Значение искусственного освещения в архитектуре города
 Скачать 1.81 Mb.
|
|
Содержание Введение
Заключение Список литературы Введение Искусственное освещение с каждым годом приобретает все большее значение в различных областях жизни современного города, в его архитектуре и благоустройстве. Уличное движение, различные виды отдыха, учреждения культуры, торговля, информация, пропаганда и агитация – все это в той или иной степени обеспечивается искусственным светом, который принимает самые разнообразные формы. Светящиеся точки и пятна, линии сложного рисунка, плоскости крупного размера, динамика, многообразие цвета – таков далеко не полный перечень современных форм искусственного света, применяемого в городе. Технические средства освещения в последние годы значительно усложнились. Появились и внедрены новые типы ламп накаливания, различные типы газоразрядных источников света с использованием и без использования люминесценции, световые приборы сложной конструкции. Многообразней стала техника управления городским освещением, использование средств автоматики и электромеханики изменили хозяйство городского освещения. За последние два-три десятилетия искусственное освещение стало неотъемлемым элементом градостроительства при создании новых и реконструкции старых городов. Естественно, что в связи с этим появилась необходимость в теоретическом осмыслении вопросов, связанных с его проектированием в архитектурно-художественном, светотехническом и электротехническом, экономическом аспектах (под архитектурно-художественным аспектом подразумеваются не только вопросы эстетические, но и удобство, комфорт городской жизни). По архитектурно-художественным вопросам городского освещения нет установленных или утвержденных положении, и статьи на эту тему появляются редко. В связи с этим решения таких вопросов на практике часто имеют случайный характер, не преследуют ясно поставленной цели, осветительные установки нередко выполнены на низком художественном уровне, иногда с некритическим подражанием приемам устройства световой рекламы в городах капиталистических стран. 1. Значение искусственного освещения в архитектуре города Многообразная жизнь современных городов продолжается не только при солнечном свете, но также в вечернее и ночное время, а некоторые важнейшие процессы городской жизни достигают особого напряжения именно вечером при искусственном освещении. Для наших широт с коротким зимним днем это тем более характерно. Самое интенсивное движение транспорта и пешеходов в часы пик большую часть года приходится на утро и вечер. Магазины наиболее оживленно работают в вечернее время; разнообразные пункты массового питания и бытового обслуживания – столовые, кафетерии, ремонтные мастерские и т.п. – наиболее загружены в первые часы после окончания работы на предприятиях и в учреждениях. Вечер – время отдыха, прогулок и развлечений. Посещение театров, кино, концертных залов, ресторанов, спортивные занятия, гуляния – все это повседневно происходит, главным образом, тогда, когда отсутствует солнечный свет и требуется искусственное освещение. Однако оно служит в современном городе не только для этого, но и для создания определенных удобств и комфорта городской жизни. Мощные средства современной светотехники и их квалифицированное архитектурно-художественное применение позволяют создать рекламу, информацию и агитацию такой большой силы воздействия, какую невозможно создать при дневном свете никакими другими художественными средствами – ни живописью и скульптурой, ни музыкой. С давних времен у многих народов гуляния, карнавалы и другие празднества сопровождались различными видами иллюминации: кострами, плошками, факелами, фонарями, а позднее фейерверком. И в наше время массовые празднества – фестивали молодежи, спортивные праздники, демонстрации и карнавалы сопровождаются разнообразными световыми эффектами, для создания которых применяются мощные пиро- и электротехнические средства, которые производят сильнейшее впечатление на фоне темного ночного неба. Исторический опыт световых праздников, отдельные их элементы используются во всех видах освещения современного города, особенно в рекламе. Современная световая реклама своей яркостью, цветом и динамикой вносит совершенно новый элемент в архитектуру вечернего города, а в капиталистических городах в значительной мере и дневного. Это, а также масштаб современной световой рекламы по отношению к отдельному зданию заставляют считать ее необходимым и важным элементом в архитектуре города, который нельзя решать самостоятельно, т.е. без прямой органической связи с архитектурой. Однако решения световой рекламы в капиталистических городах и в значительной мере в социалистических часто не связаны с архитектурой отдельных зданий, районов и города в целом. В отечественной практике это явление имеет место главным образом при устройстве световой рекламы на ранее построенных зданиях. Следует отметить, что в наших крупных городах, особенно в Москве и Ленинграде, световая реклама контролируется городскими архитектурно-планировочными организациями, и с каждым годом влияние архитектурного контроля возрастает. Большое значение в создании архитектурного образа современного вечернего города имеют здания нового типа (с большой поверхностью витражей), особенно те, которые функционируют в вечернее время. Огромные светящиеся полосы окон в современных многоэтажных зданиях занимают нередко большую часть фасадов. Сплошная полоса ярко освещенных витрин магазинов на торговой улице, ярко освещенные входы в кинотеатры, рестораны и кафе – все это новые элементы архитектурного образа современного ночного города. В результате совместного действия всех элементов искусственного освещения (проезжей части улиц, рекламы, витрин, сооружений, фасадов зданий) архитектура города в вечернее время в целом приобретает совершенно особую, специфическую образность, характерной чертой которой является фрагментарность. При искусственном освещении выделяются, прежде всего, группы зданий или отдельные здания, или даже некоторые их части, освещение которых необходимо по чисто практическим соображениям. Поэтому архитектура зданий, сооружений и всего города зрительно искажается, нарушается ее целостность. В противовес этому появилось стремление выделять светом, показывать при помощи искусственного освещения архитектурные сооружения, либо группы зданий, имеющие большое градостроительное или историческое значение, памятники архитектуры или наиболее интересные примеры современной архитектуры. И все же при помощи искусственного освещения невозможно воссоздать вечером архитектуру ни всего города, ни его части, значительной по размерам. Этому препятствуют по крайней мере два основных обстоятельства. Первое – чисто природное: никакими искусственными средствами нельзя высветить ночное небо так, чтобы оно стало похожим по свету на дневное, поэтому ночью черный фон для архитектуры пока неизбежен. Второе обстоятельство – экономического порядка: чтобы ночью создать близкую к дневной освещенность фасадов, поверхности улиц и площадей, необходимы такие гигантские затраты электроэнергии, которые непосильны даже в самых экономически развитых странах. Если же это оказалось бы возможным, все равно был бы потерян специфический эффект, на котором основано воздействие искусственного света, эффект контрастности яркого, цветного света с темным фоном ночи. Таким образом, устройство искусственного освещения современного города является трудной градостроительной задачей, многообразность которой определяется функциональной службой освещения, ее архитектурно-художественным содержанием, сложностью свето- и электротехнических средств, а также необходимостью затрат больших количеств электроэнергии для питания мощных осветительных установок. Однако без правильного решения этой задачи, всех элементов искусственного освещения, органически связанного со всеми основными градостроительными функциями, современная архитектура города, крупнейших общественных сооружений, площадей и улиц потеряла бы it вечернее время выразительность. Те архитекторы-градостроители, которые к искусственному освещению города относятся как к чисто инженерно-технической проблеме, лишают себя одного из сильнейших современных средств художественной выразительности и подвергают совершенно неожиданным, случайным искажениям архитектурный облик города. Архитектурно-художественное решение вечернего освещения города в целом и его частей необходимо принимать при проектировании (с самого начала) одновременно с инженерным решением, разрабатывая при этом все чисто функциональные и архитектурно-художественные задачи. Еще в начале этого века в творческой деятельности архитекторов появилось новое направление, рожденное сложностью и многообразием жизни современного города и развитием светотехнической науки и промышленности, – разработка архитектурных задач освещения современного города. В настоящее время она требует всемерного внимания архитекторов-градостроителей и архитектурно-проектных организаций. 2. Проектирование осветительных установок. Правила и нормы искусственного освещения В действующих нормах по проектированию искусственного освещения освещенность определяется угловым размером объекта различения, контрастом его с фоном и коэффициентом отражения фона. Поверхности, обладающие рассеянным отражением (а таких большинство), характеризуются не яркостью, а светностью фона или, зная порядок величины коэффициента отражения, освещенностью. Это значительно упрощает расчеты и измерения, так как рассчитать или измерить освещенность можно достаточно просто. Тем не менее необходимо помнить, что глаз реагирует все же не на освещенность, а на яркость рассматриваемой поверхности. Угловой размер объекта затруднительно рассчитывать и измерять. Поэтому в основу нормы удобнее закладывать не угловые, а линейные размеры деталей, рассматриваемых с некоторого определенного расстояния. Общий уровень норм освещенности зависит от материальных и технических возможностей и непрерывно повышается по мере этих возможностей. При прочих равных условиях величина нормируемой освещенности устанавливается в зависимости от того, какие приняты источники света и система освещения. Люминесцентные лампы как более экономичные позволяют получить при той же мощности установки освещенность в несколько раз выше, чем лампы накаливания. Поэтому их используют как основной источник света для большинства случаев, и нормы освещенности для люминесцентного освещения установлены значительно выше, чем при лампах накаливания. Система освещения может быть общей или комбинированной. В последнем случае требуемая освещенность рабочих мест достигается в основном с помощью местных светильников, концентрирующих световой поток на рабочих поверхностях, а общее освещение пониженной мощности предназначается только для смягчения теней и освещения фона. Система комбинированного освещения – более экономична, чем система одного общего освещения. Соответственно для комбинированного освещения в СНиП приняты нормы значительно нише, чем для общего освещения. Таким образом, в нормы искусственного освещения заложена тенденция повышать освещенность во всех случаях, когда ее можно увеличить за счет улучшения экономичности установки. Это характерно для советского трудового законодательства, направленного на непрерывное улучшение условий жизни и труда людей. 3. Освещение городов В вечернее время в городе необходимо обеспечить наилучшие световые условия. Современная светотехника позволяет много сделать в этом отношении, если при выполнении осветительных установок придерживаться общих принципов устройства рационального освещения и требований, приводимых ниже для отдельных элементов наружного освещения. Осветительные установки на улицах города можно разделить на следующие группы: уличное освещение, специальное освещение фасадов зданий, освещение садов и бульваров, световая реклама и освещение витрин. Все перечисленные группы наружных осветительных установок не изолированы друг от друга, а работают в непосредственной близости и взаимодействии друг с другом. Так, например, на фасад какого-либо здания, имеющего специальную подсветку, падает свет и от светильников уличного освещения, и от рекламных надписей и витрин, расположенных напротив, и т.д. Поэтому взаимной координации отдельных частей и единству архитектуры и светового оформления города должно быть уделено особое внимание. Световое оформление города должно всегда создаваться как часть гармоничной композиции его вечернего облика. Для светового оформления городской магистрали необходимо, прежде всего, распределить светильники уличного освещения, выбрать их тип, высоту и конструкцию опор. Выявить возможности витринного освещения и степень его влияния на освещение тротуаров и проезжей части улицы. Следует также учесть специальное освещение фасадов отдельных зданий исторического или художественного значения. Затем необходимо создать проект световых реклам, размещенных на крышах и фасадах зданий, определить их примерные размеры и цветность. Освещение садов и бульваров, входящих в ансамбль улицы, также должно приниматься во внимание с учетом того, что в районах зеленых насаждений обычно отсутствуют магазины и реклама, что снижает освещенность на улице. Все источники света показывают графически на плане улицы условными знаками, а для наглядности выполняют несколько ночных перспектив улицы, подобных изображенной на рис. 78. Следует помнить, что архитектурное решение освещения улицы зависит не столько от уровней освещенности, сколько от гармонического сочетания и стилевого единства отдельных частей осветительной установки и от степени уменьшения блескости в поле зрения. 4. Освещение улиц При освещении улиц как линейного объекта наибольшая доля светового потока должна быть направлена по двум противоположным сторонам вдоль улицы, создавая при этом равномерное освещение на всем ее протяжении. Практика показывает, что для оптимального решения этой задачи необходимо иметь светильники, имеющие максимумы силы света, направленные примерно под углом 65–75° к вертикали в двух противоположных направлениях. Такая трансформация светового потока лампы возможна толы помощью зеркал и преломлятелей, которыми и снабжено большинство современных уличных светильников. Устройство уличного освещения регламентируется ВСН 22–75 – «Инструкцией по проектированию наружного освещения городов, поселков городского типа и сельских населенных пунктов». По характеру предъявляемых требований к освещению все улицы и площади городов подразделяются на три категории: А – скоростные дороги, магистрали общегородского значения и т.п.; Б – магистральные улицы районного значения, дороги грузового движения и т.п.; В-улицы и дороги местного значения. В отличие от всех других осветительных установок уровень освещения для дорог с асфальтобетонным покрытием нормируется не величиной освещенности, а величиной яркости поверхности дорожного покрытия в направлении наблюдателя, находящегося оси движения транспорта. Это объясняется тем, что асфальт в особенности мокрый, обладает резко выраженным зеркальным характером отражения, вследствие чего величина освещенности может характеризовать видимость. Для улиц и дорог, имеющих простейшие (грунтовые, щебеночные) или переходного типа (асфальтовые, укрепленные вяжущими) покрытия, допустимо характеризовать уровень освещения величиной освещенности. Поэтому ВСН 22–75 устанавливает норму освещения улиц и других проездов с асфальтобетонным покрытием в виде величины средней яркости (в пределах от 1,6 до 0,2 кд/м2) в зависимости от категории улиц и плотности движения, а для улиц с простейшими переходного типа покрытиями – в виде величины средней горизонтальной освещенности (в пределах от 6 до 2 лк). ВСН 22–75 содержат ряд качественных требований к устройству уличного освещения, в том числе определяют наименьшую допустимую высоту подвеса светильников в зависимости от их характеристик, мощности и типа ламп, а также соотношение наибольшей и наименьшей величин яркости и освещенности и т.д.  Рис. 1. Схемы некоторых уличных светильников а – РБУ; б – СВР; в-РКУ; г – СППР; д – РСУ Для освещения улиц и дорог рекомендуется применять в основном газоразрядные источники света. В настоящее время в этой области наибольшее распространение получили лампы ДРЛ. Люминесцентные лампы применяют редко, преимущественно в южных курортных небольших городках, где не требуется большой яркости. Эксплуатация люминесцентных ламп в северных города в зимнее время затруднительна. В заграничной практике нарду с лампами ДРЛ довольно широко применяют натриевые лампы низкого и высокого давления. В Москве и в некоторых других городах для освещения площадей используют ксеноновые лампы ДКсТ. Лампы накаливания в настоящее время применяют только в поселках или на городских улицах местного значения; применение этих ламп вследствие их малой экономичности будет постепенно сокращаться. Для уличного освещения в настоящее время широко применяют светильники: РКУ – уличный консольный; РСУ – уличный подвесной; ИСУ – уличный с галогенной лампой накаливания; СППР – подвесной призматический; СВР – венчающий; РБУ – настенный. Наиболее распространенный способ установки уличных светильников – на специальных опорах или на опорах троллейбусной сети. Рационально применять для подвески светильников тросовые растяжки между домами, но этот прием пригоден в основном при кирпичной застройке; панельные дома обычно не рассчитаны на установку растяжек. На узких улицах, внутри кварталов, во дворах светильники иногда устанавливают на стенах зданий. Опоры для уличных светильников изготовляют из стали, алюминия, железобетона, дерева. Деревянные опоры применяют только в поселках, на небольших улицах. Стальные опоры также не имеют распространения из-за дефицитности стали и большого веса. В некоторых странах получили распространение алюминиевые опоры. Фонарь уличного освещения представляет собой совокупность опоры, кронштейнов и светильников. Различают фонари венчающего и консольного типов, отличающиеся способом крепления светильников (рис. 2).  Рис. 2. Схемы установки уличных фонарей а – венчающего; с – консольного; в-настенного; г – подвесного Широкое распространение получили фонари, опора которых изгибается под углом 15°, и эта изогнутая часть служит консолью для крепления светильника. Большинство современных консольных светильников рассчитано на установку с таким наклоном. В некоторых из них имеется соответственно изогнутый патрубок. Такие светильники должны устанавливаться на горизонтальных консолях. Не допускается устанавливать светильники под углом 30–40°.  Рис. 3. Схемы размещения фонарей на улицах а – односторонняя; б – двухрядная в шахматном порядке; в-двухрядная прямоугольная; г – осевая; д – двухрядная прямоугольная по осям движения; е– двухрядная прямоугольная по оси улицы При установке светильников на тросовых растяжках часто возникает вибрация проводов и тросов, передающаяся в той или иной степени зданиям, к которым крепятся тросы. Во избежание этого явления тросы следует крепить к стенам зданий обязательно с помощью специальных амортизаторов. ВСН 22–75 предусмотрено несколько оптимальных схем размещения фонарей на улицах (рис. 3). В зависимости от ширины и категории улиц применяются следующие схемы расстановки фонарей: односторонняя, двухрядная в шахматном порядке, двухрядная прямоугольная, осевая, двухрядная прямоугольная по осям движения, двухрядная прямоугольная по оси улицы. Первые три схемы соответствуют случаям установки фонарей, а последние – подвеске светильников на тросах. Особое внимание следует обращать на освещение перекрестков, переходов и закруглений дорог. При освещении площадей, где требуется осветить большие поверхности при относительно небольшой освещенности (яркости) покрытия, число опор всегда желательно сократить или полностью от них отказаться, для чего применяются прожекторы с ксеноновыми лампами ДКсТ единичной мощностью 20 или более кВт. Прожекторы могут быть установлены или на высоких мачтах (высотой 20–25 м). Более комфортное решение можно получить при использовании тех или иных светильников уличного типа, установленных на высоких опорах в виде «люстр» – групп из нескольких светильников. Однако для обслуживания фонарей высотой 15–20 м требуется специальное крановое оборудование или устройство конструктивных приспособлений на опоре. Группа мощных светильников собрана в «люстру» в виде кольца, которое может перемещаться вдоль опоры с помощью тросового привода, находящегося в полости опоры. Лебедка, электродвигатель, пусковое устройство размещаются в основании опоры или в отдельном шкафу, устанавливаемом рядом с опорой. Обслуживание светильников производится с земли при опущенной «люстре». Такие фонари получили распространение во Франции не только для освещения площадей и сложных пересечений, но и для освещения транспортных парков, стадионов и в других случаях. При освещении площадей фонарями консольного типа необходимо правильно выбрать рисунок консолей и размещения фонарей, так как криволинейные консоли, будучи ориентированы в разных направлениях, часто придают площадям непривлекательный вид. В последнее время большое распространение получили транспортные туннели, устраиваемые в местах пересечения улиц. При движении по такому туннелю у водителей транспорта возникает резкая переадаптация зрения с одного уровня яркости фона на другой. Днем в туннеле неизбежно темнее, чем на улице, вечером все (висит от того, как освещен туннель Многочисленными исследованиями установлены и введены в ВСН 22 75 следующие требована предъявляемые к освещению туннелей. Освещение туннелей длиной более 40 м должно иметь два жима работы дневной и вечерний. Вечерний режим должен обеспечивать среднюю освещенность на уровне дорожного покрытия 60 лк по всей длине туннеля. Дневной режим должен создавать освещенность, постепенно убывающую от въезда (выезда) в туннель к его середине с величины 1000 лк до 60 лк. Это условие в какой то степени облегчает переадаптацию глаза к изменяющимся световым условиям. Туннели длиной менее 40 м могут освещаться равномерно, средняя освещенность для этих случаев принята 60 лк. Светильники в туннелях обычно устанавливают в виде световых полос, размещенных в стенах около потолка. Число и мощность ламп в светильнике изменяются в зависимости от требуемой освещенности. Обычно применяются люминесцентные лампы или лампы ДРЛ, но в зарубежной практике известно также применение натриевых ламп. Для мостов и дамб, чтобы обеспечить требуемый уровень освещения, устанавливают большое число фонарей, которые часто не увязываются по масштабу и рисунку с архитектурой моста. Сокращение их до приемлемого числа, определяемого некоторым модулем мостовой конструкции, приводит к применению нерациональных технически многоламповых фонарей, не обеспечивающих достаточную равномерность освещения. Поэтому в последние годы в ряде стран начали применять осветительные устройства, встроенные в ограждения моста и представляющие собой линию из зеркальных светильников с люминесцентными лампами. При оптимальном решении такой схемы целесообразно располагать светильники высоко, т.е. в поручне, иногда светильники располагают в поребриках моста. Для получения достаточной равномерности освещения дороги бортовые светильники должны иметь резко выраженный максимум силы света, направляемый к противоположному краю проезда. Бульвары и скверы не требуют интенсивного освещения, так как здесь нет движения транспорта. Часто можно ограничиться освещением только главных аллей и проходов. Следует учитывать, что на бульвар обычно попадает также свет от прилегающих улиц. Формальное выполнение норм без учета этого обстоятельства иногда приводит к чрезмерному увеличению числа фонарей, что особенно заметно в скверах партерного типа и на бульварах с молодыми деревьями. Для садов и бульваров целесообразно применять фонари торшерного типа с венчающими светильниками. К. электроснабжению и управлению уличного освещения предъявляют жесткие требования. Все освещение города должно управляться из центрального пункта с помощью автоматики или телемеханики. Схема питания и управления должна строиться таким образом, чтобы в ночные часы можно было оставить включенными 1/3 или 1/2 общего числа ламп. Нередко требуется устройство обратных сигналов о включении и выключении тех или иных узлов сети. Для цепей управления часто используются телефонные линии. |