляже

и т. п., а также учитывать передвижение человека по защищаемой конструкцией территории.
При открытом небосводе в ясные

дни количество УФ облучения, создаваемое в горизонтальной плоскости

рассеянным излучением, очень велико

и составляет 60—80% суммарного.

Следовательно, конструкция установки должна создавать условия, исключающие перегрев организма и в то

же время обеспечивающие максимальное использование солнечной

энергии в лечебных целях.
В НИИ строительной физики был

разработан проект специальной солнцезащитной установки (рис. 110),

обеспечивающей максимальный доступ рассеянной радиации неба при

полном экранировании прямых солнечных лучей с учетом географической широты местности [143]. Комплексные исследования опытного экземпляра установки «Солнцезащитный

воздушный бассейн», названной в

дальнейшем Д. Н. Лазаревым «Целя-

рием» от латинского слова «CeJum —

небо, климат, проводились в перегрев-

ный период в условиях жаркого влажного климата в Сухуми Абхазской

АССР. В ходе исследований при пол132
--------------- page: 134 -----------
ном экранировании прямых лучей

солнца определялось: количество прошедшей под конструкцию УФ радиации (областей A-J-B); величина суммарной и рассеянной солнечной радиации, температура и скорость движения воздуха.
Измерения показали, что приход
рассеянной радиации имел плавный

характер и часовые ее значения в

период от 9 до 15 ч отличались на

19% от максимума. Доля рассеянной

УФ радиации от суммарной составляла 50—75%.
Данные измерений под конструкцией аэросолярия традиционного типа
133
--------------- page: 135 -----------
со сплошным покрытием по центральному разрезу конструкции, представленные в виде коэффициентов УФ

облученности еуф (интегральной и

эритемной, табл. 24, 25), показывают,

что Суф составляет 0,13 (от суммарной)

и 0,19 (от рассеянной) интегральной

УФ радиации и 0,13 (от суммарной)

и 0,18 (от рассеявной) эритемной

радиации. Среднеминимальные значения интегральной и эритемной

УФ радиации одинаковы и составляют

0,08 — 0,16.
Анвлогичные измерения под опытной конструкцией «Целярия» показывают, что средние значения

равны 0,25 суммарной и 0,6 рассеянной составляющих (табл. 26, 27), что

свидетельствует о более чем трехкратной эффективности опытных конструкций с жалюзийным покрытием по

сравнению с существующими.
Как показывают вычисленные по

результатам измерений значения

коэффициента пропускания проходящей под существующую конструкцию солнечной радиации колеблются

(в суточном цикле) от 0,18 до 0,95.

Под опытной конструкцией интервал

значений Кр имеет границы 0,1—0,3,

что говорит о высоком теплозащитном

эффекте новой конструкции. Среднесуточное значение температуры воздуха под опытной конструкцией на
3,8
чения под существующей конструкцией.
Были проанализированы температурные поля и кривые суточного хода

температуры воздуха и скорости ветра

по данным измерений под существующей конструкцией. Распределение

температур в вертикальной плоскости

в различные сроки наблюдений характеризуется единообразием; в течение

всего дня температура воздуха у земли выше температуры воздуха в

остальной части пространства под

конструкцией; вертикальные температурные градиенты значительно пре-
Таблица 24. Коэффициенты УФ облученности на горизонтальной поверхности под

существующей конструкцией (е°—суммарной; е"—рассеяиюй)
Ооознй
Пропус
<»ше УФ радиации И
«т
Среднее

V 1 .0
»
12
.3
14 j 15 «б
1
еч
0.11 I 0,09
0,15
0,2
0,15
Прямое облучение
0,14
0,16 0,14
0.24
0,18
0,2
2
0,09 0,08
0,1
0,15
0,1
0.12 I 0,14
о.и
0,14 0,13
0,16
0,23
0,12
0,17 0,18
0,16
3
0,12 0,12
0,08
0,17
0,11
0,12 0,14 0,17
0,13
е"
0,18 | 0,18
0,13
0,23
0,13
0,17 | 0,19 0,19
0,18
«в», «.Q-013«
о 019
облучения н «ошр.
“нок
при.™ ран
1
Таблица 25. Коэффициент эритемной облученности на горизонтальной поверхности

под существующей конструкцией
рГкя
■Е
Пропускание эрит
„мои рад™.
и».-«..т
™„,осс
лнсчнисо вре
„«и
Срадш-с
.0
»
»
.4

1
ОД
0,11
0,17 '
0,25
Прямое облучение
Прямое
0,16
0,16
0,16
0,26
0,25
облучение
0,21
2
0,09
0,09
0,12
0,13
0,11
0,13
0,11
0,14
0,14
0,19
0,19
0,14
0,17
0,16
3
Прямое
0,19
0,12
0,13
0.1
0,12
0,15
0,12
еп
облучение
0,13
0,16
0^2
0,19
0.16
0,16
0,17
Средппуточ
/U.W г
■U..8
134
--------------- page: 136 -----------
Таблица 26. Коэффициенты суммарной

эритемной облученности на горизонтальной

поверхности под Целяркм
0,23
0,28
0,33
Таблица 27. Коэффициенты рассеянной

эритемной облученности на горизонтальной

поверхности под Целярием
и^ГрТ-

иТм^-
1
0,41
7
0,38
13
0,42
0,45
8
0,42
14
0.46
0,52
9
0,48
15
0,53
4
0,55
10
0,68
16
0,55
0,6
11
0,71
17
0,61
6
Срсшие
0,8
12
0,86
18
0,82
вышают горизонтальные. Максимальный перепад между температурами

в различных точках составляет 2,8 °С

и наблюдается в 18 ч местного времени, что обусловлено направлением

прямых солнечных лучей на подстилающие поверхности. Амплитуда колебаний температуры в течение светлого времени суток в каждой точке

измерений ие превышает 3 °С (с минимумом в 12 ч и максимумом в 16

и 18 ч).
В отличие от температуры скорость ветра характеризуется резкими

колебаниями в течение дня. По условиям аэрации опытная конструкция

также имеет преимущества перед существующей. Влияние конструктивного решения на условия аэрации

проявляется как в уменьшении температуры воздуха и скорости ветра в

течение дня, так и в пространственном распределении этих параметров.

Температура воздуха под опытной

конструкцией незначительно возрастает по высоте (на 0,5 °С) и во всех
случаях меньше температуры воздуха

на открытой площадке. Перепадов

температур в горизонтальных плоскостях практически не отмечалось.

Дневной ход температуры отличался

единообразием, что свидетельствует
о
ратуры в пространстве «Целярия».

Аналогичная тенденция прослеживалась и в отношении скорости ветра.

Следовательно, влияние предлагаемого конструктивного решения «Целя-

рия» на условии аэрации выражается

в равномерном пространственном и

временном распределении температуры и скорости движения воздуха.
Таким образом, проведенные исследования показали, что разработанная

конструкция «Целярия» обеспечивает

комфортные микроклиматические

условия для проведения гелио- и аэро-

терапевтических процедур. Обязательным условием для достижения данного эффекта следует считать жалюзий-

ные покрытия образующей поверхности конструкции, рассчитываемые

в каждом конкретном случае, исходя

из характерных координат солнца.

Применение подобных конструкций

целесообразно не только на территории

пляжей, санаториев и курортов в южных и в центральных районах: страны,

но и на площадках отдыха при открытых производствах, во внутриквартальных пространствах, парках и садах,

на территориях школ и детских садов-

яслей.
Сезонное СЗУ для внутриквартальных территорий. Исследования градостроительных средств регулирования поступлений чрезмерной УФ радиации в застройку южных городов показали, что повышение плотности застройки недостаточно для ограничения дискомфорта световой среды

1119].
Эффективным средством солнце-

защиты территорий могли бы быть

зеленые насаждения, которые почти

в любых погодных условиях способствуют созданию наиболее благоприятного для человека микроклимата.

Это происходит вследствие их -значительной экранирующей способности и
135
--------------- page: 137 -----------
Рис. 111. Сезонное СЗУ для инутриквартальных

территорий (модель) в закрытом (о) и открытом

положении экранирующих элементов (б)
поглощения ими УФ, видимой и тепловой радиации солнца, ре1улирующих

происходящие в растениях процессы.

По данным Н. С. Краснощековой

Ц 20], кроны пропускают лишь 1%

прямой радиации, а рассеянной —

20—60% на открытом месте. Однако

исследования ТашЗНИИЭП показали,

что в характерной для сухих районов

Средней Азии современной разуплотненной застройке не удается в нужной

степени озеленить внутриквартальные

пространства, оствющиеся не посещаемыми в летнюю половину года

пылящими знойными пустырями

[114|. В этих условиях нужны специальные СЗУ над чрезмерно инсоли-

руемыми участками, особенно посещаемыми детьми и людьми пожилого

возраста, среди которых в современных южных городах проживает 50%

людей со слабопигментированной кожей. Такие устройства должны быть

сезонными и обеспечивать эффект,

свойственный озеленению.
Массовая реализация таких
устройств .может оказать значительное

влияние на решение назревшей градостроительной проблемы: формирования качественных различий в структуре, микроклимате и образе северных

и южных городов.
Было разработано такое сезонное

горизонтальное солнцезащитное

устройство (СГСЗУ), в основу которого положен принцип «небесных

ванн» Д. Н. Лазарева, уже использованный нами при создании «Целярия».

Элемент новизны СГСЗУ заключается

в сезонном его регулировании.
СГСЗУ представляет собой пространственную систему из натянутых

наподобие жалюзи солнцезащитных

тканей (характеризующихся стойкостью к атмосферным воздействиям).

В начале перегревного периода эта

система выдвигается из компактной

емкости, укрепленной на фасаде одного из противостоящих зданий или на

специальных опорах (рис. 111), и

надвигается на место предполагаемого

затенения (прежде всего: детские

игровые площадки, плескательные бассейны, площадки отдыха и спорта, переходы между зданиями и т. п.).
В таком положении СГСЗУ эксплуатируется в течение перегревного периода, по окончании которого сдвигается в емкость, и в прохладную половину года город вновь раскрывается

к солнцу.
В ходе разработки проекта СГСЗУ

были проведены исследования его эффективности расчетным путем и на

моделях, которые показали, что это

устройство обладает почти теми же

преимуществами, что и «Целярий» в

УФ и тепловом режиме. При полном

экранировании прямых солнечных

лучей на широте 40° с. ш. в июне интенсивность благотворного рассеянного

УФ облучения превышает более чем

в 1,5 раза интенснаность суммарного

УФ в условиях открытого горизонта

на широте 55'’ с. ш. в марте — сентябре. При этом суточная доза рассеянной УФР в исследуемой точке также

превышает эту дозу в марте при открытом горизонте в Москве. Тепловые

же поступления снижаются под

СГСЗУ в несколько раз.
--------------- page: 138 -----------
Глава 5

Комплексная оценка и оптимизация показателей

солнцезащитных средств
5.1.
КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ

СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Для удовлетворения выявленных

требований к солнцезащите разработана комплексная система критериев

оценки ее эффективности, характеризующих показатели комфортности

среды в помещениях и на территориях

(см. рис. 106). К таким критериям

относятся следующие количественные

и качественные показатели:
а)
ты экранирования (KJ, светопропус-

кания (т»), транспарантности (Кт),

пространственной зрительной связи

(К„), прозрачности (К„р), контрастности освещения (К), неравномерности

освещения (Кр), показатель светорассеяния, интегральный индекс блеско-

сти (С„11Т);
б)
ты пропускания солнечной радиации

(Ку) и амплитуды колебаний температуры воздуха (Кд,);
в)
продуваемости (Ки) и неравномерности поля скорости движения воздуха

(Kv);
г)
менных затрат на СЗС в общестроительных работах (Зс), приведенные

затраты по светопроему (3С11) и показатели работоспособности и производительности труда при СЗС.
Коэффициент экранирования (Кэ) —

важнейшая характеристика любого

горизонтального СЗС, преграждающего доступ прямым солнечным лучам

в расчетную точку, т. е. он имеет непосредственное отношение к защите

от слепимости и перегрева и к выбору

типа, размеров, числе, углов наклона
и профиля затеняющих элементов

(рис. 112):
2р/п,
гае fi — «защитный угол», получаемый из выражения (3.11); п. —половина окружности (180").
В простейшем случае, когда проекция солнечного луча на горизонтальную поверхность представляет нормаль к экранируемой плоскости, значение Э равно зенитному расстовиию

солнца (Z).
Кя не зависит от показателя транспарантности (Кт), так как при одном

и том же значении КЛ, характеризующем различные материалы и устройства, их траиспарантность может различаться в широких пределах. Например, у жалюзи и пространственной

решетки с одинаковыми геометрическими параметрами ячейки (см.

рис. 112) K3=const в то время, как

все другие характеристики этих устройств будут значительно отличаться.
В пределах территории СССР применение СЗУ, характеризующихся

К3<_0,25, не имеет смысла, так как

даже в самых южных районах страны

при ориентации светопроемов на юг

(т. е. при наилучших условиях) необходимый «защитный угол» должен

быть больше 23е в расчетное время

жаркого периода года (21 августа)

[1071. Отсюда
К,=2Р/я=4б/180=0,25.
Для всех других географических

широт СССР К3 должна быть больше

0,25.
При верхнем освещении и использовании в качестве солнцезащиты

опорных граней зенитных фонарей,

световодных шахт, жалюзи или решетчатых подвесных потолков высота

экранирующих элементов определяется из выражения
//,=ftgA0,
где I — расстояние между нижнем, гочкой обчу-

чаемой грани и проекцией верхней точки эхра-
137
--------------- page: 139 -----------
пирующей грани: fit, — максимальная высота

стояния солнца.
Коэффициент светопропускания
(14) выражается отношением прошедшего через СЗС лучистого потока к

падающему в долях единицы.
В работах [138] изложены результаты многочисленных лабораторных и

натурных “исследований светопропускания различных СЗС, которые определили соответствующие значения

Т4, использованные в нормативных

документах [10, 1б]. Исследования

показали, что стационарные СЗС

(СЗУ, стекла, пленки) рациональны,

если они при облачном небе достаточно светоактивны (0,8>r-i>0,6). Регулируемые СЗС могут иметь более низкие показатели светопропускания.

В табл. 30 приводятся коэффициенты

т4, характеризующие наиболее распространенные СЗУ (глава 7).
Коэффициент транспарантности

(i£,) имеет важное значение при усло-

ани видимости через СЗУ объекта в

окружающем пространстве, или, наоборот, если необходимо оградить

интерьер от посторонних взоров сна-
ружн*
Кт можно выразить отношением

площади проекции прозрачных частей

ячейки СЗУ ко всей его площади

(рис. 113):
К,=
Любые экранирующие СЗУ представляют собой зрительную преграду,

которая всегда может быть различима глазом при такой, его удаленности

от светопроема, которая удовлетворяет

условию а [^0,5 угл. мин.
Такие условия наблюдаются в любых помещениях.
Наличие зрительной преграды при

солнцезащите подтверждается также

..тем, что ее видимость удовлетворяет

условию
где AL — раяность яркостей двух смежных нолей (прозрачной и непрозрачной частей ячейка

•СЗУ); £пор — пороговая разность яркостей двух

смежных полей.
Видимость объектов за преградой

зависит от степени контраста между

смежными полями:
K=L„-L^L0.
Исследования показывают, что в

нашем случае наблюдатель всегда обнаружит неравенство яркостей с достаточной вероитностью. Именно в

таких условиях находится человек в

обычном помещении, когда его рабочее место расположено на расстоянии

менее 2 м от светопроема.
Несомненно, что человек видит

сквозь сетчато-решетчатые преграды

пространство* и объекты, когда онн

-характеризуются более высокой яркостью, чем яркость элементов преграды

со стороны наблюдателя, иначе возникает вуалирующий «эффекта, который

•мы, например, наблюдаем от тюля на

театральной сцене. Однако степень

видимости зависит1 от структуры той

или иной преграды.
По мере удаления наблюдателя от

светопроема структура преграды (например, жалюзи) постепенно обобщается и в какой-то момент 'Производит

.впечатление «дымки» или «вуали».

Точность зрительного обнаружения

разноудаленных дЬух- предметов (СЗУ
138
--------------- page: 140 -----------
и объекта за светопроемом), наблюдаемых из помещения бинокулярно,

выше «порога глубинного зрения» по

В. Мешкову [59], т. е.
bz>b,M/P,
где Ь> — расстояние между глазами; hi — расстояние между преградой и объектом за нею;

I — расстояние до преграды.
Днем при наблюдении снаружи,

наоборот, оказыввется «вуалирующий

эффект» — предметы интерьера не видимы.
Расчеты коэффициента контраста

(К) в дневных условиях и ночью при

подсветке преграды со стороны наблюдения показывают, что этот коэффициент может быть доствточно высоким

(0,8—0,9), обеспечивающим «вуалирующий эффект» при Кт~0,5.
Тем не менее, не всякая подобная

зрительная преграда вызывает у наблюдателя установившийся аккомодационный эффект, т. е. такое яаление,

когда аккомодация глаза на зрительную преграду становится трудно преодолимой.
Чтобы оценить СЗС с этой точки

зрения, был проведен следующий

эксперимент. Десяти наблюдателям

предъявлялись образцы различных

СЗС, через которые надо было смотреть на определенный предмет при

фиксированных расстояниях и линии

зрения.
Трижды последовательно адаптируясь на преграду и предмет за нею,

наблюдатели оценивали различимость

по трем категориям:
1 категория

(большая транспарантность)

дация глаз на преграду

легко устранима;
(I категория
{средняя транс- тания предагета, глаза

парантность)
ются на преграду и пред-
111 кагегоркк
(малая транс-
парантность)
Каждым наблюдателем эксперимент повторялся трижды.
Для того, чтобы можно было классифицировать степень транспарантно-
Рис. ИЗ. Схемы различных СЗУ к определению

коэффициента их транспарентности (К,) при

постоянном -защитном угле ф)
сти, были рассчитаны Кг для различных СЗС, которые распределились по

этому показателю следующим образом:
I
5*0,5);
II
(0,6>Х:Т>0,3);
III
<0,3).
Кт важен при выборе конструкций

заполнения светопроемов для снижения видимости извне внутреннего пространства здания. Для любого СЗС

степень транспарантности актуальна,

если это средство экранирует прямые

солнечные лучи.
Коэффициент пространственной

зрительной связи (К„) оценивается

произведением показателей горизонтальной и вертикальной обозреваемо-

сти внешнего пространства через

светопроем, доступный полю зрения

человека (рис. 114), и коэффициента

транспарантности (/£,), выраженных в

долях единицы,
*.=-•.*.КТ,
где ег и — угловые размеры горизонтального

и вертикального пределов обзора глаза через

ячейку СЗУ в долях единицы. За единицу приняты: горизонтальное поле зрения 156°, вертикальное — 60°.
139
--------------- page: 141 -----------
(б) пределы поля зрения человека
Горизонтальная обозреваемость

имеет первостепенное значение при

выборе СЗУ (природный фактор —

обозреваемость горизонта и ландшафта; светотехнический фактор — большая равномерность освещения помещений и распределения яркостей;

эксплуатационный — большая эффективность во времени использования

экранирующих элементов при восточной, южной и западной ориентациях;

эстетический фактор — лучшее восприятие архитектуры и городских

пространств).
Выбор Кп зависит от назначения

помещения и характера внешнего

окружения. СЗУ, обеспечивающие

преимущественно горизонтальную обозреваемость (жалюзи, козырьки), целесообразны в школах, жилище, выставочных залах; СЗУ, характеризующиеся горизонтальной и вертикальной

обозреваемостью (сетки, комбинированные устройства) — в санаториях,

аэровокзалах и т. п.
Для практических целей установлены следующие пределы этого показателя: большан обозреваемость (К„5з

Js0,4), средняя (0,4>КП^0,1) и малая (J£n<0,l).
Коэффициент прозрачности (Кпр)

характеризует СЗС, изготовленные из

стекла и пленок. Кир — это отношение

видимости (F) предмета через светопропускающий элемент заполнения

светопроема к видимости этого же

предмета без всякой преграды:

Kn=V,/Vt.
Видимость оценивается в относительных единицах и определяется

измерителем видимости Дашкевича

I100J-
Установлены следующие пределы

относительной прозрачности СЗС:

оптимальная прозрачность (ЯГ1ф^ 0,7),

допустимая (0,7>Кпр5г0,3) и недопустимая (Knp<0,3).
Для зданий, в которых световые

проемы играют роль психологической

связи с внешним пространством СЗС

с недопустимой прозрачностью (ткани,

стеклопластики, темные солнцезащитные стекла, стевит и т. п.), могут

применяться в виде регулируемых или

съемных элементов заполнения свето-

проемов.
СЗС с оптимальной и допустимой

прозрачностью (контрастные и теплоотражающие стекла и пленки при

Т|>0,3) не должны применяться как

средства защиты от ослепленности

прямыми солнечными лучами. Это же

требование относится к светорассен-

вающим материалам при п >0,5 (парафинированное оргстекло, узорчатые,

матовые и рифленые стекла), которые

при инсоляции характеризуются чрезмерными яркостями.
Коэффициент контрастности освещения (А,,) имеет большое значение

для помещений, в которых производится зрительная работа высокой точности. Исследования этого показателя,

проведенные в условиях Средней

Азии, показали, что без СЗС К0 может

быть в глубине помещения даже выше,
140
--------------- page: 142 -----------
чем вблизи светопроема. Это объясняется тем, что рассеянная составляющая освещения (Ег) в выражении
K=EJE„
значительно выше в глубине помещения.
Таким образом, если в помещении

производится зрительная работа с

объемными объектами, необходимо

выбирать СЗС, создающие наибольшую контрастность освещения.
Коэффициент неравномерности освещения (Кр) выражается отношением [46]
K^E^JE^,
где EvttH — минимальная освещенность в помещении на рабочей поверхности; £ыд„ — максимальная освещенности на этой же поверхности

Этог показатель имеет большое значение для

повышения качества световой среды в интерьерах.
Значениям Кр в пределах 0,3—0,6

соответствует рекомендуемое распределение яркостей по поверхностям

интерьера, определяющее степень

зрительного утомления работающего.

Исследования, проведенные под руководством автора в лабораторных

и натурных условиях показали, что

зрительное утомление при СЗС и

зрительной работе высокой точности

(I—III разряд) снижается на 30—

50% по сравнению с незащищенным

светопроемом в зависимости от Кр

[144] и интегрального индекса бле-

скости.
Основным критерием оценки эффективности СЗУ в производственных помещениях является их влияние на производственные показатели

(зрительная работоспособность, производительность и качество труда),

а также на зрительное утомление.

Ранее была показана возможность

использования зрительной работоспособности для оценки эффективности солнцезащиты fl44J. В результате лабораторных исследований

получена зависимость зрительной

работоспособности от коэффициента
неравномерности естественного освещения (161-
Нанболее объективным показателем эффективности СЗУ, учитывающим количественные и качественные

параметры световой среды производственных помещений, является степень снижения с их помощью бле-

ского действия прямых солнечных

лучей и рассеянного света небосвода.
В ходе комплексного натурного

эксперимента на одном из предприятий, где выполнялась зрительная работа I разряда точности, в

течение рабочего дня исследовались:

освещенность и яркость основных

поверхностей помещения; распределение яркости по светопроему; значение и направление светового вектора в характерных точках; зрительное утомление, оценивавшееся по изменению контрастной чувствительности, временных порогов ахроматической адиспаропии и зрительно-

моторной реакции; зрительная работоспособность; почасовая и общая

производительность труда. Для исследования были отобраны характерные

образцы СЗУ, обеспечивающие широкий диапазон варьирования блеского

действия боковых светопроемов

южной ориентации: горизонтальные

регулируемые жалюзи, солнцезащитные пленки (типов ПЭТФ-СА,

ПЭТФ/ОАД, ПЭТФ-ДАФ, Faggolar

PS-80), шторы, комбинация карниз-

пленка. Было изучено девять вариантов СЗУ.
Блеское действие светопроемов

характеризовалось индексом блеско-

сти G и показателем ослепленности Р.

Как показал расчет, индекс блеско-

сти и показатель ослепленности за

счет динамического характера естественного освещения существенно изменяются в течение рабочего дня

(в 1,5—2,5 раза), в качестве критерия

были выбраны интегральные значения

указанных параметров, значения которых определялись из выражений:
= ICffT•; Р„„ = I РД/Г. <5.22)
где G. - индекс блескости в момент времени /но 12161: Р, — показатель ослепленно-
141
--------------- page: 143 -----------
Рис. 115. Зависимости лроизводительыюти труда (а) и зрительного утомлении (6) от (жести в момент времени i f 1441: *, — время

действия G-, и Р,; Т — время рабочей смены.
Обработка результатов исследований осуществлялась статистическим

усреднением не менее 70 данных,

полученных для каждой точки. Все

они оказались достоверными. Для

установления аналитической зависимости показателей по программе,

разработанной для ЭВМ СМ-4, проводилось сглаживание экспериментальных точек экспоненциальной и

логарифмической функциями следующего вида:
Y = а Ьс°'"" -,
ДП = «| + fc|liiGBBr + с, (1пСияг)г, <5-23)
где Y — зрительное утомление. дД — снижение производительности труда, о, Ь, с, d,

а„ 6|, С| — эмпирические коэффициенты.
Зависимости зрительного утомления и производительности труда от
интегрального индекса блескости при

различной длительности зрительной

работы приведены на рис. 115.
Анализ относительного изменения

производительности труда через 1;

3,5 и 8 ч работы в зависимости от

Сипт и Ркт (по сравнению с контрольным участком без СЗУ) показал,

что после 1 ч работы она практически

одинакова при всех вариантах естественного освещения (увеличение производительности труда примерно на 1%

имело место в варианте с жалюзи с

углом поворота пластин 45°). Однако,

как показали наши исследования,

после 3,5 ч работы наблюдается

заметное снижение производительности труда при высоких значениях

интегральных показателей. Еще большее снижение производительности

труда (до 8%) отмечалось к концу

рабочего дня.
Исследования зрительного утомления в течение рабочего дня с помощью различных методик показали,

что применение рациональных СЗУ

приводит к его значительному снижению. Так, если в варианте, когда

СЗУ не устанавливались и наблюдались высокие значения интегрального

индекса блескости, после 3,5 ч работы

зрительное утомление составляло

9—11%, а к концу рабочего дня —

28—40%, в случае использования

жалюзи с углом наклона пластин 45°

зрительное утомление равнялось 5—6

и 15—18% соответственно.
Таким образом, проведенные натурные исследования позволили установить, что зрительные работоспособность и утомление существенно

зависят от вносимого СЗУ изменения параметров световой среды в

помещении. В качестве критерия

изменения этих показателей целесообразно использовать интегральный

индекс блескости и интегральный

показатель ослепленности. Предельными значениями интегральных параметров для 1В разряда зрительной

работы являются Синт = 14 и Риит—30.
На основании результатов наших

исследований и анализа литературных

данных сформулированы требования,
142
--------------- page: 144 -----------
которым должны отвечать СЗУ, устанавливаемые на светопроемах промышленных зданий, и разработаны

рекомендации по применению СЗУ,

обеспечивающие улучшение условий

световой среды помещений, повышение производительности труда, снижение зрительного утомления. При

необходимости СЗУ должны обеспечивать: полное экранирование прямых солнечных лучей в рабочее время

при любой высоте и любой ориентации здания; оптимальные уровни

естественйой освещенности на рабочих местах; способствовать улучшению светораспределения в производственных помещениях, обеспечивать

оптимальные соотношения яркости

основных поверхностей, находящихся

в поле зрения работающих, за счет

увеличения доли светового потоке,

направляемого в глубину помещения;

снижать яркость светопроемов до

уровня, исключающего опасность возникновения дискомфортной блескости.
В последние года значительно

возросли требования к качеству

световой среды в интерьерах, особенно в зданиях с большой глубиной заложения (3h и более). В таких помещениях без верхнего естественного света комфортную световую

среду невозможно создать боковыми

светопроемами. Более того, при инсоляции таких помещений создается

резкий дискомфорт, который можно

ограничить рациональными СЗС, особенно в сочетании с прогрессивной

системой соамещенного освещения.

При СЗС и совмещенном освещении

достигается единство функциональных

и эстетических качеств световой среды

в интерьере, что было показано в

результате исследований показателей

дискомфорта и неравномерности освещения [1471.
Для исследований была создана

универсальная трансформирующаяся

модель интерьера в 1/6 натуральной

величины (рис. 116, 117), в которой

глубина помещений изменялась от

6 до 9 м, а в светопроемах менялись
12
Нааболее близкие к рекомендуемым значения яркостей в интерьере

получены при совмещенном освещении и СЗУ, выравнивающих его неравномерность (/£р). Для всех вариантов освещения определен показатель дискомфорта. Данные табл. 28

показывают! что увеличение площади

светопроемов не устраняет дискомфорт, в то время как применение

СЗУ и совмещенного освещения

способствуют значительному его снижению.
Таблица 28. Показатели снегового дискомфорта в помещениях при СЗУ на ссегапроемах
(А)
Зависимость индекса восприятия

пропорций интерьера (W) от величины неравномерности освещения

(/£р) исследовалась с помощью 10

подготовленных наблюдателей с нормальным зрением. Эксперименты

проводились в три стадии. На первой — оценияалось восприятие высоты

помещения, на второй — глубниы, на

третьей — его длины в направлении

линии зрения. Соответственно этому

предъявлялось по три серии тестов,

в каждом из которых имелось одно

«нормальное» перспективное изображение пропорций интерьера, а асе

остальные отклонялись от нормы.

«Нормальная» картина пространства

была изображена По законам начертательной геометрии и проверена

50 наблюдателями с вероятностью

результата 75%.
Учитывая, что полученный разброс
143
--------------- page: 145 -----------
Рис. 116. Интерьер модели учебного помещения
Рис 117. Общи»'
д экспериментальной устаиовк
оценок характерен для психологических исследований, вариационный коэффициент (v,) был принят

равным 40%, показатель точности

Р | =5%, значение показателя достоверности = 1,15 (соответствующий вероятности результата 75%),

которые определяли число предъявлений каждого варианта по формуле 134]
N, = vffJ/P,.
Наблюдателям предлагалось в течение 1,5—2 мин адаптироваться к
моделируемому пространству, а затем

выбрать изображение, заранее оцененное по шкале, не известной наблюдателю.
В качестве представительной величины — основания функции — были

приняты значения коэффициента неравномерности (АГр) освещения по

каждому варианту, так как они отражают и относительное распределение

яркостей в поле зрения, и насыщенность помещения светом.
При статистической обработке результатов для каждого варианта рас
--------------- page: 146 -----------
освещения (АГр)
считаны среднеквадратические отклонения (о), вариационный коэффициент (vi), средняя ошибка (л),

показатель точности, дисперсия и границы доверительного интервала по

методу Стьюдента с доверительной

вероятностью 0,95 [34J.
На основании полученных данных

построены графики зависимостей

между Яр и W (рис. 118). Из этих

графиков следует, что восприятие

пропорций помещений (ИО зависит от

неравномерности освещения, а следовательно, от СЗС, которые значительно ее снижают (или повышают).

При снижении неравномерности освещения кажущиеся пропорции помещений улучшаются: высота воспринимается большей, а глубина и длина — меньшими.
Характер светорассеяния СЗС

важно оценить для того, чтобы иметь

представление об основной направленности светового потока от свето-

проема.
В идеальном случае индикатрисы

рассеяния света в вертикальной

плоскости должны быть направлены

под углом 45° к потолку, а в горизонтальной— равномерны (рис. 119).

Таким оптимальным светорассеянием

характеризуются, например, регулируемые горизонтальные жалюзи и

пространственные сетки.
Наибольший интерес для практики предстааляет характеристика

светорассеяния тканей — часто употребляемого для СЗУ материала.

С этой целью исследованы различные

образцы материалов, предполагаемых

для использования в СЗУ (более

30 образцов). Из них оказвлось

возможным рекомендовать для практики лишь четыре вида (см. рис.

119, в).
Солнцезащитный материал характеризуется допустимым светорассеянием, если оио в вертикальной

и горизонтальной плоскостях равномерно или имеет спад, сялы света

на угловом расстоянии 45° от максимума не более, чем в 5 раз.
Наконец, материал не может считаться солнцезащитным,, т. е. характеризуется недопустимым светорассеянием, если он более чем в

пять раз уменьшает силу света на

угловом расстоянии 45° от максимума.
Как показали исследования, ткани

(в том числе металлизированные

СДМТ) не имеют оптимального светорассеяния. Если же гкани имеют

допустимое светорассеяние или полностью непрозрачны, то они могут

быть использованы в виде штор или

натянутых экранирующих элементов

в СЗУ типа жалюзи.
Коэффициент пропускания солнечной радиации (К^> представляет

отношение средней за время облучения интенсивности солнечной радиации, прошедшей в помещение через

светопроем в МДж/мг-ч (/ср), к такому же показателю поступающей на
145
--------------- page: 147 -----------
Рис. 119. Оптимальные индикатрисы светорассеяния СЗУ по характерному разрезу помещения

(с), в плане (б) и индикатрисы светорассеяния хлопчатобумажных ткавей (в)
светопроем солнечной радиации (/?):
К v = Г"/Г?.
При применении искусственных

систем регулирования микроклимата
146
(технических СЗС) для их эффективного функционирования важно оценить

максимальные теплопоступления. В

этом случае
<5.26»
--------------- page: 148 -----------
где I — интенсивности прошёдшей в помещение

радиации в момент максимального суммарного

пблучения светопроема МДж/м2*ч
Эти показатели согласуются с

принятой в нашей стране и за рубежом методикой оценки теплопо-

ступлений в помещения [106, 129,

172, 173, 202J. Согласно принятому

методу коэффициенты пропускания

солнечной радиации (Kfi) и теплопередачи (К,) являются аргументами

функции суммарного теплопоступления через заполнение светопрое-

ма (Q,):
Q,= gcKf+qM,
■ де qL — теплопоступления череч обычное одинарное остекление от солнечной радиации;

Я \1 — теплопоступления вследствие разности

температур наружного {/„) и внутреннего (/е)

ночдуха, q\t— K,U„ — /„).
Французские ученые [216J предложили оценивать теплозащитную

эффективность СЗС отношением солнечной радиации, прошедшей через

защищенный светопроем, к радиации,

поступающей на фасад. Это отношеТаблица 29. Показатели теплозащитном эф<|
ние они назвали «коэффициентом

солнца» (5). По их данным обычное

оконное стекло имеет 5=0,86. Специалисты США пользуются «коэффициентом затемнения» одинарного

стекла SC= 1/0,86.
А.
часто применяется коэффициент Ксч

как отношение тепла, поступающего в

помещение через светопроем при СЗС

и остекление, к теплу, которое могло бы поступить только через остекление.
Для практических целей для разных видов СЗС удобно пользоваться

коэффициентом K(l, а К, принимать

равным: для одинарного остекления
4,5,
го — 1,5.
В таблице 29 приводятся для сравнения полученные различными исследователями коэффициенты, по которым оценивается эффективность СЗС.
Условия комфортности среды

были бы освещены не полностью, если

не оценить средине суточные колебания температуры воздуха в помеще-
ктивности и светопропускание различных СЗС
Хира

„.„„«„и™
Л эффект™
....
зАйиэи»
SC (США1
1НИИСЧЕ)
г>"»анис1.
1. Наружные

Жалюзи и сетки:

деревянные
0,08
0,09
0,08
0,08
0,5
I металлические
0,11
0,1
0,12
0,15
0,17
0,7
Козырьки
0,7
0.7
0,8
| Ставни деревянные глузще
0,08
0.08
Маркизы
_
0,24
«35
0,3
0,4
I Шторы полотняные срецне-свстлые
0,2
0,14
0,16
0,15
0,16
0,35
Теплозащитное стекло в виде экрана
0,36
0,36
0,34
0,65
на расстоянии 20 см от фасада

2. Межстекольные

Жалюзи металлические
0,28
032
0,35
0,32
0,7
|То же, в проветриваемом пространстве

0,12
0,12
0,7
Шторы плотные темные

0,36
0,42
0,25
0.36
То же, полотняные средне-снеглыс

0,23
0,27
0,54
0,27
0,35
3. Внутренние
Жалюзи металлические
0Д6
0,64
0,65
0,6
0,7
Шторы гимотняные среднс-светлые
0,47
0,55
0,61
0,55
0,35
4 Изделия из стекла

Геплопоглснцающпе пловянно-сурьмя-
0.67
0,64
0,64
0.64
0.65
яые в наружном переплете

Теплоотражающие в том же сочетании
_
0,39
0.39
0,7
Стеклянные блоки
0,7
0.7
0.4
Профильное стекло
_
0,75
0,75
0,5
--------------- page: 149 -----------
нии в сочетании с их проветриванием.
Коэффициент амплитуды колебаний температуры воздуха (КА,) в помещении представляет отношение амплитуды среднесуточных колебаний

температуры воздуха в помещении

без СЗС (Л,) к такому же показателю

при солнцезащите (Л}):
К„=А,1А'Г
Коэффициент продуваемости СЗС

(Ки) оценивается отношением локальной скорости движения воздуха

после его прохождения через СЗС

(1^) к скорости набегающего потока (F„):
= v,/v„.
Коэффициент неравномерности

поля скорости (/^) движения воздуха

в помещении оценивается отношением

средней минимальной скорости движения воздуха в помещении (КМ1Ш) к

максимальной ):
с
Только сочетание приведенных

выше показателей светового режима

и микроклимата помещений и экономической характеристики СЗС может

дать объективную картину их эффективности.
Проведенные исследования показали, что СЗС значительно улучшают

световую среду в помещениях и обеспечивают благоприятное состояние

физиологических реакции у человека

(учащихся, рабочих) 1164].
Были изучены различные виды

СЗС. Наилучшие показатели светового режима и микроклимата в помещениях, а также хорошие физиологические реакции и показатели производительности труда у работающих (работоспособность, устойчивость хроматического зрения, контрастная чувствительность глаза и т. п.) отмечены

при применении регулируемых СЗУ

(особенно при подъемно-поворотных

жалюзи).
5.2.
КОМПЛЕКСНЫХ ИСПЫТАНИЙ
И ОПТИМИЗАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Разработанный комплекс критериев оценки СЗС был положен в основу лабораторных и натурных исследований светотехнических теплотехнических и аэрационных показателей

световой среды и микроклимата помещений с солнцезащитными устройствами на светопроемах.
Количественные светотехнические

показатели (уровни освещенности (Е)

и коэффициенты светопропускания

(т«) были изучены автором ранее,

однако они были исследованы повторно, одновременно с определением качественных показателен: неравномерности освещения (йГр), характера

светорассеяния и показателя пространственной зрительной связи (ЛТП).

При теплотехнической оценке эффективности СЗС исследовались величины суммарной солнечной радиации,

проходящей в помещение (по коэффициенту пропускания Ке), температуры затеняющих элементов СЗС,

поверхностей ограждений и воздуха

в объеме помещения. Оценка влияния

СЗС на аэрационный режим помещений проводилась по значениям показателен продуваемости (К„) и неравномерности поля скорости движения

воздуха в помещении (/С„).
Весь комплекс натурных исследований проводился в опытных и контрольных помещениях в жилых домах

гг. Навои и Сухуми, т.е. в условиях

жаркого сухого и жаркого влажного

климата. Все помещения оборудовались солнцезащитными устройствами.

Все помещения (опытные и контрольные) находились на одном этаже и

имели одинаковую ориентацию светопроемов (3—СЗ в г. Навои и

Ю—ЮЗ в г. Сухуми).
Такие одновременные светотехнические, теплотехнические и аэрацион-

ные исследования проводились впервые с участием специалистов (А. И.

Пануров, В. А. Могутов, В. В. Токарев).
Светотехнические измерения про148
--------------- page: 150 -----------
водились по методике, разработанной

в НИИСФе [24J, актинометрические— в соответствии с И 41, термометрические по [17].
Для фотометрических исследований использовались фотоэлементы

ФЭС-25, откоррегированные под кривую видности с нейтральными светофильтрами и измеритель люксомет-

ра Ю-16. Градуировка производилась

на фотометрической скамье по объективному фотометру.
Для измерения яркости использовался яркометр ЯКП-1 с набором

специально изготовленных фильтров.

Измерения солнечной радиации, приходящей на ограждение, проводились

термоэлектрическим актинометром

Янишевского, рассеянной радиации,

проходящей через светопроемы, —пиранометром Янишевского тнна М-80.

Для замера термоЭДС актинометрических приборов применялся стрелочный гальванометр ГСА-1, термоЭДС

термодатчиков — системы термопар

и потенциометр ПП-63; для измерения скорости и температуры воздушных потоков — анемометр МС-13 и

термоанемометр ЭА-2М. Измерения

ультрафиолетовой радиации (интегральной и эритемной составляющих)

проводились интегральным уфимет-

ром с измерителем люксметра Ю-16

и эрметром МГУ с измерителем люксметра Ю-17 и светофильтрами

ЖС-20 и УФС-2. Светотехнические

и актинометрические измерения проводились при ясном небе в светлое

время суток в перегревный период

года с интервалом в 1 ч и дублировались в течение 5—9 дней по каждому

варианту солнцезащиты. Термометрические и аэрационные измерения проводились с интервалом в 2 ч в суточном цикле.
Проведенные комплексные исследования позволили получить следующие результаты.
Светотехнические испытания СЗУ.

При угле наклона экранирующих

элементов СЗУ «'=0° отношение

уровней освещенности в контрольном и опытном помещении в точках

у светопроема (Ек/Ев) составляет
2,8—3,2, а в характерной точке 1,6—
1,5.
составляет у светопроема соответственно 3,2—3,9 и 3,8—4,5, а в характерной точке 1,8—2,15 и 2,3—

2,4.
Важно отметить, что абсолютный

уровень освещенности в глубине помещения в зависимости от а'=0с,

45° и 75° был равен соответственно

455, 435 и 385 лк (1976 г.) и 560, 470

и 480 лк (1977 г.). Несмотря на значительное снижение освещенности

при применении СЗУ, ее значения

остаются относительно высокими

и сопоставимыми с гигиеническими

рекомендациями [164].
По данным исследований построена зависимость коэффициента

светопропускания (т4) от угла наклона экранирующих элементов (рис.

120). Эти результаты подтверждают

полученные ранее данные.
СЗУ перераспределяет световой

поток в глубину помещений, улучшая

характер распределения яркостей по

основным поверхностям интерьера

и равномерность освещения. В зависимости от а'=0; 45" и 75° яркость

светопроема в помещении с СЗУ

снижалась по отношению к контрольному соответственно в 18—21—25

раз. Полученные соотношения яркостей основных поверхностей интерьера приводятся в табл. 30.
Таблица 30. Соотношения яркостей в интерьере при различных условиях солицеза-
СЗУ повышают также равномерность освещения. Зависимость коэффициента неравномерности освеще-
149
--------------- page: 151 -----------
здания
ния (Л,,) от «' представлена на рис.

121, по которому видно, что практически при всех углах наклона экранирующих элементов равномерность освещения значительно выше,

чем в помещении без СЗУ.
Характер светорассеяния определялся по методу измерения составляющих векторов пространственной освещенности в данной точке

светового поля [166]. Результаты

показывают, что в опытном помещении светорассеяние практически

равномерно в горизонтальной плоскости, а в вертикальной — угол

между максимумом в индикатриссах

и горизонтом составляет соответственно удалению от светопроема в

шести точках: при а'=0°—35°, 30°,

25°, 19°, 17°; при а'=45°—37°, 35°,

30°, 23°, 19°; при а'=75°—41°, 37°,

34°, 28°, 21°. В контрольном помещении вертикальные углы составляли 4—5°.
Полученные данные соответствуют проведенным ранее исследованиям [166] и позволяют сделать

вывод, что оптимальным условием

светорассеяния отвечают СЗУ типа

жалюзи с углом поворота перьев

о/=45°. Зависимость характера светорассеяния (по величине угла светового вектора в вертикальной плоскости) от а' приводится на рис. 122.
Для психологической оценки
связи с внешним пространством по

формуле (5.15) был просчитан коэффициент транспарангности (Л!т)

при углах наклона экранирующих

элементов а' от 0° до 90°. Зависимость Кх от а' представлена на рис.

123. Из графика видно, что Кт может

варьироваться в широком диапазоне

значений от 0,96 до 0,22.
При горизонтальном положении

экранирующих элементов Кт имеет

значения 0,86—0,96, что соответствует большой транспарантности и,

следовательно, большой обозревае-

мости через светопроем (ЛТт > 0,5

и К„ >0,4). При «'=45° Kt имеет

пределы 0,34—0,58, что соответствует средней транспарантности и

обозреваемости (0,6 > Кт > 0,3) и

(0,4> Л-,, > ОД). При а'>45° Кт и

К„ не могут считаться допустимыми.
Влияние СЗУ на ультрафиолетовый режим помещений определялось путем измерений потоков

УФ радиации в диапазоне длин волн

315—400 нм, проходящей через светопроем и поступающей на открытую горизонтальную площадку. Определялось отношение количества

УФ радиации, прошедшей в помещение, к количеству радиации в условиях открытого горизонта (еуф).

Измерения проводились при открытых

и закрытых окнах при а'=0; 45:

75°.
150
--------------- page: 152 -----------
10 20 30 4
Рис. 122. Зависимость светорассеяния (е) от

угла наклона жалюзи («') у светопроема (/)

и в глубине помещения (2)
Результаты представлены в табл.

31—33 в виде средних значений коэффициентов УФ облученности (еуф)

в каждой из трех характерных точек за

пять суток измерений в каждом режиме. Анализ значений еуф показывает, что СЗУ снижает поступление

УФ радиации в помещение при открытом режиме в 15 раз, а при закры-
Таблица 31. Средние значения еуф при

суммарной УФ радиации в открытом режнле

помещения
о™

<г=о-
к'-*45’
1
0,04
0,01
0.004
0,6
2
0,02
0,004
0,002
0,14
3
0,01
0,005
0,01
Рис. 123. Зависимость транспарантности СЗУ

(Кх) от угла наклона жалюзи (а') при раз

личных защитных углах <(5)
Таблица 33. Средние значения епри сум

марной радиации в закрытом режиме поме-
0,015 0,002

0,005 0,001

0,002 —
0,003
0,015 0,007 0,46

0,02 0,01 — 0,26

0,004 — — С
том — в 20—25 раз по сравнению с

контрольным помещением.
Следует заметить, что данные

значения еуф справедливы лишь для

зоны помещения, прилегающей к

светопроему на расстоянии 1,5—2 м,

что соответствует результатам, полученным Е. П. Алексеевой £741 - Значения еуф в глубине помещения не

могут считаться достаточно корректными, так как приборы реагировали

на радиацию лишь в самом начале

шкалы.
По полученным данным можно

сделать вывод, что для помещений

СЗУ могут практически считаться

не пропускающими УФ радиацию.
Таким образом, в результате проведенных светотехнических исследований можно определить частные оп-

гимумы по следующим важнейшим

показателям светотехнической эффективности СЗУ:
а)
пускания Т4=0,35—0,7;
151
--------------- page: 153 -----------
Ф 02 ЦЗ Ц4 0,5Ц6 0.8 Кр
Рис. 124. Оптимизация эффективности СЗУ по

зрительному утомлению и нераиномерности

освещения {KJ
б)
ности освещения Kv= 0,3—0,6;
в)
вертикальной плоскости е„= 37° —

43°;
г)
ности К, - 0,4 — 0,6;
д)
утомления работающих 50—70%.
На рис. 124, 125 показана оптимизация показателей эффективности

СЗУ по неравномерности освещения,

светорассеянию и углу наклона экранирующих элементов.
Теплотехнические испытания СЗУ.

Одновременно со светотехническими

измерениями поступления в помещения солнечной радиации измерялись

при открытом и закрытом режимах

в тех же опытном и контрольном

помещениях при значениях а'=0°, 45е,

75° даойном (г. Навои) и одинарном

(Сухуми) остеклении в июле-августе.
В г. Навои СЗУ было установлено

снаружи светопроема на расстоянии

20 мм от плоскости стекла, а в г. Сухуми — 150 мм от наружной стеньг и

200 мм от стекла. Обработанные данные актинометрических измерений

позволили получить коэффициенты

пропускания солнечной радиации СЗУ

(Яр), представленные в табл. 34, 35.
Поскольку в первой половине суток прямое облучение светопроемов

152
Рис. 125. Оптимизация эффективности СЗУ по

показателям неравномерности освещения СКр),

светорассеяния (е) и углу наклона жалюзи

(o')
отсутствовало (при С—СЗ и Ю—ЮЗ

ориентации), значения до 13 ч

для г. Навои и до 12 ч для г. Сухуми

относятся к рассеянной радиации.

Остальные значения
зуют пропускание суммарной радиации. Из приведенных данных видно,

что максимальный теплозащитный

эффект СЗУ имел место после 15 ч,

т. е. в период максимального прямого

облучения светопроема. При этом су

щественное значение имел угол наклона экранирующих элементов а'.

При и'—45° проникающий в помещение

поток радиации уменьшается более чем

в два раза по сравнению с п'=0° и в

четыре раза при а'=»75°. Зависимость

Кц от угла наклона а' представлена

на рис. 126-
Полученные данные показывают,

что наличие воздушной прослойки

между СЗУ и фасадом здания снижает проходящий в помещение поток

солнечной радиации в два раза по

сравнению с СЗУ, расположенными

непосредственно на остеклении (рис.

126, а, кривые 1 и 3).
Замеры параметров температурного режима опытных и контрольных

помещений проведены для двух режимов: при круглосуточном проветривании и закрытых окнах (А и Б на

рис. 126, б).
С помощью термодатчиков изме-
--------------- page: 154 -----------
Рис. 126. Зависимости пропускания (в| солнечной радиации (К») и амплитуды колебании температуры воздуха в помещении (б) or угла наклона жалюзи (и') ари открытом (^4) и закрытом
(В)
Таблица 34. Коэффициенты пропускания СЗУ солнечной радиации (г. Навои)
Угол Ва-
Часы сушк
Среднее
10
.2
13
|4 1
.5
1*
17
O'’
45°
0,5
0,6
0.42
0,44
0,37
0,37
0,33
0.20
0,23
0,16
0,35
0,16
0,42
0,16
0,35
0,16
0,42
0,44
Таблица 35. Коэффициенты пропускания СЗУ солнечной радиаций (г. Сухуми)
Угол га-
Часы сут.*
Сргдме
12
.3

15
16
п
o''
45°
75"
0,18
0,1
0,07
0,16
0,09
0,06
0,18
0,1
0,07
0,22
0,i2
0,07
0,27
0,15
0,08
0,24
0,14
0,08
0.20
0,13
0,08
0,21
0,12
0,07
0.27
0,15
0,08
рядись температуры наружного и

внутреннего воздуха, элементов СЗУ

и поверхностей наружных и внутренних ограждений. Полученные результаты в виде графиков хода температур наружного воздуха, воздуха в

опытном и контрольном помещениях

представлены на рис. 127.
В табл 36 и 37 дана более подробная информация о температурном

режиме помещений в виде значений

среднесуточных температур, максимальных ее значений и амплитуд колебаний.
В г. Навои активный режим проветривания в течение первых суток

выравнивал температурный режим

помещений, поэтому среднесуточные
значения и амплитуды колебаний

температур в опытном и контрольном

помещениях практически почти равны.
При закрытом режиме в опытных

помещениях с СЗУ амплитуда колебаний и максимальная температура

воздуха значительно ниже, чем в

контрольном помещении. Среднесуточная температура отмечается незначительно, причем в контрольном

она оказалась меньшей.
В г. Сухуми в контрольном помещении при открытом режиме воздухообмен значительно выше, а при закрытом режиме из-за большого ветрового напора (2,5 м/с) и плохой

герметизации окна средние суточные

температуры внутреннего воздуха
--------------- page: 155 -----------
наружного воздуха (/к)
Па„
rS
II «.утки.
111 сутки.
Наружный воздух
С"
42,8
42,2
43,1
с
32,2
32
33,2
10,1
8,2
10,6
Опытное помещение с СЗУ
38,4
37,4
36,8
t"?
32,6
32,8
35,1
А,ь
6,4
3,6
2,2
Контрольное помещение
/Г*
38,<>
38
38,4
32,7
32,9
34,6
А.ъ
6.6
5.7
4
Примечание. А,,,=0,5 *").
Таблица 37. Температурный режим помещений в г. Сухуми
[аружныи воздух
Опытное помещение и'=0”
Опытное помещение сс, -451
Контрольное помещение
27,2
23,6
25.3
23.3

1,9
26,9
23,6
154
--------------- page: 156 -----------
темпера гуры ипдуха (Кл,) от пропускания

солнечной радиации (Кр) при открытом (Л)

и закрытом < Б) режимах
*«“К/Р& К^=Л1„„/&/„; Ке—с—0,06—0,2Х

<(0,1—0,3); #Л=3—9,5.
практически совпадают с наружным

температурным режимом.
Наиболее ярко теплозащитный

эффект СЗУ проявился в амплитудах

колебаний температуры воздуха в

помещениях.
Таким образом, в результате теплотехнических исследований эффективности СЗУ можно определить их

частные оптимумы по двум важнейшим критериям:
а)
солнечной радиации /Ср=0,0б—0,2;
б)
колебания температуры воздуха в

помещении Аи<—Ъ—9,5-
Взаимозависимость этих показателей представлена на рис. 128.
Аэрацжжшые испытания СЗУ.

Аэрационный режим тех же помещений с СЗУ на светопроемах было

предложено оценивать цвумя критериями: коэффициентом продуваемости

СЗУ (Л-,,) и коэффициентом неравномерности поля скорости движения

воздуха в помещении (/£,.).
Определение влияния геометрии

СЗУ на его коэффициент продуваемости (Л-,,) удобнее всего было произвести в лабораторных условиях на гидравлическом лотке, так как конструкция

СЗУ допускает двухмерность процесса
ее обтекания воздухом. Необходимо

было лишь для соблюдения условий

подобия натуре по числу Рейнольдса

(Ле) выдержать подобие геометрических размеров модели.
В процессе эксперимента варьировались защитный угол (J3), угол наклона экранирующих элементов («'), угол

атаки Q' и ветрозащитный угол у0

(рис. 129). Последний связан с ч' и

Q' следующим соотношением:
Vo=б/+а'—90°.
Для исследований было принято 27

вариантов: для трех значений р (60е,

30°, 15°), трех значений а' (0°, 45°,

75°) и трех значений Q' (45°, 90°,

135°).
По многочисленным фотографиям

картин поля скоростей, образующихся

при обтекании потоком воды моделей

СЗУ, было определено, что характер

обтекания существенно зависит от

всех параметров, особенно от а' и у0.

По полученным данным определены

локальные значения относительных

скоростей, т. е. значения К„ по формуле (5.29.).
Анализ полученных результатов

позволил сделать вывод, что при комплексном подходе к изучению СЗУ

допустимо с позиций аэродинамики

варьировать определяющие углы р, of

и у0 в достаточно широких пределах

в соответствии со светотехническими

и теплотехническими требованиями,

так как даже на небольшом удалении

155
--------------- page: 157 -----------
/
8120’
У
/
/
/
е«5"
/
/
/
/
в so"
/
/
/
/
/
/
/
В 75
/
060"
/.
1
0.2 0,3 0,4 Q5Q6Q.7 Q9Kn
Рис. 130. Зависимость вегрозащити {у') от

угла наклона жалюзи (а')
от СЗУ скорость движения воздуха в

помещении устанавливается в нормируемых по комфортности пределах (от
0,25 до 0,75 м/с при скорости набегающего потока 1 м/с и а'=45°). На

рис. 130 и 131 показаны взаимозависимости К„ от yQ и у© от а-
Влияние СЗУ на характер распределения скорости и температуры воздуха в помещении можно определить

только в натурных условиях. Так же

как светотехнические и теплотехнические испытания, аэрационные исследования СЗУ проводились в тех же

условиях и помещениях. Измерялись

взаимозависящие температуры и скорости движения воздуха в опытном

(с СЗУ) и контрольном помещениях.
Анализ полученных результатов

измерений показывает, что влияние

СЗУ на микроклимат помещений выражается, прежде всего, в уменьшении

температуры и скорости движения воздуха. При этом температурное поле

в помещении с СЗУ отличается большей равномерностью и плавным понижением температуры в направлении от

окна к двери, а скорость движения

воздуха падает в среднем в 1,5—2 раза.
Общее понижение температуры в

помещении за счет СЗУ составило 1—

1,5° С в 11—13 ч. Особенно эффективным оказалось применение СЗУ

с проветриванием в период максимального перегрева: разность темпе-

156
Рис. 131. Зависимость продуваемости (ЛГ„) от

ветрозащиты (у')
ратур в сходственных точках достигла

5° С. Однако влияние СЗУ на абсолютную величину температуры в помещении наиболее ярко проявлялось при

закрытом режиме: температура снижалась на 2—3,5" С. При закрытой двери

СЗУ резко ухудшают условия воздухообмена по сравнению с контрольным

помещением при любом угле наклона

экранирующих элементов.
Таким образом, на аэрационныи

режим помещений наиболее существенное влияние оказывают следующие факторы: при открытой двери —

угол наклона экранирующих элементов а'; при закрытой — наличие солн-

цезащиты как таковой.
Для выявления взаимосвязей

основных критериев оценки аэрацион-

ной эффективности СЗУ по результатам исследований построены графики

их зависимостей.
На рис. 132 приводится зависимость коэффициента неравномерности

поля скорости от угла наклона

экранирующих элементов а'. Кривые

А и Б соответствуют различному конструктивному решению СЗУ. На графике видно, что поле скорости движения воздуха в помещении отличается

значительной равномерностью при

расположении СЗУ непосредственно

на светопроеме. Характер хода крнаых

обусловлен геометрией помещения: соответствие минимального значения
--------------- page: 158 -----------
10 20 30 40 50 ED 70 9D«
Рис. 132. Зависимость неравномерности поля

скорости вочдуха (KJ от угла наклона жалюзи
/С,.=0,17 величине угла сг'=30—40°

имеет место при расположении окна и

двери в противолежащих стенах. Более подробное изложение результатов

исследований приводится в [ 153J.
Зависимость коэффициента продуваемости Кв от угла наклона экранирующих элементов а' показана на

рис. 133.
Таким образом, все важнейшие

функционвльиые показатели СЗУ

(светотехнические, теплотехнические

и аэрационные) сведены во взаимосвязь по общему основанию функции

o'. Эти частные взаимосвязи были

обобщены и представлены в виде комплексной номограммы на рис. 134. Эта

номограмма позволяет определить общие границы сходимости основных

параметров и выявить зоны комфортных их сочетаний при различном конструктивном решении СЗУ, открытом

и закрытом режимах помещений и

различных видах остекления.
По номограмме можно определить

следующие оптимальные пределы значений основных показателей СЗУ, которые будут обеспечнаать наиболее

комфортные световую среду и микроклимат в помещениях:
а'= 30°—40° /С, - 0,3- 0,6

ёл=Ж—40
АГ—0,3 0,6
I,
Натурные исследования, проведенные автором совместно с гигиенистами
(М. А. Шарова, В. И. Белявская), показали, что наилучшие показатели

светового режима и микроклимата в

помещениях, а также нормальные фи

зиологические реакции и высокие показатели производительности труда у

работающих отмечены при применении регулируемых СЗУ (особенно при

подъемно-поворотных жалюзи).
Предложенный метод комплексной

оценки функциональных показателей

СЗУ может быть использован при

разработке солнцезащиты и для прогнозирования характера среды в помещениях, а методика испытаний СЗУ —

для оценки качества изделий на заво-

дах-изготовителях.
5.3.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Негативное отношение к солнце-

защите как фактору, удорожающему

строительство, объясняется, в основном, отсутствием соответствующих

методических разработок по оценке

экономической эффективности СЗС.
Экономическую эффектианость

СЗС целесообразно определять по

минимуму приведенных затрат и повышению производительности труда в

помещениях с солнцезащитой. Методика этих расчетов была разработана

в НИИСФе и МАРКИ.
Применение СЗС увеличивает еди-
157
--------------- page: 159 -----------
повременную стоимость сооружения

(рис. 135). Однако, как показали

исследования [63], реальная стоимость борьбы с тепловым и световым

дискомфортом в помещениях современных зданий настолько велика,

что применение рациональных СЗС

окупается за счет снижения эксплуатационных расходов на вентиляцию

и искусственное охлаждение воздуха,

158
труда
и качества продукции.
Исследования [144] показали, что

установка СЗУ на светопроемах

способствует снижению зрительного

утомления, повышению производительности труда и качества продукции

как в южных, так и в центральных

светоклиматических районах. В производственных зданиях, где производят
--------------- page: 160 -----------
ся точные зрительные работы, СЗС

позволяют снизить зрительное утомление на 30—50%, повысить производительность труда на 5—10%, снизить процент брака продукции на

20—40%.
Экономическая оценка эффективности применения СЗС производилась

на основании сопостаалений приведенных затрат на естественное освещение зданий с солнцезащитой и

без нее.
Приведенные затраты на свето-

проем (£сп) представляют собой сумму себестоимости возведеиия конструкций и текущих эксплуатационных

расходов, приведенных к размерности

единовременных затрат в соответствии

с нормативным коэффициентом эффективности
£^,=Сс11£;+йс.,
|де Ссп — единоиременные затраты (себестоимость строительно-монтажных работ) на

устройство светопроема. сопряженных конструкций, систем вентиляции и кондиционирования, зависящих от вида светопроема (р/мг

светопроема); — нормативный коэффициент

эффективности капитальных вложений (0,12);

ема и сопряженных угтрои<ггв за срок их

службы (р/м* светопроема).
При оценке эффективности применения солнцезащитных средств рассматривались пять вариантов технических решений:
I
ным побуждением, све-

топроем обеспечен наружными ставиями-жа-

люзи с деревянными

пластинами под углом

45°;
II
вентиляция с механическим побуждением,

светопроемы не оборудованы каким-либо

СЗС,
Ш вариант — приточная и вытяжная

вентиляция с механическим побуждением,

светопроем обеспечены

внешними ставнями-
жалюзи, как в варианте I;
IV
снабжение, светопроемы не оборудованы какими-либо СЗС;
V вариант — центральное холодо-

снабжение, светопроемы обеспечены наружными ставнями-жалюзи,

как в варианте L
Тип оконного блока во всех вариантах принимался одинаковым, поэтому затраты на него в расчетах не

учитывались. В качестве дополнительного средства защиты от солнечной

радиации во всех вариантах приняты

внутренние шторы из светлой ткани.
Исходные данные принимались в

соответствии с «Рекомендациями по

технико-экономической опенке солнцезащитных средств»:
1.
кент, 42° с. ш.
2.
ные спаренные переплеты с 3-мм стеклом.
3.
ство наружных жалюзи составили
13
ния, необходимого для удаления

теплопоступлений от поступающей

через светопроемы солнечной радиации без солнцезащиты,—28,17 р/м2 и

с солнцезащитными средствами —

2,82 р/м2.
При обеспечении зданий кондиционерами и центральным холодо-

снабжением капитальные затраты

на установку кондиционеров, холодильных машин и оборудование помещений для их размещения составили:

без солнцезащиты — 88,87 р/м2 и с

солнцезащитными средствами —

8,39 р/м2.
Эксплуатационные расходы на

амортизацию и текущий ремонт наружной солнцезащиты составили

0,6 7 р/м2; на электроэнергию, обслуживание, амортизацию и текущий ремонт вентиляционных систем без

солнцезащиты — 3,65 р/м2 и с солнцезащитными средствами — 0.37 р/м2
*5!»
--------------- page: 161 -----------
РАНГУН. УЧЕННЫЙ КОРПУС
II
--------------- page: 162 -----------
Аналогично эксплуатационные

расходы при обеспечении зданий системами охлаждения воздуха составили

без солнцезащиты—5,82 р/м2 и с

наружной еолнцезащитой — 3,09 р/м2.
Результаты расчетов приведенных

затрат на различные варианты регулирования микроклимата в помещениях

приведены в табл. 38.
Если учесть, что в целом по стране

ежегодно вводится в эксплуатацию

около 200 млн. м" рабочей площади

[20], для 10% которой требуется

солнцезащита, то средний экономический эффект составит:
Э =
6945000 р.
Т а б лица 38. Расчет приведенных затрат по различным вариантам солнцезащитных средств, р/м'
В варианте 2 вентиляция не может

удалить избытки тепловой солнечной

радиации за счет забора внешнего

воздуха в жаркий период с температурой, превышающей допустимую.
Таким образом, годовой экономический эффект по приведенным затратам при устройстве наружных жалюзи

в здании с рабочей площадью

5'= ДО0 тыс. м2 составляет (при 10%

площади остекления, половина которой требует солнцезащиты):
а)
Э= (£„—£'„) 5 -0,1-0,5= (7,45—ЗЛО'<
X100 000-0,1 •0,5 = 20 750 р.;
б)
жении
Э 1 —
—6,73) -100 СЮО-ОД-О.5 = 48 700 р.
Ести же к этому эффекту добавить

производственную эффективность

солнцезащиты (повышение производительности труда, улучшение качества

продукции и снижение производственного брака), то затраты, связанные с

ее промышленным производством,

окажутся оправданными.
Итак, со всех точек зрения (гигиенической, функциональной, эстетической и экономической) солнце-

защита — неотъемлемый и эффективный элемент архитектуры, поэтому

создание отечественной промышленности по массовому выпуску рациональных солнцезащитных средств следует признать неотложным народнохозяйственным мероприятием.
Рис. 135. Доля затрат на солнцезащитные устройства в составе общестроительных работ
5— окна и двери, 6 — деревниные «онструнцкнГ 7 - ме-гкихические коиорукции, 8 — полы; "v — кровля? IV —’отделочные’

работы )! др.
--------------- page: 163 -----------
Глааа 6

Гелиоклиматическое зонирование территории СССР
6.1.
ПО РЕСУРСАМ ИНСОЛЯЦИИ
В действующем типологическом

районировании территории СССР [3],

по мнению К, А. Биркая «...местности,

расположенные в различных географических широтах получают одинаковые оценки и поэтому требования к

проектированию зданий в них оказываются одинаковыми. Это означает,

что фактически отождествляются или

приравниваются друг к другу климатические условия, не имеющие ничего

общего» ]84].
В самом деле, если посмотреть на

эту карту (рис. 136), то из нее следует, что архитектура может быть одинаковой в Москве, Карелии, Молдавии, горных районах Киргизии и

Таджикистана, в Закавказье (если не

учитывать национальные и стилевые

традиции). Технический прогресс и

индустриализация строительства могут

видоизменять исторически сложившиеся формы, одиако не до такой

степени, когда невозможно определить

климатическую принадлежность сооружений.
Карта климатического районирования СССР, составленная М. М Буды-

ко (рис. 137), более диффаренциро-

ванно отображает общеклиматические

различия и близка к предложениям

К. А. Биркая (рис. 138). Однако и

эти примеры имеют один существенный недостаток: они построены без

учета специфического и ярко ныра-

женного распределения ресурсов солнечной радиации и поэтому не могут

быть использованы для зонирования

территории с целью учета в строительстве требований обеспечения инсоляции и солнцезащнты застройки.
Зонирование территорий по факторам инсоляции и солнцезащнты имеет,

по нашему мнению, определяющее

значение для типологии строительства.
так как имеино эти факторы как

никакие другие определяют функциональные и эстетические качества

архитектуры (выбор сетки улиц, разрывы между зданиями, этажность,

замкнутость пространства, размеры

светопрнемов, ориентация и планировка здания, пластика, цвет, комфортность среды и экономичность

проектов).
Известное стремление к единому

климатическому районированию для

строительства нецелесообразно. К сожалению, сделав правильный шаг к

оценке этой проблемы, К. А, Биркая

возвращается к прежней идее отображения комплексной характеристики

климата широтных зон на одной

карте.
Если каждый климатический фак

тор или их некоторые сочетания

будут корректно учитываться при решении соответствующих архитектурных или инженерно-технических задач

(как это частично имеет место, например, при расчетах систем отопления

и вентиляции, теплоустойчивости ограждающих конструкций, естественного освещения, аэрации и т. п.) с помощью частных систем районирования

соответствующего климатического

фактора или родственного сочетания

близких по физической сущности

факторов (как это тоже частично

имеет место в практике нормирования и проектирования, например,

карты светоклиматического районирования, влажностных режимов, границ

применения одинарного, двойного и

тройного остекления и т. д.), то отпадает искусственная комплексация этих

данных в единой карте. Поэтому

главный вопрос — это для чего осуществляется то или иное районирование.

Например, районирование в главе

СНиП II-JI.-71* «Жилые здания»

проведено в основном для решения

некоторых типологических вопросов
162
--------------- page: 165 -----------
жилища и учитывает лишь температурный и частично ветровой и влажностный режимы. При этом данные

о последних не несут почти никакой

информации для проектирования.

Теплотехники и специалисты по отоплению и вентиляции предусматривают

свое районирование по этим факторам.

И вовсе не могут быть оценены по

этой карте многопараметрические условия инсоляции и солнцезащиты,

определяемые ультрафиолетовой, видимой и тепловой солнечной радиацией.
Отсутствие последней в системе

типологического районирования составляет основной ее недостаток

и является причиной противо|>ечий,

отмечаемых в той же работе

К. А. Биркая 184].
В этой работе заложены прогрессивные элементы комплексного подхода к климатическому районированию,

для которого ее автор подчеркивает определяющее значение солнечной радиации. Однако механическое объединение в одной карте (см. рис. 138) различных и, в то же время, далеко не

всех параметров климата убеждает в

нецелесообразности такого решения.

Комплексные климатические характеристики, приводимые в развитие карты, носят случайный характер: температура для всей территории СССР

приводится только для июля, суммарная радиация в Вт/м1 представлена

значениями от 76 до 108, радиационный баланс — от 20 до 48, УФ-ради-

ация — общими фразами, инсоляция — словами о связи с «линиями

теней», вместо КЕО указвн светоклиматический коэффициент «ил», а циркуляция атмосферы представлена «северной», «центральной» и «южной».

Такие характеристики климатических

зон нашей страны, к сожвлению, трудно использовать при архитектурном

проектировании.
Следует отметить также, как шаг

назад, упрощенное распределение всех

климатических характеристик только

по широтам. Такое зонирование не

позволит учесть ни ярко выраженную

специфику климата в меридиональном
164
--------------- page: 166 -----------
60
Рис, 139, Зоны ресурсов УФ радиации на территории СССР (по В. А. Белинскому)
направлении, ни реальные условия

облачности, ии вид подстилающих

поверхностей.
Разделение территории, как и прежде,

на четыре зоны вызвало затруднение с

названием этих зон. По общепринятой

географической классификации для

нашей страны удобнее иметь пять зон,

соответствующих в основном: лесотундра — I зона солнечного дефицита,

леса и тайга — II зона умеренного

солнечного дефицита, лесостепь — III

зона комфорта, степи — IV зона

умеренного солнечного переоблучения и цустыня — V зона гиперинсоляции:. Такое число зон и их названия отвечают также светоклиматическому зонироввнвю и современным

результатам исследований [5], [114].

Эта классификация сопоставима с

районированием, предложенным

В. А. Белинским (рис. 139).
Как и везде, горные районы выделяются в самостоятельную категорию.

В работе К. А. Биркая обойден вопрос

о дальнейшем совершенствовании

типологического районирования.
В этих предложениях районирование

территории СССР для проектирования

жилища (которым, кстати, в настоящее время пользуются прн проектировании зданий любого назначения, так

как иного типологического районирования не существует) выгодно отличается от действующего тем, что отмеченный в начале этой главы основной

недостаток в нем заметно восполнен.
В новой карте климатических районов учитывается характер светового

климата местности. Однако специфика

распределения ресурсов солнечной радиации и в этих предложениях еще

не выявлена.
Итак, важным и общим фактором

для строительно-климатического зонирования является солнечная радиация, которая определяет все другие

параметры климата. Не случайно поэтому ряд отечественных и зарубежных

ученых выделяет этот фактор в качестве главного критерия для зонирования территории [33, 64, 183, 1861

(рис. 140—142).
Однако до последнего времени ие
165
--------------- page: 167 -----------
Рис. 140. Районирование территории США по процентному распределению солнечной радиации
было работ по учету для этих целей

ультрафиолетовой радиации солнца,

которая, как показали работы; советских и зарубежных ученых,— важнейшая для существования всего живого на земле. Недостаточность

ультрафиолета для человека приводит

к развитию патологических явлений,

названных «световым голоданием организма» или «ультрафиолетовой недостаточностью» [62, 70]. Эта «недостаточность» проявляется прежде

всего в форме авитамниоза, который

сопровождается нарушением фосфорно-кальциевого обмена и процессом

обызвествлении костной ткани (рахитом). Наблюдается также ослабление

защитных сил организма, его предрасположенность ко многим заболеваниям. С другой стороны, УФ-переоб-

лученность также приводит к тяжелым

последствиям.
Часто приходится встречаться с

утверждениями, что в северных

районах интенсивность УФ-радиации

велика, вследствие высокой прозрачности атмосферы [3]. Но суммарная

УФ-радиация мало зависит от нее,

особенно биологически активная область В (л<Г320 нм), которая поглощается озоном. Прямая УФ-радиация

этой области даже летом появляется
лишь через час после восхода

солнца, а на севере — через 2—3 ч;

биологически активная радиация появляется позднее. В. А. Белинский

отмечает еще один, по его словам,

предрассудок, бытующий среди врачей,

которые утверждают, что утром и

вечером много естественной УФ-радиации. Это противоречит данным измерений и расчетов. Наибольшие

потери УФ-радиации связаны с облачностью. Даже в дни с переменной

облачностью (3—7 баллов) потери

прямой УФ-радиации составляют

50%, а суммарной — 20%, при облачности 8—10 баллов — соответственно

90 и 40%, а в пасмурные дни — даже

от суммарной остается лишь 35%.
В другой работе того же автора

[36] высказывается мысль, что для

оценки распределения УФ-радиации

по территории страны удобно пользоваться эффективной единицей измерения, выраженной в эрах (эр) подобно люксам (лк) в оценке освещенности '.
Это послужило В. А. Белинскому
1 эр представляет излучение в один Ватт

монохроматического потока с длиной волны

2У7 им, характеризуемое максимальной эритемой.
166
--------------- page: 168 -----------
Рис. 141 Районирование территории Великобритании по распределению прихода солнечном

радиации в Вт/м3 и в МДж/м за гоа
основой построения радиационной модели атмосферы, по которой рассчитаны значения эритемной радиации

областей В, А и В+А и с помощью

данных актинометрической сети метеостанций рассчитаны прямая, рассеяния и суммарная радиации цля

100 пунктов СССР. На основании

проведенных расчетов были построены

карты распределения суточных, месячных и годовых сумм эритемной

радиации на территории страны [32].
Однако нвс интересуют больше

годовые и сезонные суммы радиации,

так как они соответствуют естественным биологическим ритмам жизни на

земле и резким различиям состояния

облачности и подстилающих поверхностей по сезонам года. Летом вль-

бедо большинства земных поверхностей в УФ-области составляет 2—3%,

а в интетрвльном потоке 20—40%,

И лишь зимой снег практически
Рис. 142 Районирование территории Швеции

га. распределению продолжительности солнечного сияния за гид в часах
одинаково отражает видимую УФ-об-

ласть спектра (80—90%), что хорошо

известно полярникам и альпинистам,

вследствие интенсивной эритемы,

образующейся на нижней части подбородка, и по болезни глаз («снежной

слепоты»).
Годовые суммы нас интересуют

еще по одной причине, имеющей, пожалуй, наибольшее значение для зонирования территорий: даже в пределах южных районов подстилающие

поверхности настолько резко меняют

свою способность отражения солнечной радиации (например, в пустынях

Средней Азии и влажных субтропиках Закавказья), что простое широтное зонирование, предложенное

В. А, Белинским (см. рис. 139),

не может удовлетворить строителей.

В этом смысле мы считаем необходимым уточнить районироввние с

помощью данных о вероятности
167
--------------- page: 169 -----------
солнечного сияния по многолетним

данным гидрометеослужбы.
Важно, определить, что же является решающим для обеспечения

высокого качества строительства в

каждой климатической зоне, в табл.

39 мы попытались привести определения по основным показателям качества строительства и те категории,

которые для данной климатической

зоны действительно являются решающими. Все эти категории взаимосвязаны и зависят от солнечной радиации. Такой подход должен обусловить зонирование территорий по

каждому климатическому фактору.

Три зоны в таблице выбраны для

более четкого выявления основных

различий.
но развиваться по пути своеобразного

атласа карт, число которых определится в дальнейшем конкретными

потребностями проектирования и нормирования в строительстве.
В рассматриваемом оптическом

спектре солнечной радиации представляют интерес следующие ее параметры:
а)
годовая биологическая эффективная

радиация, которая в первом приближении может быть выражена в

Вт/см2, так как в этих единицах

имеются данные гидрометеослужбы с

учетом облачности;1
б)
ции — продолжительность периодов с

температурой наружного воздуха
Таблица 39. Основные показатели качества архитектуры и различных климатических зонах
голнечетгодефичита
комфорта

Комфортность среды
Обеспечение инсоляции в течение светлого времени года, хла-

до-, влаго-, ветро-,

снего- и светозащнта
Обеспечение инсоляции в течение 10 месяцев, хладо- и вла-

гозащита
Обеспечение инсоляции в течение б месяцев

Тепло- н влагозащита
Надежность конструкций и

материалов
Благо- и хладостин-
Влагостойкость
Тепло- и светосгой-
Выразительность пространства и форм и специфика архитектурного образа
Восполнение дефицита ♦солнечное ги»
Пластика лены
Пластика светопрое-
Экономичность проектных
Теплопогери и плотПлотность застройки
Плотность вастройки.
ность застройки
и тсплопотери
ее самозатепяемость

и использование инсоляции для обогрева

зданий
Таким образом, можно сделать вывод о том, что не следует стремиться к единому климатическому зонированию, снабдив его максимальным

количеством природных факторов.

Комплексный подход не означает

просто суммацию этих факторов. Поэтому зонирование должно быть дифференцировано в зависимости от конкретной цели картниы распределения

климатического фактора и ее использования в строительстве.
В целом, архитектурно-климатическое зонирование территорий долж-
/„^21° С за год:
в)
ти и выбора размеров светопроемов —

средняя вероятность солнечного сияния за период светового дефицита

с октября по март.
Для зонирования территорий по

природным ресурсам инсоляции и потребностям архитектуры в солнцезащитных средствах также предложена
В дальнейшем ли единицы приводящем в

мегаджо>лях (МДж/м') в соответствии с

международной системой единиц.
168
--------------- page: 170 -----------
60
Рис. 143. Зонирование территории СССР по реальным ресурсам годовой суммарной солнечном

ранпаиии в МДж/год ivr для нормирования инсоляции
пятизонная система, которая оказалась вполне удовлетворительной для

этих целей. Она согласуется со светоклиматическим зонированием, уточняет (при учете облачности) зонирование по УФ-радиации, отвечает

температурно-влажностным показа-

телям климата и способствует архитектурно-типологическому различию

проектных решений в соответствии

с опытом строительства.
На рис. 143 показано зонирование

территории СССР по реальным ресурсам годовой суммарной солнечной

радиации в Вт/см2 и в МДж/мг для

дифференциации требований по инсоляции, основанных в этой работе на

годовых количествах биологически

эффективной радиации, поступающей

в застройку. Совмещать это зонирование с какой-либо другой картой

нецелесообразно. Материвлом для этого зонирования послужили многолетние данные гидрометслужбы [26].

Сравненне зонирования с картой
В.
ципиальную сходимость.
Выявленное для всех географических районов среднегодовое коли-

чество биологически эффективной солнечной радиации может быть обеспечено в зоне относительного комфорта

(Ш зона). В экстремальных районах

(I и V зоны) существуют объективные

причины для различного подхода к

обеспечению инсоляции застройки.
На севере, несмотря на более низкие поступления солнечной радиации в

застройку, обеспечить этот минимум

невозможно при реальных разрывах

между зданиями. Это было учтено

в СН 1180-74, но учтено механически (расчетный период был перенесен с марта — сентября на апрель — август). Это привело к тому,

что на широте Ленинграда (60° с. ш.)

и выше разрывы между зданиями стали недопустимо малы (до 1,2 Н), а

продолжительность нисоляции жилища при широтной ориентадни была

сведена к нулю.
Расчеты показали, что если в этой

зоне к выявленному углу наклона

расчетной плоскости секторов инсоля-

169
--------------- page: 171 -----------
ции (G) применить коэффициент

К =1,1, то это обеспечит большие

разрывы между здвниями и увеличит

поступления солнечной радиации примерно на 20—30% по сравнению с

действующими санитарными нормами.
На юге, наоборот, нет необходимости требовать обеспечения нормируемых СН J180-74 разрывов между

зданиями в связи с резко выраженными условиями гиперинсоляции и

УФ-переоблучения. Поэтому в этих

зонах целесообразно применять

коэффициент К= 1,2.
6.2.
ТЕРРИТОРИИ СССР

ПО ПОТРЕБНОСТЯМ

В СОЛНЦЕЗАШИТЕ
Исходя из главного назначения

СЗС установлено, что в соответствии

с теплотехническими нормами [61

необходимость в защите от перегрева

возникает при продолжительности периода с температурой наружного

воздуха *,,^21° С за год более 20 дней

(рис. 144).
Анализ многолетних данных по

этому показателю [26 J позволил выделить первую зону (по территории

более половины всей страны), где

средства защиты от перегрева применять нет необходимости. Это положение имеет большое экономическое

и архитектурно-художественное значение.
В современной практике проектирования и строительства заметно

проявляется тенденция к повсеместному применению наружных солнцезащитных устройств (СЗУ), предназначенных для борьбы с перегревом.

Этот наиболее дорогой вид солнце-

защиты является элементом, характерным для архитектуры южных

районов, где они оправданы в функциональном, эстетическом и экономя

ческом отношении. Применение же их

в таких городах, как Москва, Ленинград и т. п., а тем более, в Заполярье

бессмысленно. Затраты на солнцеза-

щиту объектов, построенных по проектам автора в тропических районах,
где они объективно необходимы,

доходят до 4% всей стоимости строительства.
Одной из основных причин бесполезного применения наружной солнце-

защиты в тех районах, где она не

требуется, является отсутствие в

СНиПе соответствующего строительно-климатического районирования.

С другой стороны, в северной климатической зоне, как показали исследования, проведенные в г. Норильске,

существует необходимость защиты от

светового дискомфорта и чем севернее,

тем эта необходимость возрастает

в соответствии с удлинением светлого

периода суток, доходящего до 24 ч., и

слепящим действием солнечных лучей, глубоко проникающих в помещения. Поэтому здесь первостепенное

значение приобретает светозащита

(светорегулируемые светозащитные

устройства, перераспределяющие световой поток в глубину помещений).

Однако светозащита выполняется только с внутренней стороны светопроема,

что делает ее нвнболее простой и дешевой.
Вторая зона выделяет районы,

где указвнный теплый период продолжается 20—40 дней в году. Практика

строительства и эксплуатации чданий

свидетельствует, что при таком режиме возникает необходимость зашиты

от перегрева в помещениях, функционирующих в этот период. На карте

не случайно к этой зоне отнесен

район, включающий Якутск. В школах

этого города отмечается систематический перегрев учащихся в теплый

период года.
В Москве (расположенной в этой

же зоне) проведены комплексные

исследования светового и теплового

режимов, в здании института Гидропроект [1251- Как уже отмечалось

в последние десятилетия в строительстве вновь возродилась так называемая «стек ломани я», которая распространилась на здания любого

назначения, даже с малой площадью

и глубиной помещений (4—5 м). Не

говоря уже о явно неэкономичном

плвнировочном и конструктивном ре170
--------------- page: 172 -----------
60 80 100 120

Рис. 144. Зонирование геррпторки СССР для выбора солнцезащитных средств пи продолжитесь

ности периода с температурой иаружниго воздуха t~--7.V С за год

/ — 20 дней; 2 — 20 -40 дней; 3 — 41—60 дней; 4 — 61—100 пней; 5 — 100 ааей
шении таких здвний, можно констатировать, что в них наблюдается резкий

тепловой и световой дискомфорт —

перегрев и слепимость летом и еще

большая слепимость и переохлаждение зимой за счет больших тепло-

потерь. Если же такие здания оборудованы системами кондиционирования

воздуха или радиационного охлаждения (отопления), то они работают

с большой перегрузкой, при которой

резко возрастают эксплуатационные

расходы [63, 221J.
Чрезмерные площади остекления

не только не обеспечивают световой

комфорт, но, напротив, ствновятся

источником дискомфортного распределения яркости в поле зрения даже

при ориентации светопроема на северные азимуты. При значительных

секторах обозрения из интерьера

внешней среды в поле зрения попадают большие участки небосвода и

освещенные солнцем фасады зданий,

производящие слепящее действие.
Неоправданное увеличение свето-
проемов, кроме вреда, ничего не дает:

на освещенности рабочих мест это не

сказывается, ибо нижняя часть светопроема характеризуется минимальной

светоактивностью (закон проекции

телесного угла), зато вблизи окон

это создает дополнительный источник

дискомфорта.
По условиям ориентации здания

Гидропроекта конструкторские бюро

располагаются со всех четырех сторон

горизонта. В табл 40 показана продолжительность инсоляции помещений

и глубина проникновения солнечных

лучей на уровне рабочих поверхностей. В табл. 41 показано распределение освещенности и яркости основных

поверхностей в поле зрения работающих, многократно измеренных люксметром Ю-16 и яркомером ЯКЛ-1 при

редких облаках на 23 и 25 этажах

(усредненные значения).
Важно отметить, что в помещениях

Гидропроекта с почти сплошным

остеклением двух стен проектировщики даже летом, в полдень, при ясном
171
--------------- page: 173 -----------
Таблица 40. Условия инсоляции помещений в здании Гидропроекта
ВЮВ
ююз
зез
ссв
С восхода до

14 ч 10 мин

С восхода до
С 14Дч 10 мин4

до захода солнца
Таблица 4L Показатели светового режима в помещениях здания Гидропроекта
Н^о^ие^ер»*.™,
Освещенных, г ь П.
Яркость. кД /о*
Контр,,
Калька на ватмане в солнечном блике
2800
6530
0.95
То же, в глубине помещения
1250
290
0,79
Боковая стена (середина, на высоте
1445
300
0,89
1,5 м)
Стаи против окна (середина, на вист,тс
1608
320

1,5 м)
Окно
4400

небе работают при включенном искусственном освещении (искусственный

свет сближает дискомфортный разрыв

между уровнями яркостей светопрое-

мов и основных поверхностей интерьера). Это явление автору приходилось

наблюдать и во многих других зданиях (даже в Средней Азии).
При зашторивании светопроемов

качество световой среды относительно

улучшается, однако яркость штор из

тонкой белой ткани, освещенных солнцем, остается чрезмерно высокой (до

2500 кД/м2). Шторы, установленные

с внутренней стороны остекления,

малоэффективны в теплотехническом

отношении.
В даииой (II) климатической зоне

целесообразно применять межстекол fa-

ные или внутренние СЗУ при интенсивной вентиляции с необходимой

кратностью воздухообмена (более 3).

Необходимость защиты от перегрева

в подобных климатических районах

отмечается также и зарубежными

учеными [191].
Выделенные на карте (см. рис.

145) III, IV и V зоны разграничены
по тому же критерию. Причем надо

отметить, что наиболее экстремальная

V зона совпадает с гипертермической

зоной по Ю. И. Кацнельсону [114].
Таким образом, требования по

ограничению перегрева и слепимости

от инсоляции распространяются на

II—V климатические зоны, а требования по защите только от слепящего

действия солнца — на I климатическую зону.
Основные виды солнезащитных

средств и их сочетания следует применять в соответствии с этими зонами.
6.3.
С ПРЕОБЛАДАЮЩИМ ЯСНЫМ НЕБОМ
Многочисленными научными исследованиями и практикой проектирования доказано большое значение для

строительства светоклиматического

зонирования по данным о природных

ресурсах световой энергии. Развитие

этой проблемы и совершенствование

карты светового климата за несколько

последних десятилетий исчерпывающе показано в работах Н. Н. Кали-

тинв, К. Е. Бабурина, Н. М. Гусева,
172
--------------- page: 174 -----------
Рис. 145. Карта светового климата СССР {СНиП 11-4-79)
П. И. Хорошилова, Т. А. Глаголевой,

Б. А. Темчинв, Н. П. Никольской,
Н.
щее время светоклиматическое зонирование территории СССР (рис. 145)

основано на данных многолетних измерений солнечной радиации, переведенных с помощью светового эквивалента в единицы эффективной освещенности (39):
1де Л/ь — годовое количество эффективной

осиещенносш; £3ф—lg£.
Необходимость уточнения светоклиматических коэффициентов (т)

по продолжительности использования

естественного света и критической

наружной освещенности (£кр), при

которой в помещениях включается и

выключается искусственный свет,

потребовала определения среднего

за юд суточного хода наружной горизонтальной освещенности:
Это дало возможность определить

светоклиматические коэффициенты
и коэффициенты солнечности климата
С— /V'"
(6.34)
mNF’
где NJ.'' — количество освещения в помещении,

находя щемся в третьем светоклиматическом

поясе, N,г — то же, в данном светоклиматическом поясе.
Казалось бы, это зонирование,

основанное на данных о солнечной

радиации и предназначенное для расчетов и нормирования естественного

освещения, можно принять для дифференциации требований по нисоля-
173
--------------- page: 175 -----------
ции и солнцезащите, как это частично и было сделано в главе СНиТТ

II-4-79 «Естественное и искусственное освещение». Однако более глубокое рассмотрение этого вопроса

убеждает в неправомерности такого

решения.
Во-первых. действующее светоклиматическое зонирование не отражает

природных ресурсов инсоляции, режима облачности и резких различий

в характеристиках подстилающих

поверхностей.
Во-вторых, это зонирование не

соответствует распределению ультрафиолетовой составляющей инсоляции,

которая имеет основное значение для

ее нормирования, и распределения

тепловой радиации, имеющего еще

более специфическую картину на территории СССР.
В-третьих, выбор и нормирование

средств защиты от инсоляции (перегрева. слепимости и УФ-переоблучен-

ности) должны основываться на главном факторе солнцезащиты: степени

необходимости защиты от перегрева,

поскольку именно это определяет

как ее конструктивное решение, так

и эффективность и экономичность.

Указанное зонирование для этого не

может быть использовано.
Сказанного достаточно, чтобы отказаться от светоклиматического

зонирования для учета инсоляции

и солнцезащиты. Единственное, что

надо было бы уточнить в светоклиматической карте, это зону, где целесообразно нормировать и рассчитывать

освещенность помещений исходя из

условий преобладающего ясного неба,

интенсивной инсоляции застройки и

вида подстилающей поверхности.
Эта зона в действующей карте не

выявлена, а коэффициенты солнечности по СНиПу одинаково распространяются как на пустынные районы

Средней Азии, так и на алажные субтропики, Украину и Закарпатье. Такое

зонирование не соответствует реальным ресурсам освещенности, солнечного сияния и различиям в подстилающих поверхностях.
Между тем, рациональное решение этого вопроса имеет большое

гигиеническое, экономическое и эстетическое значение.
При составлении карты светового

климата вероятность ясного неба учитывалась лишь косвенно, так как

основным критерием при проведении

границ светоклиматических зон было

количество освещения в час в среднем

за период использования природного

освещения (500 лк и выше).
Такой критерий не может считаться объективным для всей территории СССР. Исследования показали, что далеко не во всех районах

этих зон ясное небо преобладает

более 50% времени в году. На рис. 146

сплошной линией показана граница

(изоплета) средней годовой вероятности солнечного сияния 50%. Однако и этот критерий еще ие полностью

отражает специфику режима ясного

неба в этих районах.
Как видно на карте, этот район

охватывает юг Украины, весь Кавказ,

Среднюю Азию, Казахстан, юг Западной и Восточной Сибири и значительную часть Дальнего Востока.
Если проанализировать годовой

ход вероятности солнечного сияния,

то видно это резкое различие: максимум вероятности — летом в европейской части и зимой — в восточной.
Для примера проследим годовой

ход вероятности солнечного сияния

для двух станций, расположенных

примерно на одной широте, но в

разных районах страны: в центре

европейской территории Союза (г. Куйбышев) и на Дальнем Востоке.
На обеих станциях средняя годовая вероятность солнечного сияния

несколько выше 50%, но в г. Куйбышеве преобладание ясного неба

отмечается с апреля по сентябрь, т. е.

в период, когда независимо от размера светопроема проектировщик

обязвн предусмотреть солнцезащитные устройстве; остальные шесть месяцев преобладает пасмурное небо,

причем в декабре вероятность солнечного сияния уменьшается до 18%.
Если для этого района проводить

расчет освещенности в помещении
174
--------------- page: 176 -----------
40 60 80 IC0120 140 160
ЯКУТСК"
ТБИЛИСИ
•КАРАГАНДА
Рис. 146. Границы зоны со средней годовой вероятностью солнечного сияния более “»()% (прямая

линия) и зоны с вероятностью солнечного сияния более 50% (пунктирная линия) за период

с октября по март
исходя из условий преобладания ясного неба, то это приведет к сокращению площади остекления и заниженным уровням освещенности в

осенне-зимний период. Обратная

картина наблюдается на Дальнем

Востоке: летом вероятность солнечного сияния около 40 °о, но вследствие

большой высоты солнца уровень

освещенности даже в пасмурные дни

достаточно высок (около 20 клк).

Зимой же преобладает ясное небо, и

наружная освещенность значительно

выше, чем в районах, расположенных
на той же шиироте, но при пасмурном

небе.
В табл. 42 приведены данные двух

пар станций, расположенных примерно на одной широте.
Из таблицы следует, что при незначительных различиях в вероятности

солнечного сияния в среднем за год

разница освещенности в декабре составляет 2,5—4,1 клк, что связано в

первую очередь с вероятностью солнечного сияния в осенне-зимний период.
В табл. 43 приведены подобные же
Таблица 42. Вероятность солнечного сияния и освещенность на европейской территории СССР
Вероятность сш
Срсцнсмеимная рассе-
Названии i>}««ia
Т.тя™,ь31"артВ
освещепиость в декабре.
Европейская территория СССР, г Куйбышев
51
41
6,7
ВелиИ1-Анад>шь (Донецкая обл.)
50
28
Дальний Восток, станция им. П. Оси-
52
59
Хабароеск
56
64
11,1
175
--------------- page: 177 -----------
Таблица 43. Вероячиость солнечного сияния

и освещенность в южных районах СССР
данные для наиболее характерных

южных районов страны, из которых

следует, что за период с октября по

март вероятность солнечного сияния

и освещенность в декабре значительно

выше.
С одной стороны, на значительной

территории СССР, для которой по

СНиПу производятся расчеты с учетом

прямого солнечного света, происходит неоправданное сокращение площади остекления и занижение уровней освещенности помещений в осен-

не-зимний период, когда в течение

6 мес преобладает пасмурное небо.
С другой стороны, в южных и

дальневосточных районах площадь

остекления значительно превышает

необходимую, тах как коэффициент

солнечности С не учитывает действительных световых потокоа, поступающих в помещения от инсоляции в

условиях реальной застройки.
Таким образом, очевидно, что при

определении границ преобладания

ясного неба для нормирования и расчетов освещенности в помещениях с

учетом иисоляции следует исходить не

из средней годовой вероятности солнечного сияния, а принимать за критерий среднюю вероятность солнечного сияния за период с октября по

март. Это повысит надежность обеспечения помещений требуемым количеством освещения и упорядочит выбор

площади остекления светопроемов в

этах районах. Граница района с вероятностью солнечного сияния свыше

50% за этот период нвнесена на

рис. 147 пунктиром.
Следовательно, при нормировании

и расчетах естественного освещения
в этих районах целесообразно исходить из условий преобладающего ясного неба. Если принять это положение, то можно значительно повысить

эффективность использования природных ресурсов световой энергии солнца

в строительстве.
Чтобы в этом убедиться, надо провести сравнительные расчеты освещенности помещения по СНиПу с

учетом вышеизложенного. Для этого

разработвн метод расчета освещенности при ясном небе и инсоляции застройки, названный «методом солнечных меридианов».
Существует ряд методов, позволяющих производить расчеты естественного освещения с учетом неравномерности распределения яркости

ясного неба. Например, так называемый «люмен-метод», распространенный в США [198J, позволяющий учитывать световые потоки, поступающие

в помещение от неба и земли; методы

Б. Кожича 11951 и Н. Н. Киреева

[1171, учитывающие прямую составляющую освещенности от ясного неба;

метод И. С. Суханова и X. Н. Нурет-

динова [67, 178J, выраженный через

«показатель естественной освещенности» (пео) и др.
Однако важнейшими факторами,

которые необходимо учитывать в расчетах освещенности при ясном небе,

являются ориентация светопроемов по

сторонам горизонта и видимое движение солнца. Известные же методы позволяют учесть яркость только того

участка небосвода, который виден из

расчетной точки помещения в данный

момент времени и при данном положении солнца на небосводе. Однако в

связи с видимым движением солнца в

течение дня яркость этого участка может увеличиваться или уменьшаться

более чем в 20 раз.
Возникает вопрос, который еще не

был поставлен в этом аспекте науки:

какую же яркость ясного неба следует

принимать в расчет с учетом «движения» солнца? Очевидно, чтобы принять окончательное решение, необходимо провести многочисленные расчеты при различном положении солнца
Ашхабад
Алма-Ата
Ташкент
Владивосток
176
--------------- page: 178 -----------
на небосводе. Иначе случайный результат может привести проектировщика к грубой ошибке.
Чтобы быть уверенным в том, что

расчетное значение минимальной

освещенности помещения будет обеспечено в любой момент определенного

периода эксплуатации здания (например, с 8 до 16 ч), необходимо проследить за ходом освещенности в зависимости от ориентации светопроема

и постоянно изменяющегося положения солнца на небосводе. Для этого

проведен сравнительный анализ световой активности различных участков

небосвода.
На рис. 147 приведена обобщенная

диаграмма, по которой можно определить время обеспечения минимальной освещенности от ясного неба при

различной ориентации светопроема

(прямой солнечный свет асегда должен оставаться в запасе, так как при

освещении им светопроема функционируют солнцезащитные устройства).
На рис. 148 показан трафик распределения относительных значений

коэффициентов qu, учитывающих неравномерную яркость ясного неба при

высоте стояния солнца йо=20° [135].

На графике видно, что, например, при

ориентации помещения на восток в

расчет следует принимать такое распределение яркости, которое соответствует положению солнца на небосводе в 16 ч. Но в это время суток, как и

в 8 ч утра, солнце в дни весенне-осеннего равноденствия 1 расположено на

высоте ho == 20°. Если же такое положение солнца над горизонтом характерно для начала и конца эксплуатации, например учебного помещения,

то это положение светила можно

учитывать при расчетах и измерениях

освещенности, так как очевидно, что в

остальное время рабочего дня будут

наблюдаться более высокие освещенности. Следовательно, в расчет должен
1 Этот период наиболее представлен, так как

дважды повторяется н течение гола; прн

южной ориентации освещенность помещения

зимой максимальна, а летом — минимальна

[138]
СЗ^В
103 йТвБ

Е=5750
10 ч
ЕИ1000
12 ч.

Е=15400
14«.

Е=71 ООО
16ч
Е=6750
В
<б>
15.5
п
38.5
XL
15.4
.п
18,7
п
12 3
1~Д-
19,9
15,4
Г1
155
I I
15 6
13.5

I I—
Е
81.0
А
33,0
16,4
1Б,4
_ГП
14,9
I I _
38,5
П
57,0
Я
21,5
19,0
13,5
И
15,5
33,0
п
27,0
П
33,0
□_
15,6
<%>
13,5
19,0
21.5
п
57, D
п
36,5
Л
а
149
154
15,4
_С“1
33,0
П
1
<ё>
<35
15.5
ГП
18,9
_сз_
187
38,5
XL
Рис. 147. Освещенность помещения от ясного
приниматься тот участок небосвода,

который в данном случае противоположен ориентации светопроема. При

южной ориентации светопроема в расчет можно принимать тот участок небосвода, который виден из помещения, так как его относительная яркость в течение расчетного периода не

будет ниже исходной.
Подобный анализ проведен для

всех других случаев ориентации помещений. В результате оказалось возможным пользоваться при расчетах

только некоторыми меридианами, характерными для определенных секторов ориентации, так как различие относительных яркостей участков небосвода в этих пределах по азимутам

(см. рис. 149) весьма незначительно

(расхождение в расчетах не превышает 3—5%). Значительные же изменения коэффициентов qa по меридиану

можно учитывать четырьмя расчетными графиками для районов, располо177
--------------- page: 179 -----------
соответствующей ориентации
женных в выявленной зоне с преобладающим ясным небом (см. рис. 148).

При верхнем освещении через зенитный или двухсторонний фонарь принимается среднее значение до по двум

меридианам, соответствующим противоположной ориентации остекления.
Итак, как расчеты, так и измерения

освещенности при безоблачном небе,

практически целесообразно и достаточно проводить только для одного

конкретного положения солнца на

небосводе.
При таком упрощении отпадает необходимость в многочисленных графиках и таблицах распределения неравномерной яркости ясного неба для
различных высот и азимутов солнца.
Таким образом, одна из основных

составляющих освещенности помещений при ясном небе — освещенность

от неба (£„):
Е„ = Eve<j,„
1ЯС
ранная 6750 лк при средней прозрачности атмосферы 0,7, Ап — 20° и яркости неба в зените

L( = 2300 кд/м2; е — кео в помещении; Qa — коэффициент неравномерной яркости неба.
Вторая составляющая — освещенность от подстилающей поверхности

земли (£„) — в отличие от обычных

условий облачного неба приобретает

при ясном небе большое значение

L179J.
Определение Еп теоретическим путем относительно сложно. Поэтому

подобно американскому «Люмен-методу» [198J предлагается эмпирическая

формула
F„ = Eot>., е„ ■
где Е„ — суммарная освещенность горизонталь-

гой поверхности земли, равная 25011 лк при

тех же условиях; (ilf — коэффициент отражения земли (в южных районах песок или бетонные плиты — 0,3; асфальт — 0,2; травяной покров— 0,15). При благоустройстве территории,

включающем различные виды покрытий, коэффициент принимается средневзвешенным.

Исследованиями [2181 показано, что в расчет

следует принимать участки территории, расположенные на расстоянии от 3 до 25 м от фасада здания; с„ — доля светового потока от поверхности земли с учетом многократных отражений. Определяется по графикам на рис. 149,

составленным для наиболее распространенных

пропорций помещений.
Значения еп были получены с помощью следующею эксперимента.

В связи с тем, что ни в натурных, нн

в лабораторных условиих практически

невозможно получить «черное небо» и

«светлую землю» (чтобы отделить

прямую составляющую освещенности

от отраженной), модели помещений в

масштабе 1.10 устанавливались под

искусственным небосводом «вверх ногами» (рис. 150). Поверхность искусственной земли была покрыта черным

материалом. Так называемая «ошибка

горизонта» устранялась соответствующим наклоном модели таким образом,

чтобы плоскость приемной части фотоэлемента в помещении совпадала с
178
--------------- page: 180 -----------
линией горизонта. Таким образом,

роль земли в эксперименте выполнял

небосвод (с условным коэффициентом

отражения, равным единице). Измерения проводились с помощью микрофотометра МФ-4 в трех точках по характерному разрезу помещения: минимальной, средней и максимальной.

Полученные значения ен достаточно

умножить на соответствующий коэффициент отражения земли, чтобы получить искомую долю светового потока.
Важнейшим обстоятельством при

учете света, отраженного от участка

земли, являются условия его инсоляции. В городской застройке участок

перед зданием может быть преимущественно освещен солнцем или затенен.

Формула (6.36) предусматривает случай инсолируемого участка. При затенении территории вместо суммарной

освещенности следует принимать рассеянную (Ер):
К - Ejhfi*
me с?., и <■„ — тс же, что и в формуле (630).
В табл. 44 показано, при какой

ориентации здания целесообразно

принимать суммарную или рассеянную

освещенность (Ео или £,,). В этой таблице показано также, когда следует

принимать в расчет свет, отраженный

от инсолируемых фасадов окружающих зданий застройки. Эту составляющую (£ф) можно учитывать только в

тех случаях, когда есть уверенность

в том, что при данной ориентации здание будет инсолироваться со стороны

северной четверти горизонта.
чае будет гарантирован запас освещенности. Во всех остальных случаях противостоящее здание учитывается как

затеняющий фактор.
Составляющая освещенности светом, отраженным от инсолируемого

фасада
£ф = *ф'-ф'ц.
где — кео от участка небосвода, закрываемого противостоящим чдачием; L'£ — средняя

яркость фасада противостоящего здания,

определяется по формуле
4 рассеянном освещенности в .зависимости
1
С
юв
ю
ЮЗ
*
"
1 Освещенность о г поверхности земли (£п
Е‘
£'п
к
£„
Е
Е„
К
или £')
1 Освещенность от фасадов (Е^,)
ЕФ
Еь
В этих случаях яркость фасадов

может быть не менее, а часто более

яркости ясного неба. Следовательно,

если при ясном небе и противостоящем здании вовсе не учитывать его

затеняюшее действие, то и в этом слу-
|де £ф — освещенность фасада при ho 20"-.

о. — средневзвешенный коэффициент отражения окон и простенком, принимаемый по

СНиЦу.
179
--------------- page: 181 -----------
Последняя составляющая (Е0),

учитывающая многократные отражения света в помещении, определяется

по известному методу, вошедшему в

СНиП (для точки в глубине помещения). Для получения значений отраженной составляющей (Е0) при ясном

небе для других точек по характерному разрезу помещения нужно учитывать, что по сравнению с облачным

небом при инсоляции застройки

распределение отраженного света значительно более равномерно [138].

В этом случае:
Ец (посредине помещения) ■— fi £0 fl„„ (6.40)

fc’o (вблизи окна) =
| де с | и Сз — коэффициенты, учитывающие

неравномерное распределение отраженного света по помещению при ясном небе в зависимости пт наличия и нида солнцезащитных

устройств (СЗУ), принимаются но твбл. 45
измерений показало их сходимость в

пределах 10—15%) 1148].
Рассчитаем минимальную освещенность помещений шириной 9 м, глубиной 6 м и высотой 3,3 м от пола до

потолка. Светопроем ленточный,

То = 0,45. Средневзвешенный коэффициент отражения территории перед

зданием рп = 0,2, а поверхностей в

помещении р = 0,5. Ориентация све-

топроема — север (г. Ашхабад):
по СНиПу ек = е HtfV = 2,3-0,7-0.454

N 2,4 =■ 1.65;
по предлагаемому методу е„ = «?„Чптпг =

= 2,3 -1,8 - 0,45 • 2,4 = 4,4.
Такое различие результатов становится понятным, если иметь в виду, по

меньшей мере, два фактора:
1.
учитывает только облачное небо, рас-
Та блица 45. Коэффициенты с> и с» неравномерности распределения отраженного света

по помещению
При СЗУ
Расплллжсние 1WK « „„.соешш
Ь«С ЗУ
-»■
решетки
(IXIX0.8)
Посредине С|
1,4
1,4
1,5
1,6
1,3
1,3
Вблиии окна а
2.1
2.1
2.6
3
2
2.1
Итак, расчет естественного освещения при ясном небе можно производить по формуле
= (£„ f Е„ + + £л)т|| (6.42)

или чтобы иметь возможность сравнить расчеты по СНиПу и с учетом

вышеизложенного на примере составляющей от неба (геометрического

кео),
еы = е„д0т „г.
Нормирование и расчет естественного освещения в условиях инсоляции

застройки при ясном небе значительно

увеличат эффективность использования природных ресурсов солнечной

энергии в южных районах.
В этом можно убедиться, если провести сравнительный расчет по СНиПу

и по предлагаемому методу, который

был проверен в натурных условиях

(сопоставление результатов расчетов и
пределение яркости которого по меридиану имеет противоположный характер по сравнению с ясным небом;
2.
ние только к определению нормируемого кео и поэтому не может быть

учтен при расчете фактической освещенности в конкретном помещении:

в формуле (2) главы СНиПа он отсутствует.
Если вновь обратиться к табл. 42

и 43, то можно убедиться в том, что

даже в короткий период преобладания

облачности в три зимних месяца в

южных районах, освещенность почти

в три раза выше, чем в центральных

районах.
До настоящего времени нормирование естественного освещения с

учетом солнечности климата основывалось на работах, в которых оценка
180
--------------- page: 182 -----------
природного светового режима производилась с помощью различного рода

усреднений годовых количеств освещения Г116, 137], что, естественно,

вуалировало важнейшие особенности

светового климата на территории

СССР. Коэффициент солнечности
С,
практически означает, что «солнечность» в помещении, ориентированном

на север, почти одинакова в гг. Архангельске, Москве и Ашхабаде |116].

В работе [1371 были сделаны попытки преодолеть этот парадокс, но так

как при этом принимались среднегодовые суммы освещения, получилось,

например, что «среднегодовой уровень

эффективной освещенности» составил для гг. Москвы — 3936 лк, для

Ташкента — 3997, а после потенцирования приведенная освещенность для

Москвы — 8600 лк, для Ташкента —

9930 лк. Последние значения и привели авторов к определению разницы

в природном освещении горизонтвль-

ной поверхности в условиях гг. Москвы и Ташкента:
Этот коэффициент хотя и дает

возможность учесть «солнечность»

климата в южных районах, но практически укладывается в пределы точности расчетов естественного освещения

(±10—15%).
Трудно согласиться с положением,

что в Средней Азии размеры свето-

проемов должны быть лишь на 20%

меньше, чем в Москве, как это получалось по нормам. Это противоречит как

требованиям защиты зданий от перегрева и светового дискомфорта, так и
многовековой практике строительства

в районах с жарким и сухим климатом.
Если светоклиматический коэффициент <sm», объективно отражает особенности светового климата для районов, где освещенность логично нормировать исходя из количества освещения за период его использования,

то в районах с преобладанием солнечного сияния в период с октября по

март (см. рис. 146, пунктир) можно

и необходимо этот коэффициент умножать на показатель «солнечности»,

характерный для этих районов.
Сравнивая при прочих равных

условиях количество освещения в период «светового дефицита» (т. е. с октября по март) в Москве и городах,

расположенных в выявленной нами

«солнечной зоне», можно получить показатель, объективно учитывающий

эти особенности.
Для большей надежности сравним

среднемесячную полуденную освещенность в декабре для Донецкой области и Двльнего Востока (в Средней

Азин прирост освещенности оставим в

запасе):
Охарактеризовав северную ориентацию помещения условно квк «худшую», примем для нее коэффициент,

равный 1.
Многочисленными исследованиями установлено значительное влияние

ориентации светопроемов на освещенность помещений. В табл. 46 приведены коэффициенты, учитывающие

прирост освещенности в зависимости

от ориентации светопроемов, полу-
Таблица 46. Коэффициенты ориентации светопроемов по данным различных авторов
0,78
0,73
0.62
0,95
0,87
181
--------------- page: 183 -----------
ченные отечественными и зарубежными исследователями.
Если для районов с преобладанием

облачного неба правомерно принять

для северной ориентации коэффициент солнечности за 1, то для районов

с подавляющим преобладанием ясного

неба это нецелесообразно.
По табл. 46 видно, что почти у всех

авторов коэффициенты ориентации изменяются согласно единой закономерности понижения значений к югу

(исключение составляют данные

Н. Н. Киреева). Следует отметить при

этом, что данные Б. В. Вейыберга,

Р. Доньо и X. Н. Нуретдинова получены расчетным путем без учета отраженного солнечного света в отличие
ляет получить усредненные значения

этих коэффициентов: С — 1; СВ-СЗ -

0,9; В-3 — 0,71; ЮЗ-ЮВ — 0,7; Ю —

0.57.
Тогда окончательные значения коэффициентов солнечности С для выделенных районов будуп С — 0,75,

СВ-СЗ — 0,66; В-3 и ЮВ-ЮЗ — 0,53;

Ю — 0,43 (естественно, что при солнцезащитных устройствах размеры светопроемов должны быть скорректированы) .
На этой основе можно рекомендовать соответствующие значения коэффициентов солнечности С (табл.

47)
Таблица 47. Значения коэффициентов солнечности С
Боковое:
при ориентации f
Сектора от ЮЗ ао I

совой стрелке)

при ориентации F

сектора от ЮВ до

Верхнее:
зенитные фонари
Укрупнение секторов ориентации

объясняется тем, что нельзя учиты-
1 Эти предложения были частично учтены

в новой редакции СНиП 11-4-79 «Естествен

ное и искусственное освещение».
вать прирост освещенности при односторонней ориентации на запад или

восток, так как этот прирост возможен только в какую-либо одну половину дня.
Если определить необходимую площадь светопроемов согласно СНиПу

с учетом вышеизложенного, то можно

убедиться в целесообразности последнего:
по СНиПу
•So _ _ 1,5-0,8-1,0-14
по предлагаемому методу
5'<> е«С'1о 1,5- 0,8 - 0,75 -14
S„ ~ Т|)Г| — 0,45-2,4 — ’ й*
(6.45)
Таким образом, площадь светопроемов зданий в «солнечных» районах нашей страны может быть сокращена не

менее чем на 25% по сравнению с

действующими нормами при запасе

освещенности в расчетный период года

(с октября по март). Расчеты показывают, что если по всей стране площадь

остекления строящихся зданий составляет в год примерно 20 млн. м2,

а в «солнечной» зоне — около

5 млн м2, то можно ожидать снижения

затрат на строительство на 5—10%

с учетом затрат на солнпезашиту и

эксплуатацию зданий.
Гигиеническое и экономическое

значение этих методов геоклиматиче-

ского зонирования территорий страны

велико, так как открывает возможности

более дифференцированно выбирать

проектные решения, свойственные

данным климатическим условиям, более действенно развивать проблему

формирования «северных» и «южных»

городов, для которых должен быть

принципиально различный подход в

становлении их формы и содержания.

С помощью такого районирования

можно значительно сократить площадь

остекления зданий, уменьшить их перегрев, снизить расходы на солнцезащитные средства, охлаждение и вентиляцию зданий, перейти на более
--------------- page: 184 -----------
свободную их планировку, увеличить

их ширину и повысить их комфортность.
Предложенное дифференцированное зонирование территорий названо

нами «гелиоклиматическим», так так

отражает основные требования к
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Изложенные в книге комплексные

методы оценки эффективности инсоляции и солнцезащнты при архитектурном проектировании представляют

научную основу для оптимизации параметров световой среды застройки с

учетом физико-технических, социоло-

го-экономических и эстетических факторов при обеспечении нормируемых

санитарно-гигиенических требований

и комфортных условий в городах и

зданиях.
Применение разработанных принципов <Ьт&рывает возможность упорядочения застройки жилых микрорайонов и рационального повышения

ее плотности при сохранении необходимых гигиенических качеств жилища, более широкого _ применения

экономичных домов меридионального типа и выразительных сочетаний

башенной застройки с протяженными

зданиями. Это позволяет значительно

Сократить капитальные затраты и эксплуатационные расходы в массовом

строительстве, экономить городские

территории при увеличении ежегодного выхода жилой площади, jj
Проведенные исследования позволили предложить усовершенствованные методы проектирования и испытаний солнцезащитных средств, которые в свою очередь обеспечивают

повышение комфортности световой

среды и микроклимата в зданиях и

на территориях застройки, производительности труда в производственных помещениях, снижение зрительного и общего утомления работающих.
Выявленные закономерности поступления солнечной радиации в по-
строительству, определяемые инсоляцией.
Автор надеется, что эти предложения помогут преодолеть известную

типологическую монотонность в градостроительных и объемно-планировочных решениях.
мещения и ее снижения от экранирующего воздействия застройки позволили определить средний минимум

эффективной солнечной радиации

(эритемной, бактерицидной и видимой), которая должна поступать в

помещение в летнюю половину года

для гигиенически необходимого общеоздоровительного, санирующего и

психологического воздействия на

человека и окружающую его среду.

В результате оказалось возможным

предложить нормативные допущения

по снижению., i продолжительности

инсоляции помещений до 2,5—2 ч в

■^зависимости от ориентации зданий и

их планировочного решения, что привело к сокращению разрывов между

зданиями меридиональной ориентации

ЧГЗ—4Н до 2—2,5Н.
Как'показали проведенные впервые

совместные биолого-светотехниче-

ские натурные эксперименты, инсоляция помещений через двойное остекление за 2—2,5 ч приводит к 100%-

ной инактивации бактерий при накоплении доз УФ и видимой радиации,

равных соответственно 1,5 и 6 мбактХ

Хч/м2. Эти исследования позволили

расширить представления о значимости санирующего эффекта солнечной

радиации, проникающей в помещения

через светопроемы с даойным остеклением по сравнению с зарубежными

данными.
Облучение поверхностей и пространства помещений имеет сложный,

многопараметрический и нестационарный характер, который недостаточно определять одним показателем

продолжительности инсоляции вне

зависимости от ориентации зданий.
183
--------------- page: 185 -----------
Фактически, облучение элементов поверхностей и пространства помещений в зависимости от условий экранирования прерывисто. Требование

непрерывности инсоляции не определяет инактивацию бактерий в помещении, приводит к завышению разрывов между зданиями и ограничивает

градостроительную маневренность

при проектировании.
Проведевные впервые в различных

климатических районак СССР со-

циолого-архитектурные исследования,

направленные на определение предпочтительных условий иисоляции, показали, что наиболее целесообразна для жилища -^-суммарная инсоляция продолжительностью 2—4 ч.

В северных районах предпочитается

вечерняя инсоляция, а_в центральных

и. южных —утренння. Эти выводы

согласуются с результатами исследований, в том числе зарубежных

ученых.
Разработанные в результате исследований предложения по нормативным требованиям к инсоляции

застройки соответствуют современным

биофизическим представлениям об

общеоздоровительном и санирующем

воздействии солнца на человека и среду. Эти предложения с учетом требований к естественному освещению помещения явились научной основой

новых норм инсоляции застройки,

утвержденных Госстроем СССР и

Минздравом СССР 6 марта 1981 г.

В развитие этих предложений разработал архитектурный метод расчета

нормативной величины инсоляции,

который, по мнению автора, целесообразно стандартизировать и использовать для дальнейшего совершенствования норм проектирования.
Апробация предложений по нормированию инсоляции в реальном проектировании (НИИПИ генплана

Москвы и ЛенНИИпроекта) показала,

что их применение не вызывает затруднений у проектировщиков. Достигнуто уплотнение застройки на

8—10%.
Разработанные новые методики

светотехнических исследований на
основе применения оригинальных экспериментальных установок (инсолятор

с движущимся солнцем, гелиоклимат-

рон и др.) развивают технику эксперимента и открывают новые возможности для творческого метода современного архитектора.
Инсолятор обеспечивает многова-

рнантную передвижку моделей застройки, установленной на горизонтальной поверхности «земли» и позволяет изменять высоту и азимут солнца. Это дает возможность оперативно находить рациональные архитектурно-планировочные и пространственные композиционные решения

при наглядной их проверке на крупных макетах. «Гелиоклиматрон» допускает крупномасштабное моделирование естественного освещения помещений и открывает возможность

введения наблюдателя в лабораторный эксперимент под искусственным

полусферическим небом с широким

диапазоном автоматической настройки его яркости.
На основе разработанной классификации солнцезащитных средств и

методов их испытаний предложен

комплекс критериев оценки солпце-

защиты, учитывающий светотехнические, теплотехнические и эргономические требования, который позволяет оптимизировать конструктивные

решения разнообразных солнцезащитных устройств.
Предложенное гелиоклиматиче-

ское районирование территории СССР

с учетом ультрафиолетовой, видимой

и тепловой радиации солнца позволило

дифференцировать нормативные

требования к инсоляции и солнцезащитным средствам, уточнить расчеты

освещенности помещений при инсоляции застройки и скорректировать нормативные значения коэффициента

солнечности для южных и дальневосточных районов.
Доказана выдвинутая автором гипотеза о том, что расчеты и измерения освещенности при инсоляции застройки практически целесообразно

и достаточно для практических целей

проводить только для одного конкрет
--------------- page: 186 -----------
ного положения солнца на небосводе.

При этом в расчет принимается участок небосвода, противоположный

ориентации светопроема, что гарантирует необходимую освещенность в

течение времени эксплуатации поме

щения при миннмвльной площади све-

тонроемов.
Проведенные технико-экономические исследования разработанных

предложений показали их высокую

экономическую и социальную эффективность, так как они расширяют

возможности обоснованно выбирать

рациональные проектные решения,

свойственные данным климатическим условиям. Эти предложения

способствуют решению актуальной

проблемы формировавня «северных»

и «южных» городов со специфическими архитектурными формами и

композиционными решениями-
Апробация разработанных предложений по нормированию и проектированию инсоляции и солнцезащиты

в ведущих проектных организациях

страны показала, что их реализация

позволяет сократить расходы на жилищное строительство в масштабах

страны на 1% в год без снижения

объема ввода жилых домов и значительно экономить ценные селитебные

территории.
Проблема инсоляции в архитектуре имеет важное народнохозяйственное значение и должна быть постоянной темой комплексных научных

исследований по плану важнейших

работ Госстроя, Минэлектротехпрома,

Минздрава, Минвуза и Госком1Идро-

мета СССР.
Дальнейшее развитие этого важного направления архитектурной науки

должно быть связано с решением следующих актувльных и еще малоисследованных и, в том числе дискуссионных вопросов-
переход на энергетическое дозирование естественной УФ- видимой н

И К солнечной радиации, поступающей в застройку в различных климатических районах, и прямое нормирование ее на основе развития широкой сети спектральных наблюдений

на всей территории СССР с помощью

полного парка измерительных приборов;
дальнейшая разработка системы

эффективных и унифицированных

единиц измерения солнечной радиации

и методов расчета ее доз с учетом

вероятностного годового хода облачности;
статистическая оценка общеоздоровительного воздействия инсоляции

на различные контингенты населения

с учетом антропогенных факторов,

оказывающих влияние на состояние

атмосферы в городах;
архитектурно-художественная роль

инсоляции и солнцезащиты в выразительности застройки и интерьеров

и формировании городов будущего

в северных, центральных и южных

районах;
гелиотехнические и экономические

аспекты инсоляции и солнцезащиты в

архитектуре с учетом использования

энергии солнца для освещения и отопления зданий.
Некоторые направления проблемы — энергетическое дозирование

солнечной радиации, поступающей в

застройку при реальных условиях облачности, социолого-арнитектурная

роль инсоляции и солнцезащиты в

формировании городов будущего и

гелиотехнические и экономические

аспекты инсоляции могут быть определены как новые перспективные направления в архитектурной климатологии и светологни, а также в теории архитектуры и архитектурной

критике.
--------------- page: 187 -----------
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Таблица 2. Нормативные значепия сектора

инсоляции (СИ)
Группа помечен»» и у.,ач«ов территорий
Тце&юаиия к
A“n>ir,;rru"
1 группа
Жилые комнаты, детские групповые.
Обязательна
Обязательна тольДля односторонних
палаты больниц, санаториев и рушилько в жаркий период
квартир 55—305
ных домов, детекпе и спортивные пло-
года
В IV и V «онах

40—320°
Подгруппа учебных помещений школ и
Обязательна
Обязательна в течение всего учеб-
45—315“
11 группа
Вестибюли, рекреации и рабочие помеТребования к инОбязательна в рек360'
щения 5—8 разрядов по ири(елБНОЙ ра-
соляции не предья-
реациях только в
жаркла период года
1)1 группа
Лаборатории, читальные и чертежные
Требования к ин-
Обязательна толь360'
залы и рабочие помещения 1 А разрясчяяции не иредья-
ко в часы рабочего
дов по зрительной работе
ИИМДОСЯ
IV группа
315—45°
Демонстрационные и выставочные залы, книгохранилища, операционные
Обязательна при

нечные румбы
> обеспечению тсоляцт
2.1.
помещений и территорий внутриквартииьных

пространств гледует принимать суммарный сек

тор инсоляции (СИ), и пределах которого

обеспечивается шнчуплепне неойходимопо коли

чесгва инсоляции в помещение. СИ измеряется

в плоскости, проходящей через расчетную точку

и наклоненной к югу под углом С (рис. |) к

плоскости горизонта, определяемым по формуле
С —20“ (1 | со»*),
где ф — географическая широта, град.
2.2.
менее значений, приведенных в таби. 2.
2.3. При ориентации помещения на северную

сторону горизонта значение СИ допускается

уменьшать только для меридиональных зданий

в зависимости от угла «л отклонения ориентации светового проема от восточного (западного)

направления в градусах couiacno таол. 3.

Таблица 3. Нормирование значения СИ

в зависимости от угла отклонения ориентации

светопроема («л)
IS
25
35
2.4. При определении суммы секторпя

инспляции 15° секторы, примыкающие к плоскости горизонта, не учитываются.
--------------- page: 188 -----------
Рис. 3. Геометрический списоб построения графика СИ (I, 2, 3, 4 ... см по масштабу генплана

застройки)
2.5.
для помещений - точка, расположенная

на поверхности фасада в центре СБегопроема
для участкон территории — любая точка в

пределах границы участков, указанных в табл. 2.
Примечание. На территориях, расположенных южнее 60° с. ш. при расчетах сек

тора ивсоляции участков допускается снижать

расчетную высоту затеняющих объектов

на 25
2.6.
противостоящие здания и сооружения, стационарные солнцезащитные устройства, лоджии, растительность, режеф.
3. Расчеты инсоляции
3.1.
мы, ориентации, взаиморасположения зданий

и разрывов между ними следует производить

и соответствии с нормированными значениями

суммарного сектора инсоляции, указанными
3.2.
должительности следует производить непосредственно па плане застройки с помощью накладного графика (рис. 2).
Графва представляет собой горизонтальною

проекцию накаопнои плоскости сектора небосвода. Параллельные линии па графике

являются горизонталями этой плоскости, пре-
187
--------------- page: 190 -----------
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ИНСОГРАФИКА

ДЛЯ ПЕРИОДА АПРЕЛЬ — АВГУСТ И

ФЕВРАЛЬ —ОКТЯБРЬ (РАЗРАБОТАН

СОВМЕСТНО С АРХИТ. С. В. НЕПОМ

НЯЩИМ)
Для построения инсографиков в масштабе

чертежа для дней, когда траектория солнца

не лежит в плоскости небесного экватора,

удобно принять траекторию в дни равноденствия за базовую и смещать относительно

нее центр зрения, не обозначая при этом

сферу небосвода. Последовательность действий

в этом случае должна быть следующей:
выбирается направление север — юг и на

этой оси точка О' — центр проекции базовой

траектории солнца (рис. 5, а);
от направления юг откладывается угол,

ранный высоте стоииия сещнца в 12 ч в дни
равноденствия (или, что го же самое, угол

широты местности от перпендакуляра

проведенного через
травлению
к направл'

точку О1);
из центра 01 описывается окружность

пронлтльаого радиуса и из тички М (точки

пересечения окружности и угла высоты

стояния солнца) на направление юг опускается

перпендикуляр. Через полученную точку К из

центра О' проводится вторая окружность;
кольцо между двумя окружностями делится радианы [ЫВД отрезками на 24 равные
из концов отрезков параллельно направлениям север — юг и запад — восток достраиваются прямоугольники;
углы прямоугольников, расположенные

ближе к оси восток — запад, обозначаются точками I, а противоположные — точками 2;
из М под ушом |2е к О'М проводится
Рис. 5. Пример построения инсографиков для апреля — августа и февраля — октября
--------------- page: 192 -----------
)
I
*
J
1
I
I
191
--------------- page: 194 -----------
•2
Рис, 6. Прибор Инсоляметр в рабочем положении на генплане

(Рис, 7—20 см, на вкладке в конце книги )
--------------- page: 195 -----------
точка fi проецируется на ось север — юг в О

(для периода апрель— август точка О лежит к

югу от О1, для периода февраль — октябрь — к

северу от О1);
на протяжении линии NO (ось И) откла

дынаются в масштабе чертежа высоты домов;
одна из точек, обозначающих высот) (ось

Hi), проецируется на ось север — юг параллельно линии О , и образует центр О;
из всех точек оси Н (Ht, И-,, Hj,„) проводится прямые, параллельные MN, до пересечения с осью север — юг, отмечая на этил оси

точки Н\, Н\. His и т. д.;
из точки О через точки / проводятся

лучи до границ планшета (см. рис. 5,6);
из точки О параллельно линиям, соединяющим О и точки 2, проводятся прямые до

пересечения в точках 3 с лучами О I (точки

194
I к 2, через которые проводятся пересекающи

ся лучи О «1» и лучи из О, параллельные О' <•

должны принадлежать одному прямоугол
точки 3 и Н\ последовательно соединяют!
страивается ломаная линия, отрезки котор'

в каждом секторе параллельны получен»

ломаной 3 3, Н\ 3...
Лучи О /, пересеченные ломаными линиям

образуют график на апрель— август (с

рис. 5«в).
При построении инсографика для перио.

февраль — октябрь удобно совмещать центр О

центром О1. При этом точки 3 образуются №

посредственно на пересечении лучен О 1 и О'

а точки 3, лежащие на оси восток — запад, буд

находиться на пересечении окружности р

диусим О'М (см. рис. 5,2).
--------------- page: 196 -----------
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЙ ИНСОЛЯЦИИ И СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ. ОСНОВАННЫЙ НА ПРИМЕНЕНИИ ИНСОЛЯ-

МЕТРА
Инсоляметр (рис. 6) содержит необходимые и достаточные данные "для наглядного

определения ориентации здания по отношению
любое время суток и года и служит для опре-
также вида, размеров, расповожения и углов

нвклона различных солнцезащитных устройств

<на чертежах любого масштаба, что важно для

творческого метода архитектора). Дл» его
изготовления пе требуется никаких специальных знаний и навыков: достаточно вырезать

приведенные ниже диски-шкалы и собрать

их в обойму из прозрачного оргстекла. Такой

прибор может быть полезным инструментом

для современного архитектора, а также для педагога и студента архитектурного вуза.
Инсоляметр состоит из двух основных
(см. вкладку в копне книги) и вращающегося на оси призрачного диска-сетки (рис- 21).
Содержание дискив-шкал соответствует

различным географическим широтам с интервалом 5° (+2.5°), что обеспечивает достаточную

для практики точность результатов.
Каждый диск-шкала состоит из следующих

графиков и данных дл» проектирования

(последовательно от центра)'
195
--------------- page: 197 -----------
Рис. 22. Построение тени от здания. И — высота
1.
траектории видимого движения солнца в характерные времена года. Концентрические

круги служат для определения высот солнца

над горизонтом <Лп) с интервалом 10°. Выделенные точками и засечками позиции на

траекториях соответствуют солнечному времени

суток. Направление из каждой такой позиции к центральной точке (объекту) обозначает сотнетствующип азимут солнца (Лп), отсчитывается по лимбу (последняя шкала).
2.
Hbix пределов применения различных видов

солнцезащитных устройств в зависимости от

той или иной ориентации объекта по сторонам горизонта.
3.
зависимости от ориентации фасада с интер-

ввлом ±5°, достаточным для практических

целей (по формулам 3.11; 3.12).
Порядок расположения цифровых данных

следующий: в ближайшем к центру кольце

обозначены чаем дня летом, в течение которых при данной ориентации окна солнечные

лучи могут проникнуть в помещение; во втором кольце соответственно этим часам даны

значения защитного угла р. В следующей

паре колец — соответствующие данные для

весны-осени и в третьей паре — для зимы.

Круглогодичные данные приводятся по даум
а) всобходимость защиты от прямой бле-

скости возникает в течение всего юда; б) в южных широтах земного шара максимальное
19й
-здания, Йц — высота солнца, А„ азимут тени
напряжение солнечной радиации приходится на

зиму
В основном, ири проектировании стациопар-

ных СЗУ следует польчоваться усредненными

мачениями р.
Последнее кольцо — лимб с делениями

азимутов через 5".
Прозрачный диск-сетка служит для удобства отсчетов и фиксирования ориентации

объекта по стороням горизонта (см. рис. 2|).

На нем нанесены две жирные диаметральные

линии: двойная подразумевает линии противоположных фасадов, одинарная — их ориентацию. Тонкие линии обозначают азимуты через 10”, пунктирные кривые обозначают затеняющее действие горизонтальных СЗУ в зависимости от обозияченных значений защитного

у.ла р.
Из комплекта подоираетси соответствующий

диск-шкала для географической широты места

строительства и помещается под прозрачный
Прибор устанавливают на чертеже генерального плана любого масштаба по заданном

ориентации планировочной се1ки (см. рис. 6).

Прозрачный диск поворачивается до того

положения, кО!да двойная линия фасадов будет

параллельной заданным фасадам па генеральном

плане. По солнечным траекториям архитектор

может видеть периоды инсоляции фасадов и

соответствующие координаты солнца.
Рациональность примеления того или иного
фоне в зависимости от ориентации фасада.
--------------- page: 198 -----------
Рис. 23. Определение ипсолируемых участков и помещении (а) и затенения одного объекта другим (б)
Защитные углы р, определяющие размеры, количество и углы наклона СЗУ, считываются

непосредственно с соответствующих ориентации шкал. Как правило, в расчет принимается

среднее значение защитных углов в летнеосенний период года (соответствующий 21 aeiy-

ста), если нет каких-либо особых технологических требований по защите помещений от

перегрева или слепящего действия прямых солнечных лучей. Эффективность затенения выбранного СЗУ можно определить по тонким радиальным и пунктирным кривым линиям на прозрачном диске (см. рис. 21)- Этот

метод основан на принципе «солнечных масок»

[70]. Радиальные линии, нанесенные через 10°,

обозначают азимуты солнца, определяющие

эффективность вертикальных экранов соответственно значениям защитного угла v, а пунктирные — эффективность горизонтальных элементов СЗУ соответственно значениям защитного

угла р (нанесены также через 10°).
Если этот диск наложить на солнечную

харту по заданной ориентации фасадив, т. е.

на ЮВ и СЗ, то затенение светоироемов

будет обеспечено: на юго-восточном фасаде при

Р = 30‘ и у = 30’ летом с 10 ч, весной —

осенью с 12 ч, а на северо-западном фасаде

при р = ТО", у = 50° летом до 16 ч, весной —

осенью до захода солнца. Изменяя защитные

углы, можно подобрать такие СЗУ, которые

будут эффективны в течение периода, соответствующего назначению здании.
Пользуясь этим прибором, можно приближенно, ио достаточно при эскизном многовариантном проектировании решать и другие

задачи. Например, для построения схемы затенения территории от здания или дерева

архитектор устанавливает иисоляметр на генеральном плане любого масштаба также, как

было наказано на рис. 5. Поворачивая прозрачный диск до совмещения жирной диаметральной линии с чвеовыми отметками на проекциик

траекторий видимого движения солнца, иовуча-

ем направление тени в данное время суток и

года (рис. 22). Длина теви определится, если
повернуть прозрачный диск на число градусов

по лимбу, соответствующее высоте солнца в

данный момент времени, прочитываемый на

концентрических кругах. Восстановив на чертеже генерального плала лерпендикулар к полученному направлению тени у ее основания,

проведем линию через верщнну этого перпендикуляра (равного высоте здания), параллельную диаметральном линии на прозрачном

диске. Точка пересечения проведенной линии

с направлением тени и определит ее грапипу.

Построив таким образом тени дая другого времени суток и года, можно получить полную

схему затенения от данного объекта.
Этот же метхщ, можно применить для определения площади и1к«»лируемых поверхностей в

помещении (рис. 23, а) и для построения

реальных теней на фасаде здания (рис. 23, б).

При преобладающей безоблачной погоде, характерной для многих районов земного шара,

особенно важно учитывать различную глубину

теней от горизонтальных и вертикальных пластических элементов на фасадах. Тени резко

изменяются в зависимости от ориентации

зданий и географической широты, оии могут

придать ниой хврахтер образу сооружения,

его масштабности и пластической выразительности, чем это было задумано в проекте с

традиционным построением 45" теней на всех

фасадах.
Опыт практического использовании нисо-

ляметра по отзывам проектных организаций

(Моспроект, Г ичровуз, Туркменгоспроект

и др.) показал, что его применение значительно

ускоряет процесс проектирования и предостерегает архитектора от грубых ошибок.
Следует отметить, что основное назначение

иисоияметра заключается в выборе типов и

размеров солнцезащитны* устроиств. а асе другие

операции проще и точнее выполнять с помощью иисогрэфиков, приведенных в приложениях 1 и 2, которые каждый архитектор

может изготовить себе сам. Однако важным

преимуществом инсолиметра является то, что

ои ие зависит от масштаба чертежа.
--------------- page: 199 -----------
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
М.. 1986.
2.
окружающей среды // Ультрафиолетовое излучение
3.
4.
ройка городов и поселков и сельских населенных пунктов.
5.
ненное освещение.
6.
7.
логия и геофизика
8.
обеспечения инсоляции жилых я общественных зданий и жилой застройки населен-
9.
вила обеспечения инсоляцией жилых и общест-

ненных зданий и территорий жкаой застройки

городов и других вас^-гниых пунктов.
10.
условия на проектирование и изготовление

регулируемых солнцезащитных устройств для

гражданского строительства.
И. ВСН 2-85. Нормы проектирования планировки и застройки г. Москвы.
12.
интерьеров промышленных зданий.
13.
олуатации установок искусственного УФ-об-

лучеиия // УФ-вздучевие и его применение

в биологии.— Пущино-на-Оке, 1973.
14.
наблюдениям.— JI., 1971.
15.
матологии— М., 1977-
16.
применению солнцезащитных средств в промышленных зданиях — М., 1980.
17.
защитных устройств.— М., 1979.
18.
интерьеров жилых, лечебных и производственных зданий.— М.. 1978.
19.
198
климата при проектировании естественного

освещения,— М, 1972,— (Науч. тр./ НИИСФ;

Вып. 5).
20.
ного Совещания по вопросам разработки и

внедрения в строительство рациональных

солнцезащитных устройств и изделии массового типа,—М.. 1967.— (Науч. тр./ НИИСФ;

Вып. 1).
21.
по биологическому действию ультрафиолетового излучения.— Вильнюс, 1964.
22.
по вопросам светового и ультрафиолетового

климата и его ранионаньного использования

в современном строительстве.— М., 1968 -

(Науч. тр./НИИСФ; Вып. 2).
23.
мической эффективности капитальных аложе-

ний и новой техники в народном хозяйстве

СССР
24.
качеств ограждающих конструкций, МРТУ

20-8-66.—М., 1967.
25.
нечная радиадия, радиационный баланс и солнечное сияние,— JI., 1966
26.
27.
Кентуку букка (Современное строительство),
1973,—Т. 28,— № 325
28.
М., 1978.—С. 59—61.
29.
М., 1959.—С. 32—51, 96—105.
30.
зация расчета и проектирования естественного

освещения промыошениых зданий— М., 1938.—

С. 37.
31.
вая радиация Солнца и неба— М, 1968.
32.
Ультрафиолетовая радиации Солнца и неба

на земном шаре.— М.( 1976.— С. 3—30.
33.
ние школ.— М.— Л, 1951.
34.
М., 1962.
--------------- page: 200 -----------
35.
Кн. VI.— М, 1938.
36 Галанин Н. Ф. Лучистая энергия и ее

гигиеническое значение.— 1969.— С. 88—106,

142—144.
37.
та дли типового проектирования жилищ
Л., 1971.
38.
тометрии и свстотехвике— М., 1958.— С. 286.
39.
ане промышленных зданий— М., 1961.—

С. 65—76.
40.
промышленных зданий. М., 1968.— С. 39—48.
41.
ки— М., 1975.
42.
и ис-гочцвки света.— М., 1968—С. 110—1|9.
43.
ляции при проектировании промышленных

зданий.— М, 1939. С. 19—24.
44.
ленных зданий.— М., 1972.— С. 32—47.
45.
ний,— М, 1961
46.
М, 1980
47.
зданий н Средней Азии.— М., 1974.
48.
планировки городов.— М.. 1940.
49.
тирование: эксплуатация объектов, их связь

с окружающей средой.- М., 1984.
50.
ность от небесного свода //Труды I Всесоюзной конференции по естественному освеще-

ПИЮ
51.
методы изучения.— 1949—С. 7—8.
52.
характеристики атмосферы и земной поверхности.— Л, 1969.
53.
М_ 1933.
54.
природно-климатического условия.— М.. 1956-—

С. 116—124.
55.
М.—Л, 1950—С. 74—82.
56.
цвя
57.
методы измерения ультрафиолетового излучения средней области. — М., 1958.
58.
ческих качеств жилища в различных климатических условиях СССР (обзор)— М., 1973.
59.
Ч.
60.
виох— М., 1975.— С. К)
61.
тектуре,— Кн. Ill
62.
ние человека
63.
лозащиты зданий
64.
М, |981.
65.
теристик солнечной радиации.— Л, 1968.
66.
мосферах планет.— М., 1972.
67- Суханов И. С. Лучистая анергия

Солнца и архитектура.— Ташкент, 1973.
С. 42—73, 99—114.
68.
ре.— М, 1977
69.
данских зданий в условиях жаркого климата— М., 1982.
70.
солнечной радиации в зданиях.— М., 1984.
71.
действие на организм человека.-- М., 1959.
72.
I.
73.
Спектральное распределение прямой и рассеянной радиации // Исследования по физике

атмосферы.— Вып. 3
74.
мировании естественной ультрафиолетовой радиации в зданиях // Материалы Всесоюзного

синещания по световому климату. _ М., 1968.
75- Атрошенко В. С„ Глазова К. С.

и др. Расчет яркости света в атмосфере

при анизотропном рассеянии.- Ч. 2 //

Труды ИФА АН СССР.—1962, № 3.
76.

мою пространства // Естественное освещение

и инсоляция зданий— М, 1968.
77,
статках СН 427-63 и современных требованиях к гигиеническому нормированию есгест-

--------------- page: 201 -----------
венного облучения / / Светотехника-—1974, № 7.
78.
Орлова Л. Н. ‘Закономерности поступления

аффективной солнечной радиации в помещения // Светотехника,— 1981, № 2.
79.
застройки Москвы // Строительство и архитектура Москвы— 1980, № 1.
80.
фиолетовая радиация и ее бактерицидное

значение // УФ-излучспие.— Вып. 4.— М., 1966-
81.
Ультрафиолетовый климат Москвы по многолетним наблюдениям и расчетам / / Ультрафиолетовое излучение.— М.. 1971, № 5.
82.
УФ-радиация и рак кожи Ц Активные вопросы современной онкологии.— 1968, № 1.
83.
инсоляции и солнцезащиты жилых зданий

в условиях Закавказья.— Тбилиси, 1973
84.
климатического зонирования территории

СССР
85.
тология в градостроительном проектировании.— М., 1977.
86.
Строительство и архитектура Москвы.—

№ 8.—1978.
87.
Неиспользуемые резервы // Строительство и

архитектура Москвы.— 1978.— № 8.
88.
вания температурно-влажноспюго режима жилых зданий в жарком климате.— М., 1968.
89.
УФ-радиации вне помещения//Труды

НИИСФ-- Вып. 23.— М., 1979.
90.
ние прозрачности атмосферы н облачности

на режим ультрафиолетовой радиации //

Ультрафиолетовое излучение // Медицина.—

1971, № 5.
91.
валь Е. И- Распределение рассвннной солнечной радиации по зонам неба для различных

участков спектра при отсутствии облачности //

Метеорология и гидрология.— J972, № 11.
92.
бактерицидного действия солнечной радиации внутри помещения / / Гигиена и санитария.— 1981, № 5.
93.
маневренность жилых домов и секций по

условиям инсоляции // Оздоровление окружающей среды городов. - М., 1973>
94.
Н. С., Юров С. Г. Световая среда // Свето

техника,— 1973, № 8.
95.
освещения в условиях облачного и ясного

неба // Естественное освещение и инсоляция зданий.— М., 1968.
96.
Бахарев Д. В. Нормирование инсоляции

в строительстве // Труди НИИСФ.— Вып.
23.—М., 1979.
97- Давидсон Б. М. Ориентированный

жилои дом //Строительство и архитектура

Москвы.— 1974, № 4.
98.
образований // Строптелт.ство и архитектура

Москвы.—1978, № 6
99.
территорий застройки городов как гигиеническая проблема // Ультрафиолетовое излучение.— М., 1971.
100.
бинокулярный измеритель ввдимости //

Светотехника
101.
бованиями жизни // Архитектура и строительство Москвы.—1979, № 11.
102.
тировании жилой застройки // Естественное

освещение и инсоляция зданий.— М., 1968.
103.
менная инструкции по расчету инсоляции

и солпцезащиты жилых здкиий в условиях

Узбекистана—Ташкент, 1966
104.
ние продолжительности инсоляции жилых

зданий / / Строительство и архитектура

Узбекистана.^- 1971, № 3.
105- Ершов А. В. Расчет теилопоступ-

лепий через окна с солнцезащитой //

Строительство и архитектура Узбекистана.—

1966, № 10.
106.
циональных и эстетических квчествах солнцезащитных устройств//Строительство и архитектура Узбекистана.— 1970, № б.
107.
ненный метод расчета средств солнцеэа-

щиты / / Строительство и архитектура Узбекистана,— 1963, № 2.
200
--------------- page: 202 -----------
108.
расчету тепловых нагрузи*, иа здании в Средней Азии.- Ташкент, 1970.
109.
ческом облучении детей и подростков //

УФ-излучепие.— № 5.— М., 1971.
110.
ложной красоте в архитектуре // Строительна н газета.—1954, 10 окт.
111.
ская оценка инсоляции жилых и общественных здаяий //Труды НИИСФ.— Вып. 23.—

М., J979
112.
Молекулярные механизмы дейстаия ультрафиолетового излучения на клетку / УФ-нз-

лученис. М., 1971.
113.
менение ультрафиолетовой дезинфекции

воздуха в аптечных помещениях / / УФ-из-

лучение.— № 5.— М., 1971.
114.
проектирования микрорайолов и климатических условиях Туркмении.— М., 1973.
115.
лин А. По поводу статьи А. Беккера «Новые

нормы для жилой застройки в Москве» //

Строительство и архитектура Москвы.—

1980, № 8.
116.
венного освещения зданий с учетом солнечности климата // Труды НИИСФ.—

Вып. 13,— М., 1975.
117 Киреев Н. 11. Расчет естественного

освещения помещений при ясном небе //

Светотехника.— 1968, № 7-
118.
измерение спектрального состава излучении

в области спектра 0,3—0,6 ммх // Актинометрия и атмосферная оптика.— М., 1964.
119.
рование инсоляции и архитектурно-пространственное решение жилого квартала южного

городи // Светотехника
120.
Озеленение и микроклимат южных городов;

Реф. обзор.— М., 1968.
121.
щая среда жилой застройки // Строительство

и архитектура Москвы.—1979, Ns 7.
122.
вопросы градостроительства // Строительство

и архитектура Москвы
123.
путь повышения плотности жилищного

фонда // Строительство и архитектура Москвы,— 1979, № 4.
124.
бесные ванны // Медицина.— М., 1966.
125.
Микроклимат и световая среда многоэтажного здания // Архитектура СССР.—1972,

№ 11.
126.
фические приемы расчета продолжительности

иисоля11ии и солнцезащиты.— М., 1973.
127.
среда помещения //Строительство и архитек

тура Москвы.— 1980, № 8.
128.
определения инсоляции городской застройки //

Архитектура СССР.—1958, № 8.
129.
Г осгинцева М. А. Физико-гигиеническое нормирование инсоляции городской застройке

Влияние местных природно-климатических

условий на проектирование городов.— М,

1974.
130.
лищного строительства: размещение, плотное гь, этажность//Строительство и архитектура Москвы— 1978, № 12
131.
трафиолетового излучения ция дезинфекции

воздуха // Ультрафиолетовое излучение.—

М., 1966.
132.
особенности организации застройки // Строительство и архитектур* Москвы.—1970, № 2.
133.
Расчет коээффицисита ослепленности от большой светящейся поверхности // Светотехника.— 1981, № 4.— С. 8—10.
134.
солнечной радиации, поступающей в помещение // Труды НИИСФ.— Вып. 23
1979.
135.
ции распределения относительной яркости

безоблачного неба // Естестаенное освещение и инсоляция зданий.— М., 1968.
136.
кусственные источники ультрафиолетового

излучения // Ультрафиолетовое излучение —

М.. 1971, № 5.
137.
светового климата Узбекистана при пвоекти-
201
--------------- page: 203 -----------
ровании естественного освещения // Строительство и архитектура Узбекистана.—
1969,
138.
солнечного света при проектировании зданий в южных районах // Промышленное

строительство.—I9f>5, № 1.
139.
и расчет солнцезащитных средств // Архитектура СССР—1964, № 12.
140.
нормирования инсоляции // Архитектура и

строительство Мгсквы—1981, № 9.
141.
Освещение и пластическая выразительность

индустриальных элементов зданий // Архитектура СССР.—1976, № 7.
142.
критериев оценки солнцезащитных устройств/ /Труды НИИСО. - Вып 7— М.,

1974.
143.
воздушный бассейн //Светотехника.—1974,

№ 7
144.
Панурои А. И. Оценка эффективности солнце-

зво|итных устройств с учетом зрительной

работоспособности //Труды НИИСФ.—

М.. 1980.
145.
Александров Ю. П. Скроб Л. А. Солнцезащитные средства промышленных зданий —

М., 1976.
146.
ной ориентации и солнцезащитных средств

при проектировании зданий вузов // Проектирование и строительство вузов,— М..
1973.
147.
Свеговая среда в интерьере вуза//Труды

НИИСФ.— Вып. 7
148.
ного освещения учебных помещений в условиях

ясного неба // Труды НИИСФ. Вып. 3.—

М.. 1969.
149.
архитектурная композиции //Светотехника.—
1974,
150.
И. В. Жолтовский — проекты и постройки.—

М., 1955
151.
мира
152.
Прозрачность атмосферы, яркость дневного

неба и отражательная способность подстилающей поверхности в влажней ультрафиолетовой

области // Поле рассеянного излучения в земной атмосфере. Алма-Ата, 1974
153.
печение ультрафиолетового и теплового ком

форта в санитарно-курортных зонах // Труды

НИИСФ.— Выи. 23,— М., 1979.
154.
вочная организации застройки в условиях

Сибири,— М., 1967.
155.
действии: проблемы и решения // Строительство и аркитектура Москвы.— 1977, № 5
156.
иые о механизме защитного действия УФ

излучения // Гигиена и санитария.—1976, № 1.
157.
ипсоляции // Строительство и архитектура.

1957, №11.
158.
Отношение рассеянной и суммарной радиации
видимой частей спектра // Материалы ииститута

геологии и географии АН Лит. ССР.— Т. 13.—

М., 1962.
159.
тс>рия и ипссьтяция //Строительство и архитектура Москвы
160.
тол оценки естественного освещения помещений рассеянным снегом безоблачного небосвода // Строительство и архитектура Узбекистана.— 1967, № 9.
161.
Строительство и архитектура Москвы -

1976. № 11.
162.
нормативы // Строительство и архитектура

Москвы.— 1978, № 5.
163.
по учету природно-климатических факторов в

планировке.— М., 1980
164.
ленский Н. В. Гигиеническое обоснование

применения солнцезащитных устройств для

учебных помещений школьных зданий // Са

нитария и гигиена.— Медицина.— 1975, № 10.
165.
щенность //Строительство и архитектура

Москвы.— 1978, № 11.
166.
поступающих в помещение через окна с соли-
202
--------------- page: 204 -----------
цезащитными устройствами типа жвлюзи //'

Промышленное строительство.—1972, № 7.
167.
вочные решения многоэтажной жилой застройки и условии инсоляции // Строительство и

архитектура Москвы.—1965, Ns 11, С. 32—35.
168.
и ориентации зданий в Ашхабаде //Строительство и архитектура Узбекистана.—1967, № 5.
169.
рии негоризонталыюй видимости // Труды

ГГО.— Вып. 68.— М.. 1957.

стройки городов IV стротельно-климатической

зопы // Жилищное строительство.— 1966,

№ 3.—С. 13—14.
171.
вах ломами в жилой застройке городов Узбекистана
172.
теилоппступлений череч инсилируемое остекление // Водоснабжение и санитарная техника.—1968, № 2.
173.
бянц Л. А. Расчет тепловых поступлений через

окна с геолопоглощающим остеклением //

Водоснабжение и санитарная техника —1966,

№ 7.
174.
нормирования солнечной радиации в градостроительстве // Дисс. к. т. н.—М., 1968.
175.
ультрафиолетового климата г. Москвы но бактерицидному действию // Днсс. к. м. н.— М.,

1965.
176.
биоло!ически активного излучеиия в архитектурном проектировании жилища // Дисс.

к. а— М., 1982.
177.
ставляющих светового климата на территории

СССР И Дисс. к. т. н.— М., 1968.
178.
оценка естественного освещения при проектиро

вании зданий //Дисс. д. т. н.— М., 1979.
179.
оценки и регулирования иксилации на жилых

территориях Ц Дисс. к. т. н.— Горький, 1985.
180.
в архитектуре промышленных вданий // Днсс.

к. а.— М., 1978.
181.
мата при проектирдеании естественного освещения // Дисс. к. г. и.— М.. 1947.
182.
тового климата в расчетах и проектировании

систем естественного освещения зданий //

Автореф. дисс. к. т. п.— М., 1974
183.
New-Jork, 1956, p. 128—130.
184.
ation Methods and measurements. Academic Pess,

New-York, San-Francisko, London, 1975.
185.
London, 1964.
186.
Statens rad Гог byggnadsforskrong, 1976, p. 20—25.
187.
architectural perception., Document D: 20, Stockholm, 1965.
188.
mics Lighting, London, 1970, p. 206 - 214.
189.
Eritcmal and Infrared Energy, New-York, 1964
190.
1961.
191.
shading devices., New —Jersey, 1957.
192.
diction and the Design of Window Systens for

tropica] Climates, 1959.
193.
more S. Daylighting Heineman. London, 1966.
194.
radiation in architecture and town piainihig. Stockholm, 1954.
195.
determination of interior daylighting under clear

sky conditions., Bclgrad, 1964.
196.
New-York, 1975.
197.
1973.
198.
metod of Daylighting Design, J. E., № 1, 1953.
199.
The Netherlands, Bow № 41, 1962.
200.
nes. Build international, nov., dee, 1971
201.
at des parois opaque centre le soteil. “Cahiers

du Centre Seientifique et Technique du Batiment”,

1965, XII, Batiment Tropical № 2.
202.
SonnetKchutzesvonFenstern, “Gcsundheits — Inge-

nicurJN» 12, 1962.
203.
203
--------------- page: 205 -----------
204.
Latitudes, № 10, 1962.
205.
lifique et Technique du Bailment, № 59, 1962.
2fX>. Holm L., Pteijel C., Ronge H. Rostad

och Sol. Byggfotskniegens nport, № 100, Stockholm, 1964.
207.
glare., Light and Lighting, v. 56, № 11, 1963.
208.
skolskycli ucebui. .... Stavebnicky casoiiis $av IX,
10,
209.
Tegcslichtes fur Menschen im lnnenraum, “Klima-

Kalte - Ingemeur”, № 2, 1976.
210.
211.
"Strahleniherapie”, № 13, 1928.
212.
in buildings, Lighting Research and Technology,

vol., № 3, 1974.
213.
buildings., CIE, 18th Session, London, 1975.
214.
logy, vol. 6, № 3, 1974.
215.
216.
Reed J. Experimeatal analysis of solar hiiat gam

trough insulating glass with indoor shading.,

“ASHRAE Journal”, № 2, 1964.
217.
Light and Lighting, v. 56, № 11, 1963.
218.
Concrete Arees on Indoor Natural Lighting., J. E.,
51,
219.
Lighting Research and Technology, v. 6, № 3,
1974.
220.
Strassen nach Himmelsgegend und das Verhallh

niss ihrer Breit zur Hauserhohe, nebst Angevven

dung auf den Neubau ernes Kamonssprtals iri

Bern, “Leitsehrefl fur Biologie", b. 15, 1879.
221.
System, Budding, 54, 10, 1960.
222.
1970,
--------------- page: 206 -----------
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
А
Адаптация 12, 144

Альтернатива архитектора 6

Аккомодация 130

Анкетирован ве 58

Архитектурное образование 4

Архитектурная экология 4

Атмосферная индикатриса рассеяния 26

Азрациониый режим 155

Б
Бактерицидная радиация 27

Бактерий инактивация 51

Блескосп. 141
Видимость 138
Восприятие пространства 12, 143

Вуалирующий аффект 139

Выразительность 5, 76, 92
Гелиоклиматическое зонирование 162

Гслиоклиматрон 83
д
Дискомфорт 143
Дозы эффективного облучения 32, 35, 42—46

Е
Естественное освещение 172

Ж
Жилые дома

меридиональные 78

широтные 78
Защитные углы 119

Зенитное расстояние 25

Зонирование территорий 162

Зрительное утомление 142

И
Инсоляции

сектор 186
предпочтительность
продолжительность 72, 74, 186
Инсолируемый объем помещения 54, 55
Инсографик 187
Инсоляция 12
Инеоляметр 193
Инсолятор 79
Искусственное Солнце, небо и Земля 82

К
Канцерогенный эффект 15

Качество архитектуры 5

Классификации

требований к инсоляции 67

солнцезащитных средств 123
Комфортность 5

Координаты солнца 25

Координаты вектора облученности 26

Коэффициенты
амплитуд колебания температуры воздуха 148
вариационный 144
гелиоклиматический 181
естественного освещения 178
мутности 25
неравномерной яркости облачного и ясного

неба 178
неравномерности освещения 141

контрастности освещения 140

неравномерности поля скорости движения воздуха 148
отражения света 179

продуваемости 148

прозрачности 140
пропускания солнечтм радиации 145

пространственной зрительной связи 139

сиетоклиматический 173

свегопропускания 138

солнечности 182

теплопередачи 147

транспорантности 138

экранировании 137

Комплексы критериев оценки

инсоляции 66, 68

солнцезащиты 129
Л
Лос-Анжелесский смог 15

М
Масса атмосферы 26

Моделирование инсоляции 79

Н
«Небесные ванны» 132
Непрерывность (прерывность) инсоляций 51

«Новое движение в архитектуре» 92

Нормирование
инсоляции 13, 66, 186

освещения 180

солнцезащиты 186

Неравномерность освещения 141

О
Обозреваемость 139

Оптимизация солнцезащиты 148, 158

Оптический спектр 46

Освещенность 175. 177
П
Плотность засгровки 84

Flopoi ■ дубинного зрения 139

Показатель ослабления атмосферы 26

Поле зрения 140

Психологические реакции 12

Р
Радиационная модель
205
--------------- page: 207 -----------
Световая среда 143

Светорассеяние 145

Содержание оэонл 25

Солнечная радиация

суммарная 41

прямая 42

рассеянная 43
Солнцезащитные средства (СЗС) 92

Солнцезащитные и светорегулирующие устройства (СЗУ) 123

Солнечные карты 195

Спектральная эффективность излучения 27
Ультрафиолетовая радиация 15, 47, 134
Чашки Петри 47
Экранирование 137
Экономичность 84, 157
Эритемная радиация 28
Эффективная яркость 26
Эффективный поток солнечной радиации 25
--------------- page: 208 -----------
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора
Введение .
Глава 1. Исторические и современные тенденции развития проблемы инсоляции и
J силнцезащиты в архитектуре ....
Глава 2. Обеспечеиие инсоляции зданий и территорий . .
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
Глава 3. Нормирование инсоляции и архитектурное проектирование
3.1.
3.2.
3.3.
Глава 4. Солнцезащитные и светоряулирующие средства в архитектуре
J 4.1. Опыт применения и особенности проектирования солнцезащитных средств
4.2. Классификация солнцезащитных средств и комплексные требования к ним
43.
Глава 5. Комплексная оценка и оптимизация показателей солнцезащитны! средств
5.1.
5.2.
средств . . ... .
5.3.
Глава 6. Геяжжлиматмческос зонирование территории СССР
6.1.
6.2.
6.3.
j Заключение
Приложения
Список литературы
Предметный указатель
I
i
I
--------------- page: 209 -----------
НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ
Оболенский Николай Владимирович
АРХИТЕКТУРА И СОЛНЦЕ
Сдано в набор 26.10.87. Подписано в печать

25.1088. Т-20417. Формат 70vl007,b д. л.

Бумага мелован. 115 ip. Гарнитура Таймс. Печать офсетная. Уел. печ, л. 16,77. Уел. кр.-отт. 16,77.

Уч.-изд. л. 17,9+2 вкладки 1.05. Тираж 7500 экз.

Изд. Ne AIX-1651- Заказ Цена 2 р. 80 к.
Стройиздат, 101442, Москва, Каляевская 23а
Фотонабор выполнен ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени МПО «Первая Образцовая типография»

имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при

Государственном комитете СССР по делам

издательств, полиграфии и книжной торговли

113054, Москва. Валовая, 28.
Отпечатано в Московской типографив № 5

Госкомиздата СССР.
129243, Москва, ул. Мало-Московская, 21.