Лекция 6 svetologiya
Лекция - 6 Sun архитектура, слънчасване. Геометрията на слънчевите лъчи.
Слънце и архитектурна форма, нейните регионални особености. Примери.
Геометрията на слънчевите лъчи като база за практически методи за изчисление и проектиране на слънчасване в развитието на архитектурни форми в различни географски ширини.
Gelioarhitektura като перспективно направление в архитектурата у нас и в чужбина.
Слънце - жизненоважен елемент на средата, в която те живеят, работят и се забавляват хората. Обхващаща територията, фасади и интериори на сгради, слънчевите лъчи до голяма mereopredelyayut качеството на околната среда. bolshoevliyanie има върху микроклимата. осветление и хигиена на помещенията, на изразителността на архитектурни композиции и форми.
Изолация - общо слънчеви повърхности облъчване и пространства (линия радиация) - най-важният фактор в среда формация.
Дифузната слънчевата радиация в биологичния аспект не по-малко играе, ако не и по-важно от пряката слънчева радиация, тъй като само чрез нея постига покритие на тези места, където пряка слънчева светлина не директно да влязат. В допълнение, ин виво слънчевата радиация никога не е само по права линия.
Една от задачите на архитектурата на архитектурни и планиране и строителни средства, за да се възползва от положителните черти на слънцето и премахване на отрицателните ефекти върху хората.
P
Делян време привидно движение на слънцето по небето (ris.o 1).
Позиция Solntsana nebei посока на лъчите solntsaopredelyayut координати. височината на азимут слънце и хо Ao. което зависи от географската ширина, време на годината и часове на деня.
Фигура 1. траекторията на слънцето по време на конкретните дни на годината, както и метод за определяне на позициите на слънцето и обедните дни години- него и зимното слънцестоене за дадена географска ширина
Височината на слънцето - е ъгълът във вертикалната равнина, образувана от слънчев лъч и на хоризонта. Азимут - ъгъл в хоризонталната равнина, образувана от хоризонталната проекция на слънчева светлина и посоката на меридиана.
Azimutyotschityvayutsya: 1) от южната част на меридиана в две посоки от 0 до 180 градуса и са обозначени ориенталски (югоизток) и Западна (югозапад) съответно позицията на слънцето сутрин и следобед, западните азимути се считат за положителни, и ориенталски - отрицателно; 2) от северната част на меридиана в посока на часовниковата стрелка (изток и повече) от 0 до 360 градуса (фиг. 2).
Фигура 2 Примери определящи азимути.
1) азимут A11 е: -100. или около 100 V, или 100 на ПС; A12 е азимут на 50 нататък. или около 50 W, или около 50 SW;
2) азимут A11 е около 80; A12 азимут е 220.
B
Фиг. 3 Диаграма разясняване на видно движението на слънцето спрямо точката на земя, за които избраният София, който се намира на по-ширина от около 55
Фиг. 4 Пътят на слънцето в типичен ден:
FF - през лятото; Cs - зимата;
Saint-по - през пролетта и есента;
LH - силует
Траекторията на слънцето в характеристиката на лятното слънцестоене, пролетта и есента равноденствие зимното слънцестоене за географска ширина 40 градуса, показани на фиг. 4. индуциращ Solntsavesnoy osenyuravno нула и определя vysotusolntsahov обяд. И zimoysklonenie лятно слънце по обяд, съответно, равна на +23.5 и -23.5 градуса. По време на слънчево греене sostavlyaet12chasov есента и пролетта ravnodenstviyaprodolzhitelnost за всяка ширина.
Когато светлината и топлинни изчисления, е важно да се знае пътя, prohodimyysolnechnym лъч в атмосферата. Земята на околната среда. За това ние въведе понятието "въздух маса" М (Фигура 5), която е необходима за преодоляване на слънце лъч. Стойността на М варира от 1 (слънцето в зенита) do26.96 (нд е близо до хоризонта).
Фиг. Схема 5 за определяне на въздушната маса (М),
слънчев лъч пресича на различни височини на слънцето
Както може да се види, рано сутрин и късно полегати luchiperesekayut znachitelnobolshy слой на атмосферата. отколкото от позицията на слънчевите лъчи в зенита, и въздействието slaboeozdorovitelnoe не могат да бъдат взети под внимание. В съответствие със стандартите за области на юг от 60 N в изолация не се счита за първия и последния часа при изгрев и залез, и за райони, северно от 60 N - първото и poslednie1,5 часа.
За да се определи продължителността на дневната слънчасване и слънце в различни географски ширини координират в точното време на деня и сезон на годината нужда сложни астрономически изчисления. За архитектурна практика, разработена от така наречените слънчеви карти. който nanesenykoltsevye и радиални координати. Циркулярни координати под формата на концентрични кръгове. описана от точката на зенита - те служат за otschetavysoty стои хо слънце. Radial координатни системи под формата на дъга. радиално издаване от зенита до хоризонта - те otschityvayutazimuty слънце Ao. С помощта на тези координати за различни ширини на соларни карти изобразени на траекторията на движение на слънцето (Фигура 6-в), razdelennye nachasy дни (графици Dunaeva), което позволява да се определи по време на слънчево греене за определени периоди от годината.
Фиг. 6 показва три соларни карти за географските ширини на 40, 55 и 70 градуса, harakterizuyuschieyuzhnye райони на нашата страна, средната лента и krayniesevernye райони. Най-високата ъгъл слънцестоене в северните райони около 40, и в централната зона - една 60 и южната част - над 80. Съответно, интензитетът на изолация.
Най dlinnyyperiod insolyatsiina север ( "вечен ден") - 16-13 часа на ден през лятото. Въпреки това, интензитет изолация е ниска. защото през лятото на пътя на слънчевата светлина в тези региони е плоска. В средната зона на най-дългия летен слънчасване е 12-14 часа, а в южните райони - 10-12 часа.
Тези данни за продължителността на слънчасване получена от соларни карти се отнасят до точката, в отворено простора. не засенчен от слънцето и са теоретично възможно insolyatsieydlya областта (без засенчване фактори). В действителност, засенчващи фактори (сгради, стърчащи елементи на сгради) значително намаляват теоретична дневна периода слънчасване.
При проектирането на квартали и сгради в градовете архитект трябва да се разрешат тези проблеми от практическо естество, за да отговарят на хигиенните изисквания на слънчасване сгради и съоръжения:
за да се определи действителната продължителност на слънчасване области на сградата и помещенията;
определи засенчващи помещения и тераси, балкони, стълбове и други стърчащи части от сгради;
застроена площ от слънчасване и контурите на сенки, за да се определи допустимо разстояние между сградите и места в сградата на детски площадки, цветни лехи и т.н.
Решаването на тези проблеми обикновено се провежда с помощта на слънчасване planshetaDunaeva. iliinsolyatsionnogo графика (фиг. 7).
Insografikpredstavlyaet изглед отгоре на наклонената равнина на сектора на небето, таблетката се състои от две линии на системи:
време на радиални линии. е solnechnogolucha поглед отгоре насочено към точката за дизайн по различно време на деня за определен период от годината;
хоризонталите. показва центъра излишък над (изчистване) точка
insografika (в графиката дава височината на сградите противоположни).
На всеки от радиални линии на insografike в кръговете oboznachenychasy dnyapo слънчева време; при цифрите за часа на ден, като се има vasotystoyaniya слънце над хоризонта в градуси.
Представени insografik изготвен в района, разположен на ширина 55gr. тя може да се използва в чертежите за мащаб 1: 1000 с височина на сградите до 40 м. Insografik може да се използва с достатъчна точност да практикуват в ширини + 2.5; например, за insografik 55 N Тя може да се използва в рамките на 52.5-57.5 N
Необходимо е да се помни, разликата между слънчевата време (астрономия) и майчинство в света, която може да достигне до почти 1.5 ч. При избора на ориентацията на сградите от двете страни на хоризонта на архитекта трябва да бъде в състояние да определи разликата във всеки град по света. В допълнение, има концепции и сезонен време на обиколка. това също трябва да се разглежда (примери ще бъдат разглеждани при определянето на лаборатории)
Използването на пряка слънчева светлина в модерната архитектура е представена в проектирането на сградата, където е нова технология се използва за osvescheniyaintererov pomoschyugelioosvetitelnyhustanovok.
Малки архитектурни форми в структури като осветление, светлинни кладенци и дупки, светещи тавани и други, които не са само изразителни елементи от планираното официално състава, но обслужват специфични функционални цели. Основната задача на осветлението в такива случаи - да се намери най-ефективния концентрацията на оптична схема проникването на естествена светлина във вътрешността на сградата и разпределението в стаята. Основният архитектурен предизвикателството тук е изборът на изразни форми и структурно обосновани сгради и монтаж elementovosvetitelnoy. рационално решение пространство-планиране.
Фиг. Схема 8 пасивни слънчеви оптика система
1 - първичната (външен) две Шлифовано кондензатор (heliostat) на елементите на отразяващи лещи;
2 - вътрешен рефлектор на лещата;
3 - прозрачно стъкло безопасност
Gelioosvetitelnye инсталация може да се раздели на два вида, - един етап и dvuhstupenchatoytransformatsii слънчева светлина вътре в сградата. И двата вида imeyutpriemno-концентрирани единица. състояща се от: 1) heliostat (фиксирани системи в пасивни слънчеви оптика и подвижен - в активните оптика) и 2) на рефлектора огледален. която насочва растенията от първи тип директна слънчева светлина директно в архитектурен вътрешното пространство (вж. фиг. 8), и в единици от втория вид на светлина, предаването се осъществява в 3) svetovyhshahtah. в което изходният отвор обикновено се осигурява с 4) на вторичния устройството
Фиг. 9 Схема gelioosvetitelnyh системи с оптични влакна (части от сгради)
а) - Монтаж на прозорци и Shed видове; б) - определяне на типа на вала (единична и двойна конзола) в многоетажни сгради; 1 - фасетиран heliostat с автоматична система за проследяване, слънцето; 2 - прозрачно стъкло в прозорец или лампа; 3 - плосък клиновидна употреба светлина; 4 - изкуствени източници на светлина; 5 - огледало повърхност; 6 - светлина предаване и дифузно разсейване повърхност - светлина таван; 7 - Light вал; 8 - SLR огнеупорна светлина
трансформиране на слънчева светлина (вж. фиг. 9). По-специално, тя може да бъде плосък клиновидна употреба светлина в лек поток с отразяваща огледало (невидима в интериора) и (светлинен) повърхност дифузьор (вж. Фиг. 9.А).
В изграждането на това влакно sistemapryamogo solnechnogoosvescheniyasovmeschenas ustanovkoyiskusstvennogoosvescheniya с автоматично управление. което се дължи на разнообразието на слънчева светлина е основният. и естествено осветление се разглежда като допълнително. Държани в Москва (VNISI) изследване на ефективността на тези системи показва, че използването на слънчева светлина може да спести 40-70% от консумираната електроенергия за осветление.
Оптични устройства yavlyayutsyapostindustrialnoy технология. С тяхна помощ не само пряка слънчева светлина, но и дифузна светлина от най-ярката зенита на небето може да се концентрира, разширени, пречупена, трансформира и да се делят безкрайно изпратено до предварително определено място, като същевременно осигурява по-интензивно дневна светлина локализиран обект, каквото и да Той е създал небето директна светлина.
В оптична ustanovkahmozhet използва електрическо осветление. получен чрез фотоволтаични клетки, акумулаторна от слънчева енергия. Ако контролиран светлочувствителен комбинира с оптично контролиран естествена светлина, резултатът е един напълно detsentralizovannayaelektricheskaya система. Има само един важен ограничение, свързано с необходимостта от натрупване на електроенергия. Тя може да бъде отстранена, например, с помощта на вятърни двигатели при липсата на слънце. Комбинация от вятърна енергия и фото-оптични и естествено осветление са предварително определени звукова система на енергонезависима осветление, което не изисква централизирано захранване и не вреди на околната среда.
Новата енергоспестяваща технология на естествена светлина може да бъде реална алтернатива на обичайното електрическо осветление. Тя не се основава на консумацията на невъзобновяеми природни ресурси и замърсяването на околната среда, местообитание, както и използването на природни особености. Според чуждестранни източници, тя е много по-икономичен за предаване на дневна светлина във вътрешния (включително метро) стаята, можете да създадете електрически лампи за тях.
L - 1. 118-121, 205-215; L - 3 OO 187-189; L - 7. 97-106