Архитектура и солнце - Оболенский Н.В.

Автор: Оболенский Н.В.

Теги: здания вообще проектирование планирование дизайн части зданий, предназначенные для определенных целей помещения архитектура архитектура зданий градостроительство стройиздат солнечная радиация инсоляция солнцезащита в архитектуре

ISBN: 5-274-00188-2

Год: 1988

Похожие

Архитектура гражданских и промышленных зданий

Архитектура гражданских и промышленных зданий. Учебник для вузов. В 5 томах. Том II. Основы проектирования

Архитектурное проектирование сейсмостойких зданий

Краткая история английской архитектуры

Текст

H -из
Н. В. Оболенский-
Архитектура
и солнце
L Стройиздат
Н. В. Оболенский
Архитектура
и солнце
Москва Стройиздат 1988
н-из
J
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 ос-
новным категориям: комфортности, выразительности и экономичности.
Анализируются исторические й современные тенденции развития проб-
лемы инсоляции и солнцезащиты в архитектуре (вопросы нормирова-
ния, проектирования и оптимизации условий инсоляции и солнцеза-
щиты), а также гелиоклиматического районирования терригории СССР.
Раскрываются причины ошибок в практике зодчих и градостроителей.
Приводятся способы определения эффективности инсоляции и солнце-
защиты застройки, адаптированные к современным условиям творчес-
кого метода архитектора.
Для архитекторов и проектировщиков.
Ил. 247, список лит.: 222 назв.
Печатается по решению секции литературы по градостроительству
и архигектуре редакционного совета Стройиздата.
Рецензенг канд. архит. С. Б. Чистякова (ЦНИИП градострои-
тельства)
Редактор Е. И. Астафьева
fir и и »<4.
4902010000-480
° 047(00-88 192-88
© Стройиздат, 1988
ISBN 5 274-00188-2 ДЗ/ЧИЗЯ бибЛИОТвКЯ ХПУ
i IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
0066032
ОТ АВТОРА
Проблема инсоляции и солнцеза-
мггы в архитектуре имеет огромное
шчсние для развития качественно
паого этапа в градостроительстве:
массовой урбанизации и индустри-
ажзации строительства на базе науч-
в-технической революции.
Многие десятилетия в нашей
стране существует общий строитель-
ш* закон — СНиП, который регла-
ментирует различные требования к
архитектуре. Однако требования к
условиям инсоляции и солнцезащиты
застройки разработаны и обоснованы
<ж недостаточно. До многого прихо-
дится доходить эмпирически, осно-
вываясь на историческом опыте.
Олнако «народная архитектура» дале-
. не всегда отвечает на вопросы,
и тикающие в век новых материа-
лов и массового строительства. Опыт
ясжких мастеров не может и не дол-
жси служить предметом для подра-
-1ГГ- что, к сожалению, ясно еще
.далеко не всем архитекторам — тео-
ретикам, практикам и педагогам.
Улиительно ярко и профессиональ-
- сказал об этом современный авст-
рвлшский архитектор Е. Харкнесс:
«За малым исключением, геометрические
фцпш архитектуры Миса ван дер Роэ просты
• а ваолинейны. Небольшое число его пост-
отличается усложненными формами, обу-
<г —янитми регулированием солнечной ра-
Свгтемы свегопроемов, по существу, явля-
«ивея выражением его личного философского
Чреэстактения о структуре. Хотя многое под-
чвчыиает его известную заинтересованность
’ЛЕжаюмогией и конструкционной детализацией,
фопескме параметры окружающей среды не
нгрвлв значительной роли в его творчестве.
Жвввктрические формы его произведений пре-
пгршеж бы изменения, если бы он с большим
«вимем относился к солнечной геометрии.
Синим из классических примеров недоста-
тсигго понимания или непризнания архитек-
1авровс влияния физических параметров окру-
жмпней среды является Фарнсуорт Хаус в
йкклт, штат Иллинойс, США (1950), абсолют-
ен яг обогреваемый зимой и невыносимо жар-
ена летом. Владелец здания ^аже возбудил
яяв цмттм! архитектора, так «как дом непри-
годен для жилья. Стеклянная коробка настоль-
ко неудачна с точки зрения выбора материала
для оболочки здания, что можно было наде-
яться, что она будет отвергнута любым серь-
езным 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 солнцезащит-
ные приспособления, что привело к беспоря-
дочности и неопрятности архитектуры фасадов.
Для решения этой проблемы стали применять
полурегулируемые внутренние жалюзи с тремя
положениями экранирующих элементов: пол-
ностью открытым, полностью закрытым и
наполовину закрытым. Это привело к чрез-
мерному снижению освещенности помещения
и к ограничению обзора при закрытых жалюзи,
защищающих от прямого солнечного света,
хотя стеклянная коробка, обладающая плохи-
ми теплоизоляционными свойствами и требую-
щая дорогостоящих отопления и охлаждения,
должна была хотя бы обеспечить обзор из
здания...
В настоящее время мы осознаем ограни-
ченность мировых энергетических ресурсов.
Новые поколения архитекторов будут нести
моральную ответственность за проектирование
зданий, не обеспечивающих комфорта при ми-
нимальных энергетических затратах. Возмож-
но, что в будущем максимальное количество
единиц энергии, которое могут потреблять зда-
ния, будет ограничено законом. Основаниями
для подобных ограничений могут служить чис-
ло 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 визуаль-
ного восприятия.
Простота геометрии, присущая произведе-
ниям архитектора, редко встречается в при-
роде; природный порядок сложен. Живые орга-
низмы, взаимодействуя с природными усло-
виями, усложняются, в противном случае они
не выживают. Мис ван дер Роэ не учитывал
многие изменяемые параметры окружающей
среды, которые оказывали влияние на его зда-
ния и на их обитателей, и не противодейство-
вал конфликтам, возникающим в результате
этого влияния.
Подражание творчеству Миса ван дер Роэ
было очень значительным и продолжает быть
таковым — это бесспорно, так же как и то, что
это подражание нанесло большой вред архи-
3
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 технологичес-
кие 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 архи-
тектура — понятие, не ограничиваю-
щееся визуально-эстетическими кате-
гориями, более того, главное назна-
чение архитектуры было, есть и всег-
да будет в обеспечении комфортной
среды для человека, которая создает-
ся прежде всего под воздействием
основного эколого-климатического
фактора — Солнца. Однако формиро-
вание комфортной среды связано с та-
ким большим числом факторов, в свою
очередь, зависимых от солнечной ра-
диации, 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 пока-
зать современному зодчему, что
архитектура и Солнце — вещи нераз-
делимые. Это имеет большое значе-
ние для правильной трактовки твор-
ческого метода архитектора с самого
начала проектного замысла до осуще-
ствления его в натуре.
И, последнее, что хотелось бы ав-
тору предпослать к этой книге. Зна-
чительный ее объем посвящен физи-
ко-математическому, социолого-эко-
номическому и психоэстетическому
обоснованию важнейших предложе-
ний по нормированию и проектирова-
нию инсоляции и солнцезащиты заст-
ройки. Современному архитектору,
имеющему дело с нормативами, без
которых немыслимо массовое строи-
тельство, необходимо знать и пони-
мать 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 по-
может избежать грубых ошибок в
архитектурном проектировании и по-
высит эффективность комплексного
архитектурного образования, а также
будет способствовать становлению и
развитию одной из важнейших отрас-
лей современной архитектурной нау-
ки — архитектурной экологии. Автор
приносит сердечную благодарность из-
вестным ученым Д. В. Бахареву и
|В. А. Белинскому |, а также рецензен-
ту С. Б. Чистяковой, много сделавшим
при подготовке книги к изданию.
ВВЕДЕНИЕ
За всю историю существования
человечества много было сказано о
роли солнца в архитектуре. Наиболее
ярко это отражено известной триадой
Витрувия «польза, прочность, красо-
та». Казалось бы, эти слова, такие
известные и понятные, не требуют
комментариев. Между тем, если вду-
маться в глубину их содержания,
диалектическую взаимосвязь и далеко
не случайную последовательность пе-
речисления, 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 климати-
ческий фактор, ни одно явление при-
роды не оказывает такого всеобъем-
лющего влияния на все основные ка-
тегории 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 поль-
зуется архитектор (точнее, должен
пользоваться, так как, к сожалению,
многие архитекторы и в том числе
крупные мастера недооценивают эти
вопросы).
Огромная роль солнца в архитек-
туре, которую подчеркивали вслед за
Витрувием все его знаменитые после-
дователи (от Альберти и Палладио
до Корбюзье и братьев Весниных),
неизмеримо возросла в наш век науч-
но-технической революции, массового
индустриального строительства и
всеобщей урбанизации. Если триада
Витрувия отражала лишь социальную
сторону архитектуры и удовлетворяла
общество в эпоху строительства ин-
дивидуальных 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 гло-
бальным явлениям, характеризующим
экономические и социальные условия
жизни людей на планете.
В социальном аспекте архитектура
в значительной степени утратила
связи с национальными, эстетичес-
кими, демографическими и гигиени-
ческими традициями и требованиями,
которые тысячелетиями определялись
конкретными климатическими усло-
виями и духовными потребностями
человека.
В экономическом отношении ар-
хитектура в еще большем долгу перед
человечеством. В век энергетического
кризиса и всемерной экономии невос-
полнимых энергетических ресурсов
и капитальных затрат рациональные
проектные решения городов, агропро-
мышленных комплексов и отдельных
зданий и сооружений являются
важнейшим фактором экономии ма-
териальных и финансовых ресурсов.
Итак, пользуясь современной
терминологией, можно сказать, что
качество современной архитектуры
определяют комфортность, долговеч-
ность, выразительность и экономич-
ность. Не случайна и последователь-
ность перечисления этих факторов,
как не случайна она ив крылатой
фразе Ле Корбюзье, который говорил,
что материалами для архитектора
являются: солнце, пространство, рас-
тительность, сталь и бетон, отмечая
при этом, что их значение точно
соответствует порядку перечисления.
Действительно, роль солнечной
радиации в архитектуре беспреце-
дентна, так как нет другого фактора
в природе, который так непосред-
ственно и комплексно влиял бы на
комфортность, долговечность, выра-
зительность и экономичность архи-
тектуры. И чем больше архитекторов
(практиков и педагогов) осознают
это значение солнца для современной
5
и особенно для будущей архитектуры
и творческого метода архитектора,
тем скорее мы приблизимся к завет-
ной цели: созданию полноценной в
материальном и духовном отношении
окружающей среды для жизнедея-
тельности человека и восстановлению
доброго имени и престижа архитек-
тора.
Пусть не создается у читателя
впечатления, что эта книга — одно-
значный гимн солнцу, написанный
солнцепоклонником, считающим, что
солнце — единственный ключ к твор-
ческому методу архитектора, архи-
тектурному образованию, развитию
архитектурной науки и престижности
профессии. Тем не менее, важнейшие
вопросы творческой направленности
современной архитектуры, архитек-
турная теория и критика не могут
ныне плодотворно развиваться в от-
рыве от науки, раскрывающей приро-
ду и закономерности восприятия
человеком окружающей его световой
среды.
Нельзя подразумевать под поня-
тием архитектуры и архитектурной
науки лишь красоту и изящество
форм, пропорций и линий (что ха-
рактерно для творческого мировоззре-
ния Миса ван дер Роэ), искусство-
ведческие изыскания о закономер-
ностях композиционных соотноше-
ний, споры об отвлеченной тектони-
ческой сущности форм и историю
создания архитектурных шедевров.
Они стали таковыми именно потому,
что их создатели понимали: вырази-
тельность и комфортность архитекту-
ры во многом зависят от природных
параметров световой среды, иначе
никогда не возникло бы различия
между глубокой и мощной пластикой
русской архитектуры и тонким круже-
воподобным декором стены в еги-
петском и среднеазиатском зодчестве,
между открытым солнцу простран-
ством в городе с умеренным и холод-
ным климатом и замкнутыми компо-
зициями и самозатеняющимися
градостроительными структурами в
районах с жарким сухим климатом.
Нельзя продолжать увлекаться
вновь возродившимся чрезмерным
остеклением фасадов в массовой за-
стройке во всех климатических райо-
нах, уменьшением толщины ограж-
дающих конструкций стен и гипер-
трофированными внутриквартальными
пространствами в городах.
Нельзя продолжать воспитывать
будущих архитекторов с пренебре-
жительным отношением к истинам
и законам, проверенным и выстра-
данным тысячелетиями человеческим
гением, к правилам и нормам проек-
тирования, без которых современная
архитектура невозможна. А ведь
даже в профессиональной печати
раздаются голоса, призывающие
«освободить» архитектуру от норм
в поисках «альтернативы архитекто-
ра». При этом имеется в виду, что
«техника и искусство остаются извеч-
ным и главным противоречием в
содержании понятия архитектуры».
Однако с диалектических позиций
техника, искусство и наука извечно
были и будут взаимосвязанными и
взаимообогащающимися синтезирую-
щимися категориями. И не только в
архитектуре, но и в музыке, живописи,
поэзии. А для того, чтобы «техни-
цизм» — это порождение молоха
технического прогресса в сознании
и культуре человека — не преобладал
в искусстве и науке, нужно стоять
на теоретических позициях, основан-
ных на критериях историко-экономи-
ческой ситуации и социальных и ду-
ховных потребностей современного
человека. Как можно сомневаться в
том, что есть истины, не подлежа-
щие пересмотру, проблемы, решенные
давно и однозначно. Нельзя, оста-
ваясь на почве науки, забывать об
основополагающих принципах мате-
риалистической диалектики.
Конечно, все это не значит, что
сложившиеся понятия, правила и
нормы не должны совершенствовать-
ся. Наоборот, именно этим необходи-
мым изменениям и совершенствова-
ниям, основанным на научных иссле-
дованиях последних двадцати лет,
и посвящена настоящая книга.
Весьма симптоматичны высказы-
6
вания современных австралийских
архитекторов [70] о том, что качество
архитектуры как в функциональном,
так и в эстетическом отношении оп-
ределяется уровнем профессиональ-
ных знаний зодчего в области инсоля-
ции и солнцезащиты. Они считают,
что если коренным образом не улуч-
шить современную систему архитек-
турного образования, особенно в
области определяющей роли климата
и его важнейшего фактора — солнеч-
ной 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 австралий-
скими архитекторами отзывы потре-
бителей об известных зданиях, в ко-
торых наблюдается резкий световой
и тепловой дискомфорт и огромный
перерасход энергии на борьбу с по-
терями тепла зимой и холода летом,
станет очевидно, что в таких случаях
самые красивые творения зодчих
теряют всякий смысл.
Цель настоящей книги — предос-
тавить архитекторам материал для
обоснованного решения задач по ин-
соляции и солнцезащите при архи-
тектурном проектировании.
В книге излагаются назревшие
актуальные вопросы повышения ка-
чества световой среды в современной
массовой архитектуре, ее выразитель-
ности, экономичности строительства
и эксплуатации зданий, намечаются
пути для поисков рациональных ар-
хитектурных форм и пространств,
свойственных социалистическому
городу при учете современных тре-
бований индустриальное™ и стандар-
тизации строительства.
Архитектура — жизненная среда,
постоянно воздействующая на челове-
ка, формирующая его мировоззрение
и воспитывающая духовную культуру.
Поэтому в книге уделяется внимание
психофизиологическому и эстетичес-
кому аспектам использования при-
родных ресурсов солнечного света,
вызывающего как положительные, так
и отрицательные эмоции при восприя-
тии пространственных и пластических
композиций. Раскрываются морфо-
функциональные и некробиотические
свойства солнца в условиях строи-
тельства 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 климати-
ческих 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-строитель-
ных вузов продиктована не только
отсутствием комплексных данных о
инсоляции в литературе, но и совре-
менным состоянием архитектурной
практики, которая несмотря на из-
вестные достижения, характеризуется
невосполнимыми художественными,
функциональными и экономическими
просчетами (чрезмерная или недоста-
точная плотность застройки, моно-
тонность 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 прак-
тике советскими и зарубежными спе-
циалистами.
Это привело к необходимости вы-
бора комплексной методики работы,
а также решения ряда научных задач,
к важнейшим из которых относятся:
1. исследования практики норми-
рования и проектирования инсоляции
и солнцезащиты и обобщение теоре-
тических разработок в этой области;
2. исследования закономерности
поступлений солнечной радиации в
застройку, установление критериаль-
ных соотношений параметров, опре-
деляющих ее эффективность и норма-
тивные величины;
3. теоретические изыскания по
7
разработке методов лабораторных,
натурных и статистических исследо-
ваний по важнейшим составляющим
световой среды в оптическом спектре
Солнца;
4. разработка многокритериаль-
ных систем оценки инсоляции и солн-
цезащиты и самих критериев, опреде-
ление их частных оптимумов и взаи-
мосвязей;
5. разработка методов нормирова-
ния, расчета и проектирования инсо-
ляции и солнцезащиты и гелиоклима-
тического районирования территории
СССР;
6. приложение созданных теоре-
тических основ к разработке ориги-
нальных экспериментальных устано-
вок и конструктивных решений рацио-
нальных солнцезащитных устройств
и технико-экономические исследова-
ния эффективности предложенных ре-
шений при внедрении в практику
архитектурного проектирования и
строительства.
Результаты исследований, изло-
женные 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 ин-
ституте Минвуза РСФСР — головных
организациях в стране в областях
строительной физики и архитектур-
ного образования. Исследования про-
водились по планам важнейших работ
Госстроя СССР и развития народного
хозяйства СССР при тесном взаимо-
действии с гигиенистами, светотехни-
ками, теплофизиками, метеорологами,
психологами, микробиологами и
экономистами (ИОКГ им. А. Н. Сы-
сина, МГУ им. М. В. Ломоносова,
ГИСИ им. В. П. Чкалова, ВЦНИИОТ,
ЦНИИЭП жилища, НИИПИ генпла-
на г. Москвы, ЦНИИИП градострои-
тельства, ЦНИИпромзданий, Таш-
ЗНИИЭП, ТбилЗНИИЭП, Киев-
ЗНИИЭП, ИГТиП).
Автор выражает глубокую призна-
тельность специалистам, оказавшим
неоценимую помощь в исследованиях
на стыке многих наук, входящих в
проблему инсоляции в архитектуре.
4
Глава 1.
Исторические и современные тенденции развития
проблемы инсоляции и солнцезащиты в архитектуре
XXVII съезд КПСС поставил
перед архитекторами и учеными
грандиозную задачу: повысить эф-
фективность и качество строитель-
ства [1]. Особое значение эта задача
имеет для развития массового стро-
ительства городов, жилых, общест-
венных и промышленных зданий.
В последние годы вопросы ис-
пользования солнечной энергии в
архитектуре выросли в одну из ак-
туальнейших народнохозяйственных
проблем, от рационального решения
которой зависит качество современ-
ных и будущих городов и отдельных
сооружений. Качество архитектуры
определяется прежде всего комфорт-
ностью среды, надежностью соору-
жений, выразительностью пространств
и форм и экономичностью проектов.
Каждый из этих показателей каче-
ства архитектуры зависит от рацио-
нального решения вопросов инсоля-
ции и солнцезащиты.
Воздействие инсоляции на чело-
века и окружающую среду двойст-
венно: с одной стороны, оно благо-
приятно и экономически выгодно,
поэтому необходимо обеспечить дос-
туп солнечного света в городские
пространства и интерьеры зданий
в любых географических районах,
с другой — оно может вызывать
перегрев, световой дискомфорт, ульт-
рафиолетовую (УФ) переоблучен-
ность и перерасход электроэнергии
на регулирование микроклимата, что
предопределяет необходимость за-
щиты от воздействия инсоляции и
рационального его использования.
Этот сложный диалектический
характер положительного и отрица-
тельного , воздействия инсоляции
представляет вечный парадокс, с ко-
торым имеют дело архитекторы.
Диалектическое единство поло-
жительных и отрицательных эффек-
тов, вызываемых инсоляцией в гигие-
ническом, социолого-архитектурном,
инженерном и технико-экономиче-
ском аспектах, показано в табл. 1.
Весомый вклад в эту науку сделан
в нашей стране Д. В. Бахаревым,
В. К. Беликовой, В. А. Белинским,
С. И. Ветошкиным, Н. Ф. Галани-
ным, Н. М. Гусевым, Н. М. Данци-
гом, Л. Л. Дашкевичем, Б. А. Дуна-
евым, А. В. Ершовым, А. У. Зеленко,
Д. Н. Лазаревым, Д. С. Масленни-
ковым, 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 форми-
рование архитектуры городских про-
странств и зданий, нормирования
и оптимизации параметров инсоляции
и солнцезащиты осуществлена в оте-
чественной и зарубежной науке
впервые.
Такая постановка проблемы от-
вечает современным требованиям
науки о необходимости координации
и интеграции результатов исследо-
ваний, особенно в области смежных
наук. Именно к такой области от-
носится данная проблема, которая
может успешно решиться только при
тесном взаимодействии архитекторов,
гигиенистов, светотехников, инже-
неров, метеорологов, психологов,
микробиологов и экономистов.
Изучение современной архитек-
турной практики показало, что эле-
ментарные требования, определяе-
мые солнечной радиацией, учитыва-
ются недостаточно. Иначе нельзя
объяснить повсеместное распрост-
ранение сходных планировочных
9
Таблица 1. Единство положительных и отрицательных воздействий инсоляции в архитектуре
Аспекты воздействия
инсоляции
Положительные эффекты
Отрицательные эффекты
Биологический
Общеоздоровительный эффект (загар,
образование витамина «Д», обогрев),
санирующий эффект, улучшение функ-
ций зрения при повышенной освещен-
ности и контрастности освещения
Фотохимическая токсичность отра-
ботанных газов в городах, переоблу-
ченность и канцерогенность, перегрев
(общий и местный) и световой дис-
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 про-
странством
Эстетический
Выявление пространства, формы, пла-
стики, силуэта и цветовых соотноше-
ний, ритма элементов архитектуры и
«живописности», композиционных ре-
шений
Снижение восприятия формы и ощу-
щения насыщенности цвета при чрез-
мерных яркостях, выцветание поверх-
ностей
Экономический
Природный источник дополнительного Повышение расходов на вентиляцию и
обогрева помещений, сокращение пло- кондиционирование воздуха, снижение
щади светопроемов, повышение про- производительности труда и работо-
изводительности труда и работоспособ- способности при тепловом и световом
ности дискомфорте
конструктивных и композиционных
приемов, материалов, размеров све-
топроемов (в том числе «ленточных»)
в различных климатических районах.
Трудно восполнимы в современ-
ных масштабах функциональные,
художественные, экономические и
социологические просчеты строитель-
ства (чрезмерная в северных и малая
в южных районах страны плотность
застройки как следствие недостаточно
дифференцированных норм инсоля-
ции и естественного освещения; воз-
врат к необоснованно большим пло-
щадям остекления фасадов зданий
во всех климатических районах, что
ужесточает перегрев и световой дис-
комфорт в помещениях летом, резко
повышает энергетические затраты
на технические средства регулирова-
ния микроклимата, вызывает чрез-
мерные теплопотери зимой; отсутст-
вие выразительности и пластики ин-
дустриальных элементов зданий и
т. п.).
В качестве основных причин этих
просчетов можно назвать следующие:
недостатки строительного нормиро-
вания параметров климатических
факторов, особенно определяемых
солнечной радиацией; недостаточные
знания проектировщиков об опреде-
ляющей роли солнца в формирова-
нии световой среды в городах и зда-
ниях; малая изученность важнейших
аспектов этой роли солнца и некомп-
лексность проводимых исследований.
Проблема рационального исполь-
зования световой энергии Солнца в
архитектуре охватывает широкий
круг вопросов, изучением которых
занимались многие ученые и прак-
тики.
Великий русский климатолог и
географ А. И. Воейков и его учени-
ки подчеркивали, что Солнце — пер-
вопричина всех процессов, из кото-
рых складывается климат [51], ока-
зывающий решающее влияние на
формирование комфортной среды
обитания человека (архитектуры).
Решение этой комплексной задачи
немыслимо без научных обобщений
в области естественных, медицин-
ских, экономических и других наук,
так как архитектурная наука нахо-
дится на их стыке.
В. И. Ленин представлял создание
будущей материальной и культурной
базы коммунистического общества
10
как процесс двуединый: через пре-
емственность с прошлыми достиже-
ниями и через осознание новых ма-
териальных и социальных условий—
к новым открытиям. Показательно,
что в беседе с И. В. Жолтовским о
проблемах реконструкции Москвы,
В. И. Ленин особо подчеркнул необ-
ходимость использования всего ве-
ликого и мудрого, что было создано
человечеством на протяжении тыся-
челетий [ПО].
Проблема использования солнеч-
ной энергии в архитектуре была из-
вестна еще в древности. С незапа-
мятных времен люди поклонялись
солнцу. Животворящее божество Ра
древних египтян древнегреческий
бог солнца — Гелиос, веселый и
жизнерадостный бог Ярило у древ-
них 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 немно-
гим моложе самой медицины. Изве-
стно, что египтяне лечили болезни
солнечным светом. Гиппократ при-
менял для лечения больных не только
лекарства, но и солнце. Римляне
строили солярии, а Геродот считал,
что солнечный свет хорош для лю-
дей, нуждающихся в восстановлении
и росте мускулатуры. Многие другие
народы также применяли лечение
солнцем.
Гиппократ, указывая на важность
солнечного света для здоровья чело-
века, писал, что в городах с восточ-
ным расположением, вода чиста, хо-
рошо пахнет, вкусна, так как восхо-
дящее солнце предохраняет воду от
порчи, а люди выглядят здоровыми,
имеют приятный цвет кожи.
Признание важности солнечного
света для воды как основы человече-
ского благополучия, выраженное
Гиппократом, нашло научное под-
тверждение в работе Даунса и Блан-
та, которые установили в 1877 г. бак-
терицидное действие солнечного све-
та и связали этот эффект с само-
очищением рек и озер, облучаемых
солнцем. Более поздние исследова-
тели установили, что этот эффект в
значительной мере производит ультра-
фиолет, содержащийся в солнечном
свете.
При этом нельзя не отметить фун-
даментальные исследования бакте-
рицидного действия солнечного света,
проведенные под руководством
Н. М. Данцига, в частности работы
В. К. Беликовой, Р. А. Дмитриевой,
А. П. Забалуевой и др.
Для архитектуры, разумеется,
имеет значение все оптическое излу-
чение солнца, во всем его многооб-
разии, включая видимую, ультрафи-
олетовую (УФ) и инфракрасную
(ИК) области спектра.
Знаменитый датский ученый,
лауреат Нобелевской премии, М. Фин-
зен подчеркивал: «Ничто не заме-
щает солнечного света. Он будет все-
гда единственным, необходимым и
неподражаемым источником для
живой клетки» [62].
Наибольшего величия в мышле-
нии в этой области применительно
к архитектуре достиг Витрувий, ко-
торый 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 по-
средине между ними. Поэтому из-за
наклона зодиакального круга (небес-
ного экватора, Н. О.) и пути Солнца
различные части Земли получают
разное количество солнечной энергии;
становится ясным, что в той же сте-
пени и при устройстве домов надо
принимать во внимание различные
климатические условия разных стран.
На севере здания, как я думаю, дол-
жны быть сомкнутыми, скорее це-
ликом закрытыми, обращенными на
теплую сторону. Наоборот, в южных
странах, с палящим солнцем и угне-
тающей жарой, здания должны быть
открытыми на север или северо-вос-
ток. Таким образом, мы можем
исправить искусством вред, прино-
симый природой».
11
Не случайно крупнейшие градо-
строители разных эпох называют
Витрувия основоположником науки
о планировке городов и первым кли-
матологом в архитектуре.
Мысли Палладио о ширине город-
ских улиц [61], «24-часовой солнеч-
ный цикл» Ле Корбюзье [53], требо-
вание единства архитектуры с окру-
жающей средой И. В. Жолтовского
[150], идея «биодинамического фак-
тора Солнца в городе» А. Аалто
[28] — все это было предопределено
Витрувием.
В работе Д. В. Бахарева [174]
с исчерпывающей полнотой рассмат-
риваются общие методологические
основы расчета солнечной радиации
в условиях экранируемого простран-
ства, методика геометрического рас-
чета инсоляции, доказывается, что
существует единственный рацио-
нальный метод этого расчета (метод
числовых отметок, лежащий в основе
графиков Г. Марти [215] и А. М. Руд-
ницкого [157]). Однако в этой ра-
боте сделан неправомерный вывод
о том, что нормы продолжительно-
сти инсоляции могут быть обосно-
ваны только психологическим дей-
ствием прямого солнечного света.
Биологическое же действие солнечной
радиации предлагалось положить в
основу нормирования только сани-
тарных разрывов между зданиями.
Между тем многочисленные ис-
следования гигиенистов [36, 62, 70,
72, 99, 111, 156, 195], подтвержден-
ные в последние годы, выявили об-
щеоздоровительную и бактерицид-
ную эффективность инсоляции, с
которой нельзя не считаться.
Однако при этом очень важно
иметь в виду, что под термином «ин-
соляция» следует понимать суммар-
ное солнечное облучение, а не только
прямое. В своей фундаментальной
монографии, посвященной инсоляции
в строительстве, Л. Л. Дашкевич
[43] приводит результаты исследо-
ваний по рассеянной радиации, ко-
торая в биологическом значении ес-
тественного света играет не меньшую,
если не большую роль, чем прямая
радиация..., так как только посред-
ством ее достигается освещение всех
тех мест, куда непосредственно не
поступают прямые солнечные лучи.
Кроме этого, в естественных усло-
виях солнечная радиация никогда
не бывает только прямой. Эта же
мысль обоснована и Д. В. Бахаре-
вым [77].
Восприятие городской среды
обеспечивается главным образом ор-
ганами чувств через воздействие сол-
нечной радиацией в УФ, видимом
и ИК спектре, определяющей в сов-
ременной терминологии световую
среду [99]. Комфортные ощущения
и эстетическое воздействие световой
среды (положительные эмоции) воз-
можны только при условии исклю-
чения качеств, которые угнетают че-
ловека. К ним относятся: физиоло-
гически и психологически недоста-
точные уровни освещенности, УФ и
И К облученности; чрезмерные уров-
ни яркостей поля адаптации, УФ и
И К переоблученности.
Эти качества световой среды за-
висят от инсоляции, идея нормиро-
вания которой в строительстве воз-
никла в конце XIX в. [240], когда
еще не было представлений о связи
этого нормирования с биологическим
действием солнца. На эту связь впер-
вые указал Ф. Эрисман [72]. Кон-
кретные предложения по градостро-
ительному нормированию инсоляции
впервые были сделаны советскими
учеными в 40-х годах [48].
Критериями для установления
норм инсоляции служили два фак-
тора: психоэстетическое и биологи-
ческое воздействия инсоляции. При
этом первый — на основании обще-
житейских представлений и стати-
стических исследований (за рубежом),
а второй — на основании биологи-
ческих исследований (СССР). Из
данных табл. 2 можно сделать вы-
воды:
во-первых, во всех странах нор-
мируемой величиной является про-
должительность инсоляции без ее
энергетической значимости (вспом-
ним слова Витрувия, сказанные им
12
Таблица 2. Нормируемые показатели условий инсоляции
Страна Разрывы между зда- ниями, м Отношение высоты здания к величине раз- рыва между зданиями 1 Число инсолируемых комнат квартиры. % Продолжительность ин- соляции комнаты или квартиры Световые углы окна, град а. Г 2 i> j S в X ей 0 ентации помещения, град ограничение гипгрин- соляции Период эксплуатации здания Назначение помещения, 5 V S S со 03 Й s о) Т К о R 0J з-
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 солнеч-
ной энергии, приходящей в застрой-
ку);
во-вторых, в большинстве стран
психоэмоциональный эффект инсо-
ляции считается основным. В нашей
стране эта точка зрения считается
дискуссионной, так как некоторые
специалисты (в том числе авторы
действующих норм инсоляции) от-
дают предпочтение биологическому
эффекту инсоляции. В СССР прово-
дились наиболее широкие исследо-
вания (теоретические и эксперимен-
тальные) в области определения ре-
сурсов инсоляции и ее воздействия
на биологические объекты.
Ни та, ни другая точка зрения
не может, по-видимому, претендо-
вать на истину, ибо она, по нашему
мнению, должна лежать в диалекти-
ческом единстве этих факторов. Од-
нако здесь важно иметь в виду, что
в экстремальных климатических ус-
ловиях возможно и, по-видимому,
целесообразно выделять главный
фактор на первое место. Например,
на Крайнем Севере основное значе-
ние имеет психоэмоциональный эф-
фект, определяемый продолжитель-
ностью инсоляции, а, например, в
Средней Азии — физиологический
эффект теплового и светового дис-
комфорта;
в-третьих, отмечаются значитель-
ные расхождения в трактовке требо-
ваний и величинах различных пока-
зателей, особенно выявившихся в
последние годы. Это подчеркивается
активной деятельностью Междуна-
родной комиссии W-45 МСС, кото-
рая до недавнего времени не считала
инсоляцию входящей в число основ-
ных требований к зданиям с точки
зрения удобств человека [200]. Что
касается технико-экономических
критериев оценки требований к ин-
соляции застройки, то надо сказать,
что в зарубежной литературе нам не
удалось найти соответствующих ма-
териалов, за исключением работ
Т. С. Роджерса [63], имеющих в ос-
13
новном отношение к экономике солн-
цезащиты. В последние годы в этом
направлении были проведены работы
в ряде проектных институтов нашей
страны.
СССР — единственная страна в
мире, территория которой прости-
рается на 55° по географической
широте и на 170° по долготе, поэтому
единообразного подхода к нормиро-
ванию инсоляции, как это до сих
пор принято в действующих санитар-
ных 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
А. У. Зеленко, В. Е. Коренькова,
В. К. Лицкевича, Б. А. Дунаева и
Д. С. Масленникова в 1954 г. опре-
делил рациональные требования по
ограничению ориентации зданий.
Однако в то время еще не было мас-
сового многоэтажного строительства.
В последние годы в проектных
организациях и органах санитарной
инспекции применялись методы рас-
четов инсоляции (графики, приборы),
разработанные рядом ученых
(А. М. Рудницкий [157], Г. Плейжел
[199], М. Тваровский [68], Б.А. Ду-
наев [45, 46], Д. С. Масленников
[128], И. С. Суханов [67], А. В. Ер-
шов [104], Д. В. Бахарев [76],
Л. Г. Беридзе [83], А. Я. Штейн-
берг [170], В. М. Пивкин [154],
И. В. Маргиани [176], В. Г. Мака-
ревич [126] и др.). Такое число раз-
личных и нередко идентичных ме-
тодов расчета объясняется отсутст-
вием должной координации иссле-
дований в этой области.
Наиболее рациональными при-
знаны идентичные методы Г. Марти,
А. М. Рудницкого и М. Тваровского
[221, 157, 68], основанные на при-
менении «Инсоляционных графиков»
или «Солнечных линеек», распрост-
раненных И. С. Сухановым и затем
Б. А. Дунаевым в проектных органи-
зациях. Следует отметить, что этот
метод, оказавшийся наиболее раци-
ональным и принятым архитекторами
и врачами, основан на «аналлеме
Солнца» Витрувия, которую он раз-
работал 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 упо-
рядочению городской застройки (после
1963 г.) и улучшению гигиенических
качеств жилищ в центральных клима-
тических районах, когда еще не было
массового многоэтажного строительст-
ва. Однако это не значит, что действую-
щие 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 за-
стройка городов, поселков и сельских
населенных пунктов» (п. 5.22) со
ссылкой на санитарные нормы
(СН 1180-74). Эти нормы появились
в результате исследований гигиенис-
тами биологического воздействия
солнца на организм человека и мик-
роорганизмы (М. Миславская, 1949;
А. Забалуева, Р. Крупина, Д. Тюков,
А. Пономарева, 1954; В. Беликова,
1954—1965; М. Кошкин, 1956—
1958; Н. Данциг, 1953, 1961; Н. Га-
ланин, 1959, 1961; И. Геллер, 1965).
Бактерицидный эффект инсоляции
был обнаружен не только в услови-
ях открытой атмосферы, но и в по-
мещениях [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, уста-
новленной 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 обсуж-
14
дать биологическую сторону мето-
дики и результатов этих исследова-
ний, но проанализировать их физи-
ческую сторону считаем необхо-
димым. Заметим, что не существует
однозначной связи между эффекта-
ми облучения и его продолжитель-
ностью без энергетической значимо-
сти этого облучения. Это не согла-
суется с физическими представле-
ниями о радиационных процессах
в атмосфере и с результатами на-
турных измерений естественной би-
ологически активной радиации [31,
36, 56]. Затем, опыты В. Беликовой
[80, 175], положенные в основу нор-
мирования, проводились в помеще-
ниях с окнами при одинарном остек-
лении; облучаемые бактерии пере-
двигались по мере движения солнеч-
ного луча, поэтому требование не-
прерывности инсоляции не обосно-
вывается этими исследованиями.
Наконец, не было проведено иссле-
дований 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 экранируе-
мом пространстве и в закрытом по-
мещении неодинаково трактуется
в работах отечественных и зару-
бежных ученых [175].
Одним из важнейших пробелов
в обосновании СН 1180-74 является
отсутствие достоверных сведений
о природных ресурсах инсоляции
на территории страны ее зонирова-
нии на этой основе и закономерно-
стях поступления в застройку. Из-за
отсутствия приборов с соответству-
ющей спектральной чувствительно-
стью не было возможности сопос-
тавить некоторые расчетные данные
о приходе УФ радиации в помеще-
ния. Отсутствовали также данные
об изменении инсоляционных ре-
сурсов на территории страны под
воздействием антропогенных фак-
торов (снижение прозрачности ат-
мосферы в связи с ростом городов
и промышленности).
Без этих сведений невозможна
научная оценка биологического (бак-
терицидного, эритемного, антира-
хитного и т. п.) воздействия инсо-
ляции 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 пси-
хоэмоциональном и эстетическом
воздействии инсоляции и о субъ-
ективных критериях ее оценки, что
широко изучается зарубежными уче-
ными [200, 206, 212].
Нередко непрерывная 3-часовая
инсоляция зданий и территорий при-
водит к тепловому дискомфорту не
только в южных, но и в центральных
районах страны и к световому дис-
комфорту во всех географических
районах. В биологическом аспекте
чрезмерное УФ облучение кожного
покрова приводит к канцерогенному
эффекту [82]. Действующие же
нормы распространяют свои требо-
вания на все климатические районы
без дифференциации зданий по на-
значению.
УФ радиация разрушает совре-
менные полимерные материалы и
лакокрасочные покрытия. Она играет
решающую роль в возникновении
и развитии ядовитых фотохимиче-
ских туманов антропогенного про-
исхождения (типа Лос-Анджелес-
ского 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. Одно-
временно газы и смог интенсивно
поглощают УФ радиацию, вследствие
чего ее ослабление иногда дости-
гает 80% и более, в то время как
для интегральной радиации оно со-
ставляет лишь 20—30% [32].
15
Одно из первых измерений УФ
климата на территории Советского
Союза проводилось по инициативе
Н. М. Данцига с помощью «метода
разложения щавелевой кислоты»,
предложенного А. М. Бойко. Однако
полученный материал нельзя сопо-
ставить ни с результатами измере-
ний УФ радиации, проведенными
у нас в стране, ни с зарубежными
данными. Одним из недостатков ме-
тода является разложение щавелевой
кислоты под действием УФ радиации
и видимого света. Кроме того, при-
емником в этом методе служит ци-
линдрическая поверхность (пробир-
ка), а не плоскость, вследствие чего
режим радиации на этой поверхно-
сти значительно отличается от го-
ризонтальной поверхности, принятой
в качестве стандартной во всем мире.
На Всесоюзном метеорологиче-
ском совещании в 1961 г. в докладе
В. А. Белинского и М. П. Гараджа
было подчеркнуто, что для система-
тического изучения УФ климата
должны быть созданы как спект-
ральные приборы, позволяющие из-
мерять распределение энергии во
всей области УФ спектра, так и ин-
тегральные — для измерения прямой,
рассеянной и суммарной радиации
в отдельных сравнительно широких
частях спектра и во всей УФ обла-
сти. Не случайно поэтому известный
американский ученый К. Л. Коулсон
в своей монографии, посвященной
актинометрии, называет эти работы
по изучению естественной УФ ра-
диации пионерскими [184].
Этими исследованиями было по-
казано, что коротковолновая УФ
радиация области В сильно погло-
щается озоном, вследствие чего сол-
нечный спектр резко обрывается при
длине волны 295—300 нм. В то же
время поглощение озоном радиации
в видимой области мало, а в ИК час-
ти равно нулю. УФ радиация не по-
глощается водяным паром, в то время
как в ИК области поглощение сол-
нечной радиации водяным паром
велико.
При прохождении через облака
16
УФ радиация практически не погло-
щается, а только рассеивается, в то
время как ИК солнечная радиация
интенсивно поглощается. Поэтому
относительные потери УФ радиации,
обусловленные облачностью, оказы-
ваются меньшими, чем потери интег-
рального потока солнечной радиации.
УФ радиация интенсивно рассеива-
ется на молекулах, в то время как
в ИК области спектра молекулярное
рассеяние ничтожно. В результате
доля рассеянной радиации в интег-
ральном потоке суммарной радиации
составляет 10—20%, а доля корот-
коволновой рассеянной УФ радиации
в суммарной УФ радиации превы-
шает 80—90%. Отсюда становится
понятным важное значение рассеян-
ной УФ радиации, которая в обос-
нованиях норм инсоляции не учиты-
валась. 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 естествен-
ной и искусственной УФ радиации
и их эффективность весьма различны.
Как отмечает В. А. Белинский, за-
частую эти различия прямо противо-
положны и в этом случае примене-
ние облучения от искусственных ис-
точников может принести больше
вреда, чем пользы.
Все эти обстоятельства привели
В. А. Белинского в начале 60-х годов
к необходимости обратиться к рас-
чету для оценки естественного УФ
климата СССР, не ожидая создания
парка приборов для измерения УФ
радиации. Для этой цели им была
построена теоретическая радиаци-
онная модель атмосферы в УФ об-
ласти спектра [31]. Построенную
радиационную модель отличает боль-
шое разнообразие параметров, учи-
тываемых при практическом при-
менении ее к конкретным условиям.
Эта модель нуждается в дальнейшем
совершенствовании и уточнении в
соответствии с новыми результатами
измерений УФ радиации спектраль-
ными приборами, в частности, по-
строенными в МГУ.
В работе Д. В. Бахарева [174]
также была построена математиче-
ская модель атмосферы, составлены
алгоритмы и программы для расчетов
солнечной радиации, поступающей
в застройку, так как модель В. А. Бе-
линского предусматривала условия
открытого горизонта. Сопоставления
результатов расчетов по обеим мо-
делям и сравнения их с данными
натурных исследований (Д. Н. Ла-
зарев, 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 пря-
мой, даже при южной ориентации
помещения. При северной ориента-
ции эффект облучения обеспечивается
только рассеянной радиацией.
Сотрудниками кафедры микро-
биологии Казанского медицинского
института была проведена экспери-
ментальная проверка правильности
этих расчетов [174]. Культура белого
пиогенного стафиллококка высеива-
лась в чашки Петри, которые ста-
вились вблизи окон с двойным за-
грязненным остеклением, ориенти-
рованных на южную и северную
сторону свободного горизонта. Каж-
дой облучаемой чашке соответство-
вала контрольная, закрытая черной
бумагой (февраль, ясное небо).
Эффект облучения определяется по
числу сохранившихся колоний после
24-часового вызревания в термо-
стате. Ниже приводятся данные за-
висимости 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 составля-
ющей бактерицидной эффективности.
Тем не менее, ценность подобных
экспериментов велика, так как они
позволили подтвердить биологиче-
скую значимость природной ульт-
рафиолетовой радиации, проника-
ющей в помещения через двойное
остекление, что неправомерно отри-
цается зарубежными учеными [206],
придающими значение только види-
мой и тепловой радиации.
Следует подчеркнуть, что основное
гигиеническое значение инсоляции
застройки состоит в ее общеоздоро-
вительном воздействии на человека
и окружающую его среду [111, 156].
Недостатки норм инсоляции резко
ограничивают применение мериди-
ональных жилых домов с широким
корпусом и вызывает затруднения
в обеспечении нормативной плотно-
сти жилого фонда [67, 159]. С этим
связано и сковывающее влияние
норм на архитектурно-композицион-
ные решения внутриквартальных
пространств, которые в массовом
строительстве характеризуются зна-
чительной монотонностью [159].
Анализ градостроительной манев-
ренности жилых домов, выполнен-
ный М. А. Гостинцевой [93], пока-
зывает, что ни один из действующих
типовых проектов не может быть
применен без нарушения CH 1180-74,
если ориентация дома определяется
«запретным сектором» по СНиПу.
Все это в значительной степени
объясняет тот большой интерес, ко-
торый проявляется к нормированию
инсоляции.
В дискуссии, развернутой в пос-
леднее десятилетие на страницах
журнала «Строительство и архитек-
тура Москвы», выявилось общее
мнение ученых о противоречиях в
научных обоснованиях норм инсо-
ляции и необходимости проведения
широких исследований в этой обла-
сти. Действующие строительные
нормы и правила (СНиП) до сих
17
пор не имеют в своем составе стро-
ительных норм инсоляции Зданий
и территорий, за исключением одного
пункта в главе СНиП 11-60-75* «Пла-
нировка и застройка городов, посел-
ков и сельских населенных пунктов»
(п. 5.22) со ссылкой на санитарные
нормы (СН 1180-74).
Первые годы после введения в дей-
ствие (после 1963 г,) эти нормы спо-
собствовали упорядочению жилой
застройки. Однако затем, в условиях
массового жилищного строительства с
применением многоэтажных зданий,
эти нормы стали препятствием для не-
обходимой градостроительной манев-
ренности 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 при-
нимал активное участие.
За рубежом разноречивые требо-
вания по обеспечению инсоляции за-
стройки также пересматриваются.
В Англии Е. Нииман и Р. Гопкин-
сон [213] рекомендуют минимальное
или максимальное астрономически
возможное число часов инсоляции, ко-
торые должна получать определенная
точка на светопроеме. Число это варьи-
руется от 400 до 800 в течение шести
месяцев в году (в переводе на день
равноденствия это означает от 2,2 до
4,4 ч). Эти рекомендации основаны
на социологических исследованиях,
проведенных в жилых домах, больни-
цах и административных зданиях (в
контрольном помещении и на моде-
лях). По мнению специалистов, основ-
ная функция инсоляции заключается
в том, что Солнце «оживляет» интерь-
ер и обеспечивает контакт с внешней
средой. Попытки связать физические
показатели с субъективным восприя-
тием не удалось. Тем не менее сделан
вывод, что основной критерий — вре-
мя инсоляции, а не площадь поверх-
ностей, облучаемых солнцем. Второй
критерий — направление солнечных
лучей по отношению к линии зрения
человека.
В разработанных рекомендациях
классифицируются здания и помеще-
ния 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=lO°
и с того момента, когда солнечный
луч начинает освещать фасад на уров-
не 2 м от пола.
Научно-исследовательский инсти-
тут в Киле [215] опубликовал статью,
в которой изложены известные методы
расчета инсоляции с помощью «сол-
нечных 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 остек-
ление эффективная У ФР не прони-
кает, мы согласиться не можем. Ис-
следования, проведенные автором со-
вместно с гигиенистами (ИОКГ им.
А. Н. Сысина) и метеорологами (МГУ
им. М. В. Ломоносова), опровергают
это [134, 92]. Е. Нииман [214] при-
дает значение психологическому эф-
фекту инсоляции как в южных, так и
в северных странах. В результате ста-
тистической обработки субъективных
исследований он пришел к выводу, что
в жилище и палатах больниц люди
предпочитают солнечный свет, а в
учебных помещениях и кабинетах вра-
чей — 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 дифферен-
цированные нормы для пяти типов
районов города: для 1-го и 2-го типов
с высотой застройки менее 10 м тре-
буется обеспечить 3 и 4 ч инсоляции
зимой; в районах 3—5-го типов с
многоэтажной застройкой, начиная со
второго этажа,— 2—4 ч.
18
В 1975 г. ЦНИИЭП жилища и
НИИСФ обратились к Ученому совет-
нику Научно-технологического центра
по строительству в Париже Ж. Блаше-
ру с просьбой уточнить требования
к инсоляции жилища. По этому пово-
зи рабочая группа W-45 МСС собрала
коллоквиум в Цюрихе (Швейцария),
курирующего вопросы инсоляции, и
уточнила «Перечень требований к жи-
лищу». Официальный ответ Между-
народного Совета по строительству
(МСС) содержал следующее:
♦В настоящее время принято, что
гигиеническое значение инсоляции от-
носится к прошлому, поскольку УФ
излучение, оказывающее бактерицид-
ное и терапевтическое действие, не
проникает сквозь остекление, а в зим-
нее время (при низком положении
солнца и загрязненном воздухе) даже
сквозь атмосферу.
Стараясь определить, на чем осно-
вано предпочтение солнечных комнат,
мы пришли к выводу, что привлека-
тельность исходит из разнообразия
освещения этих помещений, вызванно-
го движением Солнца, которое после-
довательно облучает поверхности, раз-
личные по яркости и цвету, и, сле-
довательно, вызывает изменения ин-
тенсивности и спектра освещения,
приводя к разнообразию, оценивае-
мому как желательное».
Й. Крохман (ФРГ) пришел к вы-
воду, что в помещениях боковой ес-
тественный свет необходим человеку
только по психологическим потреб-
ностям. По его мнению, для освеще-
ния и биологических процессов естест-
венный свет не является незамени-
мым [209].
Шведские ученые Г. Плейжел,
Л. Хольм и X. Ронге [206] провели
работы по изучению влияния инсоля-
ции на микроклимат помещений. Осо-
бое внимание они уделяли сравнению
комнат с южной и северной ориента-
цией в Мальме. Исследования прово-
дились по бактериолого-эпидемиоло-
гическому, климатологическому и со-
циологическому аспектам. В резуль-
тате они пришли к следующим выво-
дам:
1. Инсоляция комнаты не играет
существенной роли в борьбе с болез-
нетворными бактериями и предотвра-
щении распространения заразных бо-
лезней. Она лишь стимулирует поддер-
жание чистоты в комнате, высвечивая
в солнечных лучах взвешенную в воз-
духе пыль.
2. Инсолируемые комнаты полу-
чают дополнительный приток тепла,
что повышает температуру воздуха зи-
мой, но создает дискомфортные усло-
вия летом. Последнее легко преду-
преждается в Швеции с помощью
солнцезащиты. В неинсолируемых
комнатах устанавливается более рав-
номерный микроклимат, но для них
требуется продолжительный отопи-
тельный период и повышенный приток
дополнительного искусственного теп-
ла. Помещения нуждаются в правиль-
ном подборе систем отопления и вен-
тиляции.
3. В результате статистических
исследований выявлено, что по пока-
зателю предпочтительности
Р=~, (1.1)
п
где )Г — суммарная по всем комнатам кварти-
ры продолжительность инсоляции, ч; п — число
комнат, наиболее положительно по пятибалль-
ной системе оцениваются квартиры с общей про-
должительностью инсоляции не менее 2,5 ч и не
более 5 ч (табл. 3).
В выводах рабочей группы И/-45
МСС и шведских ученых заметна тен-
денция к недооценке УФ радиации
жилища. Наиболее широкие исследо-
вания в этой области проводились со-
ветскими учеными (В. А. Белинский,
Д. Н. Лазарев, М. П. Гараджа,
Е. И. Незваль, Н. М. Данциг, В. Г. Бе-
ликова и др.).
В Дании домостроительным инсти-
тутом TVО проведена оценка условий
инсоляции в жилых домах путем ан-
кетного опроса жителей. Ответы 1000
опрошенных показали, что вопросы
инсоляции интересуют жителей неред-
ко в большей степени, чем планировка
квартир или отопление. Более 70%
опрошенных предпочли инсоляцию.
Для общей комнаты в половине слу-
19
Таблица 3. Предпочтительность продолжительности инсоляции (Т)
Продолжительность инсоляции, Т(ч) Оценки, %
очень хорошо хорошо удовлетвори- тельно ПЛОХО очень плохо общая положи- тельная 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 боль-
шинство предпочитают инсоляцию
утром. Продолжительность инсоляции
менее 2 ч оценивалась как «плохая»,
от 2 до 3 ч — как «удовлетворитель-
ная», 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 про-
никать 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 усло- вия инсоляции в помещениях Стимулы
1. Осведом- ленность 2. Положи- тельные реак- ции 3. Отрица- тельные реак- ции 4. Нетерпи- мые реакции Визуальный, термический Тепло, свет, яркость. Слишком тепло, блескость, слепимость. Беспокойство, как следствие по- требности в тепле вопреки блес- кости Невыносимость одного из фак- торов: перегрева или слепимости Невыносимость перегрева и сле- пимости
По этой шкале был проведен опрос
375 чел. в жилище, школах, учрежде-
ниях и больницах.
Англичане пришли к выводу о важ-
нейшей роли солнца как фактора свя-
зи с внешней средой, который не мо-
гут заменить искусственные средства,
и как фактора, обеспечивающего бла-
гоприятные эффекты: выразительность
интерьера, обогрев и терапевтическое
действие.
Для учета инсоляции при проекти-
ровании в последние годы в некоторых
крупных проектных организациях
(Моспроект) стали применяться мето-
ды геометрического расчета инсоляции
застройки с помощью ЭВМ, которые
позволяют получать полную, но одно-
моментную графическую картину ин-
соляции целого микрорайона. Однако
малейшее изменение планировки зда-
ний в поисках рационального решения
делает этот метод пока малоприемле-
мым.
В этом отношении значительными
преимуществами обладает метод мо-
делирования, но им в проектных орга-
низациях еще не пользуются из-за
отсутствия массового изготовления от-
носительно простых установок типа
«Инсолятора» Л. Л. Дашкевича, ко-
торые применяют у нас (НИИСФ,
МАрхИ, ТашЗНИИЭП) и за рубежом
(Швеция, Италия, ФРГ, США, Поль-
ша).
В отличие от аналитических мето-
дов моделирование позволяет нахо-
дить оптимальные решения практи-
чески без ограничения числа вариан-
тов 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 за-
тенения зданий усложненной формы
20
установил. что аналитические методы
уступают моделированию.
Общими недостатками существую-
щих инсоляторов являются или малый
размер «солнечного пятна» или необ-
ходимость наклона плоскости земли,
что затрудняет варьирование моделей.
В отечественной и зарубежной нау-
ке в области регулирования поступле-
ний солнечной радиации в застройку
и защиты от ее отрицательного воз-
действия сделано достаточно много,
особенно за последние десятилетия.
Однако совершенно недостаточно раз-
работаны вопросы нормирования, кри-
териев оценки и оптимизации солнце-
защитных средств (СЗС).
Наибольший вклад в эту область
науки и практики для жилых и об-
щественных зданий был сделан совет-
скими учеными Б. Ф. Васильевым,
И. С. Сухановым, А. В. Ершовым,
И. А. Мерпортом, Т. Б. Рапопорт,
С. П. Соловьевым и архитекторами
А. Р. Ахмедовым, А. Т. Полянским, а
для промышленных зданий —
В. А. Дроздовым, Ю. П. Александро-
вым, Л. 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. Ле-
вина, Е. И. Угрюмова, Г. 3. Мириа-
нашвили, А. И. Панурова, Л. Г. Берид-
зе, Л. И. Цепенюк 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,
С. Пеннингтона, Е. Коновера, Ш. Кор-
бюзье, О. Нимейера, В. Гропиуса,
А. Аалто.
Во всех этих работах солнцезащи-
та рассматривается раздельно по све-
тотехнической, теплотехнической, и
эстетической эффективности. Лишь в
работе И. С. Суханова [67] два пер-
вые фактора исследовались совместно,
но и в ней не была определена их
взаимосвязь.
Соглашаясь с тем, что тепло- и
светопропускание — основные харак-
теристики СЗС, следует отметить, что
для определения общей их эффектив-
ности этих показателей недостаточно.
Большое значение имеют такие фак-
торы, как степень затенения (экрани-
рования), светорассеяние, связь с
внешней средой, прозрачность, ампли-
туда колебаний температуры воздуха
в помещении, степень продуваемости,
экономическая эффективность и их
взаимосвязи. Однако такие исследо-
вания не проводились.
Особое значение для рационально-
го выбора СЗС имеет системная клас-
сификация. Неоднократно предпри-
нимавшиеся ранее попытки системати-
зировать солнцезащитные устройства
сводились к их классификации по гео-
метрическим признакам. Более целе-
сообразна, по мнению А. В. Ершова
[52], классификация, разработанная
нами в 1964 г., учитывающая назна-
чение, эффективность, степень регули-
рования и т. п. [139]. Эта классифи-
кация развита автором данной книги
в 1973 г. [146], но и она не учиты-
вает технические средства борьбы с
перегревом. Из последних разработок
наибольший интерес представляет
классификация СЗС архит. Г. О. Кор-
бут.
Методы расчета геометрических
параметров СЗУ разработаны доста-
точно подробно [16, 47]. Необходимо
лишь дополнить их некоторыми прак-
тическими деталями и более широ-
кими рекомендациями. Таким обра-
зом, наименее изученный вопрос в
области солнцезащиты — комплексная
оценка их эффективности для норми-
рования и совершенствования конст-
рукций солнцезащитных устройств
(СЗУ).
Практика показывает, что наиболь-
шее число ошибок в этой области
строительства возникает вследствие
того, что эта задача решается архи-
текторами односторонне, т. е. СЗС
применяют, в основном, как средство
формальной выразительности здания,
не сообразуясь с его ориентацией по
сторонам горизонта, природным окру-
жением и климатическими условиями.
Многие здания проектируют без учета
инсоляции. В значительной степени
это объясняется отсутствием норма-
21
пивных документов, а также негатив-
ным и односторонним отношением к
солнцезащите как фактору, удорожаю-
щему строительство. Часто приходит-
ся обращаться к солнцезащите уже
построенных зданий, что вызывает
большие конструктивные сложности и
неоправданные капитальные затраты.
В последние годы распространилась
мода применять СЗС без необходи-
мости, ради декоративного эффекта.
Одним из наиболее распростра-
ненных видов ошибок в солнцезащите
является применение массивных и
теплоемких затеняющих экранов, мо-
нолитно связанных с основной ограж-
дающей конструкцией. Такие экраны
аккумулируют солнечное тепло и пу-
тем теплообмена со стеклом и стеной
передают его в помещение. Недопусти-
мо, когда такой типично южный эле-
мент архитектуры встречается в цент-
ральных и северных городах на фаса-
дах любой ориентации, вплоть до се-
верной. С другой стороны, нередки
случаи применения в зданиях систем
кондиционирования воздуха при от-
сутствии солнцезащиты.
Другой вид ошибок встречается
при заполнении светопроемов солнце-
защитными изделиями из стекла,
пластмасс и пленок. В таких случаях
ограничивается связь с внешним про-
странством, а яркость заполнения при
инсоляции нередко превышает допус-
тимую [138]. Такие материалы не
пропускают благотворный спектр сол-
нечной радиации (Х<400 нм), значи-
тельно снижают освещенность при
пасмурном небе и препятствуют аэра-
ции 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 перегре-
того воздуха, повышенной отраженной
радиации и резким перепадам яркос-
тей в поле зрения. Единственное, что,
на наш взгляд, представляет значи-
тельный интерес, это идея «небесных
ванн» Д. Н. Лазарева [124], заклю-
чающаяся в комфортном УФ облуче-
нии человека естественным рассеян-
ным светом ясного неба.
Между тем в исторических архи-
вах Краеведческого музея в Чарджоу
обнаружены материалы XI в. о сезон-
ной солнцезащите целых торговых
площадей, устанавливаемой между
зданиями из легких местных материа-
лов («дышащие» травяные полотни-
ща, натянутые на канатах). Подоб-
ные устройства применяли в древности
и американские индейцы [60].
Исследования показывают, что
применение СЗС рационально не толь-
ко 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 распределе-
ния затрат по рабочим сметам на
строительство крупных объектов,
осуществленных по проектам совет-
ских специалистов за рубежом, по-
зволяет сделать вывод, что затраты
на солнцезащитные устройства зани-
мают относительно небольшую долю
в общей стоимости строительных
работ (1,5—2,5%). Если в нашей
стране будет создана специализиро-
ванная промышленность по массовому
выпуску различных стандартных эле-
ментов и готовых устройств, вмонти-
рованных 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 действу-
ет лишь одно специализированное
предприятие в Ташкенте и несколько
небольших цехов в других городах
(Мытищи, Тернополь, Кировоград и
др.), однако их продукция имеет слиш-
ком высокую стоимость (более 10 р/м2)
и не соответствует необходимым тре-
бованиям, предъявляемым к массовому
строительству.
Анализ достигнутого в области ин-
22
соляции и солнцезащиты в архитек-
туре позволил сделать важнейшие
выводы и наметить первоочередные
задачи для исследований.
1. В области критериев оценки
инсоляции существует два основных
подхода. Первый, характерный для
зарубежной науки, основан на пси-
хоэмоциональном воздействии инсо-
ляции на человека. Второй, выдвину-
тый советскими учеными, базируется
на общеоздоровительной значимости
инсоляции.
2. Нормативная величина инсо-
ляции — продолжительность в часах,
которая не характеризует неста-
ционарное поле облучения помеще-
ний, имеет различную трактовку,
величину и поэтому недостаточна для
обоснования нормативных величин.
3. Требование непрерывности ин-
соляции, существующее в нормах
СССР, вызывает значительные труд-
ности в проектировании и наносит
ущерб в социолого-архитектурном и
экономическом аспектах.
4. Действующее нормирование
инсоляции и солнцезащиты недоста-
точно соответствует современному
уровню урбанизации, различным кли-
матическим условиям и типологии
зданий, противоречит технико-эко-
номическим требованиям массового
строительства и не увязано с соот-
ветствующими требованиями строи-
тельных норм и правил (СНиП).
5. В области критериев оценки
солнцезащиты отмечаются: недоста-
точная изученность этого вопроса;
различные трактовка и величины су-
ществующих показателей по свето-
пропусканию (т4) и теплозащите (К.,).
6. Действующее типологическое и
светоклиматическое районирование
территории СССР недостаточно учи-
тывают природные ресурсы инсо-
ляции и потребности строительства
в солнцезащите.
7. В области расчетов и моделиро-
вания инсоляции и солнцезащиты
застройки, с одной стороны, суще-
ствует множество идентичных мето-
дов, определяющих продолжитель-
ность инсоляции и основные габариты
солнцезащитных устройств, а с дру-
гой — мало изучены закономерности
поступления эффективной солнечной
радиации в помещения, показатели
эффективности солнцезащиты имеют
различную трактовку и ограничивают-
ся лишь локальными данными о свето-
и теплопропускании, что не позволяет
проводить их объективную комплекс-
ную оценку по комфортности, эконо-
мичности и психоэстетической пред-
почтительное ти.
8. Недостаточно развита экспери-
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 ра-
циональное решение вопросов инсоля-
ции и солнцезащиты в архитектуре, вы-
зывает многочисленные ошибки в
проектировании, приводит к значи-
тельному завышению энергетических
затрат и капитальных вложений в
с троительстве.
Учитывая широту неисследованных
аспектов этой проблемы, автор на
основе достигнутого разработал комп-
лексную программу исследований,
которая охватывала следующий круг
вопросов.
А. В области инсоляции. Должна
быть разработана многокритериаль-
ная комплексная система оценки ин-
соляции в строительстве, основанная
на трех главных критериях: гигие-
ническом, социолого-архитектурном и
технико-экономическом.
Для этого должны быть изуче-
ны природные ресурсы инсоляции
в оптическом спектре на террито-
рии СССР, в том числе осуществ-
лены:
1. расчетно-теоретические иссле-
дования солнечной радиации, посту-
пающей в помещения в различных
климатических районах;
2. разработка специальных прибо-
ров для измерений солнечной радиа-
ции со спектральной чувствитель-
ностью в диапазоне спектра 300—
700 нм, осуществление таких изме-
рений в реальной городской застрой-
23
ке для сопоставления с расчетно-
теоретическими данными и проведе-
ния совместных биологических и энер-
гетических экспериментов в помеще-
ниях;
3. исследование ресурсов непре-
рывности инсоляции как астроно-
мически возможных, так и в кон-
кретных объемах помещений;
4. статистические и эксперимен-
тальные исследования психологиче-
ской предпочитаемости условий
инсоляции в различных климатиче-
ских районах страны;
5. разработка зонирования терри-
тории СССР по ресурсам инсоляции
для дифференциации нормативных
требований.
На основе этих исследований
необходимо разработать предполо-
жения 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 солнцезащит-
ных и светорегулирующих средств,
основанная на учете основных фак-
торов, определяющих эту эффектив-
ность (светотехнический, теплотех-
нический, аэрационный, типологиче-
ский, экономический и эргономи-
ческий факторы).
Эта система должна быть поло-
жена в основу выбора рациональных
СЗС, их оптимизации и разработки
новых СЗУ. Для этого необходимо
изучить различные характеристики
существующих СЗУ, уточнить клас-
сификацию, разработать методику их
комплексных испытаний и оптими-
зации.
2. Следует разработать зониро-
вание территории СССР по потреб-
ностям архитектуры в солнцезащит-
ных средствах. На основе этих иссле-
дований разработать предложения по
нормированию, расчетам и проекти-
рованию СЗС и дать технико-эконо-
мическую оценку. По мере осуществ-
ления этой программы разрабатывать
новые экспериментальные установки
для различных лабораторных и на-
турных исследований.
В результате проведения всех на-
меченных исследований должны
быть определены дальнейшие пути
и цели развития науки об инсоляции
и солнцезащите в архитектуре и ее
экспериментальной базы.
Глава 2.
Обеспечение инсоляции зданий и территорий
2.1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ
СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
В ПОМЕЩЕНИЯ
Благотворные биологические эф-
фекты облучения человека и среды,
положенные в основу гигиенического
нормирования инсоляции помещений,
определяются количеством поступаю-
щей в помещение биологически эф-
фективной радиации. Оценка природ-
ных ресурсов эффективного облучения
помещений и выявление закономерно-
стей их снижения за счет экрани-
рующего воздействия городской за-
стройки необходимы для обоснованно-
го нормирования инсоляции. Решить
эту задачу эмпирическим путем труд-
но, так как облучение помещений
имеет многопараметрический, неста-
ционарный и вероятностный характер,
а натурные измерения в УФ области
спектра, обладающей наибольшей би-
ологической эффективностью, сложны
и требуют дорогостоящего прецизион-
ного оборудования, высокой квалифи-
кации экспериментаторов и практи-
чески невозможны во всех многооб-
разных вариантах застройки. В дан-
ном случае более плодотворно расчет-
но-теоретическое исследование с по-
мощью ЭВМ аналитической модели
эффективного радиационного режима
помещений, построенной на базе фун-
даментальных соотношений атмосфер-
ной оптики и светотехники и эмпири-
ческих данных о поле излучения в
земной атмосфере.
В соответствии с этим была по-
строена радиационная модель поме-
щения [78] с учетом того, что она
формируется из потоков прямого и
рассеянного атмосферой излучения
Солнца. Расчеты прямой солнечной
радиации хорошо согласуются с изме-
рениями. Эффективные потоки прямой
солнечной радиации, входящие в по-
мещение через незаполненный свето-
проем в вертикальной стене, выража-
ются формулой Фо = SoEo,
где Фо — эффективный поток прямой сол-
нечной радиации; So — площадь поперечного
сечения потока; Ео — поверхностная плотность
эффективного потока. Площадь попереч-
ного сечения потока, входящего в
светопроем (живое сечение светопрое-
ма) (рис. 1)
So = (Во cos |А — Ао | — b sin | А — Ао |) X
\ cos | А — Ао | 7 ’
где Ни, Во, Ао — высота, ширина и азимут ори-
ентации светопроема; b — 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 эффек-
тивного потока прямой солнечной
радиации у земной поверхности
Ео = \ (2.3.)
где Кэф(ЛУ:—функция относительной спект-
ральной эффективности излучения; Е (?) —
спектральная солнечная постоянная; — пока-
затель ослабления атмосферы, зависящий от
атмосферного давления, содержания озона
и коэффициента мутности с; тг — масса ат-
мосферы.
Функции Кэф (?.) для эритемного и бактери-
цидного потоков были приняты по данным [24,
212]; функции Е w—по данным Джонсона;
зависимости т, от озонного поглощения и моле-
кулярного и аэрозольного рассеяния принима-
лись по аналогии [31, 65, 174].
Потоки входящего в помещение
рассеянного излучения неба определя-
лись как произведение модуля век-
тора облученности' в центре свето-
проема и живого сечения проема в
плоскости, перпендикулярной направ-
лению вектора:
1 Здесь под вектором облученности пони-
мается световой вектор, определяемый для
эффективных величин [38, 42].
25
( Е>
Фг == ^Bocos | Ао — arctg-g—1 — b sin | A° —
- arctg -^- | ) X (H^E'i+El - (2.4)
ЬЕг x
E* '
cos | A — arctg ——]
£y
Здесь координаты вектора облучен-
ности:
V2 ₽2
Лэф (г; (') sin2v cos ft dvdfi;
c I pl
V2 p2
Ey — j £эф (г; (3) sin v sin p dvdfi;
«i Pi
vs p2
Ez = £эф (v; (3) sin v cos v dvdfy, (2.5)
r. Pi
где £эф (v; (3) — эффективная яркость излучения
в функции угловых координат и и f рассмат-
риваемой точки небосвода. Пределы интегриро-
вания в этих выражениях зависят от характера
экранирующей ситуации и определяются соот-
ношениями сферической тригонометрии.
Эффективная яркость небосвода
вычислялась на основе приближенной
теории многократного рассеяния, раз-
работанной В. В. Соболевым [66]. В
соответствии с рекомендациями [75]
для расчета яркости, обусловленной
многократным рассеянием, использо-
валась сферическая индикатриса рас-
сеяния. Косинусные зависимости в
формуле В. В. Соболева были выра-
жены через массу атмосферы [65].
Таким образом, принятая для расчетов
формула В. В. Соболева имела сле-
дующий вид:

[(1— а}) R (ткти) 4- 2aJ R (тх, пго)
4+(1-ох)туио (2.6)
— т-.т . ~т}т „ — xm _хт
е Е н-фе Е ° 3 е 7 н—е 1 °
2«ic 4 то(то—тн)
где Ек — подозонная солнечная постоянная;
х (у) — атмосферная индикатриса рассеяния в
функции угла рассеяния; то и ти — массы ат-
мосферы в направлении солнца и рассматривае-
мой точки небосвода; т, — показатель ослабле-
ния, обусловленный молекулярным и аэрозоль-
ным рассеянием атмосферы; а, — спектраль-
ное альбедо земной поверхности; и
R (ц, т„) — симметричные функции вида
3 3
«(т(,тн) = 1 + з---h (1---5-) е ГЛ
2m„ 2тн (27)
Атмосферная индикатриса рассеяния
представлялась следующим образом:
3 ТХ к Т, А
х (у) = -7-^- хк (у) + — хА (у), (2.8)
4 Ъ т>
где т, и тхл — показатели ослабления, обус-
ловленные молекулярным или аэрозолып м рас-
сеянием в атмосфере; хк (у) — индикатриса мо-
лекулярного рассеяния, определяемая теорией
Релея-Кэбана; хА (у) — эмпирическая индикат-
риса аэрозольного рассеяния по данным Фой-
цика и Чаека [169]. Сезонные измерения функ-
ции а приняты для летних условий по анало-
гии с [73].
Исходящие из геометрических со-
ображений формулы (2.2) и (2.4),
описывающие закономерности поступ-
ления солнечной радиации в помеще-
нии без учета отраженной составляю-
щей, не нуждаются в эксперименталь-
ном подтверждении. Достоверность
расчетно-теоретических данных о ра-
диационном режиме помещений в дан-
ном случае определяется только сте-
пенью согласования входящих в эти
формулы физических моделей (2.3) и
(2.6) с метеорологическими измере-
ниями радиации.. Многочисленными
исследованиями [31, 65, 73] установ-
лено, что расчеты по формуле (2.3)
в каждом конкретном случае совпадают
с измерениями. Расчеты по формуле
(2.6) вполне удовлетворительно согла-
суются с измерениями абсолютной
спектральной яркости в УФ области
[ 166], с измерением относительно зо-
нальных поступлений рассеянной УФ
радиации [91], с относительными
стандартными распределениями ви-
димой яркости [15] ис расчетными
данными других авторов [32, 73].
Однако расчетные значения рассе-
янной УФ облученности при z<60o
оказались несколько ниже, а при z>
>60° — выше, чем по данным измере-
ний МГУ [81, 90]. Рассчитанные по
26
Рис. 1. Координаты солнца (а), схемы живого сечения светопроема (б), геометрические и времен-
ные пределы инсоляции помещений (в)
формулам (2.3) и (2.6) УФ и эффек-
тивные облученности приведены в
табл. 5. Эти данные позволяют судить
о степени соответствия результатов
расчетов реальному радиационному
режиму помещений.
Таблица 5. Прямая и рассеянная УФ
(Х<395 нм), бактерицидная (7<7(>0 нм) и эри-
темная А-| В (>.<74110 нм) облученности пер-
пендикулярной и горизонтальной площадок на
уровне моря при мо=0,3 см и с= 0,1, вычис-
ленные по формулам (2.3) и (2.6)
Z Ультрафиоле- Бактерицидная мбакт/м2 Эритемная мэр/м2
товая Вт/м
пря- мая рассе- янная пря- мая рассе- янная пря- мая рассе- янная
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 от-
сутствия облачности характеризует
астрономически возможные природ-
ные ресурсы эффективного облуче-
ния помещений. Такой режим облуче-
ния возможен в помещениях, распо-
ложенных в верхних этажах зданий,
если они не экранируются более вы-
сокой окружающей застройкой.
Поступление солнечной радиации
в помещение в первую очередь зави-
сит от размеров светопроема. Все об-
суждаемые ниже характеристики об-
лучения помещений рассчитаны для
незаполненного светопроема размером
160X140 см в стене толщиной 35 м.
Пропускная способность светопроема
зависит от угла падения потока радиа-
ции. Площадь живого сечения потока
(рис. 2,а) колеблется при этом в очень
широких пределах: 0^5о^2,24 м2.
Зависимость от z и (Л — Д,) почти
симметрична, т. е. азимутальные и
высотные отклонения потока от нор-
мали 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 свето-
проема, наоборот, увеличивается от 0
до максимума. Поэтому зависимость
от высоты солнца входящего в поме-
27
Рис. 2. Зависимости площади живого сечения (н) и величины входящих в помещение потоков
прямой УФ (61, эритемной (в) и бактерицидной (г) реакций от зенитного расстояния солнца при
различных значениях А—До
щение потока прямой солнечной ра-
диации всегда имеет криволинейный,
экстремальный характер. В зависимо-
сти от (А—Ао) — потоки входящей в
помещение УФ и бактерицидной ра-
диации достигают максимума (см. рис.
2, б, г) при z=46—60°. Максимумы
поступлений эритемной радиации (см.
рис. 2, в) сдвигаются в область мень-
ших значений z(37—52°) за счет бо-
лее быстрого падения плотности эри-
темного излучения при снижении
солнца. Азимутальные отклонения по-
токов от нормали к фасаду более чем
на 20° приводят к резкому, почти ли-
нейному снижению поступлений пря-
мой солнечной радиации в помещения.
Направление потока рассеянной
радиации зависит от распределения
яркости излучения и в условиях от-
крытого горизонта изменяется в не-
значительных пределах, поэтому по-
ступления рассеянной радиации в по-
мещения определяются в основном
средней абсолютной яркостью участка
небосвода, видимого из центра свето-
проема. 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 увеличива-
ется азимутальная неравномерность
входящих в светопроем потоков. Ха-
рактер этих изменений определяется
различиями в распределениях лучис-
той и эффективных яркостей. При
отклонении азимута Солнца от нор-
мали к фасаду на 180° поток УФ ра-
диации уменьшается почти вдвое, в то
время как эритемный поток уменьша-
ется только на 30 % (см. рис, 3, б), что
связано с меньшей анизотропностью
эритемной яркости небосвода. По тем
же причинам при Z>60° азимуталь-
28
a
б
Рис. 3. Зависимости входящих в помещение
потоков рассеянной УФ-радиации при различ-
ных значениях А—Ад (а) и процентного соот-
ношения УФ (7), эритемной (2) и бактерицид-
ной (3) радиаций при А—Ад=0 и 100° от зе-
нитного расстояния солнца (б)
ная неравномерность поступлений УФ
и эритемной радиации начинает сни-
жаться, а бактерицидной — продол-
жает нарастать. При низком стоянии
солнца бактерицидный поток в значи-
тельной мере формируется за счет ви-
димой области спектра, в которой яр-
кость небосвода имеет наибольшую
азимутальную неравномерность.
Соотношение между входящими в
помещение потоками прямого и рас-
сеянного излучения также определяет-
ся конкретной комбинацией значений
Z и (Л—Д,) и колеблется в широких
пределах. Вклад прямой радиации в
суммарный поток эритемного облуче-
ния не превышает 45% (рис. 4, а).
Роль прямой солнечной радиации в
суммарном бактерицидном потоке бо-
лее значительна (см. рис. 4, б). При
40°<Z<80° и небольших азимуталь-
ных отклонениях направления потока
от нормали к фасаду прямая бакте-
рицидная радиация несколько превы-
шает рассеянную.
Рассмотренные выше наиболее об-
щие закономерности поступления УФ
и эффективной радиации в помещения
справедливы для любого времени дня
и года на всех широтах земного шара.
Конкретный режим облучения поме-
щений в суточных и годовых циклах
зависит от широты местности и ори-
ентации светопроема. Эти зависимости
были рассчитаны и проанализированы
для всей широтной полосы СССР. Ха-
рактерные примеры суточного режима
прямого бактерицидного облучения
а
Рис. 4. Зависимость вклада прямой солнечной
радиации в суммарный поток входящего в по-
мещение эритемного (а) и бактерицидного (б)
излучений при различных значениях А—Ло
от зенитного расстояния солнца
помещений на 55° с. ш. приводятся на
рис. 5. Графики дневного хода облу-
чения имеют в основном характер га-
29
Рис. 5. Графики дневного хода прямого бактерицидного облучения помещений различной ори-
ентации на 55° с. ш.
Рис. 6. Графики дневного хода прямого эритемного облучения помещений различной ориентации
на 55° с. ш.
уссовых кривых с назначительной
асимметрией относительно максиму-
ма. Исключение составляют только
помещения северной ориентации, где
в летние месяцы облучение имеет
как правило прерывистый характер.
Азимутальные, сезонные и широт-
ные изменения в дневном ходе пря-
мого эритемного облучения помеще-
ний сходны с изменениями в бакте-
30
рицидном облучении (рис. 6). Каче-
ственные различия обусловлены здесь
изменчивостью спектрального состава
излучения. Соотношения между пото-
ками УФ: эритемного и бактерицид-
ного излучения, одновременно вноси-
мого в помещение прямой солнечной
радиацией, приведены на рис. 7. При
неизменных характеристиках прозрач-
ности атмосферы эти соотношения за-
висят только от высоты стояния
солнца.
Азимутальные, сезонные и широт-
ные изменения в дневном ходе рассе-
янного облучения помещений имеют
более простой характер. Продолжи-
тельность рассеянного облучения по-
мещений в суточных циклах всегда
совпадает с продолжительностью дня,
от ориентации светопроема зависит
только величина входящих потоков и
Рис. 7. Зависимости соотношений потоков эри-
темного и УФ (а), эритемного и бактерицид-
ного (б) излучений, одновременно вносимых
в помещение прямой (пунктир) и рассеянной
радиациями при различных значениях А—_А0,
от зенитного расстояния солнца
Рис. 8. Графики дневного хода потоков прямо-
го и рассеянного (пунктиров) бактерицидных
облучений, входящих в помещения различной
ориентации в марте на 55° с. ш.
б
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 t
31
Рис. 9. Зависимость суточных доз прямого бактерицидного облучения помещений от ориентации
светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
степень асимметрии графиков днев-
ного 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 полуден-
ной кульминации солнца. При даль-
нейшем отклонении ориентации свето-
проема к северу асимметрия в дневном
ходе облучения снова уменьшается.
Приведенные на рис. 7 графики' на-
глядно иллюстрируют принципиальные
различия в режимах прямого и рас-
сеянного облучения помещений, ха-
рактерные для любых широт и в лю-
бое время года.
Аналогичный характер имеет так-
же рассеянное УФ и эритемное облу-
чение помещений, однако соотноше-
ния 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 перераспределент
спектральной яркости неба.
При оценке природных ресурсе
эффективного облучения особый инте
рес представляют количества облуче
ния, входящие в помещения в суто1
ных и годовых циклах. Доза облуче
32
Рис. 10. Зависимость суточных доз прямого эритемного облучения помешений от ориентации
светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
ния — именно тот физический показа-
тель, от которого непосредственно
зависит величина фотобиологических
эффектов в помещениях. Вместе с тем
этот компактный интегральный пока-
затель характеризует отмеченные вы-
ше сезонные, азимутальные и широт-
ные особенности радиационного режи-
ма помещений. Графики азимутальных
зависимостей суточных доз бактери-
цидного и эритемного облучения, вно-
симого в помещения прямой и рассе-
янной радиацией в характерные дни
года на различных широтах СССР,
представлены на рисунках 9, 10, 12,
13.
При ориентации помещений на се-
верную половину круга горизонта
дозы прямого облучения имеют одно-
значные азимутальные, широтные и
сезонные зависимости (рис. 9 и 10),
при восточной и западной ориентации
33
Рис. 11. Зависимость продолжительности инсоляции помещений от ориентации светопроема в раз-
ные дни года на различных широтах СССР
величина максимальной дозы бактери-
цидного 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 от-
клонении ориентации к северу дозы
облучения быстро уменьшаются, при-
чем на северных широтах это умень-
шение происходит скорее, чем на юж-
ных. Следует отметить, что на южных
широтах оно связано главным образом
с уменьшением продолжительности
инсоляции помещений, а на север-
ных — с уменьшением плотности эф-
фективного потока. Это легко обна-
ружить при сопоставлении рассматри-
ваемых графиков с графиками азиму-
тальных зависимостей продолжитель-
ности инсоляции помещений, приве-
денных на рис. 11.
Слабо выраженная широтная за-
висимость доз также обусловлена ком-
пенсирующим воздействием увеличе-
ния продолжительности инсоляции
помещений на северных широтах в
летние месяцы. Однако сезонные ко-
лебания доз, обусловленные как
уменьшением длительности инсоляции,
так и снижением мощности потока,
быстро возрастают с увеличением ши-
роты.
Азимутальные и широтные зави-
симости сезонных колебаний доз об-
лучения, поступающего в помещения,
ориентированные на южную половину
круга горизонта, имеют более слож-
ный характер. На северных широтах
дозы облучения монотонно растут по
мере приближения ориентации свето-
проема к южной, при которой в июне
они достигают максимума. Одновре-
менно несколько снижается амплитуда
их сезонных колебаний. При уменьше-
нии 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 наблю-
дается 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 при-
водят к уменьшению продолжитель-
ности инсоляции помещений и умень-
шению живого сечения входящего в
34
Рис. 12. Зависимость суточных доз рассеянного бактерицидного облучения помещений от ориен-
тации светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
светопроем потока (см. рис. 2, а). По
этим же причинам максимальные дозы
облучения помещений южной ориен-
тации практически не зависят от ши-
роты 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 от-
личается большей простотой, что на-
ходит свое отражение в графиках
азимутальных зависимостей суточных
доз рассеянного облучения помещений,
приведенных на рис. 12 и 13. Дозы
рассеянного облучения очень незначи-
тельно зависят от ориентации поме-
щений. Фазовые сдвиги в сезонных
колебаниях доз едва намечаются:
максимальной величины дозы достига-
ют всегда в июне, минимума — в де-
кабре. Амплитуда сезонных колебаний
монотонно увеличивается с ростом
широты. В результате удлинения лет-
них дней к северу максимальная бак-
терицидная доза, вносимая рассеян-
ным излучением в июне, составляет
на всех широтах СССР около 320
мбакт -ч, однако максимальная
доза рассеянного эритемного облуче-
ния, тем не менее, уменьшается в
среднем от 1500 мэр -ч на 35° до
1150 мэр -ч на 65° с. ш.
Важно также оценить максималь-
ную дозу естественного бактерицидно-
го облучения, сопоставив ее с данны-
ми гигиенических исследований по
дезинфекции воздуха в помещениях с
искусственными источниками бактери-
цидного излучения [113, 131]. Согласно
этим исследованиям, устойчивое сни-
жение содержания бактерий в воздухе
помещений достигается при длитель-
ной работе облучательных установок
удельной мощностью не менее 1 Вт/м3.
При лампах типа БУ В такой номи-
35
Рис. 13. Зависимость суточных доз рассеянного эритемного облучения помещений от ориентации
светопроема в разные дни года на различных широтах СССР
нальной мощности установок со-
ответствует бактерицидный поток в
100 мбакт/м3, который за 3—6 ч рабо-
ты может создать в помещении удель-
ную объемную плотность доз облуче-
ния порядка 300—800 мбакт-ч/м3.
В жилых помещениях высотой 2,5 м,
в которых площадь окна обычно не
превышает 1/6 площади пола, удель-
ная 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 естествен-
ного бактерицидного облучения на
один-два порядка ниже тех величин,
при которых в экспериментах с ис-
кусственными источниками излуче-
ния наблюдается устойчивое сниже-
ние содержания бактерий в воздухе
помещений '.
Экранирующее воздействие заст-
ройки уменьшает поступления эффек-
тивной радиации в помещения. Зако-
номерности снижения природных ре-
сурсов прямого и рассеянного облуче-
ния помещений в экранируемых про-
странствах застройки принципиально
различны.
Застройка может полностью зак-
рыть доступ потоку прямой солнечной
радиации, но не оказывает воздейст-
вия на его направление и плотность.
1 Это было впоследствии подтверждено натур-
ными измерениями совместно с ИОКГ им.
А. Н. Сысина и МГУ им. М. В. Ломоносова.
36
Если на светопроем не падает тень от
противостоящих зданий, то режим
прямого облучения помещений ничем
не отличается от режима прямого об-
лучения при свободном горизонте
(см. рис. 5, 14). При накрытии свето-
проема тенью входящий в помещение
поток быстро уменьшается до нуля,
при освобождении от тени — снова
возрастает до величины, соответст-
вующей условиям свободного горизон-
та. Время прохождения границы тени
по светопроему (Т\) зависит от его
размеров и ориентации, а также от
расстояния до экранирующего здания
и положения его экранирующего кон-
тура относительно траектории види-
мого движения солнца, т.е. от харак-
тера конкретной экранирующей ситуа-
ции, и колеблется обычно в пределах
10—40 мин.
Последнее обстоятельство сущест-
венно затрудняет точный расчет про-
должительности инсоляции помеще-
ния. В гигиеническом нормировании
под показателем продолжительности
инсоляции помещения подразумева-
ют продолжительность инсоляции
центральной точки тела светопро-
ема — Тс, которая при открытом
горизонте совпадает с Т\, но в ус-
ловиях застройки в зависимости от
характера экранирующей ситуации
(см. рис. 6, 14) отличается от нее на
ЛТ, ЛТ2 + АТз
величину -у- или--------.
В исследуемой модели радиацион-
ного режима помещений также ис-
пользовался показатель Т и считалось,
что в момент начала инсоляции цент-
ральной точки тела светопроема в по-
мещение входит однородный по плот-
ности поток, сечение которого опреде-
ляется формулой (2.2). Графики на
рис. 14 наглядно демонстрируют, что
это допущение не вносит существен-
ных погрешностей в расчет доз облу-
чения, хотя величина Тс при этом мо-
жет значительно отличаться от 7\.
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 застрой-
ки
ный промежуток дня, зависит только
от ориентации светопроема и инва-
рианта к характеру конкретных экра-
нирующих ситуаций. Это позволило
выявить общие закономерности по-
ступления суточных доз прямого об-
лучения, справедливые для всего воз-
можного множества приемов город-
ской застройки. Зависимости суточных
доз прямого бактерицидного облуче-
ния от времени дня при Тс = 3 ч и
различной ориентации светопроема
приводятся на рис. 15, 16.
Как видно на этих рисунках, за-
висимость доз облучения при Тс =
const от времени дня, в которое обес-
печивается инсоляция помещения,
всегда имеет экстремальный характер.
Причины этого вытекают из рассмот-
ренных выше закономерностей днев-
ного хода облучения помещений
(рис. 5, 8, 14). Максимальное количе-
ство бактерицидного облучения, кото-
рое может внести в помещение трех-
часовая инсоляция, составляет 96
мбакт-ч. В летнюю половину года
при благоприятной ориентации свето-
проема 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 кружка-
ми, образуется в тех случаях, когда
инсоляция помещений ограничена
оконным откосом и экранирующим
зданием. Такая ситуация возникает
обычно в строчной застройке, в кото-
рой помещения экранируются протя-
женными параллельно стоящими зда-
ниями. Второй минимум образуется
37
Ммбант-ч
Ммбакт-ч
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)
10 11 12 13 14 15 16 17 18
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 помещений в утренние
или вечерние часы. В этих случаях на
границах допустимого CH 1180-74 сек-
тора ориентаций, соответствующие
Тс = 3 ч, дозы облучения снижаются
до 15 мбакт-ч. Таким образом, мак-
симальные различия в суточных до-
зах бактерицидного облучения поме-
щений при обеспечении их трехчасо-
вой инсоляцией, согласно требованиям
СН 1180-74, могут достигать шести-
кратной величины.
Зависимости доз прямого эритем-
ного облучения от времени дня каче-
ственно мало отличаются от приведен-
ных на рис. 15, 16. Максимально воз-
можная доза эритемного облучения
помещений при Тс = 3 составляет
38
Рис. 17. Расчетная схема свободного участка небосвода АВСД, видимого из центральной точки О
тела светопроема, при строчной (а) и П-образной экранирующих ситуациях (в стереографиче-
ской проекции)
около 290 мэр-ч, минимальная
19 мэр-ч. Различия эритемных доз,
соответствующих трехчасовой инсоля-
ции помещений, достигают 15-кратной
величины. В летнюю половину года
зависимости доз прямого эффектив-
ного облучения помещений от ориен-
тации светопроема и времени дня, в
которое инсолируется помещение, вы-
ражены намного сильнее, чем широт-
ные и сезонные зависимости.
На отсутствие однозначной связи
между продолжительностью инсоля-
ции помещения и входящими в него
дозами прямого эффективного облуче-
ния неоднократно указывалось
[77, 174]. Тем не менее в большинст-
ве работ, посвященных гигиеническим
аспектам естественного облучения
помещений, показатель продолжитель-
ности инсоляции продолжает фигури-
ровать в качестве единственной харак-
теристики весьма сложного по струк-
туре нестационарного поля излучения,
воздействующего на исследуемые био-
логические объекты, что подтверждает
вывод о непредставительности продол-
жительности облучения как основной
нормативной величины инсоляции
[96].
В отличие от прямого облучения
продолжительность рассеянного об-
лучения помещений в условиях город-
ской застройки остается такой же,
как и при открытом горизонте, однако
застройка существенно изменяет на-
правление и поверхностную плотность
входящих в светопроем потоков рас-
сеянного излучения. Эти параметры
потока зависят от положения, величин
и конфигурации телесного угла, в кото-
ром виден из центральной точки свето-
проема свободный от застройки учас-
ток неба, т. е. от конкретной экрани-
рующей ситуации.
Для исследования поступлений в
помещения рассеянного излучения в
условиях застройки была принята
простейшая экранирующая ситуация—
параллельно стоящее бесконечно
протяженное здание (рис. 17, а). Сте-
пень экранирования потока при такой
ситуации зависит только от относи-
тельного разрыва 1/Н, где I — расстоя-
ние до экранирующего здания, Н —
превышение здания над центром све-
топроема. Графики этих зависимостей
для потоков УФ, эритемной и бакте-
рицидной радиации при разных Z и
(Л — Л()) приведены на рис. 18.
При увеличении разрыва от 0,5 до
ЗН потоки быстро возрастают, а при
дальнейшем увеличении 1/Н асимпто-
матически приближаются к максиму-
му при свободном горизонте. Абсолют-
ные значения потоков зависят при
этом от величины Z и (Л — Ад), одна-
ко их относительные изменения опре-
39
a
Рис. 18. Зависимости входящих в помещение относительных (г), абсолютных потоков УФ (а),
эритемного (б) и бактерицидного (в) рассеянных излучений от разрыва до экранирующего зда-
ния при различной величине А—и зенитных расстояниях солнца: 1—20°; 2—40°; 3—60° и
4—80°
б
деляются главным образом величиной
разрыва. Приведенный на рис. 18, г
график достаточно точно характери-
зует изменение потока относительно
его максимальной величины при от-
крытом горизонте при любых значе-
ниях Z и (А — Ау) как для УФ, так и
ддя эритемного и бактерицидного из-
лучений. Это сходство обусловлено
безразмерными тригонометрическими
функциями в выражениях (2.5), кото-
рые в основном регламентируют ха-
рактер изменения координат вектора
облученности. В условиях экранирую-
щего воздействия застройки роль пря-
мой солнечной радиации в формирова-
нии радиационного режима помеще-
ний значительно возрастает.
Полную характеристику картины
поступлений УФ и эффективной
радиации в помещение при рассмат-
риваемой экранирующей ситуации
дают изоплеты суточных доз облу-
чения в координатной плоскости
«разрыв-ориентация». Изоплеты пред-
ставляют собой семейство кривых,
характеризующих зависимость раз-
рыва, обеспечивающего некоторую
постоянную дозу облучения помеще-
ния, от ориентации светопроема.
Картины УФ облучения помещения
показаны на рис. 19. Он иллюстри-
рует принципиальные качественные
закономерности годового хода как
УФ, так и эритемного и бактери-
цидного облучения помещений на
любых широтах СССР. Как видно
на рисунке, при южных ориентациях
и некоторых, увеличивающихся со
снижением солнечного склонения
40
Рис. 19. Изоплеты суточных доз прямою (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 облуче-
ния всегда образуют плотный узел,
в окрестностях которого даже не-
значительное изменение разрыва при-
водит к резкому изменению доз. Выше
этого узла начинает преобладать
азимутальная зависимость доз, форма
изоплет рассеянного облучения ука-
зывает на преобладание зависимости
доз от разрыва. На рисунке видно,
что сезонные изменения структуры
изоплет рассеянного излучения не-
значительны. В форме суммарных
изоплет отражается соотношение доз
прямого и рассеянного облучения
в формировании радиационного ре-
жима помещений.
Осредненные в годовых циклах
зависимости поступлений эффектив-
ной радиации в помещения от ориен-
тации 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 су-
дить, 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 2Н. Даль-
нейшее увеличение разрывов, скажем,
до 2,52/, т. е. на 25% дает прираще-
ние доз эффективного облучения
только на 5—12%. Таким образом,
увеличивать разрывы свыше 2Н в
целях более полной утилизации
природных ресурсов эффективного
41
Рис. 20. Изоплеты астрономически возможных годовых доз прямого (вверху), рассеянного и
суммарного (внизу) эритемного облучений помещений в плоскости разрыв-ориентация на харак-
терных широтах СССР (в эр-ч)
облучения помещений с технико-
экономической точки зрения неце-
лесообразно. Это обстоятельство было
учтено в дальнейшем при разработке
предложений по нормированию
инсоляции помещений.
Выше было показано, что поло-
женные в основу «Санитарных норм
и правил обеспечения инсоляции»
(СН 1180-74) соображения о соответ-
ствии временных и энергетических
показателей инсоляции — принци-
пиально ошибочны. В связи с этим
значительный интерес представляет
анализ поступлений эффективной ра-
диации в помещения при разрывах,
обеспечивающих, согласно требова-
ниям СН 1180-74, трехчасовой ми-
нимум продолжительности их инсо-
ляции. Графики суточных и годовых
доз эффективного облучения, по-
ступающего в помещения различной
ориентации в рассматриваемой экра-
нирующей ситуации при разрывах,
регламентируемых СН 1180-74, пока-
заны на рис. 22 и 23.
Расхождения между суточными
дозами бактерицидного облучения 1
различно ориентированных помеще-
ний зависят от широты и солнечного
1 Без учета поступлений облучения в помеще-
ния южной ориентации на 35° с. ш., в кото-
рых невозможно полностью удовлетворить
требованиям СН 1180-74.
42
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 бактч)
склонения и в летнюю половину
года могут достигать четырехкратной
величины (рис. 22). При южных
ориентациях светопроема азимуталь-
ные изменения доз определяются
фазовыми сдвигами в сезонных ко-
лебаниях, однако при Ао>6О—90" в
любых случаях происходит монотон-
ное снижение доз. При Ао>30% уве-
личение разрывов, необходимых для
обеспечения трехчасового минимума
инсоляции помещений, приводит к
быстрому росту поступлений рассеян-
ной радиации, который компенсирует
снижение доз прямого облучения.
Поэтому на широтах севернее 50° с. ш.
азимутальные расхождения суммар-
ных доз в нормируемый период года
не превышают 25% среднего суточ-
ного значения. На южных широтах
при ориентации помещений на южную
часть горизонта в результате фазо-
вых сдвигов и малой величины раз-
рывов (0,7—1 Н), не обеспечивающих
достаточных поступлений рассеянной
радиации, такой компенсации не
происходит, и азимутальные расхож-
дения доз достигают трехкратной
величины. В рассматриваемой экрани-
рующей ситуации дозы облучения в
большинстве случаев увеличиваются
с ростом солнечного склонения.
В этих случаях назначаемые, соглас-
но СН 1180-74, разрывы обеспе-
43
Nпр мбант-Ч NnP мбаит 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 радиа-
ции в 15—50 мбакт • ч, суммар-
ный— в 80—140 мбакт • ч. Макси-
мальные 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 склоне-
ния в нормируемый период года
приводит к уменьшению доз пря-
мого облучения. Например, на 55° с. ш.
при секториальной экранирующей
ситуации, обеспечивающей в дни рав-
ноденствия трехчасовой минимум
инсоляции с 11 до 14 ч, поступаю-
щие 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 — соответ-
ственно от 41 до 22 мбакт • ч и т. д.
Годовой ход облучения помещений
определяется конкретной экранирую-
щей ситуацией и может иметь самый
разнообразный характер, поэтому
единственным надежным критерием
оценки условий облучения помещений
могут выступать только годовые
дозы облучения.
Азимутальные различия в суточ-
ных поступлениях прямого эффектив-
ного облучения в годовых циклах
несколько сглаживаются (см. рис. 23),
расхождения в годовых дозах бак-
терицидного облучения не превышают
трехкратной, эритемного — четырех-
44
Рис. 23. Зависимости астрономически возможных годовых доз прямого (вверху), рассеянного и
суммарного (внизу) бактерицидного и эритемного облучений помещений при разрывах, назна-
чаемых согласно требованиям СН 1180-74, от ориентации светопроема на характерных широтах
СССР
кратной величины. На южных ши-
ротах азимутальные отклонения сум-
марных доз бактерицидного облучения
от среднего значения достигают
±62%, однако на средних и се-
верных широтах они составляют всего
±11 —15%, т. е. на этих широтах
азимутальные зависимости разрывов,
регламентируемые СН 1180-74, близ-
ки к изоплетам годовых доз суммар-
ного эффективного облучения поме-
щений. Это согласование имеет част-
ный характер. Как видно на рис. 17, б,
фрагмент ABCD, обеспечивающий
трехчасовой минимум инсоляции по-
мещения, может входить во мно-
жество экранирующих ситуаций
ABCD, AXB\CD A2B2CD,........ дающих
разные суммарные дозы облучения.
Например, на 55° с. ш. в показан-
ных на рис. 17, б ситуациях суммар-
ная доза изменяется от 48 бакт • ч
45
при строчной застройке до 29 бакт • ч
при П-образной.
Итак, нормирование продолжи-
тельности инсоляции помещений
можно рассматривать как простей-
шую геометрическую систему регла-
ментации некоторой открытости не-
босвода на его наиболее светоактив-
ных участках, расположенных в
окрестностях небесного экватора.
Поэтому иногда она качественно
верно отражает зависимости сум-
марного облучения помещений от
геометрических параметров экрани-
рующей ситуации. В рассматривае-
мой ситуации выполнение требова-
ний СН 1180-74 приводит к значи-
тельному завышению годовых по-
ступлений эффективного облучения на
средних широтах, в особенности
при меридиональной ориентации
зданий, и сильно занижает эти по-
ступления при широтной ориентации
зданий на южных широтах СССР.
Выявленные закономерности мож-
но рассматривать как первое при-
ближение к реальной картине по-
ступлений эффективной солнечной
радиации в помещения, так как они
не учитывают облачности, пропу-
скания оконного заполнения и по-
токов отраженной радиации.
Облачность, как известно, более
чем в два раза снижает годовые
поступления суммарной солнечной
радиации и влияет на соотношение
ее прямой и рассеянной составляю-
щих. Возрастание доли рассеянной
радиации способствует сглаживанию
азимутальной неравномерности годо-
вых поступлений радиации в поме-
щения, однако более высокая ве-
роятность солнечного сияния в око-
лополуденный период дня, напротив,
увеличивает ее. Поэтому выявленные
идеальные закономерности относи-
тельных годовых поступлений радиа-
ции могут быть близки к реальным.
Оконное заполнение также в три —
пять раз снижает поступление эффек-
тивной радиации в помещения, причем
при нормальном падении потока про-
пускание прямой радиации оказывает-
ся в 1,5 раза выше пропускания рас-
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 ши-
ротного хода годовых доз. Не может
оказать существенного влияния на этот
ход и отраженная составляющая УФ ра-
диации, которая в условиях городской
застройки невелика (если не учиты-
вать снежный покров в зимнее время).
Разумеется, действительную сте-
пень приближения идеальных за-
кономерностей к реальной картине
облучения можно выявить только
в дальнейших исследованиях ве-
роятностной модели радиационного
режима помещений. Анализ астроно-
мически возможных поступлений
эффективной радиации позволил сде-
лать практический вывод о том, что
в качестве представительного показа-
теля оценки радиационного режима
помещений в многообразных градо-
строительных ситуациях может быть
принята годовая или сезонная (с мар-
та по сентябрь) доза облучения
помещения. Это не противоречит
выводам гигиенистов о важности
обеспечения этой дозы облучения,
необходимой для нормального функ-
ционирования организма человека в
соответствии с его естественными
биологическими ритмами [109].
Величины таких доз оказались рав-
ными 140 эр. ч (годовая) и 120 эр. ч
(сезонная).
2.2. СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ
И ДОЗЫ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ,
ПОСТУПАЮЩЕЙ В ПОМЕЩЕНИЯ
В 1975—1977 гг. сотрудники ме-
теорологической обсерватории геог-
рафического факультета МГУ
(М. И. Гараджа, Е. И. Незваль,
А. В. Высоцкий) выполнили работы
по созданию оригинальных регист-
рирующих спектрометров для изме-
рения спектрального состава инсоля-
ции в УФ и видимом участках спектра
и получения информации, которая до
46
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, вы-
пускаемый отечественной промышлен-
ностью. Разработанная для этого при-
бора оригинальная интегрирующая
насадка позволяла измерять суммар-
ную, рассеянную и прямую радиа-
цию. Результаты полевых испытаний
приборов были сопоставлены с рас-
четными для условий чистой атмосфе-
ры, что показало их хорошую схо-
димость. В течение 1976 и 1977 гг.
проводились совместные биологиче-
ские 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 проводи-
лись с 12 сентября по 11 октября в
новом микрорайоне Москвы — Ясене-
ве на девятом этаже нового жилого
дома в однотипных комнатах, ориен-
тированных на юг и север, а также
в условиях открытого горизонта на
площадке МО МГУ.
Эксперименты проводились науч-
ными сотрудниками ИОиКГ им.
А. Н. Сысина, МГУ им. М. В. Ломо-
носова и НИИСФ.
Биологический эксперимент со-
стоял в оценке процента гибели
(инактивации) бактерий в зависимо-
сти от времени экспозиции непод-
вижно 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 м от окна в середине комнаты.
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, про-
водились измерения спектральной
плотности солнечной радиации, по-
ступающей на эту же горизонталь-
ную поверхность.
Как известно, бактерицидным дей-
ствием обладает излучение УФ и
видимого участка спектра с длинами
волн короче 750 нм [31]. Для рас-
чета 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 коррект-
ными, так как в непосредственной
близости от светопроема находились
старые деревья, кроны которых за-
теняли окно. В 1976 г. измерения
проводились при одинарном остекле-
нии, в 1977 г.— при двойном.
В результате проведенных изме-
рений выявлено, что спектр энер-
гетической и бактерицидной радиации
в помещении и вне его существенно
отличается: вне помещения в спектре
присутствует биологически наиболее
активная коротковолновая УФ радиа-
ция. Поэтому в естественных усло-
виях существенную роль в бактери-
цидном действии играет УФ радиа-
ция (табл. 6) и особенно ее коротко-
волновая часть ().<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, %
Участок спектра, нм Энергетический поток Бактерицидный поток
20° 30° 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 экспери-
мента (й0=25°—35°) определялось
в основном рассеянной радиацией,
47
вклад УФ участка спектра, в которую
достаточно велик (табл. 7).
Внутри помещения при одинарном
и тем более двойном остеклении от-
сутствует наиболее активный в био-
логическом отношении коротковолно-
вый участок спектра. Так, по нашим
измерениям, наименьшая длина волны,
зарегистрированная внутри помещения
вблизи окна (с одинарным остекле-
нием) при инсоляции, лежит в пределах
310—315 нм, а в глубине помещения —
320—325 нм. В помещении с двойным
остеклением спектр суммарной радиа-
ции на расстоянии 1,5 м от окна в по-
мещении с южной ориентацией начи-
нался примерно с 7=322 нм, а в по-
мещении с северной ориентацией —
с 7=330 нм.
Таблица 7. Доля УФ и видимого участков
спектра для прямой (I), рассеянной (D) и сум-
марной (Q) бактерицидной радиации, посту-
пающей на горизонтальную поверхность, в
диапазоне длин волн 300—760 нм при высоте
солнца йо=30°, %
Участок спектра, нм .1 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, коротко-
волновая граница наблюдаемого внут-
ри помещения спектра радиации сме-
щалась на видимую (7=400—760 нм)
область.
По измерениям при сплошной плот-
ной облачности в помещении, ориенти-
рованном на юг, коротковолновая
граница лежала вблизи 7=450 нм.
В то же время вне помещения спектр
суммарной радиации начинался уже с
7=300 нм (рис. 24).
Трансформация энергетического
спектра в помещении приводит к изме-
нению спектра бактерицидной радиа-
ции и существенному ослаблению бак-
терицидного эффекта (рис. 25). Как
видно на графиках, максимум бактери-
цидной радиации при данной высоте
солнца вне помещения лежит в области
7=320 нм; в инсолируемом помещении
южной ориентации этот максимум да-
леко смещается в сторону длинных
волн (до 7=480 нм), в то время как
бактерицидная эффективность на дли-
не волны 480 нм на два порядка мень-
ше, чем на 320 нм. Вблизи окна в по-
мещении южной ориентации суммар-
ная бактерицидная радиация УФ
участка спектра составляла 8 % ее вели-
чины 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 изме-
нялась от 60 до 3%.
Таким образом, роль УФ радиации в
формировании бактерицидного дей-
ствия в помещениях резко снижена, и
в отличие от наружных условий бак-
терицидное действие в значительной
степени создается суммарной радиа-
цией видимого участка спектра (400—
750 нм).
Бактерицидный эффект в помеще-
нии также определяется главным об-
разом вкладом прямой радиации в об-
щий поток (при ориентации помеще-
ния на южную половину горизонта),
но на весьма ограниченных участках
вблизи окна.
Поле радиации в помещении харак-
теризуется 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 бак-
терицидной радиации при изменении
расстояния от окна в помещении юж-
ной и северной ориентации. В поме-
щении южной ориентации скачок в
величине бактерицидной облученности
происходит на расстоянии 3 м от окна
вблизи раздела «солнце—тень». При
северной ориентации уже на расстоя-
нии 1,5 м от окна наблюдается резкое
изменение величины бактерицидной
радиации. При южной ориентации
во всем пространстве помещения бакте-
рицидный эффект создается в основ-
ном видимой радиацией (рис. 27). При
северной ориентации вблизи окна бак-
терицидный п'оток наполовину состоит
из УФ радиации, а с увеличением рас-
48
Рис. 25. Спектральная плотность бактерицидной облучен-
ности 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., /1о=25°, 1 — суммар-
ная бактерицидная облученность. В помещении: 11 октяб-
ря 1977 г. /10=25°, Л=200°; 2 — бактерицидная облучен-
ность в солнечном пятне; 3 — бактерицидная облученность
в тени
Рис. 26. Продольный разрез поля бактерицидной облучен-
ности в помещении южной (а) и северной (б) ориентации
в летний день 11 октября 1977 г.
/—Х<750 нм; 2—Л<400 нм
Рис. 24. Спектральная плот-
ность суммарной радиации,
мВт/м" нм. Вне помещения, ясно:
18 мая 1979 г. 7=/10=51°; 15 ок-
тября 1979 г.; 2—йо=25°; 3—
—Йо=17°; 4—ho—13°; пасмур-
но: 7 сентября 1979 г. 5—ho=
=24°; Вне помещения южной
ориентации, ясно: 11 октября
1977 г. 6-/10=27°; 7—/i0=15°
Рис. 27. Доля излучения с бактерицидным действием УФ-об-
ласти спектра (>.<400 нм) во всем бактерицидном потоке
(>.<750 нм) на различном расстоянии от светопроема в поме-
щении северной (/) и южной (2) ориентации 11 октября
1977 г.
стояния от окна ее доля заметно умень-
шается и эффект создается в значи-
тельной степени видимой радиацией.
В задачу исследований входило вы-
яснение влияния ориентации помеще-
ния на спектральный состав суммарной
радиации, а также на дозу радиации,
проникающую в помещения и оказы-
вающую санирующий эффект.
На рис. 28 показано влияние ориен-
тации помещения на величину и спект-
ральный 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, ориенти-
рованном на север. В первую очередь
это объясняется большим вкладом
прямой радиации, поступающей в поме-
щение с южной ориентацией. По мере
уменьшения высоты солнца различия
в приходе суммарной радиации в по-
мещениях с различной ориентацией
49
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 по-
мещении, ориентированном на север, по сравнению с ра-
диацией, 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 радиа-
ции в помещении с северной ориента-
цией составляет 6—18% по сравнению
с приходом радиации в помещения
с южной ориентацией; в видимой об-
ласти приход радиации в помещении,
ориентированном на север, составляет
всего 2—6% величины радиации,
поступающей в помещение, ориентиро-
ванное на юг. Таким образом, как мож-
но видеть из приведенных данных,
внутри помещения вклад прямых лучей
в общий приход радиации играет веду-
щую роль не только в видимой области
спектра, но и в ультрафиолетовом
участке.
Вне помещения вклад прямой ра-
диации в суммарную для видимой об-
ласти спектра значительно превышает
50% (Ло=30°); для УФ области
вклад прямой радиации при тех же
условиях составляет всего 19%. Внут-
ри помещения соотношение между
прямой и рассеянной радиацией изме-
няется. В помещении, где небосвод
закрыт и рассеянная радиация посту-
пает лишь от небольшого участка
неба, заданного размерами светопрое-
ма, решающую роль приобретает
прямой луч как в видимой, так и в
ультрафиолетовой области спектра.
О роли прямой радиации в суммар-
ном приходе в помещении можно су-
дить, 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 помешени
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 ориен-
цией, к величине рассеянной радиаш
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 смещен
диска солнца и околосолнечного opt
ла к ’западу различия в приходе р<
сеянной радиации, поступающей в г
мещение с северной и южной орие
тацией, уменьшается. Таким образом
помещении, ориентированном на
и освещенном солнечными луча1*
высокие значения суммарной радг
ции, с одной стороны, обусловлю
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 «северна
помещении с Х=400 нм составила 8‘
а с ^=400—750 нм всего 3% сумма
ной радиации, поступающей в «къ
ное» помещение.
Было проанализировано, как в я
ный день на расстоянии 1,5 м от ок
происходит накопление трехчасов.
50
дозы, которая, как принято считать,
вызывает санирующий эффект в по-
мещении с южной ориентацией.
В табл. 8 приведены дозы радиации
за 2; 2,5 и 3 ч в УФ и видимом участ-
ках спектра. Как видно из таблицы,
уже за 2 ч набирается доза, необходи-
мая 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, 11 октября
1977 г. (начало экспозиции 12 ч 45 мин).
Вт-ч/м2 мбакт •ч/м2
с? X X X
X и я
X га га >Х
X X
X я я Q.
СО
о X Сь у 1
с Я
га
п X га X g. ж X га га Ж ко л Я
ж X ф
о. е 5 G я X КО X
га О > га га
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 остек-
ление. По-видимому, за световой день
происходит полная гибель бактерий
(что подтверждается опытами кафедры
микробиологии Казанского медицин-
ского 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 биологиче-
ская эффективность инсоляции в поме-
Рис. 29. Зависимость гибели бактерий кишеч-
ной палочки от бактерицидной дозы (>.<750 нм)
по измерениям внутри помещения в сентябре —
октябре 1977 г.
щении, что недооценивается зарубеж-
ными учеными.
Выявленные гигиенистами тенден-
ции благотворного воздействия инсо-
ляции должны быть положены в осно-
ву ее нормирования для строительства.
Однако необходимость именно трех-
часовой непрерывной инсоляции не
вытекает из этих исследований, ко-
торые 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, 32] и с данными измерений, что
показало их удовлетворительную схо-
димость.
2.3. ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ
И ЭФФЕКТИВНОСТЬ
НЕПРЕРЫВНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ
ПОМЕЩЕНИЙ
Содержащееся в СН 1180-74 требо-
вание обеспечения непрерывной в те-
чение трех часов инсоляции помещений
обосновывается тем, что в период
перерывов инсоляции возможно ожи-
дать феномен фотореактивации —
стимулирование роста и размножения
неубитых микроорганизмов. Ха-
рактер инсоляции бактерий в поме-
щениях зависит от ряда природных
факторов, не поддающихся норматив-
ной регламентации. Поэтому важно
51
выяснить, в какой мере выполнение
этого требования СН 1180-74 при ар-
хитектурном проектировании обеспе-
чивает действительную непрерывную
инсоляцию бактерий в помещениях '.
В первую очередь, инсоляция поме-
щений зависит от облачности. Повто-
ряемость непрерывного солнечного
сияния различной длительности в
процентах от общего числа случаев
с непрерывным солнечным сиянием
приводится в климатических справоч-
никах [25], однако эти данные непри-
годны для анализа инсоляции поме-
щений. Поясним это следующим при-
мером. Предположим, что в некото-
рый день наблюдалось непрерывное
солнечное сияние с 8 до 1 1 ч, затем
облачность на 1 ч прервала инсоля-
цию, а далее с 12 до 15 ч вновь на-
блюдалось непрерывное солнечное сия-
ние. Согласно методике [25], в этот
день непрерывное солнечное сияние
продолжительностью 2—-5 ч состав-
ляло, следовательно, 100 % общего
числа случаев с непрерывным сол-
нечным сиянием. Очевидно, однако, что
в помещениях, для которых окружа-
ющая экранирующая ситуация обеспе-
чивает возможность инсоляции в дру-
гие часы дня, не будет наблюдаться
ни одного случая непрерывной трех-
часовой инсоляции. Таким образом,
составить верное представление о
характере инсоляции помещений
можно только на основе дифференци-
рованных по времени дня данных
о повторяемости непрерывного сол-
нечного сияния.
Для получения таких данных были
использованы гелиографические
таблицы (формата ТМ-15) за десяти-
летний период наблюдений (1963—
1972 гг.) на 12 метеостанциях СССР
1 Под фотореактивацией микробиологии [112]
понимают явление снижения бактерицидного
действия коротковолнового УФ облучения
(X < 300 нм) бактерий при последующем
облучении их солнечным светом. Фотореак-
тивация возникла в процессе эволюции
живых клеток как защитный механизм от
естественного УФ излучения (X > 300 нм), по-
этому избавиться от этого явления с помощью
непрерывного солнечного облучения невоз-
можно.
(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 вы-
браны случаи непрерывного солнечного
сияния продолжительностью 1, 2, 3,
4 и 5 ч, подсчитаны месячные и годо-
вые суммы и определены значения
вероятности непрерывной инсоляции в
процентах от астрономически возмож-
ной для заданных интервалов времени.
Примеры суточных сезонных и средне-
годовых зависимостей вероятности
непрерывного солнечного сияния для
Москвы приводятся на рис. 30. Анало-
гичные графики построены и проанали-
зированы для всех характерных рай-
онов страны.
Вероятность непрерывной инсоля-
ции 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 увеличе-
ние вероятности непрерывного солнеч-
ного сияния в первую половину дня
связано с особенностями суточнрго
хода циркуляции атмосферы. Нагляд-
ное представление о дневных и сезон-
ных изменениях вероятности непре-
рывной трехчасовой инсоляции дают
изоплеты, приведенные на рис. 31.
Зависимости среднегодовых ве-
роятностей непрерывного солнечного
сияния различной продолжительности
от времени суток имеют сходный ха-
рактер и различаются в основном по
абсолютной величине (рис. 32). Сред-
няя вероятность одночасовой непре-
рывной инсоляции в любое время суток
примерно в два раза выше, чем пятича-
совой. Асимметрия в годовом ходе
средней вероятности непрерывного
1 Данные этих метеостанций использованы
ранее Н. П. Никольской для светоклимати-
ческого районирования территории СССР [177].
52
Рис. 30. Суточный ход вероятности трехчасо-
вого солнечного сияния в различные месяцы
7 8 9 10 <1 12 131415161718 19 20 21
Рис. 31. Изоплеты вероятности непрерывной
трехчасовой инсоляции
Рис. 32. Суточный ход вероятности непрерыв-
ного солнечного сияния для различной его
продолжительности
Рис. 33. Годовой ход вероятности непрерыв-
ного солнечного сияния
солнечного сияния обусловлена се-
зонными особенностями циркуляции
атмосферы (рис. 33).
Вероятность непрерывного солнеч-
ного сияния имеет различный годовой
ход в европейской части и на востоке
страны. Например, на Северо-Запад-
ном Кавказе («Гигант») и во Влади-
востоке максимальные и минимальные
вероятности трехчасовой инсоляции со-
ставляют 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 солнеч-
ного сияния увеличивается к югу, од-
нако широта местности почти не влия-
ет на относительный годовой ход ве-
роятности (см. рис. 34, а). Существен-
ные различия в годовом ходе вероят-
ности солнечного сияния обнаружи-
ваются во влажных и сухих субтропи-
ках. В Батуми вероятность непрерыв-
ной трехчасовой инсоляции на протя-
жении всего года не выходит за пре-
делы 20—30%, в то время как в
Ашхабаде четко выделяются летний
максимум 80% и зимний мини-
мум 15%.
Анализ данных по 12 метеостанци-
ям показал, что на всей территории
СССР дневной ход вероятности непре-
рывного солнечного сияния имеет
сходный характер. Весной и осенью
наибольшие значения вероятности
наблюдаются в околополуденные
часы, летом они смещаются к утренним
часам. Эти тенденции обнаруживают-
ся при любой продолжительности не-
прерывного солнечного сияния. В рег-
ламентируемый СН 1180-74 период го-
53
Рис. 34. Годовой ход вероятности непрерывного трехчасового солнечного сияния
а — иа различных широтах страны: /—46° с ш. («Гигант»); 2—56° с. ш. (Москва); 5—65° с. ш. (Архангельск); 4—43 с. ш.
(Владивосток): б—в сухих и влажных южных районах: I — Ашхабад; 2 — Батуми
да (с 21 марта по 23 сентября) почти
на всей территории СССР природные
ресурсы непрерывной трехчасовой ин-
соляции помещений в среднем не пре-
вышают ’/з астрономически возмож-
ных. Исключение составляют некото-
рые 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 ме-
роприятий, обеспечивающих возмож-
ность непрерывной инсоляции по-
мещений, что уже ставит под сомне-
ние целесообразность выдвижения
нормативного требования непрерыв-
ности инсоляции.
Рассмотрим далее, какое влияние
оказывает на характер облучения
бактерий прерывистое или непрерыв-
ное обеспечение нормативного показа-
теля инсоляции помещений. В натур-
ных условиях 1 бактерии или находят-
ся во взвешенном состоянии в воздухе,
или осаждаются на поверхности пола,
стен и предметов. Облучение взвешен-
ных и осажденных бактерий во время
инсоляции помещений имеет принци-
пиально различный характер. По-
скольку в помещении всегда происхо-
1 В экспериментах, на основе которых было
выдвинуто требование непрерывности инсоля-
ции, 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, неза-
висимо от прерывности или непрерыв-
ности ее, всегда кратковременна и
прерывиста [96].
Очевидно, что за какой-либо про-
межуток времени инсоляции помеще-
ния Т=/2—1\ суммарная продолжи-
тельность прерывистого облучения
циркулирующих с воздухом бактерий
составляет
T=\v(t)dt, (2.9)
tl
где v(t) —отношение инсолируемого в момент
времени объема к общему объему помещения.
Величина v(t), численно равная веро-
ятности пребывания бактерий в инсо-
лируемом объеме в данный момент
времени, определяется геометрически-
ми параметрами помещения и свето-
проема. Значение v(t) зависит от
зенитного расстояния Солнца Z и аб-
солютной разности азимутов Солнца
и ориентации светопроема (А—Ао).
Значение v(t) даже для самых ма-
леньких помещений (спален, кухонь),
характеризуемых наибольшим отноше-
нием площади окон к площади пола
(1:3,85), при Z<80° не превышает
54
Рис. 35. Зависимости относительного инсоли-
руемого объема помещения от зенитного рас-
стояния солнца при различных значениях А—
—Ло. 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 умень-
шения Z и увеличения (Л—Ао)
(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 днев-
ного хода показывает, что продолжи-
тельность суммарного прерывистого
облучения бактерий в гораздо большей
степени зависит от ориентации свето-
проема и времени дня, в которое инсо-
лируется помещение, чем от прерывно-
сти или непрерывности обеспечения
нормируемого показателя инсоляции
помещений. Например, при Ло=ЗО° и
обеспечении непрерывной трехчасовой
инсоляции помещения с 9 ч 20 мин
до 12 ч 20 мин (такая ситуация ха-
рактерна при строчной застройке)
Т„=10 мин, в то время как при пре-
Рис. 36. Суточный ход относительного инсо-
лируемого объема помещений различной ори-
ентации в дни равноденствия в Москве
/ — относительная площадь светопроема 1 ;3,85; 2 — то же,
1:6
рывистом обеспечении инсоляции, на-
пример с 9 ч 20 мин до 10 ч 20 мин и
затем с 12 до 14 ч, 7П = 16 мин только
в одном втором периоде инсоляции.
Анализ различных экранирующих си-
туаций свидетельствует, что при пре-
рывистой инсоляции значения Тп ча-
сто бывают большими, чем при непре-
рывной инсоляции помещения. При
этом перерывы, вызываемые циркуля-
цией бактерий, могут быть соизмери-
мы с перерывами, обусловленными
экранирующей застройкой. Таким
образом, выполнение требования не-
прерывности инсоляции помещения не
только ни в какой мере не устраняет
прерывности облучения взвешенных в
его воздухе бактерий, но может и
существенно ухудшить условия их об-
лучения.
При трехчасовой инсоляции поме-
щения значение Тп обычно составляет
6—30 мин, т. е. в натурных условиях
суммарная продолжительность пре-
рывистого облучения взвешенных бак-
терий в большинстве случаев оказыва-
ется много ниже минимальной дли-
тельности непрерывного облучения
бактерий в гигиенических эксперимен-
тах [80], положенных в основу
СН 1180-74.
При непрерывной инсоляции поме-
щения облучение осевших на его по-
верхности бактерий происходит пре-
рывно, так как вращение Земли с угло-
вой скоростью 15 град/ч приводит к
55
Рис. 37. Пример полей продолжительности
инсоляции поверхностей помещения вос-
точной ориентации при непрерывной (а)
и прерывной (б) трехчасовой инсоляции.
Пунктиром показана область прерывной
инсоляции
быстрому изменению формы и разме-
ров инсолируемого участка. Чем мень-
ше его размеры и выше линейная
скорость перемещения, тем меньше
продолжительность инсоляции облуча-
емой поверхности. Поэтому при трех-
часовой инсоляции помещения 70—
80% инсолируемой поверхности облу-
чается 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 помеще-
ниях только ничтожная часть осаж-
денных 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 взаиморасположе-
ния зданий в застройке обычно не
позволяют прервать трехчасовую инсо-
ляцию помещений более чем один раз.
А при кратковременном перерыве ин-
соляции на внутренних поверхностях
помещения образуется незначительная
область прерывистого облучения, ко-
торая быстро уменьшается с увеличе-
нием 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 не-
прерывно, но ее максимальная дея-
тельность снижается соответственно
разделению длительности по отдель-
ным периодам инсоляции. Если пе-
рерыв приводит к смещению одного
из периодов инсоляции к утренним
или вечерним часам, то общая пло-
щадь инсолируемых поверхностей уве-
личивается; если же смещение проис-
ходит в сторону полудня, то инсолиру-
емые площади уменьшаются, но зна-
чительно возрастает плотность их
облучения.
Независимо от прерывности или
непрерывности обеспечения нормируе-
мого показателя инсоляции помеще-
ния 70—80% инсолируемых поверхно-
стей всегда приходится на участки,
непрерывно облучаемые на протяже-
нии 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 поме-
щения.
Следовательно, процессы облуче-
ния бактерий в натурных условиях
помещений имеют сложный, многопа-
раметрический и нестационарный ха-
рактер и не определяются принятым
для гигиенического нормирования
условным показателем продолжитель-
ности инсоляции помещения, отнесен-
ным к центру оконного проема. Непре-
менная кратковременность и прерыви-
стость облучения бактерий в помеще-
ниях порождается главным образом
вращением Земли, циркуляцией возду-
ха и облачностью, т. е. природными
факторами, не зависящими от экрани-
рующего воздействия застройки. Вы-
полнение требования непрерывности
инсоляции не устраняет этих явлений.
56
Не гарантируя повышения гигиени-
ческих качеств помещений, требование
непрерывности инсоляции наносит
строительству существенный технико-
экономический ущерб.
Выполнение этого требования при-
водит к завышению разрывов между
зданиями, в особенности при башен-
ной застройке и при Г- и Т-образных
приемах взаиморасположения зданий,
ограничивает градостроительную ма-
невренность зданий и сковывает твор-
ческие возможности проектировщиков.
Поэтому дальнейшее сохранение этого
требования в нормативных документах
следует признать нецелесообразным.
2.4. СОЦИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ
ИНСОЛЯЦИИ ЗАСТРОЙКИ
При разработке обоснований дей-
ствующих норм СН 1180-74 наиболее
глубокое развитие получили вопросы
биологического действия инсоляции.
При этом неизученными оставались
вопросы психоэстетического воздей-
ствия инсоляции на человека. За кри-
терий психоэстетического воздействия
инсоляции на человека при учете инсо-
ляции в строительстве за рубежом
принята степень предпочтения челове-
ком «солнечной» визуальной среды
помещения перед «диффузной» в зави-
симости от конкретных условий кли-
мата и назначения зданий.
Е. Нииман, Р. Гопкинсон и Н. Ват-
сон [212—214|, проведшие широкие
социологические исследования в жи-
лых домах, больницах, административ-
ных зданиях и на моделях помещений
с использованием группы подготовлен-
ных наблюдателей, объясняют пред-
почтение людьми «солнечных» поме-
щений не только тем, что солнце
«оживляет» интерьер, но также и тем,
что солнечный свет, проникающий в
помещения, обеспечивает необходимое
для человека ощущение связи с внеш-
ней 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 инсоля-
ции и направление солнечных лучей
по отношению к человеку и линии его
зрения. При этом люди предпочитают
или отвергают солнечный свет в по-
мещении в зависимости от его назна-
чения и характера деятельности чело-
века.
Важно отметить, что в разработан-
ной авторами шкале психологических
реакций человека на условия инсоля-
ции в помещении в группу положи-
тельных 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 фа-
садов противостоящих зданий, наруж-
ных косяков светопроема.
С 1957 по 1965 г. в Швеции под
руководством Л. Хольма, Дж. Плей-
жела и X. Ронге был проведен комп-
лекс исследований по проблеме «Жи-
лище и Солнце» [206]. Социологиче-
ский аспект этих исследований заклю-
чался в выяснении предпочтения жи-
телями той или иной продолжительно-
сти инсоляции квартиры (суммарная
по всем помещениям квартиры про-
должительность инсоляции, деленная
на число помещений). Оценка про-
изводилась жителями по пятиступен-
чатой шкале. Наиболее положительно
(«очень хорошо»-(-«хорошо») оцени-
вались квартиры, характеризуемые по-
казателями инсоляции, равными 2,5—
5 ч. В нашей стране до 1975 г. психо-
эстетическое воздействие инсоляции
на человека не изучалось. Анализ
рассмотренных зарубежных работ
позволяет выявить общую тенденцию
предпочтения людьми условий инсоля-
ции помещений. Однако эти исследова-
ния не решают проблему в полном
объеме, и результаты их не могут быть
перенесены в отечественную градо-
строительную практику из-за многооб-
разия климатических условий нашей
страны.
57
В 1975—1977 гг. в НИИСФ и
ИОКГ им. А. Н. Сысина АМН СССР
был выполнен комплекс исследований,
имеющий целью определение психоло-
гически предпочтительных для населе-
ния условий инсоляции жилых поме-
щений 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 эксперимен-
тальные исследования предпочтитель-
ных условий инсоляции помещения с
учетом динамики солнечного освеще-
ния.
Анкетный опрос населения прово-
дился в городах Советского Союза,
сгруппированных по трем широт-
ным зонам: север (Норильск, Мур-
манск, Апатиты), средняя полоса
(Москва), юг (Ташкент, Навои, Бату-
ми); было опрошено 2178 семей.
Жилые здания, в которых производил-
ся 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 пред-
почитаемых условий инсоляции жи-
лища. Сюда включены также вопросы
по оценке жителями условий инсоля-
ции квартиры, в которой они прожива-
ют, и необходимости защиты от солн-
ца в квартире в различные периоды
года. Вопросом 8 выявляются причины
того или иного отношения опрашива-
емого к солнечному свету в помеще-
ниях. Две группы вопросов (9—10 и
11—13) посвящены общим характери-
стикам квартиры (число жилых ком-
нат и этаж) и анкетным данным
опрашиваемого (возраст, пол, основ-
ное занятие). Пункт 14 содержит воп-
рос об ориентации по сторонам гори-
зонта жилых помещений квартиры.
При каждом из вопросов анкеты име-
ется полный перечень возможных
ответов на него, обозначенных цифра-
ми. 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 отвечаю-
щий 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 оп-
ределении процентного отношения
числа одинаковых ответов к максималь-
но возможному их числу по отдельно-
му вопросу. Обработка данных опроса
проводилась раздельно по группам
городов, расположенных по различ-
ным широтным зонам. В ходе обра-
ботки ответы группировались по ори-
ентациям квартир, в которых прожи-
вают опрашиваемые. Выявлялись дан-
ные как по группам ответов, относя-
щихся к определенной ориентации
квартиры, так и по всему числу отве-
тов, полученных по городам, принад-
лежащим одной широтной зоне. Груп-
пировка ответов по ориентациям
помещений позволила сопоставить
оценки условий инсоляции в различ-
ных климатических районах страны.
Анализ обработанных результатов
анкетного опроса жителей показал
общее положительное отношение к
солнечному свету в квартире. При
выборе «либо-либо» большинство жи-
телей на всех широтах страны (78—
89%) хорошему виду из окна предпо-
читают инсоляцию квартиры и преи-
мущественно — всех ее помещений.
Свое положительное отношение к сол-
нечному свету в жилых помещениях
жители объясняют тем, что в освещен-
ном солнцем помещении улучшается
настроение (38—61%), солнечный
свет вносит разнообразие в обстановку
комнаты (10—16%), благотворно вли-
яет на здоровье (12—16%).
Оценку условий инсоляции жилых
помещений опрашиваемыми предлага-
лось проводить по трехступенчатой
шкале: «солнца слишком много»,
«солнца достаточно», «солнца слишком
мало». Результаты оценки приведены
на рис. 38. На шкале ориентаций по-
мещений дополнительно приведены
данные о продолжительности инсоля-
58
Норильск
Мурманск
Annai и т ы
Рис. 38. Распределение оценок условий инсоляции жилых помещений различной ориентации в
северных, центральных и южных районах
1 — чрезмерная инсоляция: 2 — достаточная; 3 — недостаточная
ции помещений весной и осенью
(март, сентябрь — верхняя строка) и
летом (июнь — нижняя строка).
Из графиков виднб, что большин-
ство опрашиваемых в городах всех
климатических зон (60—78%) оцени-
вают условия инсоляции своей кварти-
ры как «достаточное». Однако значи-
тельное число жителей Москвы, про-
живающих в квартирах, ориентирован-
ных 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 се-
верных городов (35% всех опраши-
ваемых), 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
Рис. 39. Интерьер модели «Жилая комната»
и восток (33 и 28%, инсоляция вес-
ной 5 ч 10 мин). Значительный про-
цент жителей Москвы, проживающих
в квартирах с ориентацией на юго-за-
пад (14%), жителей южных городов
(19% всех опрашиваемых), прожи-
вающих преимущественно в квартирах
с ориентацией на запад (28%), а так-
же 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 широт-
ных 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 опраши-
ваемых в этих городах (31% — Моск-
ва, 16% — юг) предпочитают инсоля-
цию в течение всего дня. В северных
городах наблюдается обратная тен-
денция: 46% опрашиваемых предпочи-
тают инсоляцию квартиры в течение
всего дня и лишь 27% — утром, что
указывает на повышенную психологи-
ческую потребность людей в солнеч-
ном свете в северных географических
районах.
Во всех географических зонах
СССР большинство жителей предпо-
читают зимой, а в северных городах —
и летом (65%) находиться в освещен-
ных солнцем помещениях. В Москве
и южных городах жители предпочи-
тают в летнее время затенение поме-
щения. При этом большинство опра-
шиваемых во всех зонах в помеще-
ниях с солнечным светом и без него
оценивают свое тепловое состояние
как «нормальное». Однако для значи-
тельной части жителей южных горо-
дов (47%) отсутствие солнечного
света в помещении оценивается
положительно. Подавляющее число
опрашиваемых жителей южных горо-
дов (71%) летом вынуждены защи-
щать помещение от солнца. Население
60
Рис. 40. Схема экспериментальной установки «Жилая комната»
Москвы (42%) и даже северных
городов (29%) в летний период также
принимают меры для затенения по-
мещений. Дополнительная статисти-
ческая обработка результатов опроса
показала, что число комнат в квартире
мало влияет на оценку инсоляции
жильцами.
Были проведены эксперименталь-
ные исследования по выявлению
предпочтительных условий инсоляции
помещения с учетом динамики сол-
нечного освещения. Эта работа прово-
дилась в два этапа: сначала были
получены кинограммы солнечного
освещения в суточном цикле его изме-
нения для жилых помещений восьми
ориентаций по сторонам горизонта на
экспериментальной установке «жилая
комната», затем по полученным киног-
раммам производилась субъективная
оценка условий инсоляции разно-
ориентированных помещений.
Экспериментальная установка
«жилая комната» (рис. 39, 40) пред-
ставляет собой макет меблированной
жилой комнаты в масштабе 1:10.
К макету посредством светопрони-
цаемого рукава присоединена камера с
укрепленным фотоаппаратом. За ок-
ном модели в соответствующем мас-
штабе имитировалась окружающая
застройка. Установка помещалась под
искусственным небосводом, где моде-
лировались условия солнечного осве-
щения в суточном цикле его измене-
ния для характерных дней года:
22 марта, 22 сентября и 22 июня.
Модель устанавливалась с ориентаци-
ями на С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, 3 и
СЗ. В модели с помощью фотоаппара-
та фиксировалась зрительная картина
интерьера жилой комнаты в опреде-
ленные часы суток: 8, 10, 12, 14, 16 ч.
Полученные фотографии были смон-
тированы в кинограммы условий
инсоляции помещения для каждой
ориентации помещения и для каждого
периода года. По полученным кино-
граммам производилась субъективная
оценка условий инсоляции разноори-
ентированных жилых помещений:
61
Рис. 41. График распределения субъективных
оценок наблюдений условий инсоляции разно-
ориентированных жилых помещений с учетом
динамики солнечного освещения
кинограммы, состоящие из пяти
фотографий инсолируемого интерьера
жилой комнаты в 8, 10, 12, 14 и 16 ч
дня, раскладывались в беспорядке на
столе (кинограммы обозначались с
обратной стороны, не видимой наблю-
дателю) ;
наблюдатель, ознакомившись с
кинограммами (время на ознакомле-
ние не ограничивалось), раскладывал
их в порядке предпочтения условий
инсоляции от лучших к худшим.
Место, занятое кинограммой, соот-
ветствовало 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 инсо-
ляции для каждой ориентации жилого
помещения. При статистической обра-
ботке материала для каждого вариан-
та были рассчитаны среднеквадрати-
ческое отклонение (о), вариационный
коэффициент (V|), средняя ошибка
(м), показатель точности (pi) и гра-
ницы доверительного интервала (g) по
методу Стьюдента с доверительной
вероятностью 0,95.
По данным статистической обра-
ботки результатов субъективной оцен-
ки условий инсоляции разноориенти-
рованных жилых помещений с учетом
динамики солнечного освещения выяв-
лен порядок предпочтения условий
инсоляции (рис. 41).
Наиболее высоко наблюдатели оце-
нили 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 поме-
щения северной ориентации, т. е. ус-
ловия, когда инсоляция в помещении
почти не наблюдается (в Москве).
Результаты исследований по субъ-
ективной оценке условий инсоляции
помещений согласуются с результата-
ми анкетного опроса, а именно: жите-
ли (в условиях Москвы) предпочита-
ют утреннюю инсоляцию помещений с
ориентацией на В, ЮВ.
Проведенные исследования по
архитектурно-социологической оценке
инсоляции показали, что инсоляция,
являясь одним из важнейших ком-
понентов световой среды жилого
помещения, оказывает значительное
психоэстетическое воздействие на че-
ловека.
Обобщая результаты исследова-
ний 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 чело-
века.
Выявленный диапазон предпочи-
таемой людьми продолжительности
инсоляции может быть откорректиро-
ван в сторону увеличения в северных
широтных зонах страны и в сторону
уменьшения в южных.
62
J
J
1
J
1
*
2.5. ОЦЕНКА ИНСОЛЯЦИОННОГО
РЕЖИМА НА ЖИЛЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
В последние годы ведутся иссле-
дования инсоляционного режима на
территориях жилой застройки, по-
скольку этот аспект проблемы не
нашел своего отражения в нормах.
С этой целью построены анизотроп-
ные модели прямой и рассеянной
солнечной радиации и аналитическая
модель инсоляционного режима тер-
ритории застройки [179]. Эти модели
позволяют вычислять спектральные,
интегральные и эффективные характе-
ристики в оптическом диапазоне
спектра солнца при широком варьи-
ровании параметров состояния атмос-
феры. Это дает возможность выявить
закономерности поступления солнеч-
ной радиации на территории жилой
застройки в различных архитектурно-
планировочных приемах в суточных,
сезонных и годовых циклах на всей
территории СССР. Большинство гра-
достроительных ситуаций на моделях
представлено как комбинация простых
приемов: параллельного, углового и
П-образного, сочетания которых сос-
тавляют замкнутый двор, где опреде-
лена минимальная доза облучения
территорий при обеспечении требу-
емой продолжительности инсоляции
застройки и минимальных разрывах
между зданиями. На рис. 42, 43 наг-
лядно видно резкое несоответствие
между величиной годовой дозы облу-
чения (0,5) и границей зоны недоста-
точной инсоляции на разных геогра-
фических широтах.
В качестве нормативной признана
зона с недостаточной инсоляцией по
показателю т]=0,5, соответствующему
выявленным ранее гигиеническим до-
-—(Г05—
-—6,1—:
Рис. 42. Установление границы зоны недоста-
точной инсоляции при ясном небосводе на (а)
4 = 35° с. ш.; (б) <р=55 с. ш.; (в) <р=65° с. ш.
/ — граница зоны нормируемой СНиП продолжительности
инсоляции территорий
Рис. 43. Установление границы зоны недоста-
точной инсоляции (при наличии облачности) на
(а) ф=35° с. ш.; (б) <р=55° с. ш.; (в) <р=65° с. ш.
1 — граница зоны нормируемой СНиП продолжительности
инсоляции территорий
В
63
Рис. 44. Построение границы зоны недостаточ-
ной инсоляции а—д — аппроксимация изолинии
с 7]=0,5 полуэллипсом (—х—х—) и (е) —от-
резками прямых
зам. Как будет показано ниже, это
предложение полностью себя оправ-
дало.
Точное построение границы зоны
недостаточной инсоляции связано с
большими затратами времени архитек-
тора. Поэтому предлагается прибли-
женный метод ее построения, удовлет-
воряющий требования практики про-
ектирования.
Рис. 45. Инженерный метод построения грани-
цы зоны недостаточной инсоляции в угловом
приеме (с, б) и сопоставление с изолинией с
q=0,5 (в, г)
1 — изолиния с т]=0,5
Изолиния годового поля облучения
т]=0,5 вокруг зданий любой ориента-
ции представляет собой квазиэллипти-
ческую кривую, которая хорошо ап-
проксимируется полуэллипсом. Пост-
роить полуэллипс можно по двум
полуосям (рис. 44). Большой полу-
осью служит половина длины здания
(1/2), а малой — расстояние от фаса-
да (в срединном сечении) до изоли-
Таблица 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 б) средней протяженности в) протяженные Диагональная: а) башенные б) средней протяженности в) протяженные — 9 9 9 9 8 17 20 26 33 10 20 24 32 40 — 6 6 6 6 7 13 16 22 27 10 20 24 32 40 — 10 10 10 10 9 18 22 29 36 11 22 26 35 43 — 7 7 7 7 8 15 18 24 30 11 22 26 35 43 — 7 7 7 7 5 10 12 15 19 6 12 14 19 24 — 5 5 5 5 5 9 11 14 17 6 12 14 19 24
64
Рис. 46. Оценка условий инсоляции территории микрорайона «Мещерское озеро» в г. Горьком
1 — аппроксимация изолинии 11 = 0.5 полуэллипсом; 2 — изолинии годового поля УФ-облучения территории
нии г]=0,5. В табл. 9 приведены
рассчитанные величины глубины зоны
(малой полуоси /„) у зданий различ-
ных параметров и ориентации.
Зоны затенения у башенных зда-
ний практически не выходят за преде-
лы придомовой полосы шириной 5—
10 м. Поэтому строить границу зоны
недостаточной инсоляции следует
только у фасадов, протяженных с
l/h^l и ориентированных на запрет-
ные 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 пло-
щадью 20—25 га (рис. 46) потребует-
ся 3—4 ч, однако это время можно
сократить, если пренебречь эллипти-
ческими кривыми, заменив их отрез-
ками прямых (см. рис. 46).
Глава 3.
Нормирование инсоляции и архитектурное
проектирование
3.1. КРИТЕРИИ
ОЦЕНКИ инсоляции
И ЕЕ НОРМИРОВАНИЕ
Проведенные исследования позво-
лили выделить три главных фактора,
на которых может базироваться комп-
лексная система оценки инсоляции
(рис. 47) (78, 96].
Гигиенический фактор — коли-
чество эффективной солнечной радиа-
ции, приходящей в застройку помеще-
ния, обеспечивающей общеоздорови-
тельный 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 фак-
тор — астрономически возможная
продолжительность инсоляции в тече-
ние суток на равноденствие, обес-
печивающая психоэмоциональный ми-
нимум визуальной фиксации солнеч-
ных лучей как фактора связи челове-
ка с внешней средой и выразитель-
ности архитектурных пространств и
форм в пределах 2—4 ч.
Технико-экономический фактор —
плотность застройки, обеспечивающая
нормативный жилой фонд не менее
5 тыс. м2/га, экономию городских
территорий на 8—12% и 50% приме-
нения жилых домов меридионального
типа.
Такой подход к построению мно-
гокритериальной системы оценки
инсоляции позволил определить ос-
новные требования, которым должны
отвечать строительные нормы инсоля-
ции:
соответствовать современным био-
физическим представлениям об обще-
образованных оздоровительных
воздействиях солнца на человека и
среду;
обеспечивать большую свободу в
выборе композиционных решений в
массовой застройке и большую манев-
ренность типовых домов (особенно
меридионального типа с широким кор-
пусом), учет светового климата в
зависимости от ресурсов солнечной
радиации и географической широты,
упорядочение разрывов между здани-
ями (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 зависи-
мости от назначения зданий и терри-
торий. Такие требования приведены
в табл. 10. Необходимость обеспече-
ния того или иного требования отме-
чена в таблице знаком -ф.
Как было показано, нормирование
инсоляции не только гигиеническая
проблема. Она может быть решена
на основе комплексных гигиеничес-
ких, физических, социолого-архитек-
турных и технико-экономических ис-
следований.
Гигиенические исследования 1111 ]
доказали, что общеоздоровительное
воздействие инсоляции на человека —
главная причина ее нормирования, и
значительно расширили круг физиоло-
гических критериев ее оценки. Впер-
вые были проведены натурные наблю-
дения в годовом цикле за состоянием
фосфорно-кальциевого обмена, имму-
нологической реактивности организма
и содержанием гемоглобина у детей,
находящихся в помещениях с различ-
ными уровнями естественного облуче-
ния. Биологические эксперименты по
66
Таблица 10. Требования к условиям инсо-
ляции помещений
Назначение помещений Обеспечение нормиру- емой инсоляции Ограничение в жаркий период Ограничение в рабочее время Инсоляция противо- показана
Жилые комнаты и группо- вые в детских учреждениях 4- +
Кухни +
Летние помещения -г
Детские спортивные пло- щадки и бассейны + +
Рекреации + +
Лечебные помещения + +
Административные и чер- тежные +
Операционные, музеи, биб- лиотеки +
Цехи с I—IV разрядами зрительных работ +
Учебные помещения
изучению бактерицидного действия
облучения в помещениях сопро-
вождались спектральными измерения-
ми солнечной радиации [134]. Таким
образом, был сделан первый практи-
ческий шаг по пути внедрения в гигие-
нические исследования стандартных
характеристик излучения, которые ре-
комендуются Международной систе-
мой единиц для применения во всех
областях науки и техники.
Переход на энергетические харак-
теристики излучения тем не менее
по-прежнему остается нерешенной за-
дачей гигиенического нормирования
инсоляции. Измерения и расчеты [78,
92] еще раз подтвердили, что исполь-
зуемый в гигиенических исследова-
ниях показатель продолжительности
облучения не характеризует сложное
нестационарное поле излучения, воз-
действующее на биологические объек-
ты и определяющее характер и вели-
чину фотобиологических эффектов.
В зависимости от времени дня и года,
прозрачности атмосферы, ориентации
светопроема и характера экранирую-
щей ситуации одинаковым значениям
этого показателя могут соответ-
ствовать многократно различающиеся
дозы эффективного облучения и, сле-
довательно, различные величины био-
логических эффектов. Установлено
также отсутствие корреляционной свя-
зи между продолжительностью инсо-
ляции помещения и продолжитель-
ностью облучения в них биологи-
ческих объектов, которые обычно
отождествляются в гигиенических
работах по инсоляции.
Внедрение энергетических показа-
телей облучения в гигиенические
исследования затрудняется не только
инерцией традиционных представле-
ний, но и объективными причинами,
связанными со сложностью измере-
ния слабых потоков естественной
УФ радиации в помещениях. В на-
стоящее время научные учреждения
страны располагают уникальными
опытными образцами измерительных
приборов, пригодных для этих целей;
серийный выпуск стандартных при-
боров не налажен. Поэтому при гиги-
енических исследованиях необходимо
использовать методы расчетно-теоре-
тической оценки поля излучения.
Для этого описание полученных гиги-
енических эффектов должно сопро-
вождаться подробной светотехни-
ческой характеристикой условий
наблюдения, включающей указание:
места и календарной даты наблю-
дения; азимута ориентации и размеров
светопроема, характера оконного за-
полнения; геометрических параметров
помещений и расположения в них об-
лучаемых объектов; геометрических
параметров внешней экранирующей
67
СОЦИОЛОГО-
АРХИТЕКТУР-
НЫЙ ФАКТОР
зкономи
ЧЕСКИЙ
ФАКТОР
ПРИРОСТ
плотности
жилого
ФОНДА 10%
ОБЩЕОЗДО.
РОВИТЕЛЬНОЕ
ДЕЙСТВИЕ
ГИГИЕНА
ЧЕСКИЙ
ФАКТОР
50 % МЕРИДИ-
ОНАЛЬНОЙ
ЗАСТРОЙКИ
ПРОДОЛЖИ
ТЕЛЬНОСТЬ
КОЛИЧЕСТВО
И КАЧЕСТВО
ОСВЕЩЕНИЯ
ПРЕРЫ-
ВИСТОСТЬ
РАЗРЫВ
МЕЖДУ
ЗДАНИЯМИ
20-80 м.
ЖИЛОЙ ФОНД
5000 м2/
БАКТЕРИЦИД
> 40 бакт.-ч.
ЭРИТЕМА
> 140зр.-ч.
ФОТО
ХИМИЧЕСКИЙ
СИНТЕЗ
ВИЗУАЛЬНОЕ
РАЗНО
ОБРАЗИЕ
Рис. 47. Многокритериальная система оценки инсоляции застройки
КРИТЕРИИ
НОРМИРОВАНИЯ
ИНСОЛЯЦИИ
ситуации (застройки и т. п.); характе-
ристик отражающих поверхностей,
продолжительности облучения объек-
тов (если она искусственно ограни-
чивалась) и времени дня, в которое
они облучались; динамики прерывов
инсоляции облачностью.
Только энергетические измерения
или при их отсутствии полная харак-
теристика светотехнических условий
постановки гигиенических наблюдений
и экспериментов могут обеспечить
сопоставимость результатов между со-
бой и с величинами воздействующих
физических факторов. Возможность
использования для этих целей времен-
ных показателей облучения в настоя-
щее время может быть лишь услов-
ной.
Разработка гигиенических крите-
риев оценки радиационного режима
помещений на базе санитарно-стати-
стических и бактериологических
обследований в естественных годовых
циклах до настоящего времени огра-
ничивалась в основном экспери-
ментами, проводимыми над животны-
ми и микроорганизмами в особых
условиях, способствующих выявле-
нию тех или иных фотобиологических
реакций. Подобные эксперименты пра-
вомерны при выяснении принципиаль-
ных тенденций в реакциях организма
на облучение, однако они непригодны
для обоснования нормативов облуче-
ния помещений без предварительного
установления и оценки критериев по-
добия эксперимента и натуры. В част-
68
ности, как было показано выше, пара-
метры облучения естественной микро-
флоры помещений оказались сущест-
венно отличными от условий облучения
бактерий в экспериментах, на основе
которых был установлен нормативный
минимум непрерывной инсоляции по-
мещений. Таким образом, роль естест-
венного бактерицидного облучения в
санации внутренней среды помещений
до настоящего времени остается недос-
таточно раскрытой. Физические же ис-
следования показывают, что макси-
мальная плотность доз бактерицид-
ного облучения, которое может обес-
печить в помещениях солнечная
радиация, на 1—2 порядка ниже тех
величин, при которых в исследованиях
с искусственными источниками бакте-
рицидного излучения наблюдалось
устойчивое снижение содержания
бактерий в воздухе помещений.
Положительные сдвиги, отмечен-
ные почти во всех функциональных
системах человеческого организма,
при воздействии УФ облучения поз-
волили говорить об общеоздоровитель-
ных эффектах облучения как о комп-
лексе физиолого-гигиенических крите-
риев нормирования инсоляции поме-
щений. Для проявления профилак-
тических эффектов УФ облучения
важным является не столько суточ-
ная, сколько годовая доза облучения
[Ю9].
Для реальной оценки эффектив-
ности облучения помещений необ-
ходимы длительные обследования дос-
таточно больших групп населения,
дифференцированных по географи-
ческим, возрастным и профессиональ-
ным признакам, причем решающую
роль в достоверности такой оценки
играет точность сопоставлений доз об-
лучения, получаемых людьми внутри
и вне помещений. Для первых обсле-
дований [111] не удалось выполнить
даже приближенного сопоставления
доз, поскольку условия облучения
детей во время наблюдений не фик-
сировались.
Выявленные расчетно-теоретичес-
ким путем закономерности поступ-
ления эффективной солнечной ра-
диации в помещения позволяют су-
дить о технических возможностях
гигиенического нормирования инсоля-
ции.
Во-первых, из-за значительной
природной азимутальной неравномер-
ности поступлений солнечной радиа-
ции в помещения нельзя ограничить-
ся учетом только прямой составляю-
щей облучения. Нормирование только
прямой радиации приводит к чрезмер-
ному завышению разрывов между
зданиями при их ориентации на север-
ную половину горизонта и к недо-
пустимому занижению при ориентации
на южные секторы.
Во-вторых, радиационный режим
помещений формируется в значи-
тельной степени за счет рассеянного
излучения неба, составляющего ос-
новной радиационный фон среди
обитания человека и определяющего
фотофизиологические функции его ор-
ганизма. Поэтому любая система
нормирования солнечной радиации
может строиться только на основе
учета ее суммарных поступлений.
В-третьих, значительная сезонная
неравномерность суточных поступ-
лений эффективного излучения в по-
мещения, характер которой зависит не
только от географической широты и
ориентации зданий, но и от конкрет-
ной экранирующей ситуации, не позво-
ляет принять суточную дозу в качест-
ве представительной величины для
нормирования. В условиях города
надежную сравнительную оценку ра-
диационного режима помещений мож-
но получить на основе анализа годо-
вых или сезонных доз облучения.
По-видимому, современную систему
нормирования инсоляции следовало
бы строить на основе непосредствен-
ного нормирования доз эффективного
облучения помещений. Однако точный
расчет количества входящего в поме-
щение облучения возможен только
на базе ЭВМ. Расчет скалярных по-
казателей облучения возможен графи-
ческими методами, аналогичными
методу центрального проектирования,
который рекомендовался Б. А. Ду-
наевым для расчета продолжитель-
69
ности инсоляции помещений. Для
этого стереографическая проекция
небосвода разбивается на участки,
вносящие равный вклад в дозу ци-
линдрического облучения фасада.
Прямая солнечная радиация представ-
ляется количеством яркости, которую
создает на небосводе солнечный
диск в период дневного и годового
хода солнца. Расчет сводится к по-
строению контура экранирующей си-
туации и определению числа участков
небосвода, видимого из расчетной
точки. Практика показала, что этот
метод из-за своей трудоемкости не
может быть рекомендован проектиров-
щикам.
Таким образом, несмотря на явные
преимущества непосредственного нор-
мирования доз облучения, переход
на эту систему в настоящее время
преждевремен, так как используемые
показатели астрономически возмож-
ных доз облучения дают неточное
представление о действительном ра-
диационном режиме помещений, кото-
рый 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 нор-
мирования инсоляции, основанных на
простых пространственных показате-
лях, характеризующих экранирующее
воздействие застройки и поступление
в помещения некоторого минимума
эффективного облучения. В качестве
такого нормативного минимума при-
нята астрономически возможная го-
довая доза эритемного облучения,
возрастающая от ПО 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 ана-
логии с действующими санитарными
нормами инсоляции. Впоследствии по
заданию Минздрава СССР автор опре-
делил 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 ши-
ротным различием природных ресур-
сов излучения и различной адапта-
цией к облучению жителей южных
и северных широт.
Косвенное нормирование есте-
ственного облучения сводится к под-
бору таких нормативных показателей,
которые обеспечивают при разрывах
между экранирующими зданиями, не-
обходимых для получения норматив-
ной дозы облучения помещений. Та-
к ими пространственно-геометрически-
ми показателями могут служить дан-
ные о продолжительности инсоляции
фасада и свободные от экранирующих
элементов застройки секторальные
70
a
Рис. 48. Азимутальные зависимости сезонных доз
74 (а) и предлагаемой системе нормирования (б)
Рис. 49. Азимутальные зависимости годовых доз
74 («) и предлагаемой системе нормирования (б)
углы конических поверхностей, имею-
щие вершину в расчетной точке фа-
сада.
Анализ показал, что на широтах
СССР невозможно подобрать такие
значения солнечного склонения (дни
года), при которых разрывы, обеспе-
чивающие некоторое не зависящее
от ориентации значение продолжи-
тельности инсоляции фасада, были
бы достаточно близки к разрывам,
обеспечивающим нормативную дозу
облучения. Хорошие результаты дали
попытки нормировать секторальные
углы конических поверхностей. Одна-
ко такие системы связаны со слож-
ностью построения графиков, необхо-
димых для расчета углов. Вполне
удовлетворительной оказалась система
нормирования секторальных углов 1
наклонной плоскости, проходящей
через расчетную точку. Ее важнейшее
практическое достоинство — простота
1 В дальнейшем — сектора 'инсоляции (СИ),
в пределах которых солнце облучает свето-
проем.
б
эритемного облучения помещений по СН-1180-
эритемного облучения помещений по СН 1180-
графиков для расчета углов и полная
аналогия методики их расчета с хо-
рошо известными проектировщикам
и санитарным врачам методами рас-
чета инсоляции в дни равноденствия
(см., например, графики А. М. Рудниц-
кого, Б. А. Дунаева, М. Т. Тваров-
ского, И. С. Суханова и т. п.). Си-
стема нормирования инсоляции за-
стройки приводится в прил. 1.
Азимутальные неравномерности
сезонных и годовых доз эритемного
и бактерицидного облучения, поступа-
ющего в помещения при разрывах,
обеспечиваемых системой нормирова-
ния, характеризуют графики, приве-
денные на рис. 48 и 49. Предлагаемые
нормы устраняют резкое снижение
поступлений эффективной радиации
в помещения южной ориентации на
южных широтах СССР. О расхожде-
ниях между нормируемыми показате-
лями и величинами годовых доз об-
лучения можно судить по данным
табл. 11, где приведены максималь-
ные, минимальные и средние значе-
ния возможных годовых доз эффек-
71
Рис. 50. Годовая продолжительность инсоляции
системе нормирования (б)
тивного облучения, поступающего в
помещения при разрывах между зда-
ниями, регламентируемых СН 1180-74
и предлагаемой системой нормирова-
ния, а также максимальное процент-
ное отклонение (± Н) от средней
величины.
Астрономически возможное коли-
чество часов инсоляции в год, обеспе-
чиваемое СН 1180-74 и предлагаемой
системой нормирования, приводится
на рис. 50, на котором хорошо видны
преимущества этой системы.
Система нормирования минималь-
ных секторов инсоляции (СИ) может
рассматриваться как приближенная
система нормирования продолжитель-
ности инсоляции фасадов зданий. Дей-
ствительно, плоскость, наклоненная
к горизонту под углом G (формула
(1), прил. 1) на 60° с. ш. совпадает с
плоскостью небесного экватора, в ко-
торой находится солнечный луч в дни
равноденствия (рис. 51). В этом слу-
чае нормируемый 45° секторальный
угол является ничем иным, как трех-
часовой продолжительностью инсо-
ляции расчетной точки на фасаде зда-
ний. Как видно из табл. 12, на широ-
тах 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 эква-
тора и плоскости СИ к горизонту
Географическая широта 35 45е 55° 60° 65° 75°
Угол наклона не- бесного экватора 55 45 35 30 25 15
к горизонту Угол наклона плоскости СИ к горизонту (G) 38,4 34,2 31,4 30 28,4 25,2
Следовательно, южнее 60° с. ш.
секторы инсоляции можно трактовать
как продолжительность инсоляции в
зимнюю половину года, а севернее
60° с. ш.— в летнюю.
При любых планировочных реше-
ниях застройки, обеспечивающих нор-
мируемый сектор инсоляции для
помещений, инсолируемые участки
территорий получают вполне доста-
точные дозы УФ облучения в виде
рассеянного излучения неба. Посколь-
ку количественные гигиенические
критерии нормирования инсоляции
территории в настоящее время отсут-
ствуют, 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 нор-
мируемые показатели для помещений
детских учреждений и больниц.
О технико-экономических преиму-
ществах предлагаемой системы норми-
рования можно судить по данным
табл. 13, в которой приведены отно-
сительные величины разрывов (Нм)
между зданиями, выражающие отно-
шение расстояния между ними к
высоте затеняющего здания (в верх-
ней строке — обеспечивающие трех-
часовой минимум продолжительности
инсоляции помещений различной
ориентации согласно требованиям
СН 427-63; во второй 45° сектор ин-
соляции, согласно предлагаемой систе-
ме 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
I
i
S’-З.Б"
Рис. 51. Выбор угла наклона плоскости сектора инсоляции (G)
широтах (<р); 6 — склонение Солнца
6=+3.4°
на различных географических
Таблица 13. Разрывы между зданиями по СН 1180-74 и предлагаемой системе нормирования
<р 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 1 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
50° на 45° с. ш. и севернее 20° на
55° с. ш., а также при любой ориен-
тации на 65° с. ш. предлагаемая си-
стема 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 несколь-
ко увеличиваются, но не превышают
1,5 Н. При восточной и западной
ориентации разрывы незначительно
превышают 2 Н севернее 60° с. ш.
(по требованиям СН 1180-74 они
превышают 2 Н уже на 45° с. ш.)
и достигают ЗН на широте Ленингра-
да. Таким образом, предлагаемая систе-
ма нормирования дает существенные
технико-экономические преимущества.
На широтах севернее 60° с. ш.
разрывы несколько увеличены по срав-
нению с СН 1180-74, требования
которых необоснованно занижали
уровни эффективного облучения по-
мещений в этих районах.
В табл. 14 приводятся минималь-
ные значения продолжительности ин-
соляции помещений, гарантируемые
предлагаемой системой нормирования
в летнюю половину года на различных
широтах СССР (без учета коэффи-
циента К, введенного в нормы, в соот-
ветствии с экстремальными климати-
ческими 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 увеличива-
ется по сравнению с требуемой СН
1180-74.
На основе этой таблицы были сос-
тавлены дифференцированные норма-
тивные требования по продолжитель-
ности инсоляции, соответствующие
выявленному минимуму эффективного
облучения помещений в зависимости
от географической широты и ориента-
ции зданий по сторонам горизонта
(табл. 15) *.
Таблица 15. Предлагаемая нормативная про-
должительность инсоляции помещений, ч
Азимуты (в град от юга)
0 15 30 45 60 75 90 105 1201
35° 3 3 3 3 3 3 2,9 2,7 2,3!
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 1,5 1,5 1,8 1,9 1,9 1,9 1.9, 1
* Эта таблица, как и допущение прерывнос-
ти 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, привед-
шее к более укрупненному дифферен-
цированию 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 90 105 120
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 *
65° 0 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
и средних широтах СССР при пред-
лагаемой системе продолжительность
обеспеченности продолжительности
инсоляции помещений показано на
графиках рис. 52. По этим графикам
74
Рис. 52. Фактическая обеспеченность продолжительности инсоляции по различным системам нор-
мирования
I — по предлагаемой системе нормирования; 2 — по СН 1180-74; J — по изменениям и дополнениям СНиП 11-60-75
видно, что предлагаемая система нор-
мирования обеспечивает инсоляцию
застройки с большей закономерностью
и на более высоком гигиеническом
уровне.
Как показали социолого-архитек-
турные исследования, продолжитель-
ность инсоляции жилых помещений
от 2 до 4 ч приемлема для удовлет-
ворения психоэстетических потреб-
ностей человека. Обеспечение такой
продолжительности инсоляции, как
показал анализ ряда реальных микро-
районов Москвы, не вступает в проти-
воречие с технико-экономическими тре-
бованиями к застройке. Отказ же от
требования непрерывности инсоляции
значительно облегчает работу проекти-
75
ровщиков по выбору композиционных
решений, повышению маневренности,
выразительности застройки, а также
увеличению ее плотности. Это было
доказано при экспериментальном про-
ектировании микрорайонов в НИИПИ
Генплана Москвы и Ленпроекта.
В НИИПИ Генплана Москвы было
разработано несколько проектов ре-
конструкции жилых микрорайонов
(Лефортово, Химки-Ховрино, Вешня-
ки-Владычино, Орехово-Борисово и
др.), условия инсоляции в которых
определялись по действующей и пред-
лагаемой системам нормирования
(рис. 53).
Условия инсоляции в расчетный
период года (март — сентябрь) опре-
делялись в 7—10 точках фасадов по
первым этажам каждого дома. В сред-
нем по каждому микрорайону было
подвергнуто анализу более 300 квар-
тир. В результате этих расчетов вы-
явлено, что, с одной стороны, в су-
ществующих микрорайонах недоста-
точно учитывались требования обес-
печения жилища инсоляцией: почти
треть квартир первого этажа не обес-
печена нормируемой продолжитель-
ностью инсоляции (1,5—2 ч), с дру-
гой стороны — выявлена возможность
уплотнения застройки на 8—10% за
счет добавления современных много-
этажных 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 опре-
делялась продолжительность инсоля-
ции помещений, а по предлагаемой
системе — суммарный сектор инсоля-
ции (СИ) для тех же помещений.
В некоторых микрорайонах определе-
ны также условия инсоляции внутри-
квартальных территорий.
Для расчетов использовались из-
вестный «Инсографик-НИИСФ-1974»
и предлагаемый «Инсографик-СИ-
1978» (см. рис. 2 прил. 1). На рис. 53
видно, что возможности надстройки
домов по предлагаемой системе нор-
мирования значительно выше, чем по
СН 1180-74.
Технико-экономические показатели
по характерным вариантам уплотне-
ния застройки приведены в табл. 16,
подготовленной совместно с НИИПИ
Генплана Москвы '.
1 Разрывы, меньшие допустимых по требова-
ниям к естественному освещению или проти-
вопожарных норм, указаны в таблице услов-
но.
Таблица. 16. Технико-экономические показатели вариантов уплотнения застройки
Варианты планировки и надстройки Жилой фонд, м2 У величение жилого фонда, м2 Население при норме 9 м? на 1 чел. Плотность нетто-2. м’/га Превышение (-(-) или
норма фактическая (—) норма- тива, %
Микрорайон 2 Химки-Ховрино
Существующее положение 51 929 — 5770 4805 3250 -49
Надстройка по СН 1180-74 85 515 33 586 9502 6750 5340 -26
Надстройка по предлагаемой системе нормирования 99 248 47 319 11 028 7050 6300 - 14
Микрорайон 13—14
Существующее положение 53 879 — 5896 4750 3850 —23
Надстройка по СН 1180-74 99 706 3280 11 070 6920 7130 + 3
Надстройка по предлагаемой системе нормирования 100 832 3340 11 204 6920 7190 + 4
Надстройка и постановка новых зда- ний, возможные только по предлага- емой системе нормирования 83212 2010 9248 6610 5940 — 11
76
Рис. 53. Варианты возможной реконструкции
(надстройки) микрорайона 2 Химки-Ховрино
(Москва). Параллельными линиями показано
возможное число надстраиваемых этажей
I — по СН 1180-74; 2—по предлагаемой системе норми-
рования; 3 — этажность зданий
Исходя из требований существую-
щей и предлагаемой систем норми-
рования инсоляции были определены
минимальные разрывы между длин-
ными сторонами зданий, между длин-
ными сторонами и торцами зданий, а
также торцами с окнами и между
башнями при расположении на одной
оси и между протяженным домом и
несколькими башнями, расположен-
ными на одной оси. Разрывы опреде-
лялись для различных ориентаций
домов по сторонам горизонта и срав-
нивались также с разрывами по гра-
достроительным нормам [4]. Резуль-
таты расчетов приведены в табл. 17.
77
Сравнение выявленных минималь-
но допустимых разрывов между зда-
ниями широтной и меридиональной
ориентации по различным системам
нормирования показывает:
1. разрывы между зданиями ши-
ротной ориентации по существующим
и предлагаемым нормам инсоляции
значительно меньше разрывов, назна-
чаемых градостроительными нормами,
в то время как для меридиональных
домов разрывы превышают требования
этих норм;
2. разрывы между зданиями по
предлагаемым нормам значительно
меньше разрывов по СН 1180-74. Этот
вывод совпадает с расчетными дан-
ными таблицы. Результаты расчетов
инсоляции зданий и территорий по-
казывают, что установление 2,5 часо-
вого минимума при всех ориентациях
значительно ухудшает условия инсо-
ляции застройки, в то время как пред-
лагаемая и действующая системы
нормирования вполне сопоставимы.
Предлагаемая система нормирования,
апробированная в ЛенНИИпроекте
при проектировании нового экспери-
ментального жилого комплекса (ЭЖ.К)
Рис. 54. Распределение условий инсоляции
внутриквартального пространства в ЭЖК «Шу-
валово-Озерки» (Ленинград)
а—в часах по СН И 80-7 4; б — по предлагаемой системе
нормирования
Таблица 17. Сравнение выявленных минимальных разрывов между зданиями широтной и
меридиональной ориентаций с минимальными разрывами, нормируемыми СНиП П-60-75 и пред-
лагаемой системой (45 ) в м (условно, без учета требований к естественному освещению)
Между длинными сторонами зданий Между длинными сторонами и горцами зданий, а также между торцами с окнами Между зданиями башенного типа при расположении на одной оси
1 Этажность [ СНиП И-бО-75* ориентация Е S Е ориентация СНиП П-60-75* ориентация
широтная меридиональная широтная меридиональная широтная ^меридиональная
3 ч непре- рывная инсо- ляция 45° пре- рывная инсо- ляция 3 ч непрерыв- ная инсо- ляция 45” пре- рывная инсо- ляция 3 ч непре- рывная инсо- ляция 45° пре- рывная инсо- ляция 3 ч непрерыв- ная инсо- ляция 45' пре- рывная инсо- ляция 3 ч непре- рывная инсо- ляция 45 пре- рывная инсо- ляция 3 ч непре- рывная инсо- ляция 45 пре- рывная инсо- 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
Шувалово-Озерки, при соблюдении
современной плотности застройки
предъявляет более высокие требова-
ния к условиям ее инсоляции
(рис. 54, а, б). В условиях северных
городов это имеет большое оздоро-
вительное и социальное значение.
Апробация новой системы норми-
рования инсоляции показала, что ее
применение не вызывает затруднений
у проектировщиков, так как метод
расчета остался прежним по графи-
ческим операциям. Вместе с тем он
повышает точность назначения разры-
вов между зданиями. Инсографик СИ
строится для конкретной географиче-
ской широты в отличие от существую-
щей практики при пользовании одним
графиком в пределах 5° географиче-
ской широты.
Предлагаемые нормы, по существу,
обеспечивают инсоляцию жилища как
и действующие, но увеличивая или
уменьшая поступления солнечной ра-
диации, где это объективно необходи-
мо (например, в северных районах
или при застройке меридиональными
домами), эти нормы в большей степе-
ни удовлетворяют практику современ-
ного строительства, так как приводят
к значительной экономии городских
территорий и позволяют более гибко
решать композиционные задачи в гра-
достроительстве.
3.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНСОЛЯЦИИ
При проектировании и реконструк-
ции старой городской застройки су-
ществующие 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 проана-
лизировать графически или даже с по-
мощью ЭВМ в проектной практике
невозможно.
Для решения этих задач наиболее
предпочтителен метод моделирования
условий инсоляции на макетах заст-
ройки, сформулированный в книгах
Л. Л. Дашкевича и Н. М. Гусева [43].
Под руководством автора была раз-
работана лабораторная установка для
моделирования условий инсоляции
на макетах застройки «Инсолятор-
НИИСФ».
Эта установка может быть разме-
щена в любом помещении площадью
не менее 3X3 м и высотой не менее
3,6 м. Моделируемая застройка может
быть выполнена в различных масшта-
бах общим размером макетов в плане
0,9X0,9 м и высотой до 0,5 м.
Инсолятор (рис. 55) состоит из:
1. «искусственного солнца» — про-
жектор с параболическим зеркальным
отражателем (0,9 м) в защитном ко-
жухе на поворотной штанге с проти-
вовесом, перемещаемой в вертикаль-
ной плоскости вокруг горизонтальной
оси с помощью ручного приводного
механизма. Наклон штанги прожекто-
ра контролируется по шкале верти-
кальных углов солнца от 0 до 90°.
2. «искусственной земли» — пово-
ротный стол (вращается в горизон-
тальной плоскости вокруг вертикаль-
ной оси) со шкалой азимутальных
углов от 0 до 180°, отсчитываемых
от юга.
3. механизма управления.
Такая портативная конструкция
инсолятора позволяет моделировать и
фиксировать условия инсоляции в на-
глядных и естественных для экспери-
ментатора (проектировщика) усло-
виях горизонтальной поверхности «ис-
кусственной земли». Этим инсолятор
отличается от установок Н. М. Гусева,
Л. Л. Дашкевича, на которых невоз-
можно варьировать объемно-планиро-
вочными решениями из-за наклона по-
верхности «искусственной земли».
На опытном экземпляре инсолятора
проведена проверка параллельности
«солнечных» лучей, отражаемых пара-
болическим зеркалом, так как истин-
ная 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 дос-
таточную для наших целей параллель-
ность.
79
Рис. 55. Общий вид инсолятора
I — «Искусственное солнце»; 2 — «Искусственная земля»
Инсолятор снабжен специальным
кронштейном для крепления фото-
аппарата в зенитном над инсолируе-
мым макетом застройки положении,
что позволяет получать кинограммы
суточного хода условий инсоляции
исследуемой градостроительной ситуа-
ции или здания. На заводе опытных
конструкций и образцов ЦНИИСК
им. Кучеренко были изготовлены та-
кие инсоляторы (см. рис. 55).
В практике проектирования, как
правило, возникает большое число
вариантов планировочных и объемных
решений, анализировать которые це-
лесообразнее с помощью метода мо-
делирования на таком инсоляторе.
В Московском архитектурном ин-
ституте внедрена подобная установка
под названием «Инсолятор-НИИСФ-
78», которая отличается от своих
предшественников тем, что позволяет
непосредственно под «солнечными»
лучами находить оптимальные плани-
ровочные и объемные решения на мо-
делях зданий в наиболее употреби-
тельных масштабах (генпланы —
1:500, 1:1000; 1:2000; здания и их эле-
менты—1:100, 1:50, 1:25, 1:10). Эта
возможность объясняется тем, что
модели устанавливаются на горизон-
тальной поверхности «искусственной
земли» и могут свободно передвигать-
ся в неограниченном числе вариантов
композиционных решений.
Ниже приводится методика работы
на установке «Инсолятор».
1. Подготовка установки к работе.
«Искусственное солнце» выводится
с помощью ручного привода в поло-
жение 90° (зенитное положение про-
жектора) . Поворотная столешница
устанавливается точно в луче прожек-
тора (световое пятно совпадает с
крышкой стола). Стрелка-указатель
азимутальных углов стола устанавли-
вается в плоскости движения прожек-
тора и направлена в сторону прожек-
тора в положение 0° (горизонтальное
положение штанги). Столешница вы-
ведена в положение 0° на шкале ази-
мутальных углов. На столешнице ма-
кет застройки ориентируется относи-
тельно основных азимутов горизон-
тально. В таком положении установка
готова к эксперименту.
2. Подготовка макета застройки
к работе.
На макетах зданий (на поверх-
ностях их основных фасадов) наме-
чаются точки, располагающиеся на
уровне окон первого этажа, с шагом,
соответствующим шагу оконных прое-
мов.
На всех макетах исследуемой гра-
достроительной ситуации точки нуме-
руются по принципу сквозной нуме-
рации. При необходимости исследова-
ния условий инсоляции внутриквар-
тальной территории точки наносятся
с произвольным шагом на поверх-
ности подстилающего слоя макета.
3. Моделирование условий инсоля-
ции застройки производится путем
освещения макета застройки лучами
«искусственного солнца», установлен-
ного с угловыми координатами отно-
сительно макета, соответствующими
заданным часам суток, месяцу года
и географической широте.
Координаты солнца (азимут и уг-
ловая высота в градусах) для каж-
дого часа световой части суток по
12 месяцам года для диапазона гео-
графических широт Советского Союза
(от 35° до 70° с. ш. через 5°) со-
80
держатся в специальной таблице,
приданной к установке.
4. Инсоляционная картина для
каждого часового положения солнца
фиксируется либо способом фотогра-
фирования, либо по намеченным точ-
кам с использованием специально под-
готовленного бланка. Бланк представ-
ляет 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 усло-
вия инсоляции каждой намеченной
точки данной градостроительной ситу-
ации и проверяют степень соответст-
вия условий инсоляции данной градо-
строительной ситуации требованиям
норм.
Например, наличие трех и более
знаков «-}—» в горизонтальной графе,
характеризующей режим инсоляции
фасада или поверхности Земли в те-
чение суток в нормируемый период
года (март — сентябрь) указывает
на то, что норма инсоляции выпол-
няется. В противном случае (менее
трех знаков «-}-» в горизонтальной
графе) норма не выполняется и дан-
ная градостроительная ситуация нуж-
дается в корректировке. После про-
ведения корректировки эксперимент
выполняется так же, как и предыду-
щий, в полном цикле до соответствия
требованиям норм.
Кроме этого, на установке возмож-
но визуально оценить ход светотене-
вых градаций на фасадах зданий и
эффективность солнцезащитных уст-
ройств.
Таким образом, экспериментально
выявляется оптимальное по условиям
инсоляции решение градостроительной
ситуации или пластики фасада зда-
ния, в том числе солнцезащитные
устройства.
Описанная выше эксперименталь-
ная установка, как и ее известные
аналоги, имеет существенный недоста-
ток: она обеспечивает лишь моделиро-
вание прямых солнечных лучей. Это
значительно ограничивает ее возмож-
ности и не позволяет создавать подо-
бие природного суммарного солнеч-
ного освещения. Такие условия воз-
можно получить в существующем «ис-
кусственном 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 широ-
кие научные исследования в этой об-
ласти.
Тем не менее автору удалось про-
вести на этой установке ряд исследо-
ваний моделей под искусственным
суммарным «солнечным освещением»,
которые ранее не проводились. Пря-
мой «солнечный свет» (от движуще-
гося по «небосводу» прожектора с
параболическим зеркалом) устанавли-
вался в сочетании с рассеянным све-
том от «неба», исходя из соотноше-
ний, характерных для различных по-
ложений солнца на небосводе в реаль-
ных условиях, по данным В. В. Ша-
ронова. Например, при высоте солнца
Ло=45° отношение рассеянной осве-
щенности к прямой на горизонталь-
ной поверхности будет
14 000/60 250= 1/4,3 и т. д.
Однако эти исследования автор не
считает достаточно достоверными, так
как распределение яркости «небосво-
да» было далеко от реального.
В последние годы усилиями науч-
ных сотрудников НИИСФ и МАрхИ
был создан архитектурный и техноло-
гический проект новой эксперимен-
тальной базы для исследований в об-
ласти светотехники, осуществление
которой в основном закончено.
Построенный лабораторный комп-
лекс представляет собой четырехэтаж-
ное здание с расположенными рядом
блоками искусственного небосвода и
хранилищем моделей и эксперимен-
тальных конструкций. Основное зда-
ние может использоваться и как объ-
ект натурных исследований по совре-
менным проблемам естественного,
искусственного и совмещенного осве-
щения, инсоляции и солнцезащиты,
81
Рис. 56. Москва. Купол гелиоклиматрона. Общий вид
светопрозрачным материалам и кон-
струкциям, цветовым решениям ин-
терьеров и фасадов и зданий, по
важнейшим вопросам освещения го-
родов. На плоской кровле предусмат-
ривается установка мобильных экспе-
риментальных моделей зданий.
Для оснащения лабораторий за-
проектировано несколько оригиналь-
ных экспериментальных установок,
часть которых уже смонтирована.
Основная экспериментальная установ-
ка размещается в блоке «небо — солн-
це — земля». Этот уникальный комп-
лекс оборудования (авторские свиде-
тельства № 896676 и 898492) зна-
чительно отличается от существую-
щих в мире по возможностям прове-
дения экспериментов размерам и
конструкциям.
Прежде всего в этом небосводе —
гелиоклиматроне возможно крупно-
масштабное 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 мо-
делей до 4X4X3 м. На таких моде-
лях возможно проводить комплексные
исследования по вопросам естествен-
ного и совмещенного освещения, ин-
соляции, солнцезащиты, цветового
решения интерьера, пластики фасадов,
зрительной работоспособности в све-
то-цветовой среде, характерной для
разных климатических районов. Такие
возможности обеспечиваются четырь-
мя основными особенностями обору-
дования небосвода: моделирования
облачного и ясного неба, «солнца» с
различными координатами на небо-
своде, вращающейся поверхностью
«земли» и светящей подстилающей
поверхностью (рис. 56, 57). Практи-
чески, такой небосвод с автоматизи-
рованной системой управления смо-
жет обеспечить исследовательские
потребности всех светотехнических
82
I
I
I
I
Рис. 57. Гелиокдиматрон. Внутренний вид
I
J
лабораторий. По существу, в гелиокли-
матроне возможно будет проводить
совместные светотехнические, психо-
эстетические и гигиенические иссле-
дования восприятия человеком окру-
жающей световой среды. А это уже
путь к ее оптимизации. Такое моде-
лирование среды в области видимой
радиации солнца дает в руки проек-
тировщика уникальный «инструмент»
для прогнозирования и оценки качест-
ва архитектуры, повышения вырази-
тельности пространства и форм (плас-
тики, силуэта, яркостно-цветовых
соотношений и динамики их распре-
деления в поле зрения), оптимальной
связи интерьеров с внешним простран-
ством, «вписывания» архитектуры в
конкретные природные условия и
устранения стрессовых состояний че-
ловека при световом дискомфорте.
Достоинство такого «инструмента»
заключается также в том, что он
позволяет поставить комплексные ис-
следования критериев оценки доста-
точности освещения зданий и поме-
щений, оцениваемой не по зритель-
ной работоспособности, а по психоло-
гическим факторам. Поскольку это
имеет отношение к самому массовому
виду строительства — жилищу, народ-
нохозяйственное значение таких ис-
следований весьма велико. Известно,
что нормируемый ныне уровень к. е. о.
(не говоря уже о соотношениях пло-
щадей светопроема и помещения) для
жилища не имеет достаточных обо-
снований в гигиеническом, архитек-
турно-социологическом, светотехниче-
ском и экономическом аспектах.
Этот важный вопрос связан с фор-
мированием архитектурного образа
жилища в северных, центральных и
южных районах страны, его комфорт-
ностью. От этого зависит экономич-
ность жилых секций и особенно плот-
ность городской застройки современ-
ными многоэтажными домами.
При включении ультрафиолетовых
источников света, близких к УФ спек-
83
тру солнца (с учетом специальных
мероприятий по технике безопаснос-
ти), возможно изучение оздоровитель-
ного и санирующего эффектов биоло-
гического действия УФ облучения
при планировке и застройке город-
ских пространств и при обеспечении
их необходимой суммарной солнечной
радиацией (инсоляцией), восполняя
УФ недостаточность в северных рай-
онах и ограничивая на юге УФ пере-
облученность.
Такие эксперименты в сочетании
с развернутой сетью натурных изме-
рений спектрального состава солнеч-
ной радиации, поступающей в застрой-
ку в различных районах страны, по-
зволяют разработать систему энерге-
тического и гигиенического дозирова-
ния ультрафиолетовой, видимой и теп-
ловой 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 лаборатор-
ными установками. Все, что получено
в результате лабораторных исследо-
ваний, должно быть проведено в на-
турных условиях (особенно это отно-
сится к субъективным исследованиям
зрительного восприятия).
С этой целью для натурного поли-
гона разрабатываются соответствую-
щие экспериментальные установки и
сооружения. В частности, для провер-
ки рекомендаций по освещению, ин-
соляции, свето- и теплозащите и
аэрации в МАрхИ проектируется уста-
новка «искусственная земля», пред-
ставляющая собой вращающуюся и
наклоняющуюся платформу диамет-
ром 20 м, для установки натурной
модели здания любого назначения, в
которой могут располагаться испытуе-
мые наблюдатели. Установка позволит
проводить комплексные натурные ис-
следования в условиях солнечного
освещения, характерного для любых
географических районов страны.
3.3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
НОРМИРОВАНИЯ ИНСОЛЯЦИИ
Как показали исследования, пред-
лагаемая система нормирования инсо-
ляции застройки приводит, по данным
ГлавАПУ Москвы и ЦНИИЭП жили-
ща, к повышению ее плотности на 8—
10%, экономии городских территорий
и более широкому применению эко-
номичных 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 маневрен-
ность меридиональных домов с одно-
сторонними квартирами, которая сок-
ратилась на 30—60° по кругу гори-
зонта. На экономике жилищного
строительства отрицательно сказыва-
ется постепенное изъятие из перечня
типовых проектов наиболее экономич-
ных, но мало маневренных меридио-
нальных 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 меридиональ-
ных; эксплуатационные затраты — на
9—17% выше. Приведенные затраты
по широтной секции на 6% выше, чем
в меридиональной секции с преобла-
данием двухкомнатных квартир, и на
8% выше, чем в меридиональной сек-
ции с преобладанием трехкомнатцых
квартир.
По данным ЦНИИП градостро-
ительства, преимущество меридиональ-
ных жилых зданий с широким корпу-
сом против широтных зданий с узким
корпусом заключается в сокращении
их общей протяженности, что позво-
ляет при одинаковой длине зданий
уменьшить их число и, следовательно,
число строительно-монтажных площа-
док. На 150 тыс. м2 общей площади
сокращение протяженности зданий
составляет 170 м.
При комплексной застройке микро-
районов и при использовании мери-
84
Рис. 58. Последовательность расширения сектора ограничения ориентации зданий
85
диональных домов с широким корпу-
сом в объеме до 50% потребной пло-
щади квартир снижение стоимости
1 м“ общей площади (против случаев
применения только широтных домов)
составит 2,2 м2, или 1,6%, а приве-
денных затрат — 2—2,5%.
Применение жилых зданий с ши.
роким корпусом в процессе проекти-
рования застройки микрорайонов
предпочтительнее, чем с узким, и це-
лесообразность увеличения ширины
корпуса (при условии сохранения в
них уровня комфорта проживания)
не вызывает сомнения с точки зрения
градостроительной экономики.
По разработанной автором про-
грамме в НИИСФ были проведены
расчеты технико-экономического эф-
фекта от внедрения новой системы
нормирования инсоляции в ГлавАПУ
Москвы. Общая оценка экономической
эффективности предложенной систе-
мы нормирования инсоляции застрой-
ки производилась по методике и под
руководством проф. В. А. Варежкина
путем расчетов сравнительного эконо-
мического эффекта по приведенньгм
затратам в виде единовременных и
текущих расходов по сравниваемым
вариантам, приведенным к размернос-
ти единовременных затрат.
При реконструкции существующей
жилой застройки с доведением плот-
ности жилого фонда до нормативной
(5000 м2/га) за счет размещения но-
вых зданий или роста этажности су-
ществующих экономический эффект
уменьшался на величину затрат, свя-
занных с реконструкцией.
Не принимались в расчет затраты
на восстановление сельскохозяйствен-
ного потенциала, потери чистого до-
хода в сельскохозяйственном произ-
водстве при изъятии под застройку
природно-ценных земель, потери вре-
мени и средств на транспорт, тран-
спортная усталость и т. п., что явля-
ется дополнительным вкладом в эко-
номический эффект от повышения
плотности жилого фоцда.
Срок эффективного применения
предлагаемых норм инсоляции был
принят равным пяти годам, поэтому
86
при оценке экономического эффекта
за весь период действия нормативов
в соответствии с действующими ме-
тодическими положениями затраты
корректировались с помощью величи-
ны, характеризующей отдаленность
затрат (£):
Ь 1/(1 | К,)', (2.10)
где Ki—коэффициент приведения, равный
0,08; I — срок отдаленности затрат от текущего
периода в гопах.
Для расчета потенциального тех-
нико-экономического эффекта от
внедрения наших предложений по
нормированию инсоляции были при-
няты в качестве основных следующие
исходные данные*.
1. Для базового варианта:
а) санитарные нормы и правила
обеспечения иясоляцией жилых и
общественных зданий и территорий
жилой застройки городов и населен-
ных пунктов (СН 1180-74);
б) указания по проектированию
жилых районов и микрорайонов Моск
вы (ВСН 2-74);
в) указания о составе технико-
экономических обоснований проекти-
рования и строительства обществен-
ных и жилых зданий и определения
их стоимости (ЭГС-4-77);
г) планировочные разработки
НИИПИ Генплана Москвы.
2. Для предлагаемого варианта:
а) временная инструкция по про-
ектированию жилых районов и мик-
рорайонов Москвы (ВСН 2-85);
б) новая редакция п. 5.22 Главы
СНиП 11-60-75 * «Планировка и заст-
ройка городов и сельских населенных
пунктов»;
в) планировочные разработки
НИИСФ, подготовленные при участии
НИИПИ Генплана Москвы.
3. Объем уплотняемых районов
7930 га.
Расчет потенциального технико-
экономического эффекта от внедрения
в 1радостронтельное проектирование
новой системы нормирования инсоля-
ции выполнен в действующих сметных
ценах по единовременным затратам.
Эксплуатационные затраты в связи
с отсутствием утвержденных норма-
тивов не рассчитывались.
Альтернативным вариантом для
любою способа уплотнения застройки
существующих микрорайонов прини
мался вариант строительства, требую-
щий 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, стои-
мость 1 м" общей площади жилых
домов принималась применительно к
зданиям типовых серия, запроектиро-
ванных на базе унифицированного
каталога индустриальных изделий по
нормам СНиП II-JI.1-71 *. Сметная
стоимость 1 м* общей площади, осу-
ществляемой 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 реа-
лизации предлагаемых решений соста-
вит:
в варианте I, запроектированном на
основе действующих норм инсоляции,
Э=15 166—9451.1=5714,9 тыс. р. (из
показателей гр. 2 табл. 18 вычита-
ются показатели гр. 2 табл. 19);
в варианте II, запроектированном
на основе предлагаемых норм инсоля-
ции, Э=15543—9686=5857 тыс. р,
(из показателей гр. 3 табл. 18 вычита-
ются показатели гр. 3 табл. 19);
в варианте III, запроектированном
по предла1аемым нормам инсоляции с
Таблица 18. Определение технико-экономических показателей проектов жилых домов в
зависимости от этажности (на 1 м’ общей площади. р.) во вновь застраиваемых
жилых районах
Нмнмеповапие раГн.т м затрат Срспнсвякешенпая лтвжность помои
.м I .... |
Фак.мщ скал плотность ке.г.н-2
10695 10785 8970
Строительство жилого дома 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 158,65 158,65 148,5
23.8 23.8 253
объектов коммунального хозяйства
Капитальные вложения в культурно-бытовое строительство 40.6 40,6 40,6
Итого 223.6 223.6 214.4
Жнаой фонд Mi общей площади 67 494 69 684 43 254
Всего затрат (р.) 15 166 060 15 543 020 9 273 658
То же, на 1 га территории, тыс. р. 1083,3 1110.2 662.4
в эксплуатируемых жилых здвниях,
принималась применительно к стои-
мости жилых зданий, запроектирован-
ных на основе СНиП. Затраты, свя-
занные с временным исключением
из эксплуатации жилого фонда при
его надстройке и отселением жителей,
уплотнением застройки как сооруже-
ние новых домов, так и надстройкой
функционирующих зданий, Э= 9273,6—
—6596,2=2677,4 тыс. р. (из показате-
лей гр. 4 табл. 18 вычитаются показа-
тели гр. 4 табл. 19);
Экономический эффект от реали-
87
Таблица 19. Технико-зкомомические показатели проектов жилых ломов в зависимости от
этажности (на 1 м® обшей площади, р.) в районах реконструкции
Наименовоние рвбот и татра,

щ | пл | ....

IOC.O5 >0785 8910
Строительство жилого дома 137 0,9 0,6 137 0.9 0.6 150 1,3 0,7
Благоустройство микрорайона
Hroi о 138,5 138,5 152
Капитальные вложения в строи тельство ытродеккх и район- ных объектов коммунального хозяйства 0,5 0,5 0,5
Итого 139 139 152
Жилой фонд, м~ общей площади Всего затрат То же, на 1 га территории, тыс. р. 67 994 9 451 166 675,1 69 684 9 686 076 691,9 4.3 254 6 596 235 471,2
Таблица 20. Технике-экономические показатели проектов жилых домов в зависимости от этаж
ности (на 1 м' общей площади, р.> во вновь застраиваемом районе
средневзвешенная этажность ломов
9,9
Фактическая пчышхгь нетто - 2
ВОЮ 9300
Строительство жилого дома Освоение участка Инженерное оборудование территории микро- района Благоустройство микрорайона 134 2,05 9,05 5,9 145 1,95 8,5 5fi
Итого 151 161
Капитальные вложения в строительство го- родских и районных объектов коммунального хозяйства Капитальные вложения в культурно-бытовое строительство 24,8 40,6 23,15 40/>
Итого 216,4 224,8
Жилой фонд, м* общей площади Всего затрат (р.) То же, на территории 1 га, тыс. р. 33 586 726 810 4-54,2 47 319 10 637 311 664,8
зации предложений по району Химки-
Ховрино составит:
в варианте I, запроектированном
на основе действующих норм инсоля-
ции, 3=7268—4675,2=2592,8 тыс. р.
(из показателей гр. 2 габл. 20 вы-
читаются показатели гр. 2 табл. 21);
в варианте II, запроектированном
по предлагаемым нормам инсоляции,
Э=10 633, 3=6709, 8=3927,5 тыс. р.
(из показателей гр. 3 табл. 20 вычита-
ются показатели гр. 3 табл. 21).
88
Таблица 21. Технико-экономтеск>|е показатели проектов жилых домов в зависимости от этаж-
ности (ва I м' общей площади, р.> в районе реконструкции
Наимем,и.нио работ и татра. Среднеазисшсшпая этажность домов
9,9 | 12.7
8010 9300
Строи геяьство жилого дома Инженерное оборудование территории микро- района Благоустройство района 137 1 0.7 140 0,8 0.5
Итого 138,7 141,3
Капитальные вложения в строительство го- родских и раненных объектов коммунального хозяйства 0,5 0,5
Итого 139,2 141,8
Жилем! фонд, м2 общей площади Всего затрат То же, на 1 га территории, тыс. р. 33586 4 675 171 292.2 47 319 6 709 834 419,4
Таким образом, варианты рекон-
струкции позволяют экономить около
половины капитальных вложений, не-
обходимых для осуществления за-
стройки микрорайонов на вновь осваи-
ваемых территориях.
Получение экономического эффек-
та по I варианту реконструкции связа-
но 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 рас-
сматриваемые районы реконструкции.
Величина этого эффекта составляет
408,2 тыс. р. на 1 га общей рекон-
струируемой 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 дей-
ствующими нормативами инсоляции
(408,2 тыс. р/га) связан с тем, что
II вариант до уплотнения жилой тер-
ритории предусматривает более высо-
кую плотность застройки.
Экономический эффект по III ва-
рианту (191 тыс. р/га) с уплотнением
застройки за счет строительства новых
зданий, несколько снижается по срав-
нению с вариантами надстройки, что
связано со снижением плотности за-
стройки по этому варианту.
Экономический эффект по второй
группе жилых зданий района Химки-
Ховрино при использовании предлага-
емых норм инсоляции существенный
(83,4 тыс. р/га) по сравнению с вари-
антом, запроектированным при исполь-
зовании действующих норм, и опреде-
ляется 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 вариавтам
уплотнения застройки, выполненным в
НИИПИ Генплана Москвы, определе-
но, что новые нормы инсоляции позво-
ляют 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 надстрой-
ки существующих, поэтому в расчетах
применен коэффициент Ад=0,5. Учте-
но также, что не весь экономический
эффект может быть получен за счет
новых норм инсоляции, а лишь часть
его в размере 0,1, обусловленная
89
Рис. 59. Экономическая эффективность предлагаемой системы нормирования инсоляции </7—
Таблица 22. Расчет экономического эффекта от применения новой системы нормироваигя
мютляцж
Паигееяоеаиие показателей Периоды времени
по 1965 г. 1975 г» ‘W- 1983 гг.
Уплотняемая территория га 3490 3520 920 1800
Фактический фонд обшей площади в уплотненных тыс. м? 16 900 18 420 6300 12 800
районах Планируемый фонд общей площади в уплотнен- то же 24600 26 700 7010 14 200
них районах Прирост фонда общей площади » 7700 8280 710 1400
Экономия территории га 1045 1042 93 178
Капитальные вложения на 1 м? обшей площади)
Экономия на освоении, инженерном оборудовании и благоустройстве территории Р/м’ 'L 17,2 24,5 ,7J 15,9
Экономия на строительстве объектов культурно- бытового назначения • 24,5

90
Продолжение табл. 22
Периоды врсченн
до 1965 г 1W- 1978 гг
Дополнительные вложения в строительство объек- тов «иродского коммунального хозяйства Удорожание строительства в связи со стесненны- ми условиями строительства и восстановлением благоустройства р/м5 6,4 7.4 6,8 7,4 6,8 0,6
Итого Изменение эксплуатационных расхо Амортизация Эксплуатация лифтов Эксплуатация мусоропроводов Горячее водоснабжение Потери дохода от эксплуатации жилого фонда (он (на 1 р/м- р/лг 28,4 м5 общей +0,15 -0,92 +0,018 +0,06 +0,1 —0.008 27,5 площади +0,06 —0,15 +0,01 +0,05 —0,02 27,3 год) +0,15 —0,30 +0,01 +0,1 -0,01 16,5 -0,01 +0,11 +0.01 —0,05
Итого + 1,33 +0,35 +0,55 +0,06
П=к+М -Ти [2031 То же, с KS=O,1 Общий экономический эффект вн весь объем стро- ительства с К,=0,5 и Ку=0,1 по периодам тыс. р. 18,26 1,83 7010 24,58 2,46 10 150 22,76 2,28 807 16,02 16,02 11 210
повышением плотности жилого фонда
в среднем на 10%. Поэтому в расчетах
был применен также коэффициент
Ку =0,1 (табл. 22).
Результаты расчетов технико-эко-
номической эффективности новой сис-
темы нормирования инсоляции в Мо-
скве показывают, что исходя из разме-
ров уплотняемой территории и с уче-
том коэффициентов, влияющих на
применение этих норм, годовой эконо-
мический 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 эк-
страполируя расчетные данные для
Москвы на все градостроительство с
коэффициентом 0,7, учитывающим
более низкую этажность в других го-
родах, величина экономического эф-
фекта 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 ограничен-
ностью капитальных вложении, и он
может быть получен в пределах 10 лет,
если 45% капитальных вложений в
жилищное строительство за это время
направят на реконструкцию, и в пре-
делах 30 лет, если 30% плановой ве
личины капитальных вложений будут
использовать в реконструкции жилого
фоцда постройки 1961 — 1975 гг.
Глава 4
Солнцезащитные и светорегулируюшие средства
в архитектуре
4.1. ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ
И ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
История архитектуры предостав-
ляет нам множество поучительных
положительных и отрицательных при-
меров 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 совре-
менной литературе [29]. Например,
известные классические формы и
структуры народного жилища Средней
Азии или Северной Америки обеспе-
чивают максимальный эффект затене-
ния среды обитания человека и имеют
определенные живописные и пластиче-
ские достоинства, однако с гигиениче-
ской точки зрения они двлеки от
совершенства. Последующие историче-
ские этапы развития проблемы солн-
цезащиты в архитектуре широко
представлены в отечественной и зару-
бежной литературе [69, 70], но весьма
мало работ с критическим анвлизом
практики проектирования и примене-
ния СЗС, что представляется ныне
весьма актуальным. Современное со-
стояние 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 ка-
чества архитектуры. В архитектурном
творчестве преобладает некритический
подход к наиболее известным произве-
дениям мастеров — представителен
«нового движения в архитектуре».
До сих пор в практике строитель-
ства положительных примеров приме-
нения СЗС наблюдается значительно
меньше, чем грубых ошибок, нанося-
щих большой вред искусству архитек-
туры, здоровью людей и народному
хозяйству. Необходимо объективно
оценить сложившуюся ситуацию, что-
бы не остановиться на достигнутом
и не повторять грубых ошибок в
будущем. Ведь будущее закладыва-
ется сегодня на фундаменте прошед-
шего. Как отмечает Е. Харкнесс [70],
до сих пор в литературе многие про-
изведения архитектуры, которые явля-
ются классическими иллюстрациями
непонимания или непризнания архи-
текторами роли солнечной радиации,
выдаются за шедевры.
Таковы хорошо известные архи-
текторам Франсуорт Хаус в Плэно
(США), Сигрэм Билдинг в Нью-Йорке
Миса ван дер Роэ; фабрика «Фагус»,
выставочный звл «Веркбунд» в Кельне,
магазин в Глазго, Лейтер Биддинг 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? Боль-
шие площади остекления, резкий
тепловой и световой дискомфорт в
помещениях, огромный перерасход
энергии на отопление, вентиляцию и
хладоснабжение, несоответствие типа
конструкций и материвла солнцеза-
щитных средств назначению сооруже-
ния, специфики климата, ориентации
фасадов по сторонам горизонта
(рис. 60).
Проанализируем это на некоторых
постройках Ле Корбюзье и О. Нимейе-
ра, 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 харак-
терны постройки Ле Корбюзье в
Ахмедабаде и Чандигархе, фотогра-
92
Рис. 60. Здание страховой компании «Колледж Лайф< близ Индианополиса К. Рош, Д. Дипкел}
Подкупающая лаконизмом композиция из ассиметричных усеченных пирамид в явном противо-
речии с требованиями эксплуатации здания и экономии энергии. Наклонные стекляпныс поверх-
ности получают максимум солнечной радиации. В таких условиях даже самые эффективные
тепло- и светозащитные стекла нс обеспечивают тепловой и световой комфорт. Запоминающийся
образ и масштаб сооружения вряд ли соответствуют рядовому административному зданию. Яркий
пример саморекламы заказчика и архитектора в условиях капиталистического образа жизни
фин которых мы не приводим, так
как они слишком хорошо известны.
Прежде всего применение в ка-
честве солнцезащиты тяжелых бетон-
ных экранов и козырьков, монолитно
связанных с несущими конструкциями
зданий, и большие площади остекле-
ния усугубили перегрев помещений,
и, как отмечает Харкнесс, ослепитель-
ный свет, отраженный от светлых
экранов, мешал работе служащих
(701. Дело в том, что таквя «солнце-
защита» аккумулирует солнечную
энергию, затем трансформирует ее в
длинноволновое тепло, которое допол-
нительно поступает в помещения.
По-видимому, архитектор рассматри-
вал солнечный свет лишь как эстети-
ческий фактор. Как мы убедимся
ниже, эта грубейшая ошибка много-
кратно повторялась и повторяется
ныне.
Вторая грубая ошибка, характер-
ней для многих построек, это несо-
ответствие i-еометрических параметров
солнцезащиты требуемым условиям
затенения светопроемов. В основе этой
ошибки лежит стремление архитекто-
ров придать солнцезащите преиму-
щественно декоративный характер, не
93
Рис. 61. Гараж-стоянка в Филадельфии. Р. Джиургола
Формальные применение крупномасштабной решетки из теплоемких бетонных элементов. Малая
лубпна ячейки по отношению к ее ширине и высоте не обеспечивает солнцезащиту
проверив эффективность затенения.
В таких случаях солнцезащита, как
правило, бывает неэффективна, так
как непостоянство размеров затеия
ющих ячеек не обеспечивает необхо-
димого затенения светопроемов (рис.
61).
Третья характерней ошибка —
с целью защиты от перегрева приме-
нение 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 «теп-
личного эффекта» солнечная радиа-
ция, прошедшая через остекление,
трансформируется в помещении в
длинноволновое лучистое тепло (на-
гревая внутренние поверхности и
предметы), выход которого обратно
через остекление невозможен.
Четвертая принципивльная ошибка,
характерная для архитектуры послед-
них лет: применение наружной солн-
цезащитной пластики, свойственной
архитектуре тропических стран, в
зданиях, строящихся в центральных
и северных районах. К сожалению,
этот прием получил значительное
распространение. Еще большую кри-
тику вызывает применение одинаковой
наружной солнцезащиты на всех фа-
садах здания, как бы оно ин было
ориентировано и какими бы градо-
строительными соображениями это ни
обосновыввлось (рис. 62—65).
И, наконец, еще одно заблуждение,
характерное для современных архи-
текторов во всем мире: считается, что
современные солнцезащитные стекла
обеспечивают защиту от теплового и
саетового дискомфорта. Одиако тепло-
отражающие стекла лишь частично
эффективны в снижении перегрева и
бесполезны как средство против сле-
пящего действия прямых солнечных
лучей. Кроме этого, такие стекла не
пропускают целебную ультрафиолето-
«м

Рис. 62. Комплекс общественных зданий в Москве
Наружные вертикальные экраны вн всех фасадах. Бесполезный прием, противоречащий
ческим ссловннм, функции, ориентации, масштабу и образу различных по композиции
климати-
ибьемов
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 об-
лик и состояние благоустройства
современного города в условиях жар-
кого сухого климата. Большие, от-
крытые, асфальтированные поверхнос-
ти с плохо растущей зеленью без
затеняющих «дышащих» галерей для
пешеходов (вспомним о затеняющих
тентах над целыми торговыми площа-
дями в Чарджоу XI в.). Покрытия
зданий либо без затенения, либо с
небольшими и бесполезными для зате-
нения структурами.
95
Рис. 63. Здания почтамтов в Москве
Горизонтальные козырьки незначительного выноса вверху ленточных светопроемов бесполезны
на данной географической широте и не соответствуют ориентации фасадов.
Ориентация, а — Ю и В. б — С и 3
96
Рис. 65 Промышленное здание в Москве
Наружные вертикальные экраны на всех фасадах беспомощны в климатических условиях Москвы
и лишь затемняют помещения. Такие же экраны применены на всех фасадах Государственной
картинном галереи, те их яркость вызывает свептой дискомфорт в выставочных залах
Рис. (>4. Промышленное здание в Мсскае
Монолитные пилоны на всех фасадах нс обеспечивают солицезатигу, значительно снижают естест-
венную освещенность рабочих помещений особенно на северном фасаде и служат «мостиком хо-
лода», увеличивающим теилопотери здания
Что касается творчества О, Ни-
мейера, то надо сказать, что оно в
этом отношении весьма противоречи-
во. Для критики и современной
архитектурной практики особый инте-
рес представляют более поздние его
постройки.
Во Дворце национального конгрес-
са в Бразилии применено сплошное
остекление основного высотного кор-
пуса (рис. 66). Отсутствие эффектив-
ных наружных солнцезащитных ус-
тройств при местной системе кондици-
онирования воздуха делает эту систе-
му ненадежной и дорогой в эксплу-
атации.
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 Ле Корбюзье в Ахмедабаде
и Чандигархе. В павильоне штатов на
международной выставке в честь
07
Рис. 67. Здание издательства «Маншсте» в Рио-
де-Жанейро (с) и комплекс Телебраз в Бра-
зилиа (б)
губляющие перегрев помещений
98
Рис. 66. Дворец национального конгресса в Бра-
зилиа
Сплошное остекление западного и восточного
фасадов. Видны местные кондиционеры, встав-
ленные в остекление, которые в этих условиях
работают маноэффективно (при отсутствии
сплниезащиты)
400-летия Сан-Паулу и здании Ми-
нистерства 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 зритель-
ную связь с окружающим пространст-
вом и проветривание помещений, ха-
рактерна в «Палас-отеле», в Бразилиа
(рис. 70).
Конторское здание в Сан-Паулу
(рис. 71) опоясано сплошными бетон-
ными козырьками с выносом, не
учитывающим различную ориентацию
светопроемов. При таком решении
солнцезащита может только усугубить
положение из-за многократных отра-
жений лучистого тепла на светопро-
емы. Если бы козырьки были отделе-
ны от фасада, они бы аэрировались
и отдавали накопленное тепло в окру-
жающее пространство.
Дворцы Рассвета и Плоскогорья в
Бразилиа (рис. 72, 73) в виде стеклян-
ных параллелепипедов, накрытых ог-
ромным сплошным козырьком, недос-
таточно экранизирующим прямые сол-
Рис. 69. Министерство обороны в Бразилиа
Сплошные бетонные экравы, монолитно связанные со стеной
99
Рис. 70. «Палас-отель» и Бразилиа
Сплошная бетонная решетка, исключающая зрительную связь с окружающим пространством и
нечные лучи. Внутренние шторы не-
эффективны.
Удачно применена О. Нимейером
солнцезащита в его первой осущест-
вленной в 1937 г. постройке — дет-
ских 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 принципиаль-
но иную конструкцию — комбиниро-
ванную систему регулируемых гори-
зонтальных козырьков в сотообразных
ячейках, таких же, которые он исполь-
зовал в здании Министерства просве-
щения и здравоохранения (рис. 76).
Весьма эффективно были ре-
шены им жилые дома с перфориро-
ванными «дышащими» стенками, зате-
няющими внутренние дворики (рис.
77—79). В последующих своих
постройках этот мастер, как и многие
другие, допустил много крупных
просчетов.
Как известно, учиться на ошибках
00
Рис. 71. Конторское здание в Сан-Паулу
Сплошные бетонные козырьки с выносом, не
учитывающим различную ориентацию фасадов,
многократно отражающие лучистое тепло на
Рис. 72. Дворец Рассвета в Ьразилиа
Сплошное остекление под кдеырьком, недоста-
точно экранирующим прямые солнечные лучи.
Внутренние шторы и глубоко приникающие Сол-
нечные лучи усугубляют перегрев
наиболее эффективно. Поэтому про-
должим 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 остеклени-
ем непонятного назначения, сдвоен-
ный ритм тяжелых теплоемких верти-
кальных экранов не обеспечивает
затенения светопроемов.
Ташкент. Павильон на ВДНХ (рис.
101
Рис. 73. Диорец Плоскогорья н Бразилиа
Козырек не затеняет сплошное остекление. Внутренние шторы ншффективны
102
Рис. 74. Детские ясли в Рио-де-Жаиейри
Регулируемые поэтажные вертикальные экраны
Рис. 75. Банк «Боа-Виста»
Соответствие вида солнцеэаидпы ориентации
Рис. 76. Министерств» просвещения и здраво-
охранения в Бразилиа. Регулируемые козырьки
в оггпобразиык ячейках
81). Перпендикулярные фасаду верти-
кальные экраны малоэффективны и не
препятствуют видимости невырази-
тельного заполнения фасадной стены.
Немасштабный тяжелый козырек над
входом не соответствует «легкой» теме
фасада.
Ташкент. Жилой дом (рис. 82).
Ленточные светопроемы, крупномасш-
табные вертикальные и горизонталь-
ные членения, а также сплошные
теплоемкие ограждения балконов не
соответствуют образу южного жилища
и не способствуют борьбе с перегре-
вом. Редкие вертикальные экраны на
балконах и грубый решетчатый
козырек над первым стеклянным
этажом бесполезны в жаркое время
дия.
Жилые дома по ул. Бируни (рис.
103
Рис. 77. Жилои дом с перфорированными «ды-
шащими» стенками, затеняющими внутренние
дворики
83). Яркий пример (не для подража-
ния) формальной декорации типового
дома из навесных бетонных элементов,
усугубляющих перегрев помещений
при юго-западной ориентации. Не-
большие бортики и дырочки на ромбо-
видных экранах бесполезны. Чрезмер-
но снижена естественная освещен-
ность помещения.
Жилые дома на ул. Б. Хмельниц-
кого (рис. 84). Неэффективные
теплоемкие ограждения лоджий из
грубых бетонных панелей с неглубо-
РиС 78 Жилой дом с наклонными экранами-
жалюзи
кими вертикальными отверстиями, не
соответствующими западной ориента-
ции. Странный в функциональном,
стилистическом и вкусовом отношении
предпоследний этаж. Характерно са-
модеятельное 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 проветри-
ванием односторонних квартир и
незащищенными галереями обусловли-
вает перегрев и запыленность поме-
щений.
Тбилиси. Филармония (рис. 86).
Яркий пример красиво нарисованного
сооружения, полностью не соответ-
ствующего климатическим условиям
города. Стеклянный цилиндр насквозь
облучается солнцем. Огромные разме-
ры переплетов исключают необходи-
104
Рис. 80. Двпрсц культуры в Ташкенте
мое проветривание. Классический
аккумулятор жары.
Надо сказать, что подобная мода
на фоне современных зрелищных
зданий распространилась повсеме-
стно. Летом в них изнуряющий пере-
грев и духота, а зимой — перерасход
электрической энергии на отопление.
Наманган. Административное зда-
ние (рис. 87). Поистине безгранична
фантазия архитектора, решившего
почти все элементы фасада сделать
отличными друг от друга. Особенно
это относится к нефункционирующей
105
солнцезащите при наиболее диском-
фортной западной ориентации.
Краснодар. Жилые дома (рис. 88).
Тяжело жить в таких «скворечниках»
из объемных бетонных блоков в горо-
де с очень жарким летом.
Все эти примеры создают впечат-
ление, что архитектор при проектиро-
вании не ставил перед собой задачу
первостепенного значения, определя-
ющую образ будущего сооружения и
отвечающую конкретным, особенно
экстремальным климатическим усло-
виям: обеспечения комфортности
архитектуры. Вот где наиболее ярко
выражается человеческий фактор в
архитектуре. А точнее и проще —
человек с его материальными и духов-
ными потребностями.
Положительный отечественный
опыт профессионального применения
солнцезащитных средств можно пред-
ставить следующими постройками.
Ташкент. Административное зда-
ние (рис. 89). Эффективность комби-
нированной солнцезащитной пластики
106
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 дан-
ной ориентации фокусированию отра-
женных солнечных лучей, что ужесто-
чает перегрев и требует более интен-
сивной аэрации экранирующей струк-
туры с большим ее отступом от стены.
Ташкент. Цирк (рис. 91). Сото-
образная структура по второму этажу
достаточно эффективно затеняет све-
топроемы и отдает накопленное тепло
в окружающее пространство. К сожа-
лению, глубина структуры одинакова
при любой ориентации светопроема.
Ташкент. Жилые дома в квартале
Ц-4 (рис. 92). Профессиональное
Рис. 82. Жилой дом в Ташкенте
решение архитектуры малоэтажного
южного жилища. Малое число свето-
проемов, сдвижные ставки-жалюзи и
перголы над проходами обеспечивают
максимальный солнцезащитный эф-
фект и точно передают образ соору-
жения.
Ашхабад. Республиканская библи-
отека (рис. 93). Продуманное решение
односторонних эркеров при восточной
ориентации фасада. Обращенные к
солнцу глухие грани эркеров достаточ-
но теплоустойчивы и создают цельную,
пластичную, масштабную и образную
композицию, соответствующую круп-
ному общественному зданию.
Ашхабад. Здание «Каракумстроя»
(рис. 94). Комбинированные СЗУ,
107
установленные с отступом от фасада
(как это сделано у О. Нимейера в
здании Министерства просвещения в
Рио-де-Жанейро), создают необходи-
мое затенение в течение суток благо-
даря 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 перфорирован-
ным и рассчитанным с учетом види-
мого движения солнца в летнюю поло-
вину года, а галереи, обращенные к
морю (запад), имели легкую горизон-
тальную солнцезащиту, микроклимат и
световой режим в помещениях были
бы еще более комфортными.
Душанбе. Дом политпросвещения
(рис. 96). Пример профессионального
подхода к применению солнцезащиты:
южный фасад решен в виде цельной
ячеистой решетки, а западный — бло-
ком вертикальных экранов. К сожале-
нию, дробность в решении композиции
снижает общий уровень архитектуры
этого сооружения.
Рангун. В пятидесятые годы в сто-
лице Бирмы с помощью СССР был
сооружен большой комплекс Техноло-
гического института (рис. 97—99).
Познакомим читателя более подробно
с методикой проектирования подобных
объектов.
Уже в самом начале проектирова-
ния выявилась необходимость кроме
тщательного изучения специфических
условий жарко-влажного климата
проанализировать данные о солнечной
радиации и иметь наглядное представ-
ление о видимом движении солнца по
108
109

Рис. 86. Тбилиси. Филармония
Рис. 85. Галерейные дома в г. Напои
Рис. 87. Наманган. Административное здание
небосводу в годовом и суточном
цикле.
Была изучена соответствующая
литература [185, 191—193], проведе-
ны расчеты по определению характер-
ных координат солнца и рациональных
видов солнцезащитных устройств, так
как в то время (50-е годы) эти вопро-
сы были еще мало изучены.
Учитывая экстремальные климати-
ческие условия, основное внимание
было уделено решению вопросов, свя-
занных с созданием благоприятной
среды для учебного и рабочего про-
цессв, жизни студентов и преподава-
телей.
Климатические условия, градост-
роительная ситуация и рельеф терри-
тории, отведенной для строительства,
во многом определили композицион-
ное решение генерального плана, в ко-
111
Рис- 88. Краснодар. Жилые дома
тором закладывается основа комфорт-
ности будущих внутриквартальных
пространств и зданий.
Основные учебные и лабораторные
корпуса и общежития студентов были
размещены на возвышенном плато.
Остальную пересеченную часть участ-
ка заняли жилые дома для препода-
вателей, аспирантов и рабочих, спор-
тивный комплекс, столовая, амбулато-
рия и другае сопутствующие здания.
Выгодное по архитектурной ком-
позиции островное расположение учеб-
ных корпусов с подчиненным ему
фронтом застройки общежитий
позволило выбрать благоприятную
112
Рис. 89. Административное здание в Ташкенте
ориентацию фасадов по сторонам
горизонта. Было установлено, что
оптимальная ориентация основных
зданий — ССЗ и ЮЖВ с отклоне-
нием от северного румба на 15—20е
(с учетом голиотермической оси1
и направления бризовых ветров для по-
стоянного проветривания помещений.
обязательного в жарко-влажном кли-
мате). Таким образом, композиция
комплекса выявилась как функция
местных природных условий.
1 Азимут солнца (А®, град) в момент мак-
симальной температуры наружного воздуха
(ZHC С) (примеч. авт.1.
113
Рис. 90. Гостиница «Узбекистан» в Ташкенте
В основу планировочной структуры
зданий были положены следующие
соображения:
преимущественная ориентация
светопроемов на ССЗ и ЮЖВ;
максимальное использование од-
носторонней планировки помещений,
позволяющей располагать переходные
галереи с южной, восточной и запад-
ной сторон;
обеспечение постоянного проветри-
вания всех помещений (за счет решет-
чатых панелей в верхних частях
внутренних стен) и внутрикварталь-
ных пространств;
связь корпусов крытыми назем-
ными переходами, обеспечивающими
защиту от инсоляции и ливней;
использование затененных участ-
ков и двориков для дневного отдыха
студентов, стоянок автомашин и т. п.
Н4
Эти соображения определили и
выбор конструктианой схемы зданий.
Учитывая восьмибалльную сейсмич-
ность района, осноаная несущая кон-
струкция была запроектирована в виде
типовой железобетонной рамы с 3-м
выносом консоли для переходных
галерей. Между рамами — стеклянные
жалюзи в дюралевых обоймах (обес-
печивающих максимальное проветри-
вание всего пространства помеще-
ний), защищенные противомоскитной
сеткой с внутренней стороны.
Архитектура фасадов также была
продиктована климатическими усло-
виями. Каждый фасад в зависимости
от его ориентации имел такое объем-
но-пластическое решение, которое
определялось «солнечным сектором»
и рациональными наружными солнце-
защитными устройствами.

11b
Рис. 95. Артек в Крыму
Рис. 93. Республиканская библиотека в Ашхабаде. Западный фасад
Рис.
94.
Здание «Каракумстроя» я Ашхабад
На ЮЮВ фасадах естественной
защитой от солнца послужили пере-
ходные галереи с дополнительными
козырьками. На ЗЮЗ и ВСВ фаса-
дах были запроектированы верти-
кальные и горизонтальные экраны.
На ССЗ — использовались выступаю-
щие вертикальные конструктивные
элементы.
Размеры СЗУ, их ритм, располо-
жение и углы наклона рассчиты-
вались по разработанному автором
методу определения «защитных углов»
(рис. 100) 118]
fi= arctg (etg />.| cos и) (3.11)
T=90—а, <3.12)
де fi — пространственный угол, между плос-
костью фасада и проекцией солнечного луча
на нормальную к фасаду плоскость (дли гори
зонта льных элементов); у - угол между линией
фасада и азимутом (Ии солнца) (для верти-
кальных элементов), Ли — высота слынца над
горизонтом; и — угол между азпмутом солнца
и нормалью к фасаду.
Рис. 96 Дом политпросвещения в Душанйс
При расчете СЗУ учитывалось
время функционирования помещений,
в течение которого солнечные лучи
могут вызвать перегрев и слепящее
действие.
Важно отметить, что между на-
ружными затеняющими элементами
и основной ограждающей конструк-
цией предусматривалось расстояние
около 20 см, обеспечивающее аэра-
цию 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 Вьет-
намского Политехнического инсти-
тута (рис. 101, 102).
Решение вопросов инсоляции и
солнцезащиты требует от архитек-
тора значительных затрат времени
для расчетов, для которых далеко
118
Рис, 99, Общежитие студентов
Рис. 100. Расчетные схемы «защитных углов»
риу
не всегда имеются исходные данные.
Для удобства проектировщиков, сок-
ращения длительных расчетов и мето-
дически важного раскрытия картины
проникания солнечных лучей в поме-
щения можно предложить метод,
основанный на применении спе-
циального прибора Инсоляметра, опи-
санного нами [16 и 139]. Этот
метод дает готовые данные по выбору
рациональных типов СЗУ и «защит-
ным углам» (р и у) и не связан
с масштабом чертежей (прил. 3).
В ФРГ разработан подобный при-
бор 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 определе-
нию размеров некоторых конкрет-
ных СЗУ. Однако он сковывает твор-
ческую инициативу архитектора
и имеет довольно узкие пределы
применения.
Для расширения возможностей
нашего метода мы предложили еще
Рис. 101
Политехнический институт в Ханое.
Глаиный корпус
Южный фасад
Рис. 102. Фрагмент западного фасада актового
119
е,г=еН
Рис. 103. Номограмма для опре-
деления боковых выносов ко-
зырьков (е) в зависимое™ от
ориентации, «защитного угла»
<() и превышения козырька
над подоконником (Н)
Рис. 104. Определение свободной
<г, «движения- солнца по нсбо-
два дополнительных спосооа: для
определения различных боковых
выносов горизонтальных затеняющих
элементов (рис. ЮЗ) и для опре-
деления их свободной формы в за-
висимости от движения солнца по
небосводу (рис. 104). Эти способы
обеспечивают значительное снижение
материалоемкости (на 15—20%) и
расширяют композиционные возмож-
ности в пластике фасадов.
Необходимо, однако, заметить, что
все эти методы относятся в основ-
ном к стационарным СЗУ, которые
далеко не всегда составляют опти-
мальное решение, несмотря на боль-
шие преимущества в пластической
выразительности. Недостаточно про-
думанные решения стационарных
СЗУ приводят к отрицательному
эффекту. Как отмечают А. В. Ер-
шов и И. С. Суханов [47, 67J, лод-
жии, монолитно связанные с фаса-
дом и не имеющие СЗУ, превра-
щаются из затеняющего средства
в дополнительный источник перегрева
помещений. Как уже отмечалось
выше, этот вид ошибок весьма рас-
пространен в практике.
Резкую критику вызывают реше-
ния, когда архитектор применяет
СЗУ, не считаясь с климатическими
условиями и ориентацией зданий.
Но наиболее отрицательная тенден-
ция последних лет — вновь распро-
странившееся во всех климатических
районах увлечение большими площа-
дями остекления. Это настоящее
120
бедствие в строительстве в наше
время, знамением которого является
борьба с теплопотерями и эконо-
мия невосполнимых энергетических
ресурсов. Вспомним два хресто-
матийных примера: почти сплошь
остекленные здвиия банка в Ашха-
баде и «Гидропроекта» в Москве.
Зимой в них огромный перерасход
отопления, летом — изнуряющий пе-
регрев 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, устанав-
ливающих определенные значения
к. е. о. при боковом освещении
вне зависимости от глубины поме-
щений. Это приводит к тому, что
при современной стандартной высоте
этажа архитектор вынужден при-
менять сплошное остекление (кото-
рого при больших глубинах поме-
щений все равно не хватает).
Не случайно поэтому в Англии вы-
двигают предложения ограничить раз-
меры светопроемов лишь требова-
ниями психологической связи с внеш-
ней средой и при любой глубине
помещений нормировать % остекле-
ния фасадной части ограждений.
(Этот прогрессивный путь уже наме-
тился при применении совмещенного
освещения.) Попытка установить
верхний предел остекления норма-
тивным указанием на ±10% к.е.о.
оказалась бездейственной: в здвини
«Гидропроекта» летом, при ясном
небе, в середине дня проектиров-
щики не выключают искусственное
освещение, чтобы смягчить слепящую
яркость стеклянных стен.
Вторая причина — в моде, кото-
рой нередко увлекаются архитекторы.
В литературе распространилось даже
выражение «здания с большими пло-
щадями остекления» [125]. Это вы-
зывает сложнейшую, дорогостоящую,
а практически неразрешимую проб-
лему 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 «теп-
личного эффекта».
Если за рубежом «стеклянные
небоскребы» воздвигаются с при-
менением различных солнцезащитных
стекол и действующих систем искусст-
венного регулирования микроклимата,
то при этом применяют высокока-
чественные регулируемые СЗУ, так
как даже эффективные солнцеза-
щитные 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 рас-
пространение в общественных и
промышленных зданиях получили
фонари верхнего света. Однако до
настоящего времени солнцезащита та-
ких фонарей применяется только
за рубежом '. В ФРГ разработан
так называемый «северный фонарь».
Однако такие фонари имеют пони-
женную светоактивность. В этой же
стране изготовляют асимметричный
двухслойный купол, часть оболо-
чек которого покрыта светорассеи-
вающими или отражающими плен-
ками.
Во Франции, Италии и ФРГ при-
меняют экранирующие подвесные по-
толки, а в Австрии — водоразбрыз-
гивающие устаиоаки на зенитных
фонарях и т. д.
Для жилища и детских учреж-
В нашей стране в последние юлы пол
руководовом проф. В. А. Дроздова разрабо-
таны решения солнцезащитных фонарей,
получивших авторское свидетельство (примеч.
121
Рис. 105. Солнцезащитная про-
странственная сетка (Анишя).
Масштаб 1-J
дений наиболее рациональными СЗУ
являются регулируемые наружные
ставни-жалюзи из дерева. В районах
с пыльными и песчаными бурями
наиболее рациональны складыва-
ющиеся и сдвижные их разновид-
ности.
Для общественных и промышлен-
ных зданий с высокими требовани-
ями к зрительной работе (I—IV раз-
ряды) эффективны горизонтальные
регулируемые жалюзи из дюраля
с термообработкой цветными эмаля-
ми. Например, известная голланд-
ская фирма «Гюнтер-Дуглас» и фир-
ма «Нирре» (ФРГ) выпускают их
разноцветными (16 цветов) в на-
ружной, межстекольной и внутрен-
ней модификациях, с ручным, ме-
ханическим или автоматическим
управлением.
Большую перспективу в современ-
ном индустриальном строительстве
имеют крупные элементы зданий
(блоки, панели) высокой завод-
ской 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 выпус-
кают металлические рулонные сетки
с пространственными ячейками раз-
мером 2 мм. Такая сетка представ-
ляет собой стационарные микрожалю-
зи с различными углами наклона
микроперьев. Сетка может быть укреп-
лена 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
оризонтальных жалюзи. Эффект
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 технолетия изготовления.
В последнее время все большее
число зарубежных фирм переходит
на изготовление жалюзи из пласт-
масс. 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 наи-
больший интерес представляют теп-
лоотражающие стекла с оловянно-
сурьмяным покрытием и стекло «Ку-
до-аурезин» (ФРГ). Они задержи-
вают ИК-радиацию от 50 до 80%
и сохраняют высокое свето про-
пускание.
Металлизированные стекла ис-
122
пользуют и при изготовлении стек-
лопакетов (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 про-
фильного стекла и стеклоблоков
пока остаются неудовлетворительны-
ми, хотя намечены пути их повыше-
ния с помощью теплопоглощающих
и светорассеивающих прокладок.
Светорассеивающие и светонаправ-
ляющие стекла и изделия приме-
няют с целью защиты от прямых
солнечных лучей и отражения части
тепловых лучей. Однако их приме-
нение целесообразно лишь в тех
частях интерьероа, которые не попа-
дают в поле зрения человека, так
как при инсоляции они приобре-
тают слепящую яркость (или к ним
необходимо добавлять средства экра-
нирования, что и делается во Фран-
ции).
Разновидность этих изделий под
названием «стевит» (в ЧССР
«витросил», во Франции — «термо-
люкс», в США — «плиглас») пред-
ставляет собой стеклопакет с проклад-
кой 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 пло-
щади покрытия.
Представляют также интерес солн
цезащитные пленки и ткани. Солнце-
защитный «механизм» действия пле-
нок такой же, как у стекол, однако
их прогрессивность заключается в том,
что они при пасмурном небе могут
быть «убирающимися». Такой спо-
соб был предложен С. П. Соловье-
вым. Из обычных тканей нам со-
вместно с гигиенистами удалось
выделить несколько образцов, име-
ющих относительно хорошие характе-
ристики [183]. Достаточная степень
светопропускания и хорошие свето-
рассеивающие свойства оказались у
поплина (Т4=0,27, арт. 866), шта-
пельного полотна Т4=0,26, арт. 72001,
репса (т+=0,34, арт. 798) и полотна
(т+=0,31, арт. 224).
Нами были исследованы также
и многие образцы металлизирован-
ны тканей, которые, по мнению их
создателей (институт ВНИИПХВ),
могли называться солнцезащитными
декоративными металлизированными
тканями (СДМТ). Однако из боль-
шого числа различных образцов
(свыше 30) оказалось возможным
считать солнцезащитной лишь одну
ткань — из териленовых комплекс-
ных нитей (Т4=О,5—0,6, р — сол-
нечной радиации ^0,55, арт. 25516).
Итак, защита среды обитания че-
ловека от гиперинсоляции предусмат-
ривается в настоящее время во всех
странах. Наиболее перспективными в
строительстве являются регулируе-
мые солнцезащитные устройства и из-
делия, выпускаемые в комплексе
с индустриальными ограждающими
конструкциями полной заводской
готовности.
В нашей стране положено на-
чало выпуску некоторых видов
СЗУ. Поэтому в настоящее время
необходимо иметь дифференциро-
ванную классификацию СЗС, опреде-
лить комплексные требования к ним
и разработвть методику их оптими-
зации с учетом различных критериев
оценки их эффективности.
4.2. КЛАССИФИКАЦИЯ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
И КОМПЛЕКСНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ
К НИМ
В разработанной ранее классифи-
кации G3C [139, 145J не учитыва-
лись технические средства защиты
от солнечной радиации и в отдель-
ных случаях допускалось свободное
толкование терминов. При разработ-
ке уточненной классификации СЗС
были учтены следующие основные
положения.
Классификация СЗС должна преж-
де всего способствовать рациональ-
ному их выбору при проектирова-
нии и применении. Ее построение
123
должно соответствовать методической
последовательности выбора СЗС,
предопределяющей рациональность
и экономичность проектных решений.
Опыт показывает, что сначала уста-
навливается возможность ограни-
читься только архитектурно-планиро-
вочными средствами (ориентацией
зданий по сторонам горизонта,
озеленением и т. п.); если эти сред-
ства не решают задачи по тем или
иным причинам, то выбирают рацио-
нальные стационарные солнцезащит-
ные устройства (козырьки, экраны и
т. п.) в зависимости от назначения
зданий и климатических условий; если
назначение помещений требует высо-
кого уровня светового комфорта
в течение всего светового периода
суток и года,— выбирают регулируе-
мые устройства; при необходимости
обеспечения эффективной комплекс-
ной защиты от перегрева и свето-
вого дискомфорта — применяют соче-
тание регулируемых СЗУ и тепло-
защитных стекол; наконец, при осо-
бых требованиях к кондициониро-
ванной световой и тепловой среде в
помещениях — применяют совокуп-
ность 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 после-
довательных мероприятий приводят
к бесполезности произведенных
на них расходов.
Таким образом, все солнцезащит-
ные средства подразделяются на три
основные группы:
I — архитектурно-планировочные;
II — конструктивные; III — техни-
ческие.
Первая группа объединяет сред-
ства, относящиеся к композиции
застройки на генеральном плане,
планировке зданий и благоустройству
территорий.
Вторая группа включает четыре
подгруппы конструктивного харак-
тера:
1 — затеняющие элементы зданий;
2 — солнцезащитные и светорегу-
лирующие устройства;
3 — солнцезащитные изделия из
стекла и пленок;
4 — солнцезащитные устройства
для территорий.
Третья группа относится к сред-
ствам обеспечения искусственного
микроклимата технического характера.
Перечислим важнейшие вопросы
в проблеме солнцезащиты, порож-
дающие наиболее грубые ошибки
в строительстве.
1. Основной эффект, который
обеспечивает то или иное солнцеза-
щитное средство- Правильный учет
этого фактора способствует рацио-
нальному решению солнцезащиты.
Примеры. Солнцезащитные стекла
относительно эффективны в тепло-
техническом отношении, но не обес-
печивают защиты от прямых сол-
нечных лучей и высоких яркостей при
достаточных светопропускании
(т=0,5—0,6) и зрительной связи
с окружающим пространством:
светорвссеивающие стекла, установ-
ленные в боковых светонроемах верх-
него света могут не попадать в поле
зрения человека;
СЗУ, установленные с внутрен-
ней стороны светопроема, эффектианы
только в светотехническом отношении,
поэтому в сочетании с техническими
средствами регулирования микрокли-
мата практически бесполезны.
2. Соответствие СЗС ориентации
фасада.
Пример. Стационарные горизон-
тальные затеняющие устройства
при достаточном светопропускании
бесполезны при западной (восточ-
ной) ориентации; стационарные
вертикальные экраны при достаточных
светопропускании и связи с окружаю-
щим пространством при южной
ориентации малоэффективны.
3. Соответствие СЗС климати-
ческим условиям.
Пример. Наружные стационарные
затеняющие устройстав в север-
ных и центральных районах бес-
полезны, служат ловушками для снега
и вызывают необоснованные расходы;
124
объемные изделия из стекла, сплош-
ные экраны и маркизы в районах
с жарким и влажным климатом не
позволяют обеспечивать необходи-
мую аэрацию помещений; приме-
нение лоджий без СЗУ ужесточает
перегрев помещений в южных рай-
онах [108, 67 j.
4. Соответствие СЗС назначению
зданий.
Пример. Наружные крупномас-
штабные вертиквльные, горизонталь-
ные и комбинированные экраны (со-
образные решетки) на фасадах
жилых зданий не соответствуют
образу жилища и неудобны в экс-
плуатации; вертикальные экраны или
жалюзи, установленные на боковых
светопроемах картинных галерей,
учебных зданий, КБ и т. п. вызы-
вают слепящее действие, так как их
инсолируемые поверхности имеют
чрезмерные яркости (при т=0,6
£>•10 000 кд/м2).
Перечисленные примеры наиболее
характерных ошибочных решений
солнцезащиты делают необходимым
включение в классификацию СЗС при-
знака основного их назначения
по эффективности и соответствия
ориентации, климатическим усло-
виями и типам зданий.
В табл. 23 приводится предлагае-
мая классификация СЗС. Эта класси-
фикация может быть положена в
основу программы для становле-
ния отечественной промышленности
по изготовлению солнцезащитных
средств для строительства.
Таблица 23. Классификация солнцезащитных и светорегу .тирующих средств
Ооеспс U1CHC- »«й эффект Рациональные
применения зила иатариааь.
I. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ
Ориентация и вгаиморасполо- жение зданий Зашита от светового и теплового дискомфор- та и рацио- нальность Любые зда- Продольная ось здания вдоль гелио- термической оси Вес- зоны
Конфигурация здания и плане и максимально возможная глу- бина помещений Озеленение и обводнение терри- выбора СЗУ Улучшение Внутриквар- Го же II— V Газины, кус-
Покрытия тротуаров и площадок негсплоемкими материалами микрокли- То же н. коне I Затеняют тальиые тер- ритории и скверы ТРУКТИВН1 <ie .«цементы 1Е даиий тарники, вьющиеся деревья с густыми в широкими кронами Г алечник, тощий бе- тон, песок, 1-рунтоеые покрытия ь дренажем
Профиль ограждающих конст- рукций стен Профиль покрытий (в том числе шеды) Защита от светового и теплового дискомфор- Световой и тепловой комфорт Обществен- ные и про- мышленные здания То же 45—135 и 225—315 330—30 III—V 111-V
125
Продолжение табл. 23
Няиюшм». СЗС ГХхчпсчивас мый эффект тапии, трак ^ат^еская Рекомсвдзсмые материал*.!
2. Солнце" а) Стационарные наружные ащитные и веторегулиру ощие устройс 135—225 III—V Дерево, алюминий, пластмассы, асбоцемент, перфориро- ванный же- лезобетон
сплошные) теплового дискомфор- ные и про- мышленные здания
Горизонтальные жалюзи Защита от светового и теплового дискомфор- та То же 90—270 III—V Дерево, алю- миний, пласт- массы, асбо- цемент
Пространственные сетки То же * 30-135 и 225—330 11—V Металличе- ский лист толщиной 0,1—0,5 мм
Вертикальные экраны (решетча- Защита от То же (со 45-90 и 111—V Дерево,
тые и сплошные) теплового дискомфор- зрительной работой ни- же [[[ раз- ряда) 270—315 алюминий, пластмассы, асбоцемент, перфориро- ванный же- лезобетон
Вертикальные жалюзи То же 45—90 и 270—315 lll-V Дерево, алюминий, пластмассы, асбоцемент
Вертикальные экраны-козырьки (решетчатые и сплошные) 135-225 III—V Алюминий, пластмассы, асбоцемент, теплоотра- жающие стекла
Комбинированные 1сотообраз- 135-225 III—V Алюминий, пластмассы, асбоцемент, перфориро- ванный же- лезобетон
Солнцезащитный диффузор для зенитного фонаря * Световой и тепловой комфорт- Промышлен- ные и об- щественные здания III—V Алюминий, пластмассы
«Северный фонарь» * То же Промышлен- ные здания 330—30 III—V
Солнцезащитная шахта б) Стационарные внутренние Обществен- ные и про- мышленные здания III—V
18- Подвесной потолок — решет- 13) Регулируемые наружные Защита от светового дискомфор- То же II—IV Алюминии, пластмассы
19. Шнренгелыный фонарь То же э — II—IV
20. Козырьки 9 90—270 III—V Алюминии, асбоцемент.
126
Нродлчжеиие таб.1. 23
Наименование СЗС nR Р а । (и о в а л ь и и е
мыи эффект применения гашв, град тона материалы
гшастмассы
21. Горизонтальные жалюзи * (сдвижные, складывающиеся, свертывающиеся) Световой и тепловой комфорт Любые зда- 0—360 III — V 11 111 IU--V Алюминий, пластмассы Алюминий и металличе- ский лист толщиной 0,1—0,5 мм Алюминий, асбоцемент, пластмассы
(сдвижные, свертывающиеся) Тепловой комфорт 45—90 й 270—315
люзи (сдвгжные и складываю- щиеся) цые и про- мышленные Здания (со зрительной работой ни- же [1[ раз- ряда)
24. Ставни-жалюзи * (сдвижные Световой и Жилые зда- 0—361) Дерево,
и складывающиеся) 25. Штора (свертывающаяся, Откидвая) тепловой комфорт Защита от светового и теплового дискомфор- имя и дет- ские учреж- дения Жилые зда- ния, гости- 45—315 45—315 Ш-V алюминий, пластмассы Деревянные, алюминие- вые и пласт- массовые планки («устоте-

i26. Маркизы откидные Обществен- ные и про- мышленные здания (со зрительной работой ни- же Ш раз- ряда) 45—315 II—III Солнцеза- щитные тка- ни, дерево, пластмассы
127. Веерные жалюзи для зенит- | иого фонаря * Световой и тепловой комфорт Промышлен- ные и об- щественные здания III—V Алюминий
г) Регулируемые межстеколъные
28. Шторы-жалюзи * Защита от светового И теплового дискомфор- Жилые, об- щественные и производ- ственные здания ко зрительной работой IV разряда) 45—315 Алюминий, пластмассы
29. Штора (свертывающаяся) Жилые зда- иия и дет- ские учреж- дваия 45—315 П—IV Солнцеза- щитные тка- ни, планки
ц) Регулируемые внутренние
30. Штора-жалюзи Зашита от светового дискомфор- Любые ада- 90—270 Алюминий, пластмассы
31. Штора То же То же, кро- не помеще- ний со зри- 90—270 Солнцеза- щитные ткл
127
НраВо-гжеиие габ.ч. 23
Нишеиоиаиие СЗС <Хйх-цеччоае- М1лй -чЭДжкт применения секторы <ф1К»-
зова материалы
32. Штора-жалюзи дия фонарей 33. Твдлоотражакицие стекла це защитные Защита от тепловой» тельной ра- ботой выше III разряда Промышлен- ные здания •аделия из ст Любые, кро- ме жилища. екла и плено 45—315 П[—V III—IV Алюминий, пластмассы Металлизи- рованные
34. Светорасссивающие «текла. дискомфор- Защига от светового и теплового дискомфор- та То же Световой и тепловой комфорт цезащитпые Тепловой и ультрафио- летовый комфорг III. ТЕ Защита от детских, учебных и лечебных учреждений Фонари и верхние час- ти окон про- мышленных зданий Верхние части окон промышлен- ных зданий Обществен- ные и про- мыш ленпые здания устройства д Детские и спортивные площадки, тротуары Санатории, курорты ХНИЧЕСКИ 0- 360 45—315 II-V покрытия
35. Стевит (термомолюкс) 36. Профильное стекло и блоки стеклянные коробчатые) 37. Стеклянные жалюзи и склад- ки из полимеров с теплоотра- жающие покрытием 4. Сол 38. Сезонный тепд-жалюзи 39. Целярий (солнцезащитный воздушный бассейн) 40. Кондиционирование воздуха: 90—270 90—270 90—270 я территорий [80 0- 360 [V—V II-V (кро- ме влажных субтропи Только во влажных субтропиках V II—V HI- V Прокладки из стекио- Металлизи- рованные покрытия Солнцеза- щитные тка- ни, алюми- ний Алюминий, дерево
а) централизованное б) местное 41. Радиационное охлаждение 42. Водоналивные крыши-ванны 43. Водоразбрызсивающие уста- новки Примечания I. Регулщ в пределах светопроема (полуре углы поворота или наклона, и у? отмеченные значком *, являются дискомфор- та То же уемые наруж улируемые), ирающкеея, универсалы» Промышлен- ные и обше- ственные здания Жилые и обществен- ные здания То же Промышлен- ные много- пролстные здания То же ные СЗУ под в которых э вторые ноли ЫМИ ус-тройст 0-360 >азделяются ранирующие стыо освобоя III-V IV—V [V—V аа два ница: элементы из сдают светоп регулируемые пеняют лишь оем. 2. СЗУ,
128
Рис. 107. Пределы рациональной ориентации зданий по сторонам горизонта
129
До настоящего времени к СЗС
предъявлялись требования, ограничи-
вающиеся лишь свето- и теплопро-
пусканием. Между тем практика
применения СЗС и проведенные ис-
следования показывают, что для объ-
ективной и комплексной их оценки
этого недостаточно. Поэтому целесо-
образно предъявлять к СЗС следую-
щие требования (рис. 106):
1) архитектурно-технологические;
2) функционально-гигиенические;
3) технико-экономические.
К первой группе требований от-
носятся: соответствие рациональной
ориентации зданий по сторонам го-
ризонта (рис. 107), назначению и
масштабу здания, размерам, виду за-
полнения и конструктивному решению
светопроемов, эксплуатационным и эр-
гономическим условиям и цветовому
решению интерьеров fl6].
Ко второй — обеспечение опти-
мальных светотехнических, тепло-
технических и аэрационных харак-
теристик, различающихся в зависи-
мости от назначения зданий:
обеспечение нормируемого уровня
освещенности и УФ облученности
помещений, защиты от слепимости
при инсоляции светопроема, равно-
мерного распределения света по по-
мещению, удовлетворительной види-
мости через заполнение светопроема
и зрительной изоляции помещений
извне;
обеспечение защиты от перегрева
солнечной радиацией в жаркий период
суток и года и допустимой амплиту-
ды колебаний температуры воздуха в
помещениях и на территориях;
обеспечение необходимого провет
ривания помещения и территорий в
дневное и ночное время в зависимости
от их назначения.
К третьей группе требований от-
носятся: обеспечение требований стан-
дартизации элементов СЗУ, допусти-
мой стоимости 1 м2 и доли затрат
на общестроительные работы, повы-
шение производительности труда при
наименьшем зрительном утомлении
работающих и снижение эксплуата-
ционных расходов при применении
искусственных средств регулирования
микроклимата.
На основе этих требований разра-
ботаны комплексная система крите-
риев оценки СЗС, методы их испыта-
ний и оптимизации и новые солнцеза-
щитные 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 опре-
деляться прежде всего в зависимости
от назначения СЗУ:
для боковых светопроемов СЗУ
должны характеризоваться всем комп-
лексом оптимальных показателей;
для светопроемов верхнего света
(фонарей) СЗУ должны обеспечивать
экранирование прямых солнечных лу-
чей при максимальном его светопро-
пускании;
для обеспечения общеоздорови-
тельного действия естественной УФ
радиации солнца СЗУ должны обеспе-
чивать максимум рассеянного ультра-
фиолета от ясного неба при полном
экрвиировании прямых солнечных лу-
чей и свободной аэрации затеняемого
пространства;
для защиты участков территории
от синоляции СЗУ должны быть се-
зонными и обеспечивать экранирова-
ние прямых солнечных лучей только
в перегревный период.
Руководствуясь этими требовани-
ями, определившими четыре основных
вида назначения СЗУ, для каждого
из них было разработано соответству-
ющее конструктивное решение.
Солнцезащитная пространственная
сетка. Как отмечалось ранее, для све-
топроемов любой площади фирмами
Англии и Австралии выпускается
солнцезащитная металлическая рулон-
ная сетка с жалюзийными ячейками
размером до 2 мм.
Недостатком таких устройств яв-
ляется весьма сложная технология
130
их изготовления из отдельных метал-
лических микролент и вертикальных
проволочных связей.
В связи с этим мы разработали
пространственную сетку, изготавли-
ваемую из целого металлического
листа, толщиной 0,2—0,5 мм без от-
ходов производства (рис. 108). Спо-
соб ее изготовления (авторское сви-
детельство № 521045) заключается
в вытягивании листа с просечками,
образующими пространственные ячей-
ки, отличающиеся от подобных се-
ток непеременным сечением, обеспе-
чивающим эффект миниатюрных жа
люзи. Коэффициент светопропуска-
ния такой сетки 0,4—0,7. Сетка ха-
рактеризуется большой транспарент-
ностью и обозреваемостью и может
более чем в два раза снижать яркость
светопроемов. Расход металла на 1 №
сетки из дюралюминия толщиной
0,2—0,5 мм составляет 0,5- 1,4 кг.
В зависимости от нанесения насечек
под углом и последующего вытяги-
вания сетка может выпускаться в
различных вариантах по основному
показателю — коэффициент экрани-
рования (Кэ).
Солнцезащитный диффузор для
зенитных фонарей. В последние годы
широкое распространение в строитель-
стве промышленных и общественных
зданий получили зенитные фонари.
В нашей стране почти 30% общей
площади только промышленных зда-
ний освещается зенитными фонарями
[44, 180]. Однако до настоящего вре-
мени вопросы солнцезащиты зенитных
фонарей, особенно в южных районах,
не нашли своего разрешения.
Отмеченные успехи, достигнутые
в этом направлении в нашей стране
и за рубежом, не решают задачи в
массовом строительстве, так как су-
ществующие разработки отличаются
высокой стоимостью и уникальностью
изготоаления. Мы сделали попытку
предложить относительно простое и
дешевое решение, которое заклю-
чается в следующем.
Над зенитным фонарем с мини-
мальной высотой опорного стакана
(что представляет особую сложность
сетка в натуральную величину (авт. спид.
№ 521045)
для солнцезащиты) устанавливается
на четырех опорах из арматурных
стержней диаметром 6 мм диффузор-
ная решетка, представляющая систе-
му концентрических вертикальных
ребер (рис. 109). Система ребер отли-
чается тем, что полосы, изготавли-
ваемые из листов легких сплавов тол-
щиной 1 мм, имеют переменное се-
чение по своей длине. С южной сто-
роны решетки полосы имеют макси-
мальную ширину, с восточной и за-
падной — минимальную. Ширина по-
лос определяется высотой стояния
солнца утром, в полдень и вечером.
Этим достигается экранирование пря-
мых солнечных лучей при максималь-
ном пропускании решеткой рассеян-
ного света (т=О,б—0,7) от наиболее
светоактивной зенитной части небо-
свода.
Б период года с преобладающей
облачностью такая решетка, конструк-
тивно не связанная с фонарем, может
легко быть сдвинута вручную, так как
ее общий вес не превышает 10—15 кг.
Б южных районах сдвижка может
производиться два раза в год (на зиму
сдвигается и весной вновь устанав
ливается над фонарем).
Такая решетка может быть вы-
полнена также из куска солнцезащит-
131
Рис. 109. Солнцезащитный диффузор для
нмтных фонарей hi- hs— высота Солнца

ной пространственной сетки (см.
рис. 109), укрепленной на легкой рам-
ке из алюминиевых уголков. В этом
случае диффузор будет еще легче.
«Целярий» — солнцезащитное уст-
ройство для группового УФ облуче-
ния в санаторно-курортных зонах.
Благоприятное терапевтическое и
психофизиологическое действие сол-
нечной радиации может сопровож-
даться резким световым и тепловым
дискомфортом (особенно в южных
районах страны), нарушающим эле-
ментарные требования гигиены. На-
значаемые в настоящее время гигие-
нистами гелио- и аэротерапевтические
процедуры, основанные на воздейст-
вии на организм человека суммарного
солнечного излучения, ветра, темпе-
ратуры и влажности наружного воз-
духа, часто вызывают побочные отри-
цательные явления (учащение сердце-
биения, повышение артериального
давления, слабость и утомление).
Между тем, как пишет Д. Н. Лаза-
рев, наибольшую ценность представ-
ляют собой так называемые «небес-
ные ванны», т. е. облучение челове-
ческого тела рассеянным естествен-
ным излучением ясного неба в соче-
тании с действием воздуха [104].
Самое существенное условие для
благоприятного влияния таких про-
цедур — отсутствие видимости из об-
лучаемой точки солнечного диска при
максимальной открытости небосвода.
Следовательно, конструкция солнце-
защитной установки, предназначенной
для проведения гелио- и аэротерапев-
тических процедур, должна экраниро-
вать прямое солнечное излучение в
зоне пребывания человека, быть мак-
симально открытой для рассеянного
излучения, обеспечивать свободное
проветривание внутриквартального
пространства, площадки отдыха, игро-
вой зоны, зоны процедур на пляже
и т. п., а также учитывать передви-
жение человека по защищаемой кон-
струкцией территории.
При открытом небосводе в ясные
дни количество УФ облучения, созда-
ваемое в горизонтальной плоскости
рассеянным излучением, очень велико
и составляет 60—80% суммарного.
Следовательно, конструкция установ-
ки должна создавать условия, исклю-
чающие перегрев организма и в то
же время обеспечивающие макси-
мальное использование солнечной
энергии в лечебных целях.
В НИИ строительной физики был
разработан проект специальной солн-
цезащитной установки (рис. 110),
обеспечивающей максимальный дос-
туп рассеянной радиации неба при
полном экранировании прямых сол-
нечных лучей с учетом географичес-
кой широты местности [143]. Комп-
лексные исследования опытного эк-
земпляра установки «Солнцезащитный
воздушный бассейн», названной в
дальнейшем Д. Н. Лазаревым «Целя-
рием» от латинского слова «Celnm —
небо, климат, проводились в перегрев-
ный период в условиях жаркого влаж-
ного климата в Сухуми Абхазской
АССР. В ходе исследований при пол-
132
ном экранировании прямых лучей
солнца определялось: количество про-
шедшей под конструкцию УФ радиа-
ции (областей А-|-В); величина сум-
марной и рассеянной солнечной ра-
диации, температура и скорость дви-
жения 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 состав-
ляла 50—75%.
Данные измерений под конструк-
цией аэросолярия традиционного типа
133
со сплошным покрытием по цент-
ральному разрезу конструкции, пред-
ставленные в виде коэффициентов УФ
облученности (интегральной и
эритемной, табл. 24, 25), показывают,
что составляет 0,13 (от суммарной)
и 0,10 (от рассеянной) интегральной
УФ радиации и 0,13 (от суммарной)
и 0,18 (от рассеявной) эритемной
радиации. Среднеминимальные зна-
чения буф интегральной и эритемной
УФ радиации одинаковы и составляют
0,08 — 0,16.
Аналогичные измерения под опыт-
ной конструкцией «Целярия» пока-
зывают, что средние значения
равны 0,25 суммарной и 0,6 рассеян-
ной составляющих (табл. 26, 27), что
свидетельствует о более чем трехкрат-
ной эффективности опытных конст-
рукций с жалюзийным покрытием по
сравнению с существующими.
Как показывают вычисленные по
результатам, измерений значения
коэффициента пропускания прохо-
дящей под существующую конструк-
цию солнечной радиации колеблются
(в суточном цикле) от 0,18 до 0,95.
Под опытной конструкцией интервал
значений К₽ имеет границы 0,1—0,3,
что говорит о высоком теплозащитном
эффекте новой конструкции. Средне-
суточное значение температуры воз-
духа под опытной конструкцией на
3,8 °C меньше соответствующего зна-
чения под существующей конструк-
цией.
Были проанализированы темпера-
турные поля и кривые суточного хода
температуры воздуха и скорости ветра
по данным измерений под существую-
щей конструкцией. Распределение
температур в вертикальной плоскости
в различные сроки наблюдений харак-
теризуется единообразием: в течение
всего дня температура воздуха у зем-
ли выше температуры воздуха в
остальной части пространства под
конструкцией; вертикальные темпера-
турные градиенты значительно пре-
Таблица 24, Коэффициенты УФ облученности на горизонтальной поверхности под
существующей конструкцией (ес — суммарной; еь — рассеянной)
Таблица 25. Коэффициент эритемной облученности на горизонтальной поверхности
под существующей конструкцией
Х'я “яви

10 11 12
1 с” ОД 0,11 0,17
0,16 0Д6 0,26
2 eQ 0,09 0,09 0Д2
с 0Д4 0,]4 0,19
3 Прямое 0,19 0,12
еп облучение ОДЗ 0,16
С|- UKiJ,'.. ' 1ыс значения е\=0,13 "=0,18
—

13 16
0,25 Прямое облучение Прямое 0,16
0,25 ОДЗ о,и 0,13 облучение 0,21 0,11
0,19 0,14 0,17 0,16
0,13 0.1 0,12 0,15 0,12
0Д2 0,19 0.16 0,16 0,17
134
Таблица 26. Коэффициенты суммарной
эритемной облученности на горизонтальной
поверхности ПОД Целядоем
ео 4" Л Л
1 0,17 7 0,14 13 0,17
2 0,2 8 0,17 14 0,18
3 0.21 9 0,19 15 0,2
4 0,22 10 0,22 16 0.23
5 0,28 11 0,28 17 0,28
6 033 12 0,33 18 0,33
Среднее значение Л-ОД5
Таблица 27. Коэффициенты рассеянной
эритемной облученности на гормз№галъной
поверхности под Целярием
иэмере- И,.7Х‘ л °
1 0.41 038 13 0,42
2 0,45 8 0,42 14 0.46
3 0,52 9 0.48 15 0,53
4 0,55 10 0,68 16 0,55
5 0,6 0,71 17 0,61
(> 0,8 12 0,86 18 0,82
Срениее яачвели е”=0.6
вышают горизонтальные. Максималь-
ный перепад между температурами
в различных точках составляет 2,8 °C
и наблюдается в 18 ч местного вре-
мени, что обусловлено направлением
прямых солнечных лучей на подсти-
лающие поверхности. Амплитуда ко-
лебаний температуры в течение свет-
лого времени суток в каждой точке
измерений ие превышает 3 °C (с ми-
нимумом в 12 ч и максимумом в 16
и 18 ч).
В отличие от температуры ско-
рость ветра характеризуется резкими
колебаниями в течение дня. По усло-
виям аэрации опытная конструкция
также имеет преимущества перед су-
ществующей. Влияние конструктив-
ного решения на условия аэрации
проявляется как в уменьшении тем-
пературы воздуха и скорости ветра в
течение дня, так и в пространствен-
ном распределении этих параметров.
Температура воздуха под опытной
конструкцией незначительно возра-
стает по высоте (на 0,5 °C) и во всех
случаях меньше температуры воздуха
на открытой площадке. Перепадов
температур в горизонтальных плоскос-
тях практически не отмечалось.
Дневной ход температуры отличался
единообразием, что свидетельствует
о равномерном распределении темпе-
ратуры в пространстве «Целярия».
Аналогичная тенденция прослежива-
лась и в отношении скорости ветра.
Следовательно, влияние предлагаемо-
го конструктивного решения «Целя-
рия» на условии аэрации выражается
в равномерном пространственном и
временном распределении темпера-
туры и скорости движения воздуха.
Таким образом, проведенные иссле-
дования показали, что разработанная
конструкция «Целярия» обеспечивает
комфортные микроклиматические
условия для проведения гелио- и аэро-
терапевтических процедур. Обязатель-
ным условием для достижения данно-
го эффекта следует считать жалюзий-
ные покрытия образующей поверх-
ности конструкции, рассчитываемые
в каждом конкретном случае, исходя
из характерных координат солнца.
Применение подобных конструкций
целесообразно не только на территории
пляжей, санаториев и курортов в юж-
ных и в центральных районах страны,
но и на площадках отдыха при откры-
тых производствах, во внутрикварталь-
ных пространствах, парках и садах,
на территориях школ и детских садов-
яслей.
Сезонное СЗУ для внутрикварталь-
ных территорий. Исследования гра-
достроительных средств регулирова-
ния поступлений чрезмерной УФ ра-
диации в застройку южных городов по-
казали, что повышение плотности за-
стройки недостаточно для ограниче-
ния дискомфорта световой среды
[119].
Эффективным средством солнце-
защиты территорий могли бы быть
зеленые насаждения, которые почти
в любых погодных условиях способ-
ствуют созданию наиболее благопри-
ятного для человека микроклимата.
Это происходит вследствие их -значи-
тельной экранирующей способности и
135
Рис. 111. Сезонное СЗУ дли ину триквартальных
территорий (модель) в закрытом (а) и открытом
положении экранирующих элементов (б)
поглощения ими УФ, видимой и тепло-
вой радиации солнца, ре<улирующих
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 разуплот-
ненной застройке не удается в нужной
степени озеленить внутриквартальные
пространства, остающиеся не посе-
щаемыми в летнюю половину года
пылящими знойными пустырями
[114J. В этих условиях нужны спе-
циальные СЗУ над чрезмерно инсоли-
руемыми участками, особенно посе-
щаемыми детьми и людьми пожилого
возраста, среди которых в современ-
ных южных городах проживает 50%
людей со слабопигментированной ко-
жей. Такие устройства должны быть
сезонными и обеспечивать эффект,
свойственный озеленению.
Массовая реализация таких
устройств .может оказать значительное
влияние на решение назревшей градо-
строительной проблемы: формирова-
ния качественных различий в струк-
туре, микроклимате и образе северных
и южных городов.
Было разработано такое сезонное
горизонтальное солнцезащитное
устройство (СГСЗУ), в основу кото-
рого положен принцип «небесных
ванн» Д. Н. Лазарева, уже использо-
ванный нами при создании «Целярия».
Элемент новизны СГСЗУ заключается
в сезонном его регулировании.
СГСЗУ представляет собой про-
странственную систему из натянутых
наподобие жалюзи солнцезащитных
тканей (характеризующихся стойко-
стью к атмосферным воздействиям).
В начале перегревного периода эта
система выдвигается из компактной
емкости, укрепленной на фасаде одно-
го из противостоящих зданий или на
специальных опорах (рис. 111), и
надвигается на место предполагаемого
затенения (прежде всего: детские
игровые площадки, плескательные бас-
сейны, площадки отдыха и спорта, пе-
реходы между зданиями и т. п.).
В таком положении СГСЗУ эксплу-
атируется в течение перегревного пе-
риода, по окончании которого сдви-
гается в емкость, и в прохладную по-
ловину года город вновь раскрывается
к солнцу.
В ходе разработки проекта СГСЗУ
были проведены исследования его эф-
фективности 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 ин-
тенсивность 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 — сентяб-
ре. При этом суточная доза рассеян-
ной У ФР в исследуемой точке также
превышает эту дозу в марте при от-
крытом горизонте в Москве. Тепловые
же поступления снижаются под
СГСЗУ в несколько раз.
Глава 5
Комплексная оценка и оптимизация показателей
солнцезащитных средств
5.1. КРИТЕРИЙ
КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Для удовлетворения выявленных
требований к солнцезащите разработа-
на комплексная система критериев
оценки ее эффективности, характери-
зующих показатели комфортности
среды в помещениях и на территориях
(см. рис. 106). К таким критериям
относятся следующие количественные
и качественные показатели:
а) светотехнические: коэффициен-
ты экранирования (/С,), светопропус-
кания (т<), транспарантности (Кт),
пространственной зрительной связи
(К„), прозрачности (Кпр), контрастно-
сти освещения (К), неравномерности
освещения (Кр), показатель светорас-
сеяния, интегральный индекс блеско-
сти (С,„„);
б) теплотехнические: коэффициен-
ты пропускания солнечной радиации
(Хр) и амплитуды колебаний темпера-
туры воздуха (Кд,);
в) аэрационные: коэффициенты
продуваемости (Ки) и неравномерно-
сти поля скорости движения воздуха
(KJ;
г) экономические: доля единовре-
менных затрат на СЗС в общестрои-
тельных работах (Зс), приведенные
затраты по светопроему (3^) и пока-
затели работоспособности и произво-
дительности труда при СЗС.
Коэффициент экранирования (К,) —
важнейшая характеристика любого
горизонтального СЗС, преграждающе-
го доступ прямым солнечным лучам
в расчетную точку, т. е. он имеет не-
посредственное отношение к защите
от слепимости и перегрева и к выбору
типа, размеров, числе, углов наклона
и профиля затеняющих элементов
(рис. 112):
Ка=20/Я, <5.13)
гае р — «защитный угол», получаемый из выра-
жения (3.11); 5 —половина окружности (180").
В простейшем случае, когда проек-
ция солнечного луча на горизонталь-
ную поверхность представляет нор-
маль к экранируемой плоскости, зна-
чение Р равно зенитному расстовиию
солнца (Z).
не зависит от показателя тран-
спарантности (К,), так как при одном
и том же значении Кэ, характеризую-
щем различные материалы и устрой-
ства, их транспарантность может раз-
личаться в широких пределах. Напри-
мер, у жалюзи и пространственной
решетки с одинаковыми геометриче-
скими параметрами ячейки (см.
рис. 112) К==const в то время, как
все другие характеристики этих уст-
ройств будут значительно отличаться.
В пределах территории СССР при-
менение 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) необ-
ходимый «защитный угол» должен
быть больше 23е в расчетное время
жаркого периода года (21 августа)
[107J. Отсюда
К,=2Р/л=46/180=0,25.
Для всех других географических
широт СССР должна быть больше
0,25.
При верхнем освещении и исполь-
зовании в качестве солнцезащиты
опорных граней зенитных фонарей,
световодных шахт, жалюзи или решет-
чатых подвесных потолков высота
экранирующих элементов определяет-
ся из выражения
H,=ftgft0, (5JL4)
еде I — расстояние между нижней точкой облу-
чаемой грани и проекцией верхней точки экра-
137
Кэ=const
Рис. 112. Схемы к определе-
нию коэффициенте экрани-
рования Кэ
пирующей [рани: hn — максимальная высота
стояния солнца.
Коэффициент светопропускания
(т.1) выражается отношением прошед-
шего через СЗС лучистого потока к
падающему в долях единицы.
В работах [138] изложены резуль-
таты многочисленных лабораторных и
натурных -исследований светопропус-
кания различных СЗС, которые опре-
делили соответствующие значения
Т4, использованные в нормативных
документах [10, 16J. Исследования
показали, что стационарные СЗС
(СЗУ, стекла, пленки) рациональны,
если они при облачном небе достаточ-
но светоактивны (0,8>Т4>0,б). Регу-
лируемые СЗС могут иметь более низ-
кие показатели светопропускания.
В табл. 30 приводятся коэффициенты
т4, характеризующие наиболее распро-
страненные СЗУ (глава 7).
Коэффициент транспарантное™
(Кт) имеет важное значение при усло-
ани видимрсти через СЗУ объекта в
окружающем пространстве, или, на-
оборот, если необходимо оградить
интерьер от посторонних взоров сна-
ружи,
Кт можно выразить отношением
площади проекции прозрачных частей
ячейки СЗУ ко всей его площади
(рис. 113):
К,= ^fSi. (5.15)
Любые экранирующие СЗУ пред-
ставляют собой зрительную преграду,
которая всегда может быть различи-
ма глазом при такой, его удаленности
от светопроема, которая удовлетворяет
условию а [^0,5 угл. мин.
Такие условия наблюдаются в лю-
бых помещениях.
Наличие зрительной преграды при
солнцезащите подтверждается также
..тем, что ее видимость удовлетворяет
условию
где AL — раяность яркостей двух смежных но-
лей (прозрачной и непрозрачной частрй ячейки
СЗУ); £пор —пороговая разность яркостей двух
смежных полей.
Видимость объектов за преградой
зависит от степени контраста между
смежными полями:
(5.16)
Исследования показывают, что в
нашем случае наблюдатель всегда об-
наружит неравенство яркостей с до-
статочной вероятностью. Именно в
таких условиях находится человек в
обычном помещении, когда его рабо-
чее 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 ярко-
стью, чем яркость элементов преграды
со стороны наблюдателя, иначе возни-
кает вуалирующий «эффекта, который
-мы, например, наблюдаем от тюля на
театральной сцене. Однако степень
видимости зависит- от структуры той
или иной преграды.
По мере удаления наблюдателя от
светопроема структура преграды (на-
пример, жалюзи) постепенно обобща-
ется и в какой-то момент 'производит
.впечатление «дымки» или «вуали».
Точность зрительного обнаружения
разноудаленных дЬух- предметов (СЗУ
138
и объекта за светопроемом), наблю-
даемых из помещения бинокулярно,
выше «порога глубинного зрения» по
В. Мешкову [59], т. е.
(5.17)
где Ь\ — расстояние между глазами; Д/ — рас-
стояние между преградой и объектом за нею;
I — расстояние до прегради.
Днем при наблюдении снаружи,
наоборот, оказыввется «вуалирующий
эффект» — предметы интерьера не ви-
димы.
Расчеты коэффициента контраста
(К) в дневных условиях и ночью при
подсветке преграды со стороны наблю-
дения показывают, что этот коэффи-
циент может быть достаточно высоким
(0,8—0,9), обеспечивающим «вуалиру-
ющий эффект» при Кт~0,5.
Тем не менее, не всякая подобная
зрительная преграда вызывает у на-
блюдателя установившийся аккомода-
ционный эффект, т. е. такое яаление,
когда аккомодация глаза на зритель-
ную преграду становится трудно пре-
одолимой.
Чтобы оценить СЗС с этой точки
зрения, был проведен следующий
эксперимент. Десяти наблюдателям
предъявлялись образцы различных
СЗС, через которые надо было смот-
реть на определенный предмет при
фиксированных расстояниях и линии
зрения.
Трижды последовательно адапти-
руясь на преграду и предмет за нею,
наблюдатели оценивали различимость
по трем категориям:
1 категория
(большая транс-
парентность)
II категория
(средняя транс-
парентность)
III категория
(малая транс-
парентность)
— предмет легко разли-
чим с деталями, аккомо
дация глаз на преграду
легко устранима;
— различимы общие очер-
тания предмета, глаза
многократно аккомодиру-
ются на преграду и пред-
— предмет почти ие раз-
личим, аккомодация глаз
на преграду трудно устра-
Каждым наблюдателем экспери-
мент повторялся трижды.
Для того, чтобы можно было клас-
сифицировать степень транспарантно-
Рис. НЗ. Схемы различных СЗУ к определению
коэффициента их транспарентности (К,) при
постоянном защитном угле (fl)
сти, были рассчитаны Кт для различ-
ных СЗС, которые распределились по
этому показателю следующим образом:
1 — большая транспаратность
>0,5);
II — средняя транспарантность
(0,6>Кт>0,3);
II I — малая транспарантность (Кт^.
<0,3).
Кт важен при выборе конструкций
заполнения светопроемов для сниже-
ния видимости извне внутреннего про-
странства здания. Для любого СЗС
степень транспарентности актуальна,
если это средство экранирует прямые
солнечные лучи.
Коэффициент пространственной
зрительной связи (К„) оценивается
произведением показателей горизон-
тальной и вертикальной обозреваемо-
сти внешнего пространства через
светопроем, доступный полю зрения
человека (рис. 114), и коэффициента
транспарантности (К.£), выраженных в
долях единицы,
К.=р.г.К„ (5.18)
где ег и «в — угловые размеры горизонтального
и вертикального пределов обзора глаза через
ячейку СЗУ в долях единицы. За единицу при-
нятье горизонтальное поле зрения 156°, верти-
кальное — 60°.
139
Рис. 114. Горизонтальные (с) и вертикальные
(б) пределы ноля зрения человека
Горизонтальная обозреваемость
имеет первостепенное значение при
выборе СЗУ (природный фактор —
обозреваемость горизонта и ландшаф-
та; светотехнический фактор — боль-
шая равномерность освещения поме-
щений и распределения яркостей;
эксплуатационный — большая эффек-
тивность во времени использования
экранирующих элементов при восточ-
ной, южной и западной ориентациях;
эстетический фактор — лучшее вос-
приятие архитектуры и городских
пространств).
Выбор Кр зависит от назначения
помещения и характера внешнего
окружения. СЗУ, обеспечивающие
преимущественно горизонтальную обо-
зреваемость (жалюзи, козырьки), це-
лесообразны в школах, жилище, вы-
ставочных залах; СЗУ, характеризую-
щиеся горизонтальной и вертикальной
обозреваемостью (сетки, комбиниро-
ванные устройства) — в санаториях,
аэровокзалах и т. п.
Для практических целей установле-
ны следующие пределы этого показа-
теля: большая обозреваемость (Anis
^0,4), средняя (0,4Жп^0,1) и ма-
лая (Ап<0,1).
Коэффициент прозрачности (Кпр)
характеризует СЗС, изготовленные из
стекла и пленок. Кир — это отношение
видимости (F) предмета через свето-
пропускающий элемент заполнения
светопроема к видимости этого же
предмета без всякой преграды:
Kn=V,IV2. (5.19)
Видимость оценивается в относи-
тельных единицах и определяется
измерителем видимости Дашкевича
(100J.
Установлены следующие пределы
относительной прозрачности СЗС:
оптимальная прозрачность (К1ф^0,7),
допустимая (0,7Жпр^0,3) и недопу-
стимая (Кпр<0,3).
Для зданий, в которых световые
проемы играют роль психологической
связи с внешним пространством СЗС
с недопустимой прозрачностью (ткани,
стеклопластики, темные солнцеза-
щитные стекла, стевит и т. п.), могут
применяться в виде регулируемых или
съемных элементов заполнения свето-
проемов.
СЗС с оптимальной и допустимой
прозрачностью (контрастные и тепло-
отражающие 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 ri2>Ov5 (па-
рафинированное оргстекло, узорчатые,
матовые и рифленые стекла), которые
при инсоляции характеризуются чрез-
мерными яркостями.
Коэффициент контрастности осве-
щения (А(|) имеет большое значение
для помещений, в которых произво-
дится зрительная работа высокой точ-
ности. Исследования этого показателя,
проведенные в условиях Средней
Азии, показали, что без СЗС Ко может
быть в глубине помещения даже выше,
144)
чем вблизи светопроема. Это объясня-
ется тем, что рассеянная составляю-
щая освещения (Ер) в выражении
К=Ер/Е„ (5.20>
значительно выше в глубине помещения.
Таким образом, если в помещении
производится зрительная работа с
объемными объектами, необходимо
выбирать СЗС, создающие наиболь-
шую контрастность освещения.
Коэффициент неравномерности ос-
вещения (Кр) выражается отноше-
нием [46J
(5.21)
где /\,ин — минимальная освещенность в помеще-
нии на рабочей поверхности; Еыаи — макси-
мальная освещенность на этой же поверхности
Этот показатель имеет большое значение для
повышения качества световой среды в ин-
Значениям Кр в пределах 0,3—0,6
соответствует рекомендуемое распре-
деление яркостей по поверхностям
интерьера, определяющее степень
зрительного утомления работающего.
Исследования, проведенные под ру-
ководством 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 эф-
фективности СЗУ в производствен-
ных помещениях является их влия-
ние на производственные показатели
(зрительная работоспособность, про-
изводительность и качество труда),
а также на зрительное утомление.
Ранее была показана возможность
использования зрительной работо-
способности для оценки эффектив-
ности солнцезащиты [144]. В резуль-
тате лабораторных исследований
получена зависимость зрительной
работоспособности от коэффициента
неравномерности естественного ос-
вещения [16].
Нанболее объективным показа-
телем эффективности СЗУ, учитываю-
щим количественные и качественные
параметры световой среды производ-
ственных помещений, является сте-
пень снижения с их помощью бле-
ск ого действия прямых солнечных
лучей и рассеянного света небосвода.
В ходе комплексного натурного
эксперимента на одном из пред-
приятий, где выполнялась зритель-
ная работа I разряда точности, в
течение рабочего дня исследовались:
освещенность и яркость основных
поверхностей помещения; распределе-
ние яркости по светопроему; зна-
чение и направление светового векто-
ра в характерных точках; зритель-
ное утомление, оценивавшееся по из-
менению контрастной чувствитель-
ности, временных порогов ахрома-
тической адиспаропии и зрительно-
моторной реакции; зрительная рабо-
тоспособность; почасовая и общая
производительность труда. Для иссле-
дования были отобраны характерные
образцы СЗУ, обеспечивающие широ-
кий диапазон варьирования блеского
действия боковых светопроемов
южной ориентации: горизонтальные
регулируемые жалюзи, солнцезащит-
ные пленки (типов ПЭТФ-СА,
ПЭТФ/ОАД, ПЭТФ-ДАФ, Faggolar
PS-80), шторы, комбинация карниз-
пленка. Было изучено девять вариан-
тов 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 естест-
венного освещения существенно из-
меняются в течение рабочего дня
(в 1,5—2,5 раза), в качестве критерия
были выбраны интегральные значения
указанных параметров, значения ко-
торых определялись из выражений:
= ICjJT; Рпиг = I РД/Т. (522)
- индекс блескости
в момент вре-
где С.
мени г
<> |21б): Р, — показатель ослепленно-
141
Рис. 115.
да (а) и
Зависимости производительности тру-
зрительного утомления (б) от биес-

сги в момент времени (1441; t, — время
действия G-, и Р,; Т — время рабочей смены.
Обработка результатов исследо-
ваний осуществлялась статистическим
усреднением не менее 70 данных,
полученных для каждой точки. Все
они оказались достоверными. Для
установления аналитической зави-
симости показателей по программе,
разработанной для ЭВМ СМ-4, про-
водилось сглаживание эксперимен-
тальных точек экспоненциальной и
логарифмической функциями следую-
щего вида:
А/? = ci + feiloGBBr -|- С|
где Y — зрительное утомление, %; А/7— сни-
жение производительности труда, %; с, b, с, d,
Oi. bi. Ci — эмпирические коэффициенты.
Зависимости зрительного утомле-
ния 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
G„HT и Ринт (по сравнению с контроль-
ным участком без СЗУ) показал,
что после 1 ч работы она практически
одинакова при всех вариантах естест-
венного освещения (увеличение произ-
водительности 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 производительно-
сти труда при высоких значениях
интегральных показателей. Еще боль-
шее снижение производительности
труда (до 8%) отмечалось к концу
рабочего дня.
Исследования зрительного утом-
ления в течение рабочего дня с по-
мощью различных методик показали,
что применение рациональных СЗУ
приводит к его значительному сни-
жению. Так, если в варианте, когда
СЗУ не устанавливались и наблюда-
лись высокие значения интегрального
индекса блескости, после ЗД 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 на-
турные исследования позволили уста-
новить, что зрительные работоспо-
собность и утомление существенно
зависят от вносимого СЗУ изме-
нения параметров световой среды в
помещении. В качестве критерия
изменения этих показателей целесооб-
разно использовать интегральный
индекс блескости и интегральный
показатель ослепленности. Предель-
ными значениями интегральных па-
раметров для 1В разряда зрительной
работы являются GM11T = 14 и />иит=30.
На основании результатов наших
исследований и анализа литературных
данных сформулированы требования,
142
которым должны отвечать СЗУ, уста-
навливаемые на светопроемах про-
мышленных зданий, и разработаны
рекомендации по применению СЗУ,
обеспечивающие улучшение условий
световой среды помещений, повы-
шение производительности труда, сни-
жение зрительного утомления. При
необходимости СЗУ должны обеспе-
чивать: полное экранирование пря-
мых солнечных лучей в рабочее время
при любой высоте и любой ориента-
ции здания; оптимальные уровни
естественной освещенности на рабо-
чих местах; способствовать улучше-
нию светораспределения в производ-
ственных помещениях, обеспечивать
оптимальные соотношения яркости
основных поверхностей, находящихся
в поле зрения работающих, за счет
увеличения доли светского потокв,
направляемого в глубину помещения;
снижать яркость светопроемов до
уровня, исключающего опасность воз-
никновения дискомфортной блескости.
В последние годы значительно
возросли требования к качеству
световой среды в интерьерах, осо-
бенно в зданиях с большой глу-
биной заложения (З/i и более). В та-
ких помещениях без верхнего естест-
венного света комфортную световую
среду невозможно создать боковыми
светопроемами. Более того, при инсо-
ляции таких помещёйий создается
резкий дискомфорт, который можно
ограничить рациональными СЗС, осо-
бенно 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 осве-
щения Г1471.
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 типов заполнений.
Нааболее близкие к рекомендуе-
мым значения яркостей в интерьере
получены при совмещенном освеще-
нии и СЗУ, выравнивающих его не-
равномерность (Ар). Для всех ва-
риантов освещения определен пока-
затель дискомфорта. Данные табл. 28
показывают, что увеличение площади
светопроемов не устраняет диском-
форт, в то время как применение
СЗУ и совмещенного освещения
способствуют значительному его сни-
жению.
Таблица 28. Показатели снегового диском-
форта в помещениях при СЗУ на светопроемах
(А) и их отсутствии (Б)
Процент пт солнца <1Х<5Х3.6 6Х9ХЗЛ
венное Совме- щенное стйенное 40 50 60 40 50 60 Б Б Б Б Б Б 18.3 30/5 17 28.3 16,5 25.8 19 25 17 16 23 16 18,3 30,5 17 28,3 13,8 23 17 22 16 20.5 13 18 17.4
Зависимость индекса восприятия
пропорций интерьера (W) от вели-
чины неравномерности освещения
(Ар) исследовалась с помощью 10
подготоаленных наблюдателей с нор-
мальным зрением. Эксперименты
проводились в три стадии. На пер-
вой — оценияалось восприятие высоты
помещения, на второй — глубины, на
третьей — его длины в направлении
линии зрения. Соответственно этому
предъявлялось по три серии тестов,
в каждом из которых имелось одно
«нормальное» перспективное изобра-
жение пропорций интерьера, а асе
Остальные отклонялись от нормы.
«Нормальная» картина пространства
была изображена По законам начер-
тательной геометрии и проверена
50 наблюдателями с вероятностью
результата 75%.
Учитывая, что полученный разброс
143
Рис. 116. Интерьер модели учебного помещения
Рис 117. Общин вид экспериментальной установки
оценок характерен для психологи-
ческих исследований, вариацион-
ный коэффициент (vi) был принят
равным 40%, показатель точности
Pt = 5%, значение показателя до-
стоверности 4 = 1,15 (соответствую-
щий вероятности результата 75%),
которые определяли число предъявле-
ний каждого варианта по формуле [34]
Ni = г?ф'Р|. (5.24)
Наблюдателям предлагалось в те-
чение 1,5—2 мин адаптироваться к
моделируемому пространству, а затем
выбрать изображение, заранее оценен-
ное по шкале, не известной наблю-
дателю.
В качестве представительной ве-
личины — основания функции — были
приняты значения коэффициента не-
равномерности (Кр) освещения по
каждому варианту, так как они отра-
жают и относительное распределение
яркостей в поле зрения, и насыщен-
ность помещения светом.
При статистической обработке ре-
зультатов для каждого варианта рас-
освещения (/Ср)
Рис. 118. Зависимость восприятия (И9 высоты 1а) и глубины (б) помещения от неравномерности
считаны среднеквадратические откло-
нения (о), вариационный коэффи-
циент (vi), средняя ошибка (п),
показатель точности, дисперсия и гра-
ницы доверительного интервала по
методу Стьюдента с доверительной
вероятностью 0,95 (34] -
На основании полученных данных
построены графики зависимостей
между К? и W (рис. 118). Из этих
графиков следует, что восприятие
пропорций помещений (IF) зависит от
неравномерности освещения, а следо-
вательно, от СЗС, которые значи-
тельно ее снижают (или повышают).
При снижении неравномерности ос-
вещения кажущиеся пропорции по-
мещений улучшаются: высота воспри-
нимается большей, а глубина и дли-
на — меньшими.
Характер светорассеяния СЗС
важно оценить для того, чтобы иметь
представление об основной направ-
ленности светового потока от свето-
проема.
В идеальном случае индикатрисы
рассеяния света в вертикальной
плоскости должны быть направлены
под углом 45° к потолку, а в гори-
зонтальной— равномерны (рис. 119).
Таким оптимальным светорассеянием
характеризуются, например, регули-
руемые горизонтальные жалюзи и
пространственные сетки.
Наибольший интерес для прак-
тики предстааляет характеристика
светорассеяния тканей — часто упот-
ребляемого для СЗУ материала.
С этой целью исследованы различные
образцы материалов, предполагаемых
для использования в СЗУ (более
30 образцов). Из них оказалось
возможным рекомендовать для прак-
тики лишь четыре вида (см. рис.
119, в).
Солнцезащитный материал харак-
теризуется допустимым светорас-
сеянием, если оио в вертикальной
и горизонтальной плоскостях рав-
номерно или имеет спад, сялы света
на угловом расстоянии 45° от мак-
симума не более, чем в 5 раз.
Наконец, материал не может счи-
таться солнцезащитным,, т. е. ха-
рактеризуется недопустимым1 свето-
рассеянием, 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 све-
торассеяния. Если же гкани имеют
допустимое светорассеяние или пол-
ностью непрозрачны, то они могут
быть использованы в виде штор или
натянутых экранирующих элементов
в СЗУ типа жалюзи.
Коэффициент пропускания сол-
нечной радиации (К^> представляет
отношение средней за время облуче-
ния интенсивности солнечной радиа-
ции, прошедшей в помещение через
светопроем в МДж/ьбч (Zcp), к тако-
му же показателю поступающей на
145
Рис. 119. Оптимальные индикатрисы светорассеяния СЗУ по характерному разрезу помещения
(а), в плане (б) и индикатрисы светорассеяния хлопчатобумажных ткавей (в)
светопроем солнечной радиации (/?’):
К,= Г*/Г!. (5.25)
При применении искусственных
систем регулирования микроклимата
(технических СЗС) для их эффектив-
ного функционирования важно оценить
максимальные теплопостунления. В
этом случае
К““=<7“*“ (5.26)
146
гае I — интенсивность прошедшей в помещение
радиации в момент максимального суммарного
облучения светопроема МДж/м!-ч ((*''“).
Эти показатели согласуются с
принятой в нашей стране и за ру-
бежом методикой оценки теплопо-
ступлений в помещения [106, 129,
172, 173, 202]. Согласно принятому
методу коэффициенты' пропускания
солнечной радиации (K(i) и теплопе-
редачи (К,) являются архументами
функции суммарного теплопоступле-
ния через заполнение светопрое-
ма (Q,):
Gt=Q<-'Kf + <]to, (5.27)
ле </с —теплопоступления через обычное оди-
нарное остекление от солнечной радиации;
QV — теплопоступления вследствие разности
температур наружного <(„) и внутреннего (I )
Французские ученые [216] пред-
ложили оценивать теплозащитную
эффективность СЗС отношением сол-
нечной радиации, прошедшей через
защищенный светопроем, к радиации,
поступающей на фасад. Это отноше-
ние они назвали «коэффициентом
солнца» (5). По их данным обычное
оконное стекло имеет 5=0,86. Спе-
циалисты США пользуются «коэффи-
циентом затемнения» одинарного
стекла SC= 1/0,86.
А. В. Ершов отмечает [47], что
часто применяется коэффициент Кс,
как отношение тепла, поступающего в
помещение через светопроем при СЗС
и остекление, к теплу, которое мог-
ло бы поступить только через остекле-
ние.
Для практических целей для раз-
ных видов СЗС удобно пользоваться
коэффициентом K(i, а К, принимать
равным: для одинарного остекления
4,5, для двойного — 2,5 и для тройно-
го —1,5.
В таблице 29 приводятся для срав-
нения полученные различными иссле-
дователями коэффициенты, по кото-
рым оценивается эффективность СЗС.
Условия комфортности среды
были бы освещены не полностью, если
не оценить средине суточные колеба-
ния температуры воздуха в помеще-
Таблица 29. Показатели теплозащитной эффективности и светопропускание различных СЗС
НаимеионаниеСЗС
зпииэп? (Франции? SC4C.U1A) 1НЙИСФ) Kj, (реко- мендуемые? пуек^вксг.
1. Наружные Жалюзи и сетки:
деревянные 0,08 0,09 0,08 0,08 0,5
металлические 0,11 о,1 0,12 0,15 0,17 0,7
Козырьки 0," — — 0.7 0,8
Ставни деревянные глухие — — 0,08 0.08
Маркизы — — 0,24 035 0,3 0,4
Шторы полотняные средне-светлые 0,2 0,14 0,16 0,15 0,16 0,35
Теплозащитное стекло в виде экрана 'на расстоянии 20 см от фасада 2. Межстекольные - 0,36 0,36 — 0,34 0,65
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 3. Внутренние — 0,23 0,27 0,54 0,27 0,35
Жалюзи металлические — 0,56 0,64 0,65 0,6 0,7
Шторы гшпотняпые средне-светлые 4 Изделия из стекла 0,47 0,55 0,61 0,55 0,35
Tei i лопоглощающие пловянно-сурьмя- ные в наружном переплете 0.07 - 0,64 0,64 0.64 0.65
Теплоотражающие в том же сочетании — 0,39 0.39 0,7
Стеклянные олоки — —. 0,7 0.7 0.4
Профильное стекло - - 0,75 0,75 0,5
147
нии в сочетании с их проветриванием.
Коэффициент амплитуды колеба-
ний температуры воздуха (КА,) в поме-
щении представляет отношение ам-
плитуды среднесуточных колебаний
температуры воздуха в помещении
без СЗС (Л,) к такому же показателю
при солнцезащите (AJ):
(52«)
Коэффициент продуваемости СЗС
(Ки) оценивается отношением ло-
кальной скорости движения воздуха
после его прохождения через СЗС
(1<) к скорости набегающего пото-
ка (Уо):
<5.29)
Коэффициент неравномерности
поля скорости (AJ движения воздуха
в помещении оценивается отношением
средней минимальной скорости дви-
жения воздуха в помещении к
максимальной (И^):
<5-30)
Только сочетание приведенных
выше показателей светового режима
и микроклимата помещений и эконо-
мической характеристики СЗС может
дать объективную картину их эффек-
тивности.
Проведенные исследования пока-
зали, что СЗС значительно улучшают
световую среду в помещениях и обес-
печивают благоприятное состояние
физиологических реакции у человека
(учащихся, рабочих) (164].
Были изучены различные виды
СЗС. Наилучшие показатели светово-
го режима и микроклимата в помеще-
ниях, а также хорошие физиологичес-
кие реакции и показатели производи-
тельности труда у работающих (рабо-
тоспособность, устойчивость хрома-
тического зрения, контрастная чувст-
вительность глаза и т. п.) отмечены
при применении регулируемых СЗУ
(особенно при подъемно-поворотных
жалюзи).
5.2. МЕТОД
КОМПЛЕКСНЫХ ИСПЫТАНИЙ
И ОПТИМИЗАЦИИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
СОЛНЦЕЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Разработанный комплекс крите-
риев оценки СЗС был положен в ос-
нову лабораторных и натурных иссле-
дований светотехнических теплотех-
нических и аэрационных показателей
световой среды и микроклимата поме-
щении с солнцезащитными устрой-
ствами на светопроемах.
Количественные светотехнические
показатели (уровни освещенности (£)
и коэффициенты светопропускания
(та) были изучены автором ранее,
однако они были исследованы повтор-
но, одновременно с определением ка-
чественных показателен: неравномер-
ности освещения (Кр), характера
светорассеяния и показателя прост-
ранственной зрительной связи (Кп).
При теплотехнической оценке эффек-
тивности СЗС исследовались величи-
ны суммарной солнечной радиации,
проходящей в помещение (по коэф-
фициенту пропускания К^), темпера-
туры затеняющих элементов СЗС,
поверхностей ограждений и воздуха
в объеме помещения. Оценка влияния
СЗС на аэрационный режим помеще-
ний проводилась по значениям пока-
зателен продуваемости и нерав-
номерности поля скорости движения
воздуха в помещении (Аи).
Весь комплекс натурных исследо-
ваний проводился в опытных и конт-
рольных помещениях в жилых домах
гт. Навои и Сухуми, т.е. в условиях
жаркого сухого и жаркого влажного
климата. Все помещения оборудова-
лись солнцезащитными устройствами.
Все помещения (опытные и контроль-
ные) находились на одном этаже и
имели одинаковую ориентацию све-
топроемов (3—СЗ в г. Навои и
Ю—ЮЗ в г. Сухуми).
Такие одновременные светотехни-
ческие, теплотехнические и аэрацион-
ные исследования проводились впер-
вые с участием специалистов (А. И.
Пануров, В. А. Могутов, В. В. Тока-
рев).
Светотехнические измерения про-
148
водились по методике, разработанной
в НИИСФе [24], актинометричес-
кие— в соответствии с [14], термо-
метрические по [17].
Для фотометрических исследова-
ний использовались фотоэлементы
ФЭС-25, откоррегированные под кри-
вую вцдности с нейтральными све-
тофильтрами и измеритель люксомет-
ра Ю-16. Градуировка производилась
на фотометрической скамье по объек-
тивному фотометру.
Для измерения яркости использо-
вался яркометр ЯКП-1 с набором
специально изготовленных фильтров.
Измерения солнечной радиации, при-
ходящей на ограждение, проводились
термоэлектрическим актинометром
Янишевского, рассеянной радиации,
проходящей через светопроемы, —пи-
ранометром Янишевского типа М-80.
Для замера термоЭДС актинометри-
ческих приборов применялся стрелоч-
ный гальванометр ГСА-1, термоЭДС
термодатчиков — системы термопар
и потенциометр ПП-бЗ; для измере-
ния скорости и температуры воздуш-
ных потоков — анемометр МС-13 и
термоанемометр ЭА-2М. Измерения
ультрафиолетовой радиации (интег-
ральной и эритемной составляющих)
проводились интегральным уфимет-
ром с измерителем люксметра Ю-16
и эрметром МГУ с измерителем люкс-
метра Ю-17 и светофильтрами
ЖС-20 и УФС-2. Светотехнические
и актинометрические измерения про-
водились при ясном небе в светлое
время суток в перегревный период
года с интервалом в 1 ч и дублирова-
лись в течение 5—9 дней по каждому
варианту солнцезащнты. Термометри-
ческие и аэрационные измерения про-
водились с интервалом в 2 ч в суточ-
ном цикле.
Проведенные комплексные иссле-
дования позволили получить следу-
ющие результаты.
Светотехнические испытания СЗУ.
При угле наклона экранирующих
элементов СЗУ а'=0° отношение
уровней освещенности в контроль-
ном и опытном помещении в точках
у светопроема (Ек/Ео) составляет
2,8—3,2, а в характерной точке 1,6—
1,5. При а'=45° и 75° это отношение
составляет у светопроема соответ-
ственно 3,2—3,9 и 3,8—4,5, а в ха-
рактерной точке 1,8—2,15 и 2,3—
2,4.
Важно отметить, что абсолютный
уровень освещенности в глубине по-
мещения в зависимости от а'=0°,
45° и 75° был равен соответственно
455, 435 и 385 лк (1976 г.) и 560, 470
и 480 лк (1977 г.). Несмотря на зна-
чительное снижение освещенности
при применении СЗУ, ее значения
остаются относительно высокими
и сопоставимыми с гигиеническими
рекомендациями [164].
По данным исследований по-
строена зависимость коэффициента
светопропускания (т«) от угла нак-
лона 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 за-
висимости от а'=0; 45" и 75° яркость
светопроема в помещении с СЗУ
снижалась по отношению к контроль-
ному соответственно в 18—21—25
раз. Полученные соотношения яр-
костей основных поверхностей ин-
терьера приводятся в табл. 30.
Таблица 30. Соотношения яркостей в ин-
терьере при различных условиях солнцеза-
Стшишенпн нркп-тей
УСг'”“иСт°ы",К' млНи' ’адХ"""'
Опытное поме- щение |Г=1)° а'=45° а'—75' Контрольное помещение 2.1 1,3:1 10 1 3,2 1 2,8 1 7 1 3 2 1 3*6 1 6 1
СЗУ повышают также равномер-
ность освещения. Зависимость коэф-
фициента неравномерности освеще-
149
Ряс. 120. Зависимость светопропускания (т4)
от угла наклона жалюзи (а') при различном
расстоянии устройства от плоскости фасада
здания
Рис. 121. Зависимость неравномерности осве-
щения (Кр) от угла наклона жалюзи («') при
различном расстоянии СЗУ от остекления
ния (Кр) от а' представлена на рис.
121, по которому видно, что прак-
тически при всех углах наклона эк-
ранирующих элементов равномер-
ность освещения значительно выше,
чем в помещении без СЗУ.
Характер светорассеяния опре-
делялся по методу измерения со-
ставляющих векторов пространст-
венной освещенности в данной точке
светового поля [166]. Результаты
показывают, что в опытном поме-
щении светорассеяние практически
равномерно в горизонтальной пло-
скости, а в вертикальной — угол
между максимумом в индикатриссах
и горизонтом составляет соответст-
венно удалению от светопроема в
шести точках: при а/=0°—35°, 30°,
25е, 19°, 17°; при а'=45°—37°, 35°,
30°, 23°, 19°; при а'—75е—41°, 37°,
34°, 28°, 21°. В контрольном поме-
щении вертикальные углы состав-
Полученные данные соответст-
вуют проведенным ранее исследо-
ваниям [166] и позволяют сделать
вывод, что оптимальным условием
светорассеяния отвечают СЗУ типа
жалюзи с углом поворота перьев
о/=45°. Зависимость характера све-
торассеяния (по величине утла све-
тового вектора в вертикальной пло-
скости) от а' приводится на рис. 122.
Для психологической оценки
связи с внешним пространством по
формуле (5.15) был просчитан ко-
эффициент транспарантности (/Сг)
при углах наклона экранирующих
элементов а' от 0° до 90°. Зависи-
мость 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 К, имеет
значения 0,86—0,96, что соответ-
ствует большой транспарантности и,
следовательно, большой обозревае-
мости через светопроем (Кт > 0,5
и К„ >0,4). При ц'=45° К, имеет
пределы 0,34—0,58, что соответст-
вует средней транспарантности и
обозреваемости (0,6 > Кт > 0,3) и
(0,4 > К„ > 0,1). При а'>45° Кг и
К„ не могут считаться допустимыми.
Влияние СЗУ на ультрафиоле-
товый режим помещений опреде-
лялось путем измерений потоков
УФ радиации в диапазоне длин волн
315—400 нм, проходящей через све-
топроем и поступающей на откры-
тую горизонтальную площадку. Оп-
ределялось отношение количества
УФ радиации, прошедшей в поме-
щение, к количеству радиации в ус-
ловиях открытого горизонта (eyib).
Измерения проводились при открытых
и закрытых окнах при а'=0; 45:
75°.
150
Рис. 122. Зависимость светорассеяния (е) от
угла наклона жалюзи {«') у светопроема (7)
и в глубине помещения (2)
Результаты представлены в табл.
31—33 в виде средних значений ко-
эффициентов УФ облученности (еуф)
в каждой из трех характерных точек за
пять суток измерений в каждом ре-
жиме. Анализ значений еуф показы-
вает, что СЗУ снижает поступление
УФ радиации в помещение при откры-
том режиме в 15 раз, а при закры-
Таблица 31. Средние значения еуф при
суммарной УФ радиации в открытом режмие
помещения
<5 ТОЧКИ в помещении Опытное помашите шётс
а'=0э ..'-.45' «'=73'
2 3 0,04 0,02 0,01 0,01 0,004 0,005 0.004 0,002 0,6 0,14 0,01
Таблица 32. Средние значения еуф при рас
сеянной радиации в открытом режиме помещения
14" точки Опытное понсщевве
ч'=0' «'-45е «'—75"
2 3 0,05 0,02 0,004 0,015 0,01 0,007 0,46 0,26 0,01
том — в 20—25 раз по сравнению с
контрольным помещением.
Рис. 123. Зависимость транспарантности СЗУ (Кг) от угла наклона жалюзи (а') при раз
личных защитных углах (Р)
Таблица 33. Средние значения е,ф при сум
марной радиации в закрытом режиме поме-
№ точки Опытное помещение рХ
«=0* «'=45- «=75-
1 0,015 0,002 0,4
2 0,005 0,001 — 0,2
3 0,002 — — 0,003
Следует заметить, что данные
значения еуф справедливы лишь для
зоны помещения, прилегающей к
светопроему на расстоянии 1,5—2 м,
что соответствует результатам, полу-
ченным Е. П. Алексеевой [74]. Зна-
чения еуф в глубине помещения не
могут считаться достаточно коррект-
ными, 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 про-
веденных светотехнических исследо-
ваний можно определить частные оп-
гимумы по следующим важнейшим
показателям светотехнической эф-
фективности СЗУ:
а) по коэффициенту свегопро-
пускания т4=0,35—0,7;
151
Рис. 124. Оптимизация эффективности СЗУ по
зрительному утомлению и неравномерности
б) по коэффициенту неравномер-
ности освещения Кр=0,3—0,6;
в) по характеру светорассеяния в
вертикальной плоскости е„= 37° —
43°;
г) по коэффициенту транспарант-
ности Кт = 0,4 — 0,6;
д) по показателю зрительного
утомления работающих 50—70%.
На рис. 124, 125 показана опти-
мизация показателей эффективности
СЗУ по неравномерности освещения,
светорассеянию и углу наклона экра-
нирующих элементов.
Теплотехнические испытания СЗУ.
Одновременно со светотехническими
измерениями поступления в помеще-
ния солнечной радиации измерялись
при открытом и закрытом режимах
в тех же опытном и контрольном
помещениях при значениях п'=0с, 45°,
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. Су-
хуми — 150 мм от наружной стены и
200 мм от стекла. Обработанные дан-
ные актинометрических измерений
позволили получить коэффициенты
пропускания солнечной радиации СЗУ
(Кр), пред ставленные в табл. 34, 35.
Поскольку в первой половине су-
ток прямое облучение светопроемов
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 характери-
зуют пропускание суммарной радиа-
ции- Из приведенных данных видно,
что максимвльный теплозащитный
эффект СЗУ имел место после 15 ч,
т. е. в период максимвльного прямого
облучения светопроема. При этом су
щественное значение имел угол на-
клона экранирующих элементов а'.
При а'—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
Кр от угла наклона а' представлена
на рис. 126.
Полученные данные показывают,
что наличие воздушной прослойки
между СЗУ и фасадом здания сни-
жает 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 температур-
ного режима опытных и контрольных
помещений проведены для двух режи-
мов: при круглосуточном проветрива-
нии и закрытых окнах (А и Б на
рис. 126, б).
С помощью термодатчиков изме-
152
Рис. 126. Зависимости пропускания (в) солнечной радиации (К.) и амплитуды колебания темпе-
ратуры воздуха в помещении (б) от угла наклона жалюзи (и') при открытом (Л) и закрытом
(в) режимах
б
Таблица 34. Коэффициенты пропускания СЗУ солнечной радиации (г. Навои)
Таблица 35. Коэффициенты пропускания СЗУ солнечной радиации (г. Сухуми)
Rd .. ?! рв Часы суток S
12 13 м 15 17 18
0,18 0,1 0,07 ,= Р.= 1 gss 0,18 0,1 0,07 0,22 0,12 0,07 0,27 0,15 0,08 (1,24 0,14 0,08 0.20 0,13 0,08 0,21 0,12 0,07 (U7 0,15 0,08
рядись температуры наружного и
внутреннего воздуха, элементов СЗУ
и поверхностей наружных и внутрен-
них ограждений. Полученные резуль-
таты в виде графиков хода темпера-
тур наружного воздуха, воздуха в
опытном и контрольном помещениях
представлены на рис. 127.
В табл 36 и 37 дана более подроб-
ная информация о температурном
режиме помещений в виде значений
среднесуточных температур, макси-
мальных ее значений и амплитуд ко-
лебаний.
В г. Навои активный режим про-
ветривания 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 ко-
лебаний и максимальная температура
воздуха значительно ниже, чем в
контрольном помещении. Среднесу-
точная температура отмечается не-
значительно, причем в контрольном
она оказалась меньшей.
В г. Сухуми в контрольном поме-
щении при открытом режиме воздухо-
обмен значительно выше, а при за-
крытом режиме из-за большого вет-
рового напора (2,5 м/с) и плохой
герметизации окна средние суточные
температуры внутреннего воздуха
153
Рис. 127. Суточный ход температуры воздуха в помещении с СЗУ (прямая линия) и без СЗУ
(жирная линия) при открытом (в) и закрытом (fit режима: (пунктирная линия) температура
наружного воздуха (1Н)
Таблица 36. Температурный режим помещений в г. Навои
1 чутки |I , ууММ III сутки.
Виц СрСДЫ ыкртпии переходный
режим, Л режим режим, Б
Наружный воздух 42,8 42,2 43,1
32,2 32 33,2
Л1в 10,1 8,2 10,6
Опытное помещение с СЗУ 38,4 37,4 36,8
<ч> 32,6 32,8 35,1
6,4 3,6 2,2
Контрольное помещение 'Г* 38,6 38 38,4
32,7 32,9 34,6
ЛЛ 6.6 5.7 4
Примечание. Л,#=0,5 <<
Таблица 37. Температурный режим помещении в г. Сухуми
Виа среды Параметры Открытый режим, Л Закрытый режим. В
Наружный воздух 27,2 28,1
ч. 23,6 23,1
А,, 3,4 5,1
Опытное помещение а'=0“ ‘Г 25,3 26,9
23,1 23,6
Аа 2,1 3,3
Опытное помещение сс*=451 25,3 26,6
23.3 24,1
1,9 2,5
Контрольное помещение (""" 26,9 26,2
(д' 23,6 24,1
Лл 3,3 4,9
154
Рис. 128. Зависимость амплитуды колебания
темпера гуры ишцуха (КЛг) от пропускания
солнечной радиации (К*) при открытом (А)
и закрытом (Б> режимах
*,“!№ /<л,=л^п/Д/к^ кр,—с=-о,оь—v,2x
< (0,1 -0,3); Кд,=3-0Л
практически совпадают с наружным
температурным режимом.
Наиболее ярко теплозащитный
эффект СЗУ проявился в амплитудах
колебаний температуры воздуха в
помещениях.
Таким образом, в результате теп-
лотехнических исследований эффек-
тивности СЗУ можно определить их
частные оптимумы по двум важней-
шим критериям:
а) по коэффициенту пропускания
солнечной радиации /Ср=О,Об—0,2;
б) по коэффициенту амплитуды
колебания температуры воздуха в
помещении А ,„=3—9,5-
Взаимозависимость этих показа-
телей представлена на рис. 128.
Аэрационные испытания СЗУ.
Аэрационный режим тех же помеще-
ний с СЗУ на светопроемах было
предложено оценивать двумя крите-
риями: коэффициентом продуваемости
СЗУ (Х„) и коэффициентом неравно-
мерности поля скорости движения
воздуха в помещении (К„).
Определение влияния геометрии
СЗУ на его коэффициент продуваемо-
сти (А\) удобнее всего было произвес-
ти в лабораторных условиях на гидрав-
лическом лотке, так как конструкция
СЗУ допускает двухмерность процесса
Рис. 129. Схема к определению ветрозащитных
углов К„=р'//Ив; К, = G-_=90—а' Ь
+/: /=О'+а'—90°; р , 3=60°, 45“. 30°:
Q, г 3—45“, 90°, 135'
ее обтекания воздухом. Необходимо
было лишь для соблюдения условий
подобия натуре по числу Рейнольдса
(Ле) выдержать подобие геометриче-
ских размеров модели.
В процессе эксперимента варьиро-
вались защитный угол (Р), угол накло-
на экранирующих элементов (а'), угол
атаки Q и ветрозащитный угол у0
(рис. 129). Последний связан с и! и
Q' следующим соотношением:
То=е'+а'—90°.
Для исследований было принято 27
вариантов: для трех значений р (60е,
30°, 15°), трех значений а' (0°, 45е,
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 по форму-
ле (5.29.).
Анализ полученных результатов
позволил сделать вывод, что при ком-
плексном подходе к изучению СЗУ
допустимо с позиций аэродинамики
варьировать определяющие углы р, а'
и в достаточно широких пределах
в соответствии со светотехническими
и теплотехническими требованиями,
так как даже на небольшом удалении
155
Рис. 130. Зависимость ветрозащиты (у') от
угла наклона жалюзи (</)
Рис. 131. Зависимость продуваемости
ветрозащиты (т')
(К.) от
от СЗУ скорость движения воздуха в
помещении устанавливается в норми-
руемых по комфортности пределах (от
0,25 до 0,75 м/с при скорости набега-
ющего потока 1 м/с и а'—45°). На
рис. 130 и 131 показаны взаимозави-
симости К,. от yQ и у© от °z-
Влияние СЗУ на характер распре-
деления скорости и температуры воз-
духа в помещении можно определить
только в натурных условиях. Так же
как светотехнические и теплотехниче-
ские испытания, аэрационные исследо-
вания СЗУ проводились в тех же
условиях и помещениях. Измерялись
взаимозависящие температуры и ско-
рости движения воздуха в опытном
(с СЗУ) и контрольном помещениях.
Анализ полученных результатов
измерений показывает, что влияние
СЗУ на микроклимат помещений вы-
ражается, прежде всего, в уменьшении
температуры и скорости движения во-
здуха. При этом температурное поле
в помещении с СЗУ отличается боль-
шей равномерностью и плавным пони-
жением 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 эффек-
тивным оказалось применение СЗУ
с проветриванием в период макси-
мального перегрева: разность темпе-
ратур в сходственных точках достигла
5° С. Однако влияние СЗУ на абсо-
лютную величину температуры в поме-
щении наиболее ярко проявлялось при
закрытом режиме: температура снижа-
лась на 2—3,5" С. При закрытой двери
СЗУ резко ухудшают условия воздухо-
обмена по сравнению с контрольным
помещением при любом угле наклона
экранирующих элементов.
Таким образом, на аэрационный
режим помещений наиболее суще-
ственное влияние оказывают следую-
щие факторы: при открытой двери —
угол наклона экранирующих элемен-
тов а'; при закрытой — наличие солн-
цезащиты как таковой.
Для выявления взаимосвязей
основных критериев оценки аэрацион-
ной эффективности СЗУ по результа-
там исследований построены графики
их зависимостей.
На рис. 132 приводится зависи-
мость коэффициента неравномерности
поля скорости К, от угла наклона
экранирующих элементов п'. Кривые
А к Б соответствуют различному кон-
структивному решению СЗУ. На гра-
фике видно, что поле скорости движе-
ния воздуха в помещении отличается
значительной равномерностью при
расположении СЗУ непосредственно
на светопроеме. Характер хода крнаых
обусловлен геометрией помещения: со-
ответствие минимального значения
156
Рис. 132. Зависимость неравномерности поля
скорости вотдуха (КЗ от угла наклона жалюзи
А,.=0,17 величине угла </=30—40°
имеет место при расположении окна и
двери в противолежащих стенах. Бо-
лее подробное изложение результатов
исследований приводится в 1153J.
Зависимость коэффициента про-
дуваемости К„ от угла наклона экра-
нирующих элементов а.' показана на
рис. 133.
Таким образом, все важнейшие
функционвльиые показатели СЗУ
(светотехнические, теплотехнические
и аэрационные) сведены во взаимо-
связь по общему основанию функции
а'. Эти частные взаимосвязи были
обобщены и представлены в виде ком-
плексной номограммы на рис. 134. Эта
номограмма позволяет определить об-
щие границы сходимости основных
параметров и выявить зоны комфорт-
ных их сочетаний при различном кон-
структивном решении СЗУ, открытом
и закрытом режимах помещений и
различных видах остекления.
По номограмме можно определить
следующие оптимальные пределы зна-
чений основных показателей СЗУ, ко-
торые будут обеспечнаать наиболее
комфортные световую среду и микро-
климат в помещениях:
</ = 30’—40° К, = 0,3- 0,6
₽/ = 2()°—40 К,, = 0,1 -0,3
К= 0,3 0,6 кА| = 3—6
и = 03—0,7 К,, = 0,2—0,4
Натурные исследования, проведен-
ные автором совместно с гигиенистами
(М. А. Шарова, В. И. Белявская), по-
казали, что наилучшие показатели
светового режима и микроклимата в
помещениях, а также нормальные фи
энологические реакции и высокие по-
казатели производительности труда у
работающих отмечены при примене-
нии регулируемых СЗУ (особенно при
подъемно-поворотных жалюзи).
Предложенный метод комплексной
оценки функциональных показателей
СЗУ может быть использован при
разработке солнцезащиты и для прог-
нозирования характера среды в поме-
щениях, а методика испытаний СЗУ —
для оценки качества изделий на заво-
дах-изготовителях.
5.3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛНЦЕ-
ЗАЩИТНЫХ СРЕДСТВ
Негативное отношение к солнце-
защите как фактору, удорожающему
строительство, объясняется, в основ-
ном, отсутствием соответствующих
методических разработок по оценке
экономической эффективности СЗС.
Экономическую эффектианость
СЗС целесообразно определять по
минимуму приведенных затрат и по-
вышению производительности труда в
помещениях с солнцезащитен. Мето-
дика этих расчетов была разработана
в НИИСФе и МАРХИ.
Применение СЗС увеличивает еди-
157
повременную стоимость сооружения
(рис. 135). Однако, как показали
исследования (63], реальная стои-
мость борьбы с тепловым и световым
дискомфортом в помещениях совре-
менных зданий настолько велика,
что применение рациональных СЗС
окупается за счет снижения эксплуа-
тационных расходов на вентиляцию
и искусственное охлаждение воздуха.
повышения производительности труда
и качества продукции.
Исследования (144] показали, что
установка СЗУ на светопроемах
способствует снижению зрительного
утомления, повышению производи-
тельности труда и качества продукции
как в южных, так и в центральных
светоклиматических районах. В произ-
водственных зданиях, где производят-
J58
ся точные зрительные работы, СЗС
позволяют снизить зрительное утом-
ление на 30—50%, повысить произ-
водительность труда на 5—10%, сни-
зить процент брака продукции на
20—40%.
Экономическая оценка эффектив-
ности применения СЗС производилась
на основании сопостаалений приве-
денных затрат на естественное осве-
щение зданий с солнцезащитой и
без нее.
Приведенные затраты на свето-
проем (Есп) представляют собой сум-
му себестоимости возведения конст-
рукций и текущих эксплуатационных
расходов, приведенных к размерности
единовременных затрат в соответствии
с нормативным коэффициентом эф-
фективности
Ъ=СсиЕп+Иа,, (5.30)
где Ссп — единовременные затраты (себесто-
имость строительно-монтажных работ} на
устройство светопроема. сопряженных кон-
струкций, систем вентиляции и кондициониро-
вания, зависящих от вида светопроема (р/мг
светопроема); Е„ — нормативный коэффициент
эффективности капитальных вложений (0,12);
ЙС1, — издержки в сфере эксплуатации светопро-
ема и сопряженных угтройств за срок их
службы (р/м‘ светопроема).
При оценке эффективности приме-
нения солнцезащитных средств рас-
сматривались пять вариантов техни-
ческих решений:
I вариант — вентиляция с естествен-
ным побуждением, све-
топроем обеспечен на-
ружными ставиями-жа-
люзи с деревянными
пластинами под углом
45°;
II вариант — приточная и вытяжная
вентиляция с механи-
ческим побуждением,
светопроемы не обору-
дованы каким-либо
СЗС;
Ш вариант — приточная и вытяжная
вентиляция с механи-
ческим побуждением,
светопроем обеспечены
внешними ставнями-
жалюзи, как в вариан-
те I;
IV вариант — центральное холодо-
снабжение, светопрое-
мы не оборудованы ка-
кими-либо СЗС;
V вариант — центральное холодо-
снабжение, светопрое-
мы обеспечены наруж-
ными ставнями-жалюзи,
как в варианте L
Тип оконного блока во всех ва-
риантах принимался одинаковым, поэ-
тому затраты на него в расчетах не
учитывались. В качестве дополнитель-
ного 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 солн-
цезащитных средств»:
[. Пункт строительства — г. Таш-
кент, 42° с. ш.
2. Тил оконного проема — двой-
ные спаренные переплеты с 3-мм стек-
лом.
3. Капитальные затраты на устрой-
ство наружных жалюзи составили
13 р/м2; вентиляционного оборудова-
ния, необходимого для удаления
теплопоступлений от поступающей
через светопроемы солнечной радиа-
ции без солнцезащиты,—28,17 и
с солнцезащитными средствами —
2,82 р/м2.
При обеспечении зданий конди-
ционерами и центральным холодо-
снабжением капитальные затраты
на установку кондиционеров, холо-
дильных машин и оборудование поме-
щений 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 на-
ружной солнцезащиты составили
0,6 7 р/м2; на электроэнергию, обслу-
живание, амортизацию и текущий ре-
монт вентиляционных систем без
солнцезащиты — 3,65 р/м2 и с солнце-
защитными средствами — 0.37 р/м2
159
РАНГУН. УЧЕННЫЙ КОРПУС
ХАНОЙ БИБЛИОТЕКА - АКТОВЫЙ ЗАЛ.
Аналогично эксплуатационные
расходы при обеспечении зданий сис-
темами охлаждения воздуха составили
без солнцезащиты — 5,82 р/м2 и с
наружной солнцезащитой — 3,09 р/м2.
Результаты расчетов приведенных
затрат на различные варианты регули-
рования микроклимата в помещениях
приведены в табл. 38.
Если учесть, что в целом по стране
ежегодно вводится в эксплуатацию
около 200 млн. м2 рабочей площади
[20], для 10% которой требуется
солнцезащита, то средний экономи-
ческий эффект составит:
3 = <Э+^ > 200 = (207504-48700) (00 =
6945000 р.
Таблица 38. Расчет приведенных затрат по различным вариантам солнцезащитных средств, р/м
Варианты солнцезащиты Капитальные расколы на Приведен- ные затраты
сзу вентиляцию и сзу вентиляцию к «СП
1. Вентиляция с естественным побуж- дением, наружные жалюзи 1 2. Приточная и вытяжная вентиляция с механическим побуждением без за- щиты светопроема 3. То же, с защитой свепадрсема на- ружными жалюзи 4. Центральное колодоснгбжеште без защиты светопроема 5. То же, с защитой светопроема на- ружными жалюзи 13 13 13 28,17 2,82 88,37 8Г39 этических ycnvBi 0,67 0,67 0,67 3,65 0,37 5,82 3,09 2,60 7,45 3,30 16,47 6,73

В варианте 2 вентиляция не может
удалить избытки тепловой солнечной
радиации за счет забора внешнего
воздуха в жаркий период с температу-
рой, превышающей допустимую.
Таким образом, годовой экономи-
ческий эффект по приведенным затра-
там при устройстве наружных жалюзи
в здании с рабочей площадью
S= 100 тыс. м 2 составляет (при 10%
площади остекления, половина кото-
рой требует солнцезащиты):
а) при механической вентиляции
3= 1ЕС~Е'„> 5-0,1 -0,5 = (7,45-330) X
X100 000 - 0,1 - 0,5 = 20 750 р.;
б) при центральном холодоснаб-
жении
Э ' = <£"—Е"')-5-0,1-0,5 = ((6,47—
—6,73} -100 000-0,1-0.5 = 48 700 р.
Ести же к этому эффекту добавить
производственную эффективность
солнцезащиты (повышение производи-
тельности труда, улучшение качества
продукции и снижение производствен-
ного брака), то затраты, связанные с
ее промышленным производством,
окажутся оправданными.
Итак, со всех точек зрения (гиги-
енической, функциональной, эстети-
ческой и экономической) солнце-
защита — неотъемлемый и эффектив-
ный элемент архитектуры, поэтому
создание отечественной промышлен-
ности по массовому выпуску рацио-
нальных солнцезащитных средств сле-
дует признать неотложным народно-
хозяйственным мероприятием.
Рис. 135. Доля затрат на солнцезащитные устройства в составе общестроительных работ
Глааа6
Гелиоклиматическое зонирование территории СССР
6.1. ЗОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ СССР
ПО РЕСУРСАМ ИНСОЛЯЦИИ
В действующем типологическом
районировании территории СССР [3],
по мнению К. А. Биркая «.„местности,
расположенные в различных геогра-
фических широтах получают одинако-
вые оценки и поэтому требования к
проектированию зданий в них оказы-
ваются одинаковыми. Это означает,
что фактически отождествляются или
приравниваются прут к другу климати-
ческие условия, не имеющие ничего
общего» ]84].
В самом деле, если посмотреть на
эту карту (рис. 136), то из нее следу-
ет, что архитектура может быть оди-
наковой в Москве, Карелии, Молда-
вии, горных районах Киргизии и
Таджикистана, в Закавказье (если не
учитывать национальные и стилевые
традиции). Технический прогресс и
индустриализация строительства могут
видоизменять исторически сложив-
шиеся формы, однако не до такой
степени, когда невозможно определить
климатическую принадлежность соо-
ружений.
Карта климатического районирова-
ния 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 существен-
ный недостаток: они построены без
учета специфического и ярко выра-
женного распределения ресурсов сол-
нечной радиации и поэтому не могут
быть использованы для зонирования
территории с целью учета в строитель-
стве требований обеспечения инсоля-
ции и солнцезащнты застройки.
Зонирование территорий по факто-
рам инсоляции и солнцезащнты имеет,
по нашему мнению, определяющее
значение для типологии строительства.
так как именно эти факторы как
никакие другие определяют функцио-
нальные и эстетические качества
архитектуры (выбор сетки улиц, раз-
рывы между зданиями, этажность,
замкнутость пространства, размеры
светопроемов, ориентация и плани-
ровка здания, пластика, цвет, ком-
фортность среды и экономичность
проектов).
Известное стремление к единому
климатическому районированию для
строительства нецелесообразно. К со-
жалению, сделав правильный шаг к
оценке этой проблемы, К. А, Биркая
возвращается к прежней идее отобра-
жения комплексной характеристики
климата широтных зон на одной
карте.
Если каждый климатический фак
тор или их некоторые сочетания
будут корректно учитываться при ре-
шении соответствующих архитектур-
ных или инженерно-технических задач
(как это частично имеет место, нап-
ример, при расчетах систем отопления
и вентиляции, теплоустойчивости ог-
раждающих конструкций, естественно-
го освещения, аэрации и т. п.) с по-
мощью частных систем районирования
соответствующего климатического
фактора или родственного сочетания
близких по физической сущности
факторов (как это тоже частично
имеет место в практике нормиро-
вания и проектирования, например,
карты светоклиматического райониро-
вания, влажностных режимов, границ
применения одинарного, двойного и
тройного остекления и т. д.), то отпа-
дает искусственная комплексация этих
данных в единой карте. Поэтому
главный вопрос — это для чего осуще-
ствляется то или иное районирование.
Например, районирование в главе
СНиП П-Л.-71* «Жилые здания»
проведено в основном для решения
некоторых типологических вопросов
162
Рис. 136. Природно-климатическое районирование территории СССР
Рис. 137. Климатическое районирование СССР <no М. М. Будыко)
163
Рис. 138. Зонирование территории СССР по средней семпературе июля (по К. А. Биркая)
/ — 10' С; 2 — IU—|8’С, 3 1Я—2ГГ; 4—21 "С
жилища и учитывает лишь темпера-
турный и частично ветровой и влаж-
ностный режимы. При этом данные
о последних не несут почти никакой
информации для проектирования.
Теплотехники и специалисты по отоп-
лению и вентиляции предусматривают
свое районирование по этим факторам.
И вовсе не могут быть оценены по
этой карте многопараметрические ус-
ловия инсоляции и солнцезащнты,
определяемые ультрафиолетовой, ви-
димой и тепловой солнечной радиа-
цией.
Отсутствие последней в системе
типологического районирования сос-
тавляет основной ее недостаток
и является причиной противоречий,
отмечаемых в той же работе
К. А. Биркая 184].
В этой работе заложены прогрес-
сивные элементы комплексного подхо-
да к климатическому районированию,
для которого ее автор подчеркивает оп-
ределяющее значение солнечной радиа-
ции. Однако механическое объедине-
ние в одной карте (см. рис. 138) раз-
личных и, в то же время, далеко не
всех параметров климата убеждает в
нецелесообразности такого решения.
Комплексные климатические характе-
ристики, приводимые в развитие кар-
ты, носят случайный характер: темпе-
ратура для всей территории СССР
приводится только для июля, суммар-
ная радиация в Вт/м2 представлена
значениями от 76 до 108, радиацион-
ный баланс — от 20 до 48, УФ-ради-
ация — общими фразами, инсоля-
ция — словами о связи с «линиями
теней», вместо КЕО указвн светокли-
матический коэффициент «т», а цирку-
ляция атмосферы представлена «се-
верной», «центральной» и «южной».
Такие характеристики климатических
зон нашей страны, к сожвлению, труд-
но 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
Рис. 139- Зоны ресурсов УФ радиации па 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: лесо-
1ундра — Г зона солнечного дефицита,
леса и тайга — II зона умеренного
солнечного дефицита, лесостепь — Ш
зона комфорта, степи — IV зона
умеренного солнечного переоблуче-
ния и пустыня — V зона гиперинсо-
ляции. Такое число зон и их назва-
ния отвечают также светоклимати-
ческому зонироввнию и современным
результатам исследований [5], [114].
Эта классификация сопоставима с
районированием, предложенным
В. А. Белинским (рис. 139).
Как и везде, горные районы выде-
ляются в самостоятельную категорию.
В работе К. А. Биркая обойден вопрос
о дальнейшем совершенствовании
типологического районирования.
<< УФ «геЫшучеиюстк
В этих предложениях районирование
территории СССР для проектирования
жилища (которым, кстати, в настоя-
щее время пользуются прн проектиро-
вании зданий любого назначения, так
как иного типологического райониро-
вания не существует) выгодно отлича-
ется от действующего тем, что отме-
ченный в начале этой главы основной
недостаток в нем заметно восполнен.
В новой карте климатических райо-
нов учитывается характер светового
климата местности. Однако специфика
распределения ресурсов солнечной ра-
диации и в этих предложениях еще
не выявлена.
Итак, важным и общим фактором
для строительно-климатического зо-
нирования является солнечная радиа-
ция, которая определяет все другие
параметры климата. Не случайно поэ-
тому ряд отечественных и зарубежных
ученых выделяет этот фактор в ка-
честве главного критерия для зониро-
вания территории [33, 64, 183, 186|
(рис. 140—142).
Однако до последнего времени ие
165
Рис. 140. Районирование территории США по процентному распределению солнечной радиации
было работ по учету для этих целей
ультрафиолетовой радиации солнца,
которая, как показали работы совет-
ских и зарубежных ученых,— важ-
нейшая для существования всего жи-
вого на земле. Недостаточность
ультрафиолета для человека приводит
к развитию патологических явлений,
названных «световым голоданием ор-
танизма» или «ультрафиолетовой не-
достаточностью» [62, 70]. Эта «не-
достаточность» проявляется прежде
всего в форме авитаминоза, который
сопровождается нарушением фосфор-
но-калыщевого обмена и процессом
обызвествления костной ткани (рахи-
том). Наблюдается также ослабление
защитных сил организма, его пред-
расположенность ко многим заболева-
ниям. С другой стороны, УФ-переоб-
л у ценность также приводит к тяжелым
последствиям.
Часто приходится встречаться с
утверждениями, что в северных
районах интенсивность УФ-радиации
велика, вследствие высокой прозрач-
ности атмосферы [3J. Но суммарная
УФ-радиация мало зависит от нее,
особенно биологически активная об-
ласть В (/.<320 нм), которая погло-
щается 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 по-
является позднее. В. А. Белинский
отмечает еще один, по его словам,
предрассудок, бытующий среди врачей,
которые утверждают, что утром и
вечером много естественной УФ-ра-
диации. Это противоречит данным из-
мерений и расчетов. Наибольшие
потери УФ-радиации связаны с об-
лачностью. Даже в дни с переменной
облачностью (3—7 баллов) потери
прямой УФ-радиации составляют
50%, а суммарной — 20%, при облач-
ности 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 поль-
зоваться эффективной единицей изме-
рения, выраженной в эрах (эр) подоб-
но люксам (лк) в оценке освещен-
ности '.
Это послужило В. А, Белинскому
1 эр представляет излучение в один Ватт
монохроматического потока с длиной волны
297 нм, характеризуемое максимальной эри-

166
Рис. 141 Районирование территории Велико-
британии по распределению прихода сплнечпиц
радиации в Вт/м* и в МДж/м за год
территории
ного сияния за |\}д в часах
Рис. 142 Районирование
Швеции
по распределению продолжительности солнеч-
основой построения радиационной мо-
дели атмосферы, по которой рассчи-
таны значения эритемной радиации
областей В, А и В-|-А и с помощью
данных актинометрической сети ме-
теостанций рассчитаны прямая, рас-
сеяния и суммарная радиации для
100 пунктов СССР. На основании
проведенных расчетов были построены
карты распределения суточных, месяч-
ных и годовых сумм эритемной
радиации на территории страны [32].
Однако нвс интересуют больше
годовые и сезонные суммы радиации,
так как они соответствуют естествен-
ным биологическим ритмам жизни на
земле и резким различиям состояния
облачности и подстилающих поверх-
ностей по сезонам года. Летом вль-
бедо большинства земных поверхнос-
тей в УФ-области составляет 2—3%,
а в интегральном потоке 20—40%.
И лишь зимой снег практически
одинаково отражает видимую УФ-об-
ласть спектра (80—90%), что хорошо
известно полярникам и альпинистам,
вследствие интенсивной эритемы,
образующейся на нижней части подбо-
родка, и по болезни глаз («снежной
слепоты»).
Годовые суммы нас интересуют
еще по одной причине, имеющей, по-
жалуй, наибольшее значение для зо-
нирования территорий; даже в преде-
лах южных районов подстилающие
поверхности настолько резко меняют
свою способность отражения солнеч-
ной радиации (например, в пустынях
Средней Азии и влажных субтропи-
ках Закавказья), что простое широт-
ное зонирование, предложенное
В. А. Белинским (см. рис. 139),
не может удовлетворить строителей.
В этом смысле мы считаем необхо-
димым уточнить районироввние с
помощью данных о вероятности
167
солнечного сияния по многолетним
данным гидрометеослужбы.
Важно, определить, что же являет-
ся решающим для обеспечения
высокого качества строительства в
каждой климатической зоне, в табл.
39 мы попытались привести опреде-
ления по основным показателям ка-
чества строительства и те категории,
которые для данной климатической
зоны действительно являются реша-
ющими, Все эти категории взаимо-
связаны и зависят от солнечной ра-
диации. Такой подход должен обус-
ловить 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 опреде-
лится в дальнейшем конкретными
потребностями проектирования и нор-
мирования в строительстве.
В рассматриваемом оптическом
спектре солнечной радиации представ-
ляют интерес следующие ее парамет-
ры:
а) для обеспечения инсоляции —
годовая биологическая эффективная
радиация, которая в первом прибли-
жении может быть выражена в
Вт/см2, так как в этих единицах
имеются данные гидрометеослужбы с
учетом облачности;1
б) для защиты от гипернисоля-
ции — продолжительность периодов с
температурой наружного воздуха
Таблица 35. Основные показатели качества архитектуры v различных климатических зонах
строите п игра комфорта гипс^и№«яцаи
1 Комфортность среды Надежность конструкций и материалов Выразительность простран- ства и форм и специфика ар- хитектурного образа Экономичность проектных решений Обеспечение инсоля- ции в течение светло- го времени года, хла- до-, влаго-, ветре-, снего- и светозащита Благо- и хладостой- кость Восполнение дефици- та «солнечности» Теплопотери и плот- ность застройки Обеспечение инсоля- ции в течение 10 ме- сяцев, хладо- и вла- гозащита Влагостойкость Пластика стены Плотность застройки и теплопотери Обеспечение инсоля- ции н течение 6 месяцев Тепло- и влагозащита Тепло- и светостой- кость Пластика светопрое- Плотность вастройки, ее самозатепяемость и использование инсо- ляция для обогрева зданий
Таким образом, можно сделать вы-
вод о том, что не следует стремить-
ся к единому климатическому зони-
рованию, снабдив его максимальным
количеством природных факторов.
Комплексный подход не означает
просто суммацию этих факторов. Поэ-
тому зонирование должно быть диф-
ференцировано в зависимости от кон-
кретной цели картниы распределения
климатического фактора и ее исполь-
зования в строительстве.
В целом, архитектурно-климати-
ческое зонирование территорий долж-
4^21° С за год:
в) для нормирования освещеннос-
ти и выбора размеров светопроемов —
средняя вероятность солнечного сия-
ния за период светового дефицита
с октября по март.
Для зонирования территорий по
природным ресурсам инсоляции и пот-
ребностям архитектуры в солнцеза-
щитных средствах также предложена
В дальнейшем ли ед,
мегаджоулях (МДж/м1)
международной системой единиц.
соответствии
168
пятизонная система, которая оказа-
лась вполне удовлетворительной для
этих целей. Оиа согласуется со свето-
климатическим зонированием, уточня-
ет (при учете облачности) зониро-
вание по УФ-радиации, отвечает
температурно-влажностным показа-
телям климата и способствует архи-
тектурно-типологическому различию
проектных решений в соответствии
с опытом строительства.
На рис. 143 показано зонирование
территории СССР по реальным ресур-
сам годовой суммарной солнечной
радиации в Вт/'см2 и в МДж/м2 для
дифференциации требований по инсо-
ляции, основанных в этой работе на
годовых количествах биологически
эффективной радиации, поступающей
в застройку. Совмещать это зониро-
вание с какой-либо другой картой
нецелесообразно. Материалом для это-
го зонирования послужили многолет-
ние данные гидрометслужбы (26].
Сравнение зонирования с картой
В. А. Белинского показывает их прин-
ципиальную сходимость.
Выявленное для всех географи-
ческих районов среднегодовое коли-
чество биологически эффективной сол-
нечной радиации может быть обеспе-
чено 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 низ-
кие поступления солнечной радиации в
застройку, обеспечить этот минимум
невозможно при реальных разрывах
между зданиями. Это было учтено
в СН 1180-74, но учтено механи-
чески (расчетный период был пере-
несен с марта — сентября на ап-
рель — август). Это привело к тому,
что на широте Ленинграда (60е с. ш.)
и выше разрывы между зданиями ста-
ли недопустимо малы (до 1,2 Н), а
продолжительность инсоляции жили-
ща при широтной ориентации была
сведена к нулю.
Расчеты показали, что если в этой
зоне к выявленному углу наклона
расчетной плоскости секторов инсоля-
169
ции (G) применить коэффициент
/£=1,1, то это обеспечит большие
разрывы между здвниями и увеличит
поступления солнечной радиации при-
мерно на 20—30% по сравнению с
действующими санитарными нормами.
На юге, наоборот, нет необходи-
мости требовать обеспечения норми-
руемых CH 1180-74 разрывов между
зданиями в связи с резко выражен-
ными условиями гиперинсоляции и
УФ-переоблучения. Поэтому в этих
зонах целесообразно применять
коэффициент /£=1,2.
6.2. ЗОНИРОВАНИЕ
ТЕРРИТОРИИ СССР
ПО ПОТРЕБНОСТЯМ
В СОЛНПЕЗАШИТЕ
Исходя из главного назначения
СЗС установлено, что в соответствии
с теплотехническими нормами [61
необходимость в защите от перегрева
возникает при продолжительности пе-
риода с температурой наружного
воздуха г„>21° С за год более 20 дней
(рис. 144).
Анализ многолетних данных по
этому показателю [261 позволил вы-
делить первую зону (по территории
более половины всей страны), где
средства защиты от перегрева приме-
нять нет необходимости. Это поло-
жение имеет большое экономическое
и архитектурно-художественное зна-
чение.
В современной практике проекти-
рования и строительства заметно
проявляется тенденция к повсемест-
ному применению наружных солнце-
защитных устройств (СЗУ), предназ-
наченных для борьбы с перегревом.
Этот наиболее дорогой вид солнце-
защиты является элементом, харак-
терным для архитектуры южных
районов, где они оправданы в функ-
циональном, эстетическом и экономя
ческом отношении. Применение же их
в таких городах, как Москва, Ленин-
град и т. п., а тем более, в Заполярье
бессмысленно. Затраты на солнцеза-
щиту объектов, построенных по проек-
там автора в тропических районах,
где они объективно необходимы,
доходят до 4% всей стоимости строи-
тельства.
Одной из основных причин беспо-
лезного применения наружной солнце-
защиты в тех районах, где она не
требуется, является отсутствие в
СНиПе соответствующего строитель-
но-климатического районирования.
С другой стороны, в северной клима-
тической зоне, как показали иссле-
дования, 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 лу-
чей, глубоко проникающих в поме-
щения. Поэтому здесь первостепенное
значение приобретает светозащита
(светорегулируемые светозащитные
устройства, перераспределяющие све-
товой поток в глубину помещений).
Однако светозащита выполняется толь-
ко с внутренней стороны светопроема,
что делает ее нвнболее простой и деше-
вой.
Вторая зона выделяет районы,
где указвнный теплый период продол-
жается 20—40 дней в году. Практика
строительства и эксплуатации зданий
свидетельствует, что при таком режи-
ме возникает необходимость зашиты
от перегрева в помещениях, функцио-
нирующих в этот период. На карте
не случайно к этой зоне отнесен
район, включающий Якутск. В школах
этого города отмечается системати-
ческий перегрев учащихся в теплый
период года.
В Москве (расположенной в этой
же зоне) проведены комплексные
исследования светового и теплового
режимов, в здании института Гидро-
проект [1251- Как уже отмечалось
в последние десятилетия в строитель-
стве вновь возродилась так назы-
ваемая «стекломания», которая рас-
пространилась на здания любого
назначения, даже с малой площадью
и глубиной помещений (4—5 м). Не
говоря уже о явно неэкономичном
планировочном и конструктивном ре-
по
Рис. 144. Зонирование герригории СССР для выбора солнцезащитных средств пи продолжитсль
носта периода с температурой наружного воздуха <„\=2Г‘С за год
/ — 20 дней; 2 — 20 —40 диен; J — 41—60 дней; 4 — 61—100 дней; 5— 100 дней
тении таких здвний, можно констати-
ровать, что в них наблюдается резкий
тепловой и световой дискомфорт —
перегрев и слепимость летом и еще
большая слепимость и переохлаж-
дение зимой за счет больших тепло-
потерь. Если же такие здания обору-
дованы системами кондиционирования
воздуха или радиационного охлажде-
ния (отопления), то они работают
с большой перегрузкой, при которой
резко возрастают эксплуатационные
расходы [63, 221[.
Чрезмерные площади остекления
не только не обеспечивают световой
комфорт, но, напротив, ствновятся
источником дискомфортного распреде-
ления яркости в поле зрения даже
при ориентации светопроема на север-
ные азимуты. При значительных
секторах обозрения из интерьера
внешней среды в поле зрения попа-
дают 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 свето-
проема 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 про-
должительность инсоляции помещений
и глубина проникновения солнечных
лучей на уровне рабочих поверхно-
стей. В табл. 41 показано распределе-
ние освещенности и яркости основных
поверхностей в поле зрения работа-
ющих, многократно измеренных люкс-
метром 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 проектировщи-
ки даже летом, в полдень, при ясном
171
Таблица 40. Условия инсоляции помещений в здании Гидоопроекта
фасадов Лето <22 елейна. м Веска (22 карта)
ВЮЕ ююз зез сев С восхода до 13 ч 15 мин С 9 ч 10 мин до захода солнца С 13 ч 15 мин до захода солн- С восхода до 9 ч 10 мин 2 9 2 С восхода до 13 ч 45 мин С 8 ч 10 мин до захода солнца С 13 ч 45 мин до захода солн- ца С восхода до 8 ч 10 мин 8 10 3 С восхода до 14 ч 10 мин С восхода до захода солнца С 14 ч 10 мин до захода солн- ца 11 15,5 15
Таблица 4L Показатели светового режима в помещениях здания Гидропроекта
Наименование певеранпегсй Освещенное гь Яркость. кД7с*г Контра, пнхть
Калька на ватмане в солнечном блике 2800 6530 0.9S
То же, в глубине помещения 1250 290 0,79
Боковая стена (середина, на высоте 1445 31)0 0,89
Сипа против окна (середина, на висите 1,5 м) 1608 320 -
Окно - 4400
небе работают при включенном искус-
ственном освещении (искусственный
свет сближает дискомфортный разрыв
между уровнями яркостей светопрое-
мов и основных поверхностей интерь-
ера). Это явление автору приходилось
наблюдать и во многих других зда-
ниях (даже в Средней Азии).
При зашторивании светопроемов
качество световой среды относительно
улучшается, однако яркость штор из
тонкой белой ткани, освещенных солн-
цем, остается чрезмерно высокой (до
2500 кД/м2). Шторы, установленные
с внутренней стороны остекления,
малоэффективны в теплотехническом
отношении.
В данной (II) климатической зоне
целесообразно применять межстеколь-
ные или внутренние СЗУ при интен-
сивной 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
172
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 требова-
ния по защите только от слепящего
действия солнца — на I климатиче-
скую зону.
Основные виды солнезащитных
средств и их сочетания следует приме-
нять в соответствии с этими зонами.
6.3. ЗОНА НА ТЕРРИТОРИИ СССР
С ПРЕОБЛАДАЮЩИМ ЯСНЫМ НЕБОМ
Многочисленными научными ис-
следованиями и практикой проектиро-
вания 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 исчерпываю-
ще показано в работах Н. Н. Каля-
гине, К. Е. Бабурина, Н. М. Гусева,
Рис. 145. Карта светового климата СССР (СНиП 11-4-79)
П. И. Хорошилова, Т. А. Глаголевой,
Б. А. Темчинв, Н. П. Никольской,
Н. Н. Киреева. Действующее в настоя-
щее время светоклиматическое зони-
рование территории СССР (рис. 145)
основано на данных многолетних из-
мерений солнечной радиации, переве-
денных с помощью светового эквива-
лента в единицы эффективной осве-
щенности (39):
—(6.31)
•де (V£ — годовое количество эффективной
освещенности; Еэф—Ig£.
Необходимость уточнения свето-
климатических коэффициентов (т)
по продолжительности использования
естественного света и критической
наружной освещенности (Бкр), при
которой в помещениях включается и
выключается искусственный свет,
потребовала определения среднего
за год суточного хода наружной го-
ризонтальной освещенности:
(6.32)
1де Tg — период использования естественного
света.
Это дало возможность определить
светоклиматические коэффициенты
т = , (6.33)
W4.
1де Л"р — среднее количество освещения и
Москве; — то же, в данном пункте страны
и коэффициенты солнечности климата
где Wfc'' — количество освещения в помещении,
находящемся в третьем светоклиматическом
поясе, IV Е — то же, в данном светокяимати-
ческом поясе.
Казалось бы, это зонирование,
основанное на данных о солнечной
радиации и предназначенное для рас-
четов и нормирования естественного
освещения, можно принять для диф-
ференциации требований по нисоля-
173
ции и солнцезащите, как это частич-
но и было сделано в главе СНиП
П-4-79 «Естественное и искусствен-
ное освещение». Однако более глубо-
кое рассмотрение этого вопроса
убеждает в неправомерности такого
решения.
Во-первых. действующее светокли-
матическое зонирование не отражает
природных ресурсов инсоляции, ре-
жима облачности и резких различий
в характеристиках подстилающих
поверхностей.
Во-вторых, это зонирование не
соответствует распределению ультра-
фиолетовой составляющей инсоляции,
которая имеет основное значение для
ее нормирования, и распределения
тепловой радиации, имеющего еще
более специфическую картину на тер-
ритории СССР.
В-третьих, выбор и нормирование
средств защиты от инсоляции (пере-
грева. слепимости и УФ-переоблучен-
ности) должны основываться на глав-
ном 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 от-
казаться от светоклиматического
зонирования для учета инсоляции
и солнцезащиты. Единственное, что
надо было бы уточнить в светоклима-
тической карте, это зону, где целесо-
образно 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 солнеч-
ности по СНиПу одинаково распрост-
раняются как на пустынные районы
Средней Азии, так и на алажные суб-
тропики, Украину и Закарпатье. Такое
зонирование не соответствует реаль-
ным ресурсам освещенности, солнеч-
ного сияния и различиям в подстила-
ющих поверхностях.
Между тем, рациональное реше-
ние этого вопроса имеет большое
гигиеническое, экономическое и эсте-
тическое значение.
При составлении карты светового
климата вероятность ясного неба учи-
тывалась 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 счи-
таться объективным для всей терри-
тории СССР. Исследования показа-
ли, 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 вероят-
ности солнечного сияния 50%. Одна-
ко и этот критерий еще не полностью
отражает специфику режима ясного
неба в этих районах.
Как видно на карте, этот район
охватывает юг Украины, весь Кавказ,
Среднюю Азию, Казахстан, юг Запад-
ной и Восточной Сибири и значитель-
ную часть Дальнего Востока.
Если проанализировать годовой
ход вероятности солнечного сияния,
то видно это резкое различие: макси-
мум вероятности — летом в европей-
ской 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. Куй-
бышев) и на Дальнем Востоке.
На обеих станциях средняя годо-
вая вероятность солнечного сияния
несколько выше 50%, но в г. Куй-
бышеве преобладание ясного неба
отмечается с апреля по сентябрь, т. е.
в период, когда независимо от раз-
мера светопроема проектировщик
обязвн предусмотреть солнцезащит-
ные устройстве; остальные шесть ме-
сяцев преобладает пасмурное небо,
причем в декабре вероятность сол-
нечного сияния уменьшается до 18%.
Если для этого района проводить
расчет освещенности в помещении
174
Рис. 146. Границы зоны со средней гоаовой вероятностью солнечного сияния более 50% (прямая
линия) и зоны с вероятностью солнечного сияния более 50% (пунктирная линия) за период
с октября по март
исходя из условий преобладания яс-
ного неба, то это приведет к сокра-
щению площади остекления и зани-
женным уровням освещенности в
осенне-зимний период. Обратная
картина наблюдается на Дальнем
Востоке: летом вероятность солнеч-
ного сияния около 40%, 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 пример-
но на одной широте.
Из таблицы следует, что при незна-
чительных различиях в вероятности
солнечного сияния в среднем за год
разница освещенности в декабре со-
ставляет 2,5—4,1 клк, что связано в
первую очередь с вероятностью сол-
нечного сияния в осенне-зимний пе-
риод.
В табл. 43 приведены подобные же
Таблица 42. Вероятность солнечного сияния
и освещенность на европейской территории СССР
। Натваиис яункга Вероятность «иже гною сияния Среднемесячная рассе-
октябрь — март осяещеяиость. «жабре.
! Европейская территория СССР, г Куй- бышев 51 31 6,7
Великп-Анад11ль (Донецкая об л.) 50 28
Дальний Восток, станция им. П. Оси- пенко 52 59 9,2
Хабаровск 56 64 11,1
175
Таблица 43. Вероятность солнечного сияния
и освещенность в южных районах СССР
Средн еме-

Название пунктом за период лудеинаи
АЛ ГОП октябрь
мврт кабре, клк
Ашхабад 67 51 13,3
Алма-Ата 60 52 13,8
Ташкент 69 51 12,1
Владивосток 54 61 10,9
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, происхо-
дит неоправданное сокращение пло-
щади остекления и занижение уров-
ней 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 действи-
тельных световых потокоа, поступаю-
щих в помещения от инсоляции в
условиях реальной застройки.
Таким образом, очевидно, что при
определении границ преобладания
ясного неба для нормирования и рас-
четов освещенности в помещениях с
учетом инсоляции следует исходить не
из средней годовой вероятности сол-
нечного сияния, а принимать за кри-
терий среднюю вероятность солнеч-
ного сияния за период с октября по
март. Это повысит надежность обеспе-
чения помещений требуемым количе-
ством освещения и упорядочит выбор
площади остекления светопроемов в
этих районах. Граница района с ве-
роятностью солнечного сияния свыше
50% за этот период нанесена на
рис. 147 пунктиром.
Следовательно, при нормировании
и расчетах естественного освещения
в этих районах целесообразно исхо-
дить из условий преобладающего яс-
ного неба, Если принять это положе-
ние, то можно значительно повысить
эффективность использования природ-
ных ресурсов световой энергии солнца
в строительстве.
Чтобы в этом убедиться, надо про-
вести сравнительные расчеты осве-
щенности помещения по СНиПу с
учетом вышеизложенного. Для этого
разработвн метод расчета освещенно-
сти при ясном небе и инсоляции за-
стройки, названный «методом солнеч-
ных меридианов».
Существует ряд методов, позво-
ляющих производить расчеты есте-
ственного освещения с учетом нерав-
номерности распределения яркости
ясного неба. Например, так называе-
мый «люмен-метод», распространен-
ный в США [198J, позволяющий учи-
тывать световые потоки, поступающие
в помещение от неба и земли; методы
Б. Кожина [1951 и Н. Н. Киреева
[117J, учитывающие прямую состав-
ляющую освещенности от ясного неба;
метод И. С. Суханова и X. Н. Нурет-
динова [67, 178], выраженный через
«показатель естественной освещенно-
сти» (пео) и др.
Однако важнейшими факторами,
которые необходимо учитывать в рас-
четах освещенности при ясном небе,
являются ориентация светопроемов по
сторонам горизонта и видимое движе-
ние солнца. Известные же методы по-
зволяют учесть яркость только того
участка небосвода, который виден из
расчетной точки помещения в данный
момент времени и при данном поло-
жении солнца на небосводе. Однако в
связи с видимым движением солнца в
течение дия яркость этого участка мо-
жет 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 «движе-
ния» солнца? Очевидно, чтобы при-
нять окончательное решение, необхо-
димо провести многочисленные расче-
ты при различном положении солнца
176
на небосводе. Иначе случайный ре-
зультат может привести проектиров-
щика к грубой ошибке.
Чтобы быть уверенным в том, что
расчетное значение минимальной
освещенности помещения будет обес-
печено в любой момент определенного
периода эксплуатации здания (напри-
мер, с 8 до 16 ч), необходимо про-
следить за ходом освещенности в за-
висимости от ориентации светопроема
и постоянно изменяющегося положе-
ния солнца на небосводе. Для этого
проведен сравнительный анализ све-
товой активности различных участков
небосвода.
На рис. 147 приведена обобщенная
диаграмма, по которой можно опре-
делить время обеспечения минималь-
ной освещенности от ясного неба при
различной ориентации светопроема
(прямой солнечный свет асегда дол-
жен оставаться в запасе, так как при
освещении им светопроема функцио-
нируют солнцезащитные устройства).
На рис. 148 показан трафик рас-
пределения относительных значений
коэффициентов qv, учитывающих не-
равномерную 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 рас-
пределение яркости, которое соответ-
ствует положению солнца на небосво-
де в 16 ч. Но в это время суток, как и
в 8 ч утра, солнце в дни весенне-осен-
него равноденствия 1 расположено на
высоте йо = 20°. Если же такое поло-
жение солнца над горизонтом харак-
терно для начала и конца эксплуата-
ции, 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 освещен-
ности. Следовательно, в расчет должен
1 Этот период наиболее представлен, так как
дважды повторяется в течение года; при
южной ориентации освещенность помещения
зимой максимальна, а летом — минимальна
[138]
и л 2 8ч Е=5750 10 ч Е=11000 12 ч. Е=15400 14". Е=41000 16ч Е=6750
1 1 1 Я ф Е 15.5 38,5 п 15.4 18,7 12 3 19,9 15.4 15,5 15 6
81,0 п 33,0 п 16,4 16,4 гп 14,9
38,5 п 57,0 п 21,5 О 19,0 13,5
и 15,5 33,0 п 27,0 П 33,0 п 15,6
13,5 19,0 21.5 57.0 п 36,5 п
3 149 154 15,4 33,0 П п
о 13,5 15.5 18,9 187 38,5
Рис. 147. Освещенность помещения от ясного
неба в лк
приниматься тот участок небосвода,
который в данном случае противопо-
ложен ориентации светопроема. При
южной ориентации светопроема в рас-
чет можно принимать тот участок не-
босвода, который вцден из помеще-
ния, так как его относительная яр-
кость в течение расчетного периода не
будет ниже исходной.
Подобный анализ проведен для
всех других случаев ориентации по-
мещений. В результате оказалось воз-
можным пользоваться при расчетах
только некоторыми меридианами, ха-
рактерными для определенных секто-
ров ориентации, так как различие от-
носительных яркостей участков небо-
свода в этих пределах по азимутам
(см. рис. 149) весьма незначительно
(расхождение в расчетах не превы-
шает 3—5%). Значительные же изме-
нения коэффициентов по меридиану
можно учитывать четырьмя расчетны-
ми графиками для районов, располо-
177
Рис. 148. Относительные значении коэффици-
ента яркости ясного неба (</,.) при й«=20 ’ и
соответствующей ориентации
женных в выявленной зоне с преобла-
дающим ясным небом (см. рис. 148).
При верхнем освещении через зенит-
ный или двухсторонний фонарь при-
нимается среднее значение дт, по двум
меридианам, соответствующим про-
тивоположной ориентации остекления.
Итак, как расчеты, так и измерения
освещенности при безоблачном небе,
практически целесообразно и доста-
точно проводить только для одного
конкретного положения солнца на
небосводе.
При таком упрощении отпадает не-
обходимость в многочисленных гра-
фиках и таблицах распределения не-
равномерной яркости ясного неба для
различных высот и азимутов солнца.
Таким образом, одна из основных
составляющих освещенности помеще-
ний при ясном небе — освещенность
от неба (£„):
еде наружная рассеянная освещенность,
равная 6750 лк при средней прозрачности ат-
мосферы 0,7, Лп — 20° и яркости неба в зените
L* = 2300 кд/м2; е — кео в помещении; до — ко-
эффициент неравномерной яркости неба.
Вторая составляющая — освещен-
ность от подстилающей поверхности
земли (£,,) — в отличие от обычных
условий облачного неба приобретает
при ясном небе большое значение
L179J.
Определение Еп теоретическим пу-
тем относительно сложно. Поэтому
подобно американскому «Люмен-мето-
ду» [198] предлагается эмпирическая
формула
= Е«а,е„.
где Ев — суммарная освещенность горизонталь-
ной поверхности земли, равная 250(1 лк при
тех же условиях; ц — коэффициент отраже-
ние плиты — 0,3; асфальт — 0,2; травяной по-
кров— 0,15). При благоустройстве территории,
включающем различные виды покрытий, ко-
эффициент принимается средневзвешенным.
Исследованиями [2181 показано, что в расчет
следует принимать участки территории, распо-
ложенные на расстоянии от 3 до 25 м от фаса-
да здания; е„ — доля светового потока от по-
верхности земли с учетом многократных отра-
жений. Определяется по графикам на рис. 149,
составленным для наиболее распространенных
пропорций помещений.
Значения еп были получены с по-
мощью следующею эксперимента.
В связи с тем, что ни в натурных, нн
в лабораторных условиях 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 но-
гами» (рис. 150). Поверхность искус-
ственной земли была покрыта черным
материалом. Так называемая «ошибка
горизонта» устранялась соответствую-
щим наклоном модели таким образом,
чтобы плоскость приемной части фо-
тоэлемента в помещении совпадала с
178
линией горизонта. Таким образом,
роль земли в эксперименте выполнял
небосвод (с условным коэффициентом
отражения, равным единице). Измере-
ния проводились с помощью микрофо-
тометра МФ-4 в трех точках по харак-
терному разрезу помещения: мини-
мальной, средней и максимальной.
Полученные значения еп достаточно
умножить на соответствующий коэффи-
циент отражения земли, чтобы полу-
чить искомую долю светового потока.
Важнейшим обстоятельством при
учете света, отраженного от участка
земли, являются условия его инсоля-
ции. В городской застройке участок
перед зданием может быть преимуще-
ственно освещен солнцем или затенен.
Формула (6.36) предусматривает слу-
чай инсолируемого участка. При зате-
нении территории вместо суммарной
освещенности следует принимать рас-
сеянную (Ер):
= Efi«ew
гае о., и сп — те же, что и в формуле (6.36).
В табл. 44 показано, при какой
ориентации здания целесообразно
принимать суммарную или рассеянную
освещенность (£д или £р). В этой таб-
лице показано также, когда следует
принимать в расчет свет, отраженный
от инсолируемых фасадов окружаю-
щих зданий застройки. Эту составляю-
щую (£ф) можно учитывать только в
тех случаях, когда есть уверенность
в том, что при данной ориентации зда-
ние будет инсолироваться со стороны
северной четверти горизонта.
Рис. 149. Значения коэффициентов <?п, учиты-
вающих свет, отраженный ст земли
Рис. >50. Схема установки модели под искус-
чае будет гарантирован запас освещен-
ности. Во всех остальных случаях про-
тивостоящее здание учитывается как
затеняющий фактор.
Составляющая освещенности све-
том, отраженным от инсолируемого
фасада
(6.38)
мого противостоящим зданием; L'£ — средняя
яркости фасада противостоящего здания,
определяется по формуле
(6.39)
В этих случаях яркость фасадов
может быть не менее, а часто более
яркости ясного неба. Следовательно,
если при ясном небе и противостоя-
щем здании вовсе не учитывать его
затеняющее действие, то и в этом слу-
де — освещенность фасада при ho 20°;
о. — средневзвешенный коэффициент отраже-
ния окон и простенков, принимаемый по
СНиПу.
179
Последняя составляющая (Eu),
учитывающая многократные отраже-
ния света в помещении, определяется
по известному методу, вошедшему в
СНиП (для точки в глубине помеще-
ния). Для получения значений отра-
женной составляющей (Ео) при ясном
небе для других точек по характерно-
му разрезу помещения нужно учиты-
вать, что по сравнению с облачным
небом при инсоляции застройки
распределение отраженного света зна-
чительно более равномерно (138].
В этом случае:
£Ь (посредине помещения) ci £О иии (6.40)
£ о (вблизи окна) = Q £<,_„„„, (6.41)
де с, и с2 — коэффициенты, учитывающие
неравномерное распределение отраженного све-
та по помещению при ясном небе в зависи-
мости пт наличия и вида солнцезащитных
устройств (СЗУ), принимаются по твбл. 45
измерений показало их сходимость в
пределах 10—15%) (148].
Рассчитаем минимальную освещен-
ность помещений шириной 9 м, глуби-
ной 6 м и высотой 3,3 м от пола до
потолка. Светопроем ленточный,
то = 0,45. Средневзвешенный коэффи-
циент отражения территории перед
зданием рп = 0,2, а поверхностей в
помещении q = 0,5. Ориентация све-
топроема — север (г. Ашхабад):
по СНиПу еи = е aqtbr = 23-0,7-0.45 X
X 2,4 =- 1.65.-
по предлагаемому методу е„ — =
= 2,3-1,8-0,45-2,4 = 4,4.
Такое различие результатов стано-
вится понятным, если иметь в виду, по
меньшей мере, два фактора:
1. Метод расчета кео по СНиПу
учитывает только облачное небо, рас-
Таблица 45. Коэффициенты <-| и с? неравномерности распределения отраженного света
по помещению
помете шш Ьез СЗУ При СЗУ
’of7=30' («X 1X0.81

Посредине с. 1 Л 1,4 1,5 1,6 1,3 1,3
Вблизи окна а 2.1 2.1 3 2 2,1
Итак, расчет естественного осве-
щения при ясном небе можно произ-
водить по формуле
£„ = (£„ 4- Е„ + £ф -I- ЕДъ (6.42)
или чтобы иметь возможность срав-
нить расчеты по СНиПу и с учетом
вышеизложенного на примере состав-
ляющей от неба (геометрического
кео),
г, = еЛотог- (6.43)
Нормирование и расчет естествен-
ного освещения в условиях инсоляции
застройки при ясном небе значительно
увеличат эффективность использо-
вания природных ресурсов солнечной
энергии в южных районах.
В этом можно убедиться, если про-
вести сравнительный расчет по СНиПу
и по предлагаемому методу, который
был проверен в натурных условиях
(сопоставление результатов расчетов и
пределение яркости которого по мери-
диану имеет противоположный харак-
тер по сравнению с ясным небом;
2. Коэффициент С имеет отноше-
ние только к определению нормируе-
мого кео и поэтому не может быть
учтен при расчете фактической осве-
щенности в конкретном помещении:
в формуле (2) главы СНиПа он отсут-
ствует.
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 нормиро-
вание естественного освещения с
учетом солнечности климата основы-
валось на работах, в которых оценка
180
природного светового режима произ-
водилась с помощью различного рода
усреднений годовых количеств осве-
щения [116, 137], что, естественно,
вуалировало важнейшие особенности
светового климата на территории
СССР. Коэффициент солнечности
С, определяемый по формуле (7),
практически означает, что «солнеч-
ность» в помещении, ориентированном
на север, почти одинакова в it. Архан-
гельске, Москве и Ашхабаде (116].
В работе [137] были сделаны попыт-
ки преодолеть этот парадокс, но так
как при этом принимались среднего-
довые суммы освещения, получилось,
например, что «среднегодовой уровень
эффективной освещенности» соста-
вил для гг. Москвы — 3936 лк, для
Ташкента — 3997, а после потенциро-
вания приведенная освещенность для
Москвы — 8600 лк, для Ташкента —
9930 лк. Последние значения и приве-
ли авторов к определению разницы
в природном освещении горизонтвль-
ной поверхности в условиях гг. Моск-
вы и Ташкента:
8600
- к» -
Этот коэффициент хотя и цает
возможность учесть «солнечность»
климата в южных районах, но практи-
чески укладывается в пределы точно-
сти 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 получа-
лось по нормам. Это противоречит как
требованиям защиты зданий от пере-
грева и светового дискомфорта, так и
многовековой практике строительства
в районах с жарким и сухим клима-
том.
Если светоклиматический коэффи-
циент «т», объективно отражает осо-
бенности светового климата для райо-
нов, где освещенность логично норми-
ровать исходя из количества осве-
щения за период его использования,
то в районах с преобладанием солнеч-
ного сияния в период с октября по
март (см. рис. 146, пунктир) можно
и необходимо этот коэффициент умно-
жать на показатель «солнечности»,
характерный для этих районов.
Сравнивая при прочих равных
условиях количество освещения в пе-
риод «светового дефицита» (т. е. с ок-
тября по март) в Москве и городах,
расположенных в выявленной нами
«солнечной зоне», можно получить по-
казатель, объективно учитывающий
эти особенности.
Для большей надежности сравним
среднемесячную полуденную осве-
щенность в декабре для Донецкой об-
ласти и Дальнего Востока (в Средней
Азин прирост освещенности оставим в
запасе):
7000 Л*7С
""-мой-0-75-
Охарактеризовав северную ориен-
тацию помещения условно квк «худ-
шую», примем для нее коэффициент,
равный 1.
Многочисленными исследования-
ми установлено значительное влияние
ориентации светопроемов на осве-
щенность помещений. В табл. 46 при-
ведены коэффициенты, учитывающие
прирост освещенности в зависимости
от ориентации светопроемов, полу-
Таблица 46. Коэффявюггы ориентации светопроемов по данным различных авторов
Ориснгинин При облачном небе При ясном небе
г, Н М Гучсв беогЙ ' Р|9дойьо Н ('&- X Н Нурет- Н 11 Корее,,

СВ и СЗ 0,95 0,91 0,91 0,9 0,81 0,9 I
В И 3 — 0,71 0.7 0,75 0,62 0,78 0,7
ЮВ и ЮЗ 0,87 0,83 0,65 0,7 0,54 0,73 —
ю 0,83 0.77 0,6 0,6 0,46 0.62 0,75
181
ценные отечественными и зарубеж-
ными исследователями.
Если для районов с преобладанием
облачного неба правомерно принять
для северной ориентации коэффици-
ент солнечности за 1, то для районов
с подавляющим преобладанием ясного
неба это нецелесообразно.
По табл. 46 видно, что почти у всех
авторов коэффициенты ориентации из-
меняются согласно единой закономер-
ности понижения значений к югу
(исключение составляют данные
Н. Н. Киреева). Следует отметить при
этом, что данные Б. В. Вейнберга,
Р. Доньо и X. Н. Нуретдинова получе-
ны расчетным путем без учета отра-
женного солнечного света в отличие
от данных автора.
Обобщение вышесказанного позво-
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 ко-
эффициентов солнечности С для выде-
ленных районов будут: С — 0,75,
СВ-СЗ — 0,66; В-3 и ЮВ-ЮЗ — 0,53;
Ю — 0,43 (естественно, что при солн-
цезащитных устройствах размеры све-
топроемов должны быть скорректиро-
ваны) .
На этой основе можно рекомендо-
вать соответствующие значения коэф-
фициентов солнечности С (табл.
47) ’.
Таблица 47. Значения коэффициентов сол-
нечности С
Вил осисшения по рис 147)
Боковое: при ориентации и пределах 0,75
Сектора от ЮЗ до ЮВ (по ча- совой стрелке) при ориентации в пределах 0,5
сектора от ЮВ до ЮЗ Верхнее: зенитные фонари 0,5
шеды 0,75
Укрупнение секторов ориентации
объясняется тем, что нельзя учиты-
предложения были
частично учтены
новой
редакции СНиП 11-4-79 «Естествен
ное и искусственное освещение».
вать прирост освещенности при одно-
сторонней ориентации на запад или
восток, так как этот прирост возмо-
жен только в какую-либо одну поло-
вину дня.
Если определить необходимую пло-
щадь светопроемов согласно СНиПу
с учетом вышеизложенного, то можно
убедиться в целесообразности послед-
него:
по СНиПу
>5,2%
(6.44J
по предлагаемому методу
5« <&?>)„ 1,5-0,8-0,75-14
5„ “ тйГ| — 0,45-2,4 — ’ 6'
(6.45)
Таким образом, площадь светопрое-
мов зданий в «солнечных» районах на-
шей 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 показы-
вают, что если по всей стране площадь
остекления строящихся зданий со-
ставляет 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, бо-
лее 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 пе-
регрев, снизить расходы на солнцеза-
щитные средства, охлаждение и вен-
тиляцию зданий, перейти на более
182
свободную их планировку, увеличить
их ширину и повысить их комфорт-
ность.
Предложенное дифференцирован-
ное зонирование территорий названо
нами «гелиоклиматическим», так так
отражает основные требования к
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
строительству, определяемые инсоля-
цией.
Автор надеется, что эти предложе-
ния помогут преодолеть известную
типологическую монотонность в гра-
достроительных и объемно-планиро-
вочных решениях.
Изложенные в книге комплексные
методы оценки эффективности инсо-
ляции и солнцезащнты при архитек-
турном проектировании представляют
научную основу для оптимизации па-
раметров световой среды застройки с
учетом физико-технических, социоло-
го-экономических и эстетических фак-
торов при обеспечении нормируемых
санитарно-гигиеннчески х требований
и комфортных условий в городах и
зданиях.
Применение разработанных прин-
ципов ^т^рывает возможность упоря-
дочения застройки жилых микро-
районов и рационального повышения
ее плотности при сохранении необ-
ходимых гигиенических качеств жили-
ща, более широкого применения
экономичных домов меридионально-
го типа и выразительных сочетаний
башенной застройки с протяженными
зданиями. Это позволяет значительно
сократить капитальные затраты и экс-
плуатационные расходы в массовом
строительстве, экономить городские
территории при увеличении ежегод-
ного выхода жилой площади.
Проведенные исследования позво-
лили предложить усовершенствован-
ные методы проектирования и испы-
таний солнцезащитных средств, ко-
торые в свою очередь обеспечивают
повышение комфортности световой
среды и микроклимата в зданиях и
на территориях застройки, произво-
дительности труда в производствен-
ных помещениях, снижение зритель-
ного и общего утомления работаю-
щих.
Выявленные закономерности по-
ступления солнечной радиации в по-
мещения и ее снижения от экрани-
рующего воздействия застройки позво-
лили определить средний минимум
эффективной солнечной радиации
(эритемной, бактерицидной и види-
мой), которая должна поступать в
помещение в летнюю половину года
для гигиенически необходимого об-
щеоздоровительного, санирующего и
психологического воздействия на
человека и окружающую его среду.
В результате оказалось возможным
предложить нормативные допущения
по снижению., । продолжительности
инсоляции помещений до 2,5—2 ч в
зависимости от ориентации зданий и
их планировочного решения, что при-
вело к сокращению разрывов между
зданиями меридиональной ориентации
-гз—4Н до 2—2,5Н.
Как'показали проведенные впервые
совместные биолого-светотехниче-
ские натурные эксперименты, инсоля-
ция помещений через двойное остек-
ление за 2—2,5 ч приводит к 100%-
ной инактивации бактерий при накоп-
лении доз УФ и видимой радиации,
равных соответственно 1,5 и 6 мбактХ
Хч/м2. Эти исследования позволили
расширить представления о значимо-
сти санирующего эффекта солнечной
радиации, проникающей в помещения
через светопроемы с даойным остек-
лением по сравнению с зарубежными
данными.
Облучение поверхностей и про-
странства помещений имеет сложный,
многопараметрический и нестацио-
нарный характер, который недостаточ-
но определять одним показателем,
продолжительности инсоляции вне
зависимости от ориентации зданий.
183
Фактически, облучение элементов по-
верхностей и пространства помеще-
ний в зависимости от условий экра-
нирования прерывисто. Требование
непрерывности инсоляции не опреде-
ляет инактивацию бактерий в поме-
щении, приводит к завышению раз-
рывов между зданиями и ограничивает
градостроительную маневренность
при проектировании.
Проведенные впервые в различных
климатических районак СССР со-
циолого-архитектурные исследования,
направленные на определение пред-
почтительных условий инсоляции, по-
казали, что наиболее целесообраз-
на для жилища —"суммарная инсо-
ляция продолжительностью 2—4 ч.
В северных районах предпочитается
вечерняя инсоляция, а.в центральных
и, южных—утренний. Эти выводы
согласуются с результатами иссле-
дований, в том числе зарубежных
ученых.
Разработанные в результате ис-
следований предложения по норма-
тивным требованиям к инсоляции
застройки соответствуют современным
биофизическим представлениям об
общеоздоровительном и санирующем
воздействии солнца на человека и сре-
ду. Эти предложения с учетом требо-
ваний к естественному освещению по-
мещения явились научной основой
новых норм инсоляции застройки,
утвержденных Госстроем СССР и
Минздравом СССР 6 марта 1981 г.
В развитие этих предложений раз-
работай архитектурный метод расчета
нормативной величины инсоляции,
который, по мнению автора, целесо-
образно стандартизировать и исполь-
зовать для дальнейшего совершенст-
вования норм проектирования.
Апробация предложений по норми-
рованию инсоляции в реальном про-
ектировании (НИИПИ генплана
Москвы и ЛенНИИпроекта) показала,
что их применение не вызывает за-
труднений у проектировщиков. До-
стигнуто уплотнение застройки на
8-10%.
Разработанные новые методики
светотехнических исследований на
основе применения оригинальных экс-
периментальных установок (инсолятор
с движущимся солнцем, гелиоклимат-
рон и др.) развивают технику экспе-
римента и открывают новые возмож-
ности для творческого метода совре-
менного архитектора.
Инсолятор обеспечивает многова-
рнантную передвижку моделей за-
стройки, установленной на горизон-
тальной поверхности «земли» и позво-
ляет изменять высоту и азимут солн-
ца. Это дает возможность опера-
тивно находить рациональные архи-
тектурно-планировочные и простран-
ственные композиционные решения
при наглядной их проверке на круп-
ных макетах. «Гелиоклиматрон» до-
пускает крупномасштабное моделиро-
вание естественного освещения поме-
щений и открывает возможность
введения наблюдателя в лаборатор-
ный эксперимент под искусственным
полусферическим небом с широким
диапазоном автоматической настрой-
ки его яркости.
На основе разработанной класси-
фикации солнцезащитных средств и
методов их испытаний предложен
комплекс критериев оценки солпце-
защиты, учитывающий светотехни-
ческие, теплотехнические и эргоно-
мические требования, который позво-
ляет оптимизировать конструктивные
решения разнообразных солнцезащит-
ных устройств.
Предложенное гелиоклиматиче-
ское районирование территории СССР
с учетом ультрафиолетовой, видимой
и тепловой радиации солнца позволило
дифференцировать нормативные
требования к инсоляции и солнцеза-
щитным средствам, уточнить расчеты
освещенности помещений при инсоля-
ции застройки и скорректировать нор-
мативные значения коэффициента
солнечности для южных и дальневос-
точных районов.
Доказана выдвинутая автором ги-
потеза о том, что расчеты и измере-
ния освещенности при инсоляции за-
стройки практически целесообразно
и достаточно для практических целей
проводить только для одного конкрет-
но
ного положения солнца на небосводе.
При этом в расчет принимается уча-
сток небосвода, противоположный
ориентации светопроема, что гаранти-
рует необходимую освещенность в
течение времени эксплуатации поме
щения при минимвльной площади све-
тонроемов.
Проведенные технико-экономиче-
ские исследования разработанных
предложений показали их высокую
экономическую и социальную эффек-
тивность, так как они расширяют
возможности обоснованно выбирать
рациональные проектные решения,
свойственные данным климатиче-
ским условиям. Эти предложения
способствуют решению актуальной
проблемы формирования «северных»
и «южных» городов со специфиче-
скими архитектурными формами и
композиционными решениями-
Апробация разработанных предло-
жений по нормированию и проекти-
рованию инсоляции и солнцезащиты
в ведущих проектных организациях
страны показала, что их реализация
позволяет сократить расходы на жи-
лищное строительство в масштабах
страны на 1% в год без снижения
объема ввода жилых домов и значи-
тельно экономить ценные селитебные
территории.
Проблема инсоляции в архитек-
туре имеет важное народнохозяйст-
венное значение и должна быть по-
стоянной темой комплексных научных
исследований по плану важнейших
работ Госстроя, Минэлектротехпрома,
Минздрава, Минвуза и Госкокнтщро-
мета СССР.
Дальнейшее развитие этого важно-
го направления архитектурной науки
должно быть связано с решением сле-
дующих актувльных и еще мало-
исследованных и, в том числе дискус-
сионных вопросов'
переход на энергетическое дози-
рование естественной УФ. видимой и
ЦК солнечной радиации, поступаю-
щей в застройку в различных клима-
тических районах, и прямое норми-
рование ее на основе развития широ-
кой сети спектральных наблюдений
на всей территории СССР с помощью
полного парка измерительных прибо-
ров;
дальнейшая разработка системы
эффективных и унифицированных
единиц измерения солнечной радиации
и методов расчета ее доз с учетом
вероятностного годового хода облач-
ности;
статистическая оценка общеоздо-
ровительного воздействия инсоляции
на различные контингенты населения
с учетом антропогенных факторов,
оказывающих влияние на состояние
атмосферы в городах;
архитектурно-художественная роль
инсоляции и солнцезащиты в выра-
зительности застройки и интерьеров
и формировании городов будущего
в северных, нейтральных и южных
районах;
гелиотехнические и экономические
аспекты инсоляции и солнцезащиты в
архитектуре с учетом использования
энергии солнца для освещения и отоп-
ления зданий.
Некоторые направления пробле-
мы — энергетическое дозирование
солнечной радиации, поступающей в
застройку при реальных условиях об-
лачности, социолого-архитектурная
роль инсоляции и солнцезащиты в
формировании городов будущего и
гелиотехнические и экономические
аспекты инсоляции могут быть опре-
делены как новые перспективные на-
правления в архитектурной климато-
логии и светологни, а также в тео-
рии архитектуры и архитектурной
критике.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО НОРМАТИВНЫМ
ТРЕБОВАНИЯМ К ИНСОЛЯЦИИ
ЗАСТРОЙКИ |9б|
I. Общие положения
1.1. Настоящие требования распрттстраня-
ются на проектирование ноной и реконструиру-
емой застройки города, поселка и сельского
населенного пункта.
Требования к обеспечению инсоляции не
распространяются на проектирование застрой-
ки промышленных зон и производственных
сельскохозяйственных предприятий-
1.2. Помещения жилых и общественных
зданий и участки территорий внутриквартальных
пространств подразделяются по требованиям
к инсоляции на группы, указанные в табл, 1
Таблица 1- Классификация помещений по зребоватятям к инсоляции и солпцезащите
1 Группа помичсиий и ужш» территорий ТрЛи^ия^сошиг- СВС>Т>П|№МО1>
1 группа Жилые комнаты, детские групповые, пахиты больниц, санаториев и родиль- ных домов, детские и спортивные пло- щадки Подгруппа учебных помещений школ и 11 группа Вестибюли, рекреации и рабочие поме- щения 5—8 разрядов по зрительной ра- 111 группа Лаборатории, читальные и чертежные залы и рабочие помещения 1 4 разря- дов по зрительной работе IV группа Обязательна Обязательна Обязателыта толь- ко в жаркий период Обязательна в те- Для односторонних квартир 55—305 В IV и V юиах 40—320° 45—315°
Требования к ин- чение всего учеб- ного времени Обязательна в рек- 360*
соляции не предъя- вляются Требования к ин- соляции не предья- ИИЯЮГСЯ Не допускается реациях только в жаркий период года Обязательна толь- ко в часы рабочего времени Обязательна при 360' 315 45°
лы, книгохранилища, операционные ориентации па сол- нечные румбы
2. Требования по обеспечению шсоляцш
2.1. Нормируемым параметром инсоляции
помещений и территорий виутриквартииьных
пространств следует принимать суммарный сек-
тор инсоляции (СИ), и пределах которого
обеспечивается поступление необходимого коли
честна инсоляции в помещение. СИ измеряется
и наклоненной к югу под углом G (рис. I) к
плоскости горизонта, определяемым по формуле
где ф — географическая широта, град.
2.2. Суммарный СИ следует принимать не
менее значений, приведенных в табл. 2
Таблица 2. Нормативные значения сектора
инсоляции (СИ)
Помещен.™ н участки ТСРРП..ЧЧ1И -И гран.
Не менее чем в одной жилой комнате в одно-, двух- и трехкомнатных кварти- рах; кс менее чем в двух комнатах в многокомнатных квартирах; в спальных санаториев, домов отдыха и пансиона- тов; в учебных помещениях школ, на площадках отдыха, спортивных и дет- 45
пых бассейнах; в номерах гостиниц и «мнатах общежитий (не менее чем 60% помещений) В палатах больниц и рццилыгыж домов, игровых комнатах интернатов, детских садов и яслей 50
11 р и м е ч а п и е. При определении суммар- ного сектора иисиляции минимальное значение одного из составляющих секторов (нп) должно быть не менее 15°.
2.3. При ориентации помещения на северную
сторону горизонта значение СИ допускается
уменьшать только для меридиональных зданий
в зависимости от угла ал отклонения ориента-
ции светового проема от восточного (западного)
направления и градусах couiacno табл. 3.
Таблица 3. Нормирование значения СИ
в зависимости от угла отклонения ориентации
светопроема («Л)
". S 15 25 35
СИ 43 39 35 32
2.4. При определении суммы секторов
инспляции 15° секторы, примыкающие к пло-
скости горизонта, не учитываются.
186
Рис. 3. Геометрический способ построения графика СИ (I, 2, 3, 4 ... см - по масштабу генплана
застройки)
2.5. За расчетную точку принимается;
для помещений - точка, расположенная
на поверхпости фасада и центре светопроема
нижнего этажа;
для участков территории — любая точка в
пределах границы участков, указанных в табл. 2.
Примечание. На территориях, распо-
ложенных южнее 60° с. ш. при расчетах сек
тора ивсоляцни участков допускается снижать
расчетную высоту затеняющих объектов
на 25%.
2.6. Затеняющими объектами считаются
противостоящие здания и сооружения, ста-
ционарные солнцезащитные устройства, лод-
жии, растительность, релг«ф.
3. Расчеты инсоляции
3.1. Выбор планировочного решения, фор-
мы, ориентации, взаиморасположения зданий
и разрывов между ними следует производить
в соответствии с нормированными значениями
суммарного сектора инсоляции, указанными
в твбл. 2.
3.2. Расчеты секторов инсоляции и ее про-
должительности следует производить непосред-
ственно па плане застройки с помощью на-
кладного графика (рис. 2).
Графва представляет собой горизонтальную
проекцию иакаопцои плоскости сектора не-
босвода. Параллельные лицин на графике
являются горизонталями этой плоскости, пре-
1S7
Рис. 4. Основные случаи расположения здания относительно затеняемой точки и линии страни-
чения, сиогвектвующей превышению данного здания над расчетной точкой 1—III — здания
вышеиис которых отсчитывается от нулевой
горизонтали, проходящей через расчетную
точку О. Сходящиеся и точке О азимутальные
линий есть проекции секторальных углов па-
кловной плоское тв, которые с допустимым
приближением могут считаться часовыми
3.3. Для построения графика (рис, 3) нс-
иоходимо:
провести две взаимно перпендикулярные
линии мп и kl и вокруа точки их пересечения О
радиусом 6—10 см описать полуокружность.
AS к прямой kl. Из точки пересечения Л пря-
мой AS с Полуокружностью опустить пер-
пендикуляр АВ па прямую kl и из точки О
радиусом ОВ описшгъ четверть окружности
ВМС;
па четверти окружности kNn нанести
шкалу секторальных углов с градацией через 5°.
На отрезках радиальных примых, заключенных
между дугами kNn и ВМС, построить пря-
моуглъные треугольники вида MNR. Берти-
кальные катеты треугольников проводятся из
точек ииешней дуги kNn, горизонтальные —
из точек внутренней дуги ВМС. Через вершины
примых у [Лов треугольников и точку О привести
азимутальные линии графика;
на линии мп, начиная от точки О, нанести
ной наклонной плоскости с градацией через
1—2 мм. Шкалу спроектировать на прямую
OS и через полученные на ней засечки па-
ралледано линии тп провести горизонтали
рафика. Цена делений горизонталей паз ка-
чается я соответствии с масштабом чертежа
генерального плана;
правая часть графика будет симметрична
построенной. График следует скопировать на
кальку или какой-либо иной прозрачный
3.4. Расчет сводится к следующим опера-
циям (рис. 4):
график накладывается на план застройки,
точка О графика совмещается с расчетной
точкой на плане и график ориентируется по
меридиану;
на графике отыскивается и визуально
интерполируется горизонталь плоскости АВ,
превышение которой равно превышению карни-
за или парапета здания над расчетной точкой;
по положению здании относительно про-
екции сектора АОВ. ограниченной горизон-
талью АВ, опреденяется проекция сечения
здания паклошюй плоскостью. При этом могут
встречаться три случая*
ции сектора ЛОВ, то его затеняющее воз-
действие не учитывается;
2. Если здание располагается в пределах
проекции ссктира АОВ, то ово полностью
затеняет расчетную точку;
3. Если горизонталь ЛВ пересекает план
здания, то часть здания, расположенная
в пределах проекции сектора АОВ, также
затеняет расчетную точку;
Примечание. Для расчетов инсоляции
по ныне действующим нормам инсографик
же сноссяюм, по вместо
принимать зенитное рассгоя-
строится таким
угла G следует
ние солнца (z):
z = 90
где <р — географическая широта.
В этом случае будет получен обычный
инсографик для дней весеиие-осеннего равно-
денствия.
188
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ИНСОГРАФИКА
ДЛЯ ПЕРИОДА АПРЕЛЬ — АВГУСТ И
ФЕВРАЛЬ —ОКТЯБРЬ (РАЗРАБОТАН
СОВМЕСТНО С АРХИТ. С. В. НЕПОМ
НЯЩИМ)
Для построения инсографнков в масштабе
чертежа для дней, когда траектория солнца
ие лежит в плоскости небесного экватора,
удобно принять траекторию в дни равноден-
ствия за базовую и смещать относительно
нее центр зрения, не обозначая при этом
сферу неГюсвода. Последовательность действий
в этом случае должна быть следующей:
выбирается направление север — юг и на
згой оси точка О' — центр проекции базовой
траектории солнца (рис. 5, с);
от направления юг откладывается угол,
равный высоте стоииия солнца в 12 ч в дни
равноденствия (или, что то же самое, угол
<р. широты местности от перпендикуляра
к направлению юг, проведенного через
точку О1):
из центра О' описывается окружность
произвольного радиуса и из точки М (точки
пересечения окружности и угла высоты
стояния солнца) на направление юг опускается
перпендикуляр. Через полученную точку К из
центра О' проводится вторая окружнпстч
кольцо между двумя окружностями делит-
ся радиалыплмй отрезками на 24 равные
из концов отрезков параллельно на-
правлениям север — юг и запад — восток до-
страиваются прямоугольники:
углы прямоуголыЩков, расположенные
ближе к оси восток — запад, обозначаются точ-
ками /, а противоположные — точками 2;
из М под утлом |2° к О'М проводится
Рис. 5. Пример построения инсографнков для апреля — августа и февраля — октября
189

Рис. 6. Прибор Инсоляметр в рабочем положении на генплане
(Рис, 7—20 см. на вкладке в конце книги )
пиром к СУМ, проведенным через О';
точка АГ проецируется на ось север — юг в О
(для периода апрель— август точка О лежит к
киу от О1, для периода февраль — октябрь — к
северу от О1);
на протяжении линии NO (ось Н) откла-
дываются в масштабе чертежа высоты домов;
одна из точек, обозначающих высоту (ось
Hi), проецируется на ось север — юг параллель-
но линии О', и образует центр О',
из всех точек оси Н (Ht, Н->, Нг,~) прово-
дятся прямые, параллельные MN, до пересече-
ния с осью север — юг, отмечая на этой оси
из точки О через
точки 7 проводятся
из точки О параллельно линиям, соеди-
няющим О1 и точки 2, проводятся прямые до
пересечения в точках 3 с лучами О 7 (точки
НМ
I и 2, через которые проводятся пересекающи
ся лучи О «1» и лучи из О. параллельные О1 «
должны принадлежать одному прямоугол
пику);
точки 3 и й! последовательно соединяют
ломаной линией;
из точек Н>, Нз... последовательно д
страивается ломаная линия, отрезки котор*
в каждом секторе параллельны полученн!
ломаной 3 3, Н\ 3—
Лучи О 7, пересеченные ломаными линиям
образуют график на апрель— август (с
рис. Sfi).
При построении инсографика для перио.
февраль — октябрь удобно совмещать центр О
центром О1. При этом точки 3 образуются н
посредственно на пересечении лучей О 1 и О'
а точки 3, лежащие на оси восток — запад, буд
находиться на пересечении окружности р
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИБЛИЖЕННЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕ-
НИЯ УСЛОВИЙ ИНСОЛЯЦИИ И СОЛН-
ЦЕЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ. ОСНОВАН-
НЫЙ НА ПРИМЕНЕНИИ ИНСОЛЯ-
МЕТРА
Инсоляметр (рис. 6) содержит необходи-
мые и достаточные данные ‘для наглядного
определения ориентации здания по отношению
к солнцу, положения его на небосводе в
любое время суток и года и служит для опре-
деления затенения участка или здания, а
также вида, размеров, расповожеиия и углов
нвклона различных солнцезащитных устройств
(на чертежах любого масштаба, что важно для
творческого метода архитектора). Для его
изготовления пе требуется никаких сцециаль-
---- -----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 пе-
дагога и студента архитектурного вуза.
Инсоляметр состоит из двух основных
часгей: комплекта дисков-пжан (рис. 7—20
(см. вкладку в копие книги) и вращающе-
Содержание дисков-шкал cooi ветствует
различным географическим широтам с шггерва-
для практики точность результатов.
Каждый диск-шкала состоит из следующих
рафиков и данных дл» проектирования
(последовательно от центра)'
195
1. Ортогональная проекция небосвода и
траектории видимого движения солнца в ха-
рактерные времена года- Концентрические
круги служат для определения высот солнца
над горизонтом (Ло) с интервалом 10°. Выде-
ленные точками и засечками позиции на
траекториях соответствуют солнечному времени
суток. Направление из каждом такой пози-
ции к центральной точке (объекту) обозна-
чает соответствующий азимут солнца (Лп)г от-
считывается по лимбу (последняя шкала).
2. Шкала (на черном фоне) рациональ-
ных пределов применения различных видов
солнцезащитных устройств в зависимости от
той или иной ориентации объекта по сторо-
нам горизонта.
3. Шкала значений защитных углов р в
зависимости от ориентации фасзда 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 часы дня летом, в течение кото-
рых при данной ориентации окна солнечные
лучи могут проникнуть в помещение; во вто-
рам 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) необходимость защиты от прямой блс-
напряжение солнечной радиации приходится на
В основном, при проектировании стационар-
ных СЗУ следует пользоваться усредненными
значениями р.
Последнее кольцо — лимб с делениями
Прозрачный диск-сетка служит для удоб-
ства отсчетов и фиксирования ориентации
объекта по стороням горизонта (см. рис. 2|).
На нем нанесены две жирные диаметральные
линии: двойная подразумевает линии проти-
воположных фасадов, одинарная — их ориен-
тацию. Тонкие линии обозначают азимуты че-
рез 10", пунктирные кривые обозначают зате-
няющее дейстаие горизонтальных СЗУ в за-
висимости от обозияченных значений защитного
Из комплекта подбирается соответствующий
диск-шкала для географической широты места
строительства и помещается под прозрачный
Прибор устанавливают на чертеже гене-
рального плана любого масштаба по заданной!
ориентации планировочной сеоки (см. рис. 6).
Прозрачный диск поворачивается до того
положения, коода 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
широтах
шара максимальное
фоне в зависимости от ориентации фасада.
196
Рис. 23. Определение ипсолируемых участков и помещении (а) и затенения одного объекта дру-
гим (б)
Фасад
Защитные углы ['•, определяющие размеры, ко-
личество и углы наклона СЗУ, считываются
непосредственно с соответствующих ориента-
ции шкал. Как правило, в расчет принимается
среднее значение защитных углов в летне-
осенний период года (соответствующий 21 aeiy-
ста), если пет каких-либо особых технологи-
ческих требований по защите помещений от
перегрева или слепящего действия прямых сол-
нечных лучей. Эффективность затенения вы-
бранного СЗУ можно определить по тон-
ким радиальным и пунктирным кривым лини-
ям 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 соответ-
ственно значениям защитного угла у, а пунктир-
ные — эффективность горизонтальных элемен-
тов СЗУ соответственно значениям защитного
угла fi (нанесены также через 10°).
Если этот диск наложить на солнечную
харту по заданной ориентации фасадов, 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 f = 10°, у = 50° летом до 16 ч, Веспой —
осенью до захода солнца. Изменяя защитные
углы, можно подобрать такие СЗУ, которые
будут эффективны в течение периода, соот-
ветствующего назначению здании.
Пользуясь этим прибором, можно прибли-
женно, ио достаточно при эскизном много-
вариантном проектировании решать и другие
залами. Например, для построения схемы зате-
нения территории от здания или дерева
архитектор устанавливает иисоляметр на ге-
неральном плане любого масштаба также, как
было показана на рис. 5. Поворачивая прозрач-
ный диск до совмещения жирной диаметраль-
ной линии с чвеовыми отметками на проекциях
траекторий видимого движения солнца, покупа-
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 чер-
теже генеральною плала перпендикулар к по-
лученному направлению тени у ее основания,
проведем линию через верщину этого перпен-
дикуляра (равного высоте здания), парал-
лельную диаметральной линии на прозрачном
диске. Точка пересечения проведенной линии
с направлением тени и определит ее грапипу.
Построив таким образом тени дая другого вре-
мени суток и года, можно получить полную
схему затенения от данного объекта.
Этот же метод можно применить для опре-
деления площади ицс««1Ируемых поверхностей в
помещении (рис. 23, а) и для построения
реальных теней на фасаде здания (рис. 23, б).
При преобладающей безоблачной погоде, ха-
рактерной для многих районов земного шара,
особенно важно учитывать различную глубину
теней от горизонтальных и вертикальных пласти-
ческих элементов на фасадах. Тени резко
изменяются в зависимости от ориентации
зданий и географической широты, они могут
придать ниой хврактер образу сооружения,
его масштабности и пластической выразитель
нести, чем это было задумано в проекте с
традиционным построением 45" теней на всех
фасадах.
Опыт практического использования нисо-
ляметра по отзывам проектных организаций
(Моспроект, Г ипровуз, Туркмепгоспроект
и др.) показал, что его применение значительно
ускоряет процесс проектирования и предосте-
регает архитектора от грубых ошибок.
Следует отметить, что основное назначение
иисоиямегра заключается в выборе типов и
размеров солнцезащитных устрсиств. а асе другие
операции проще и точнее выполнять с по-
мощью инсогрэфиков, приведенных в прило-
жениях 1 и 2, которые каждый архитектор
может изготовить себе сам. Однако важным
преимуществом инсоляметра является то, что
он ие зависит от масштаба чертежа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Материалы XXVII съе»
М.. 1986.
2. Гигиенические критерии
кпсс.-
состояния
окружающей среды // Ультрафиолетовое из-
проектировании естественного
, 1972.— (Науч, тр./ НИИСФ;
3. СНиП П-Л1-71*. Жилые здания.
4. СНиП П-60-75*. Планировка и заст-
ройка городов и поселков и сельских насе-
климата при г
освещения.—
Вып. 5).
20. Решения
него Совещания
внедрения в строительство рациональных
солнцезащитных устройста и изделии мас-
сового типа.— М.. 1967.— (Науч, тр./ НИИСФ;
Всесокпного Координацион-
I по вопросам разработки и
строительство
устройста и
ненное освещение.
6. СНиП 11-2
Строятельная тспло-
7. СНиП 2.01.01 —82. Строительная климато-
логия и геофизика
8. СН 427—63. Санитарные нормы и правила
обеспечения инсоляции жилых и общест-
венных зданий и жилой застройки населен-
ных мест.
9. СН 1180-74. Санитарные нормы и пра-
вила обеспечения инсоляцией жилых и общест-
венных зданий и территорий жкаой застройки
городов и других нас—энных пунктов.
10. ВСН 24—75. Временные технические
условия на проектирование и изготовление
регулируемых солнцезащитных устройств для
гражданского строительства.
11. ВСН 2-85. Нормы проектирования плани-
ровки и застройки г. Москвы.
12. СН 181-70. Указания по цветовой отделке
интерьеров промышленных зданий.
13. Указания к проектированию и экс-
олуатации установок искусственного УФ-об-
лучения // УФ-их1учение и его применение
в биологии.— Пущино-иа-Оке, 1973.
актинометрическим
21. Решения Всесоюзного совещания
по биологическому действию ультрафиоле-
тового излучения.— Вильнюс, 1964.
22. Материалы Всесоюзного совещания
по вопросам светового и ультрафиолетового
климата и его ранионаньного использования
в современном строительстве.— М., 1968 -
(Науч, тр./ НИИСФ; Вып. 2).
23. Типовая методика определения аконо-
мической эффективности капитальных аложе-
ний и новой техники в народном .хозяйстве
СССР М., 1960.
24. Методика проверки теплотехнических
качеств ограждающих конструкций, МРТУ
20-8-66.—М., 1967.
25. Справочник по климату СССР//Сол-
нечная радиадия, радиационный баланс и солнеч-
ное сияние.— Л., 1966_Вып. 8, ч. I.
26. Климатический атлас СССР. — М., 1962.
27. Дискуссия по нормам инсоляции / /
Кентуку букка (Современное
строительство),
и гуманизм.—
арх |ггектура.—
14. Руководство по
наблюдениям.— Л., 1971.
15. Руководство по
матологии— М., 1977.
16. Руководство ПО

проектированию
в промыш-
применению солнцезащитных
ленных зданиях — М., 1980.
17. Руководство по испытанию солнце-
защитных устройств-— М„ 1979.
18. Руководство по проектированию
интерьеров жилых, лечебных и производ-
ственных зданий.— М., 1978.
19. Рекомендации по учету светового
28. Аалто А. Архитектура
М., 1978.—С. 59—61.
29. Аронин Д. Климат и
М., 1959,—С. 32—51, 96—105.
30. Бабурин К. Е., Гусев Н. М. Нормали-
зация расчета и проектирования естественного
освещения промышленных зданий.— М., 1938.—
31. Белинский В. А. и др. Ультрафиолето-
вая радиация Солнца и неба.— М, 1968.
32. Белинский В. А., Андриенко Л. М.
Ультрафиолетовая радиация Солнца и неба
на земном шаре.— М., 1976.— С. 3—30.
33. Вейнберг В. Б. Естественное освеще-
ние школ.— М.— Л^ 1951.
34. Вентцель Е. С. Теория вероятностен_
М_, 1962.
198
35. Витруний. Десять книг об архитектуре—
Кн. VI.— М-, 1938.
36 Галанин Н. Ф. Лучистая энергия и ее
гигиеническое значение.— 1969.— С. 88—106,
142—144.
37. Гербург—Гейбовнч А. А. Оценка клима-
та для типового проектирования жилищ________
Л-, 1971.
38. Гершун А. А. Избранные труды по фо-
тометрии и светотехнике____М., 1958.— С. 286.
39. Глаголева
зданий— М., 1961.—
промышленных зданий. №.. 1968.— С. 39—48.
41. Гусев Н. М. Основы строительной физи-
хи.— М., 1975.
42. Гуторов М. М. Основы светотехники
и источники света.— 1968 С. 110—Ц9.
43. Дашкевич Л. Л. Методы расчета инсо-
ляции при проектировании промышленных
зданий,— М„ 1939. С. 19—24.
44. Дроздов В. А. Фонари и окна промыш-
ленных зданий.— М., 1972.— С. 32—47.
45. Дунаев Б. А. Инсоляция жилых зда-
ний.— М, 1961 — С. ;
46. Дунаев Б. А
М, 1980—С. 10—25
47. Ершов А. В. Принципы солнцезащиты
зданий н Средней Азии.— М., 1974.
48. Зелепко А. У. Инсоляция как фактор
планировки городов.— 1940.
49. Зоколей С. В. Архитектурное проек-
тирование: эксплуатация объектов, их связь
с окружающей средой.- М-. 1984.
50. Калягин И. Н. Зональная освещен-
ность от небесного свода //Труды I Всесоюз-
ной конференции по естественному освеще-
нию.— 1932.— Вып. Ill—С. 65—67.
Инсоляция жилища.—
методы изучения.— Л 1949_____С. 7—8.
52. Кондратьев К. Я. и др. Радиационные
характеристики атмосферы и немкой поверх-
ности.— Л., 1969.
53. Корбюзье Ш. Планировка города.—
М_ 1933.
54. Кореньков В. Е. Типизация жилища и
природно-климатического условия.— М., 1956.—
С. 116—124.
55- Кравков С. В, Глаз и его работа.—
М—Л, 1950—С. 74—82.
56. Лазарев Д. Н. Ультрафиолетовая радиа
цвя— Л—М, 1950— С. 33—42.
57. Лазарев Д. Е.. Исасико В. И Новые
методы измерения ультрафиолетового излу-
чения средней области_1958.
58. Лицкевич В. К. Улучшение гигиени-
ческих качеств жилища в различных климати-
ческих условиях СССР (обзор)___М_, 1973.
59- Мешков В. В. Основы светотехники.—
Ч. П,- М, 1961.- С. 36—37.
60. Мышковсшй Я. Н. Жилища разных
впох___М„ 1975.— С. 10
61. Палладио А. Четыре книги об архи-
тектуре.— Кн. Ill— М„ 1936— С. 9—10.
62. Парфенов А. П. Солнечное голода-
ние человека— Л., 1963.
63. Роджерс Т. С. Проектирование теп-
лозащиты зданий— М., 1966.— С- 62—70.
64. Сабади П. Р. Солнечный дом.—
М, 1981.
65. Сивков С. Н. Методы расчета харак-
теристик солнечной радиации.— Л., 1968.
66. Соболев В. В. Рассеяние света в ат-
мосферах планет.— М, 1972.
67. Суханов И. С. Лучистая энергия
Солнца и архитектура.— Ташкент, 1973.
С. 42—73, 99—114.
68. Тваровским М. Солнце в архитекту-
ре— М, 1977—С. 13—14, 45—58-
69. Фирсанов В. М. Архитектура граж-
данских здании в условиях жаркого кли-
мата______М., 1982.
70. Харкнесс Е., Мекта М. Регулирование
солнечной радиации в зданиях.— М-, 1984.
71. Чубинский С. М. Лучи солнца и ях
действие на организм человека.-— М., 1959.
72. Эрисман Ф. Ф. Курс гигиены.
7. 2.— М., 1887.
Спектральное распрсделепие прямой и рассеян-
ной радиации // Исследования по физике
атмосферы.— Вып. 3— Тарту, 1962.
74. Алексеева Е. П. О расчете и нор-
мировании естественной ультрафиолетовой ра-
диации в зданиях // Материалы Всесоюзного
совещания по световому климату. - №.. 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. Бахарев Д. В. Способ построения
графической картины инсоляции экранируе-
мо! о пространства // Естественное освещение
и инсоляция зданий — М^ 1968.
77. Бахарев Д. В. О некоторых недо-
статках СИ 427-63 и современных трсбова-
к гигистшческому нормированию естгест-

199
венного облучения // Светотехника.—1974, № 7.
78. Бахарев Д. В., Оболенский Н. В.,
Орлова Л. Н. Закономерности поступления
эффективной солнечной радиации в помеще-
ния //Светотехника___1981, № 2.
79. Беккер А. Новые пормы для жилой
застройки Москвы // Строительство и архи-
тектура Москвы____1980, № 1.
80. Беликова В. К. Естественная ультра-
фиолетовая радиация и ее бактерицидное
значение // УФ-излучспие.— Выл. 4.— М., 1966.
81. Белинский В. А., Гараджа М. П.
Ультрафиолетовый климат Москвы по много-
летнем наблиугениям и расчетам // Ультра-
фиолетовое излучение.— М.. 1971, № 5.
82. Белинский В. А., Гуслицер А. И.
УФ-радиация и рак кожи // Активные воп-
росы современной онкологии.— 1968, № 1.
83. Беридзе Л. Г. Руководство по учету
инсоляции и солнцезащиты жилых зданий
в условиях Закавказья.— Тбилиси, 1973
84. Биркая К. А. К вопросу строительно-
климатического зонирования территории
СССР— М., 1974.
85. Блинов В. А. Архитектурная клима-
тология в градостроительном
нии— М., 1977.
86. Боде В. Устаревшие стандарты//
Строительство и архитектура Москвы.—
№ 8.- 1978.
87. Бранденбур! Б. Ю, Лицкевич В. К.
Неиспользуемые резервы // Строительство и
архитектура Москвы.— 1978.— № 8.
88. Васильев В. Ф. Натурные исследо-
вания температурно-влажностного режима жи-
лых зданий в жарком климате.— М-, 1968.
89. Гараджа М. П, Особенности прихода
УФ-радиации вне помещения//Труды
НИИСФ-- Вып. 23— М-, 1979.
90. Гараджа М. IL, Незваль Е. И. Влия-
ние прозрачности атмосферы и облачности
на режим ультрафиолетовой радиации //
Ультрафиолетовое излучение // Медицина.—
1971, № 5.
91. Гараджа М. П., Евневич Т. В., Неа-
валь Е. И- Распределение рассеянной солнеч-
ной радиации по зонам неба для различных
участков спектра при отсутствии облачности //
Метеорология и гидрология.— J972, № 11.
92. Гараджа М. П, и др. Особенности
бактерицидного действия солнечной радиа-
ции внутри помещения // Гигиена и санита-
рия— 1981, № 5.
93. Гостипцева М. А. Градостроительная
проектирова-
маневренность жилых домов и секций по
условиям инсоляции // Оздоровление окру-
жающей среды городов. - М-, 1973.
94. Гусев Н. М, Данциг Н. М., Иванова
Н. С_, Юров С. Г. Световая среда // Свето
техника.— 1973, № 8.
95. Гусев Н. М. Расчет естественного
освещения в условиях облачного
неба // Естественное освещение i
ция зданий.— М., 1968.
96. Гусев Н. М., Оболенски
Бахарев Д. В. Нормирование инсоляции
в строительстве / / Труды НИИСФ— Вып.
23___М., 1979.
97- Давидсон Б. М. Ориентированный
жилпи дом//Ст роительство и архитектура
Москвы.— 1974, № 4.
98- Давидсон Б. М. Формирование жилых
образований//Строителыство и архитектура
Москвы.—1978, № 6
99. Данциг 11. М. Инсоляция зданий и
территорий застройки городов как гигие-
ническая проблема // Ультрафиолетовое излу-
чение— М., 1971.
100. Дашкевич Л. Л. Поляризационный
бинокулярный измеритель видимости //
101. Дунаев В. А. В противоречии с тре-
бованиями жизни // Архитектура и строитель-
ство Москвы.—1979, № 11-
102. Дунаев Б. А. Инсограммы для проек-
тирования жилой застройки // Естественное
освещение и инсоляция зданий.— М., 1968.
103. Ершов А. В., Суханов И. С. Вре-
менная инструкции по расчету инсоляции
и солнцезащиты жилых здкиий в условиях
Узбекистана.— Ташкент, 1966
104. Ершов А. В. Расчет и нормирова-
ние продолжительности инсоляции жилых
зданий//Строительство и архитектура
Узбекистана— 1971, Ns 3.
105- Ершов А. В.
лепий через
Строительство и
1966, № 10.
106. Ершов А. В., Корбут Г. О. О функ-
циональных и эстетических квчествах солнце-
защитных устройств//Стрсительство и ар-
хитектура Узбекистана.— 1970, № 6.
107. Ершов А. В., Леушкина А. М. Уточ-
ненный метод расчета средств солнцеэа-
щиты// Строительство и архитектура Узбе-
кистана.— 1963, № 2.
Расчет тенлопоступ-
окна с солнцезащитен //
архитектура Узбекистана.—
200
108. Ершов А. В. и др. Рекомендации по
расчету тепловых нагрузок на здания в Сред-
ней Азии.- Ташкент, 1970.
109. Жилок Ю. Д. и др. О профилакти-
ческом облучении детей и подростков //
УФ-излучепие.— № 5.— М., 1971.
ИО. Жолтовский И. В. О подлинной и
ложной красоте в архитектуре // Строитель-
ная газета.—1954, 10 окт.
111. Забалуева А. П. и др. Гигиениче-
ская оценка инсоляции жилых и общест-
венных зданий // Труды НИИСФ.— Вып. 23.—
М., 1979
112. Завилкельский Г. Б., Парибок В. П.
Молекулярные механизмы дейстаия ультра-
фиолетового излучения на клетку / УФ-из-
лучение. М., 1971.
113. Зильбер Д. А,, Олехнович А. И. При-
менение ультрафиолетовой дезинфекции
Особенности
лучение.— № 5.— М., 1971.
114. Кацнельсон Ю. И.
проектирсваиия микрорайонов
ческих условиях Туркмении.— М., 1973.
115. Кореневская Е., Иванова Г., Сафиу-
лин А. По поводу статьи А. Беккера «Новые
нормы для жилой застройки в Москве» //
Строительство и архитектура Москвы.—
1980, № 8.
116. Киреев Н. Н. Нормирование естест-
Зданий с учетом сол-
нечности климата // Труды НИИСФ.—
Вып. 13.—М., 1975.
117 Киреев Н. И. Расчет
освещения помещений при
освещения
небе //
118. Кольцов В. Н„ Лазарев Д. Н. Суточное
измерение спектрального состава излучения
в области спектра 0,3—0,6 ммк//Актино-
метрия и атмосферная оптика.— М-, 1964.
119. Коря» О. А., Оболенский Н. В. Норми-
рование инсоляции и архитектурпо-простран-
ственное решение жилого квартала южного
города//Светотехника 1974, № 8.
120. Краснощекова Н. Сч Чистякова С. Б.
Озеленение и микроклимат южных городов:
Реф. обзор.— М., 1968.
121. Крейдин Э, Гостинцева М. Окружаю-
щая среда жилой застройки // Строительство
и архитектура Москвы.—1979, № 7.
122. Кудрявцев А. Важные и актуальные
вопросы градостроительства //Строительство
и архитектура Москвы____1979. № 3.
123. Кутуков В. Надстройка домов —
путь повышения плотности жилшцного
фонда // Строительство и архитектура Моск-
вы.— 1979, № 4.
124. Лазарев Д. Н., Мартыненко Н. В. Не-
бесные ванны // Медицина.— М., 1966.
125. Лобанова Л. Н., Оболенский Н. В.
Микроклимат и световая среда многоэтаж-
ного здания // Архитек гура СССР.—1972,
126. Макаревич В. Г. Простейшие гра-
фические приемы расчета продолжительности
инсоляции и солнцезащиты.— М., 1973.
127. Маневич Е., Маневич И. Световая
среда помещения // Строительство и архитек
тура Москвы.— 1980, № 8.
128. Масленников Д. С. Новый метод
определения инсоляции городской застройки //
Архитектура СССР.—1958, № 8.
129. Масленников Д. С., Беликова В К.,
Г остинцева М. А. Физико-гигиеническое нор-
мирование инсоляции городской застройке
Влияние местных природно-климатических
условий на проектирование городов.— М,
1974.
130. Матвеев С. М. Новые рубежи
лищного строительства: размещение.
тура Москвы— 1978, № 12
131. Махал Л. Опыт использования уль-
трафиолетового излучения ция дезинфекции
воздуха // Ультрафиолетовое излучение.—
М., 1966.
132. Машкова Г. А. Многоэтажный дом:
особенности организации застройки // Строи-
тельство и архитектура Москвы.—1979, № 2.
133. Матвеев А. Б., Терешкевич С. Г.
Расчет коээффициента ослепленности от боль-
шой светящееся поверхности//Светотех-
134. Незваль Е. И. Спектральный состав
солнечной радиации, поступающей в поме-
щение // Труды НИИСФ.— Вып. 23 М.,
1979.
135. Никольская Н. П. О стандартиза-
ции распределения относительной яркости
безоблачного неба / / Естестаениое освеще-
ние и инсоляция зданий.— М., 1968.
136. Нилендер Р. А., Гаванин В. А. Ис-
кусственные источники ультрафиолетового
излучения // Ультрафиолетовое излучение —
М-. 1971, № 5.
137. Нуретдииов X. Н. Учет особенностей
светового климата Узбекистана при проекти-
201
естественного освещения // Строи-
и архитектура Узбекистана.—
1969, № 3.
138. Оболенский
ровании
прямого
солнечного света при проектировании зда-
ний в южных районах // Промышленное
строительство.—I9f>5, № 1.
139. Оболенский К.
Н.
и расчет солнцезащитных
тектура СССР—1964, № 12.
140. Оболенский Н. В.
Проектирование
средств // Архи-
Нова»
нормирования инсоляции // Архитектура и
строительство Москвы___1981, NQ 9.
141. Оболенский Н. В., Волков Ю. А.
Освещение и пластическая выразительность
индустриальных элементов зданий // Архитек-
тура СССР.—1976, № 7.
142. Оболенский Н. В. О комплексе
критериев оценки
ройств/ /Т руды
1974.
143. Оболенский Н. В. Солнцезащитный
воздушный бассейн //Светотехника.—1974,
Прозрачность атмосферы, яркость дневного
неба и отражательная способность подстилаю-
щей поверхности в ближней ультрафиолетовой
области//Поле рассеянного излучения в зем-
ной атмосфере. Алма-Ата, 1974
153. Пануров А. И., Токарев В. В. Обес-
печение ультрафиолетового и теплового ком
форта в санитарно-курортных зонах // Труды
НИИСФ.— Вып. 23,— М., 1979.
154. Пивкнп В. М. Архитектурно-планиро-
вочная организация застройки в условиях
Сибири.— М., 1967.
155. Посохни М. В. Генеральный план в
действии: проблемы и решения // Строитель-
ство и архитектура Москвы.— 1977, № 5.
156. Прокопенко Ю. И. Некоторые
ныс о механизме защитного действия
излучения // Гигиена и санитария.—1976, № 1.
157. Рудницкий А. М. Быстрый расчет
ипсоляции // Строительство и архитектура.
дан
УФ
солнцезащитных уст-
НИИСФ. - Вып 7— М.,
144. Оболепский Н. В. Спиридонов А. В.,
Пануров А. И. Оценка эффективности солнце-
защитных устройств с учетом зрительной
работоспособности //Труды НИИСФ.—
М.. 1980.
145. Оболенский Н. В., Бутоаский И. Н.,
Александров Ю. П. Скроб Л. А. Солнце-
защитные средства промышленных зданий —
М., 1976.
146. Оболенский Н. В. Выбор рациональ-
ной ориентации и солнцезащитных средств
при проектировании зданий вузов // Проек-
тирование и строительство вузов.— М-.
1973.
147. Оболенский Н. В. Пануров А. 11
Световая среда в интерьере вуза // Труды
НИИСФ.— Вып. 7_____1974.
148. Оболенский Н. В. Расчет естествен-
ного освещения учебных помещений в условиях
ясного кеба // Труды НИИСФ.- Вып. 3.—
М.. 1969.
149. Оболенский Н. В. Световая среда и
архитектурная композиция // Светотехника.—
1974, № 9
150. Ошейков Г. Д. Вступительная статья /
И. В. Жолтовский — проекты и постройки.—
М., 1955
151. Павлинов П. П. Жилища народов
мира______М., 1975.
152. Павлов В. Е-, Рябинина Н. Г. и др.
158. Сакунов Г. Г., Вишневский Ю. Д.
Отношение рассеянной и суммарной радиации
видимой частей спектра / / Материалы института
геологии и географии АН Лит. ССР.— Т. 13.—
М., 1962.
159. Силантьева М. Н. Селитебная терри-
тория и инсоляция//Строительство и архи-
тектура Москвы___ 1978. № 9.
160. Суханов И. С„ Нуретдинов X. Н. Ме-
тод оценки естественного освещения поме-
щений рассеянным скегом безоблачного не-
босвода//Строительство и архитектура Узбе-
архитектура
Рекомендации
161. Тимохин Г. В. Нормативы и жизнь //
Строительство и архитектура Москвы. --
1976. № 11.
162. Хаджиев X. Нужны
нормативы // Строительство и
Москвы.— 1978, № 5.
163. Чистякова С. Б. и др.
по учету природно-климатических факторов в
планировке.— М., 1980__С. 47 52.
164. Шарова М. А. Белявская В. И., Обо-
ленский Н. В. Гигиеническое обоснование
применения солнцезащитных устройств для
учебных помещений школьных зданий // Са
нитария и гигиена.— Медицина.— 1975, Ns 10.
165. Шахназарова И. Устранить разоб-
щенность//Строительство и архитектура
Москвы.— 1978, № 11.
166. Швец Д. Я. Расчет световых потоков,
поступающих в помещение через окна с солн-
202
цезащитными устройствами типа жвлюзи //'
Промышленное строительство.—1972, № 7.
167. Шимко В. Т. Архитектурно-планиро-
вочные решения многоэтажной жилой застрой-
ки и условии инсоляции // Строитеньство и
архитектура Москвы.—1965, № II, С. 32—35.
168. Ширдатов К. Практика солнцезащиты
и ориентации зданий в Ашхабаде // Строитель-
ство и архитектура Узбекистана.—1967, № 5.
169. Шифрин К, Сч Минип П. Н. К тео-
рии негоризонтальной видимости//Труды
ГГО.— Вып. 68.— М.. 1957.
170. Эсэнов А. Э. О плотности жилои за-
стройки городов IV строительно-климатической
зопы // Жилищное строительство.— 1966,
171. Эсэнов A. 3. О минимальных разры-
вах домами в жилой застройке городов Узбе-
кистана.—1974, № 4____С. 2->—24.
172. Яияелев Л- Ф., Гулабянц Л. А. Расчет
теилопоступлений через инсолируемое остек-
ление // Водоснабжение и санитарная
ка.—1968, № 2.
173. Янкелев Л. В., Круглова А. И., Гула-
бянц Л. А. Расчет тепловых поступлений через
остеклением //
техника —1966,

Водоснабжение и
174. Бахарев Д. В. Методы расчеты и
нормирования солнечной радиации в градостро-
ительстве //Дисс. к. т. и.—М., 1968.
175. Беликова В. К. Гигиеническая оценка
ультрафиолетового климата г. Москвы но бакте-
рицидному действию // Днсс. к. м. и.— М.,
1965.
176. Маргиаии 11. В. Учет природного
биоло1ически активного излучения в архитек-
турном проектировании жилища // Дисс.
к. а,— М„ 1982.
177. Идольская Н. П. Исследование со-
ставляющих светового климата на территории
СССР //Дисс. к. т. н.— М., 1968.
178. Нуретдинов X. Н. Пространственная
оценка естественного освещения при проектиро
вании зданий //Дисс. д. т. н.— М_, 1979.
179. Орлова Л. Н. Метод энергетической
оценки и регулирования инсоляции на жилых
территориях // Дисс. к. т. н.— Горький, 1985.
180. Скроб Л. А. Солнцезащитные средства
в архитектуре промышленных зданий // Днсс.
к. а.— М., 1978.
181. Хормиипов П. И. Учет снегового кли-
мата при проектировании естественного освс-
шения // Дисс. к. т. н.— М.. 1947.
182. Чияоваии Э. H. Методы учета све
тового климата в расчетах и проектировании
систем естественного освещения зданий //
Автореф. дисс. к. т. п.— М., 1974
183. Birren F. New Horizons in color, RPC,
New-Jork, 1956, p. 128—130.
184. Coulson K. L. Solar and terrestrial radi-
ation Methods and measurements. Academic Pess,
New-York, San-Francisko, London, 1975.
185. Fry ML, Drew J. Tropical Architecture,
London, 1964.
186. Clauman M. Soli bebyggelsepianering,
Statens rad for byggnadsforskmng, 1976, p. 20—25.
187. Hesselgran S. Experimental studns in
architectural perception., Document D: 20, Stock-
holm, 1965.
188. HopkinMin R., Coffins J. The Ergono-
mics Lighting, London, 1970, p. 206 - 214.
189. Lickiesh M. Applikations of Germicidal,
Entcmal and Infrared Energy, New-York, 1964
190. Oakley D. Tropical houses, London,
1961.
Peterbridge Р.,
191. Olgyay A. and Olgyay V. Solar control
shading devices., New —Jersey, 1957.
192. Peterbridge P. Natural Lighting Pre
diction and the Design of Window Systens for
tropical Climates, 1959.
193. Hopkinson r., Peterbridge P., Long-
more S. Dayhghting Heineman. London, 1966.
194. Pfeqjel G. The camputalion of natural
radiation in architecture and town plainnng, Stoc-
kholm, 1954.
195. Kojic В. The Graphical method for the
determination of interior dayhghting under dear
sky conditions., Belgrad, 1964.
196. Szokolay S. Solar energy and budding,
New-York, 1975.
197. Barberry P. Architects Journal, № 7,
1973.
198. Bicselc R., Amer W., Conover J. Lumen
metod of Delighting Design, J. E., № 1, 1953.
199. Bitter C. Wandering von zonlicht in huis.
The Netherlands, Bow № 41, 1962.
200. Blachere G. Liste des exigences humai-
nes. Build international, nov., dee, 1971.
201. Borel S. La protection des bates vitrees
at des parois opaque centre te soled. “Cahiers
du Centre Seientifique et Technique du Batiment”,
1965, XII, Batiment Tropical № 2.
202. Caemmerer W. Bcitrag zum Problem des
Sonneuschutzes von Fenstern, “Gesuiidheits — Inge-
nieurj№ 12, 1962.
203. "Deutsche Bauzeitung”, № 6, 1971.
203
204. Dresler A. Using of Daylight at varies
Latitudes, № 10, 1962.
205. Dongniaux B. Cahiers du Centre Scien-
lifique el Technique du Bailment, № 59, 1962.
206. Holm L, Pleijel G., Ronge H. Rostad
och Sol. Byggfotskningens nport, № 100, Stock-
holm, 1964.
207. Hopkinson R. Daylight ва a cause of
glare., Light and Lighting, v. 56, № 11, 1963.
208. Kittier R. Prispevok к ctazke onentacic
skolskych ucebni .... Stavebnicky casonis sav IX,
10, Bratislava, 1961.
209. Krochmann J. Uber die Bedentung des
Tegcslxchtes fiir Menschen im Innenraum, “Kiima-
Kalte - Ingenteur”, № 2, 1976.
210. Kruell G. Hausl Rundech, № 3, 1974.
211. Linke Die Sonne und Hnninelsslrahlung,
•‘Strahleniherapie”, № 13, 1928.
212. Neeman E. Visual aspects of sunlight
in buildings, Lighting Research and Technology,
voL, № 3, 1974.
213. Neeman E, Hopkinson R. Sunlight in
buildings., CIE, 18th Session, London. 1975.
214. Neeman E. Light Research and Techno-
logy, vol. 6, № 3, 1974.
215. Sanitar und Heiztuigstechnik, № 11,1975.
216. Pennington C., Smith W., Farber E^
Reed J. Experimeatal analysis of solar heat gam
trough insulating glass with indoor shading.,
“ASHRAE Journal”, № 2, 1964.
217. Phillips R. Sun and glare protection..
Light and Lighting, v. 56, № 11, 1963.
218. Reed B. Effects ol Nearby Walks and
Concrete Arees on Indoor Natural Lighting., J. E.,
51, № 7, 1956.
219. Visual aspects of sunlight in buildings.
Lighting Research and Technology, v. 6, № 3,
1974.
220. Vogt A. Veber die Richtung stadtictier
Strassen oach Himinelsgegend und das Verhalth
niss ihrer Breit zur Hauserhohe, nebst Angewen
dung auf den Neubau etnes Kanionssprtals in
Bern, “Leitsehreft fur Biologie", b. 15, 1879.
221. What Sun Controls Can Do Your Cooling
System, Budding, 54, 10, 1960.
222. “Zentralblatl fur Industriebau", № 7,
1970, № 8, 1972.
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Адаптация 12, 144
Альтернатива архитектора 6
Аккомодация 139
Анкетирование 58
Архитектурное образование 4
Архитектурная экология 4
Атмосферная индикатриса рассеяния 26
Аэрационный режим 155
Б
Бактерицидная радиация 27
Бактерий инактивация 51
Блескостъ 141
В
Видимость 138
Восприятие пространства 12, 143
Вуалирующий эффект 139
Выразительность 5. 76, 92
Гелиоклиматическое зонирование 162
Гслиоклиматрон 83
д
Дискомфорт 143
Дозы эффективного облучения 32, 35, 42—46
Е
Естественное <мгвещение 172
Ж
Жилые дома
меридиональные 78
широтные 78
Защитные углы 119
Зенитное расстояние 25
Зонирование территорий 162
Зри1елюое утомление 142
И
Инсоляции
сектор 186
предпочтительность
продолжительность 72, 74, 186
Инсолируемый объем помещения 54, 55
Инсографик 187
Инсоляция 12
Инсоляметр 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
гелиоклимаптческий 181
естественного освещения 178
мутности 25
неравномерной яркости облачного и ясного
неба 178
неравномерности освещения 141
контрастности освещения 140
неравномерности поля скорости движения воз-
духа 148
отражения света 179
продуваемости 148
прозрачности 140
пропускания солнечной радиации 145
пространственной зрительной связи 139
сиегоклиматический 173
свегопропускания 138
солнечности 182
теплопередачи 147
транспорантности 138
экранирования 137
Комплексы критериев оценки
инсоляции 66, 68
солнцезащиты 129
Лос-Анжелесский смог 15
М
Масса атмосферы 26
Моделирование инсоляции 79
Н
«Небесные ванны» 132
Непрерывность (прерывность! инсоляции 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
Плотность застройки 84
Поро! 1лубинного зрения 139
Показатель ослабления атмосферы 26
Поле зрения 140
Психологические реакции 12
Радиационная модель
205
Снеговая среда 143
Светорассеяние 145
Содержание озона 25
Солнечная радиация
суммарная 41
прямая 42
рассеянная 43
Солнцезащитные средства (СЗС) 92
Солнцезащитные и светорегулирующие устрой-
ства (СЗУ) 123
Солнечные карты 195
Спектральная эффективность излучения 27
Т
Триада Витрувия 5
Теплопоступлении 146
Ультрафиолетовая радиация 15, 47, 134
Ф
Фотореактивация 51
Ч
Чашки Петри 47
Э
Экранирование 137
Экономичность 84, 157
Эритемная радиация 28
Эффективная яркость 26
Эффективный поток солнечной радиации 25
Я
Яркость 178
ОГЛАВЛЕНИЕ
От автора
Введение
Глава 1. Исторические и современные тенденции развития проблемы инсоляции и
солнцезащиты в архитектуре ...
Глава 2, Обеспечение инсоляции зданий и территорий . .
2.1. Закономертоети поступления солнечной радиации в помещения
2.2. Спектральный состав и дозы солнечной радиации, поступающей в помещения
2.3. Обеспеченность и эффективность непрерывности инсоляции помещений
2.4. Социологическая роль инсоляции застройки . .
2.5. Опенка ингаляционного режима на жилых территориях
Глава 3. Нормирование инсоляции и архитектурное проектирование
3.1. Критерии оценки инсоляции и еа нормирование
3.2. Моделирование инсоляции
3.3. Экономическая эффективность нормирования инсоляции
Глава 4. Солнцезащитные и светорегулирующие средства в архитектуре
4.1. Опыт применения и особенности проектирования солнцезащитных средств
4.2. Классификация солнцезащитных средств и комплексные требования к ним
4.3. Новые конструктивные решения солнцезащитных устройств
Глава 5. Комплексная оценка и оптимизация показателей солнцезащитных средств
5.1. Критерии комплексной оценки солнцезащитных средств
5.2. Метод комплексных испытаний и оптимизации показателей солнцезащитных
средств . . ...
5.3. Экономическая эффективность солнцезащитных средств
Глава 6. Гелиоклиматмческое зонирование территории СССР
6.1. Зонирование территории СССР по ресурсам инсоляции .
6.2. Зонирование территории СССР по потребностям в сслнцезащите .
6.3. Зона ни территории СССР с преобладающим ясным небом . . .
Заключение
Приложения
Список литературы
Предметный указатель
о
25
25
46
51
57
63
66
66
79
84
92
92
123
130
137
137
148
157
162
162
170
172
183
186
198
205
НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ
Оболенский Николай Владимирович
АРХИТЕКТУРА И СОЛНЦЕ
ИБ № 4166
Сдано в набор 26.10.87. Подписано в печать
25.10.88. Т-20417. Формат 70>ТО0'/|в Д. л.
Бумага мелован. 115 ip. Гарнитура Таймс. Пе-
чать офсетная. Усл. печ, л. 16,77. Усл. кр.-отг. 16,77.
Уч.-изд.л. 17,94-2 вкладки 1.05. Тираж 7500 экз.
Изд. № AIX-1651. Заказ ЧъЧ\. Цена 2 р. 80 к.
Стройпздат, 101442, Москва, Каляеаская 23а
Фотонабор выполнен ордена Октябрьской Ре-
волюции и ордена Трудового Красного Зна-
мени МИО «Первая Образцовая типография»
имени А. А. Жданова Союзполитуафпрома 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.