Искусственное освещение города

Рис. 2. Оптическое формирование дискретных и линейных светопространств в транспортных и пешеходных зонах города путем объединения «элементарных» светопространств в «утилитарные».

Каждое элементарное светопространство, оптически сливаясь с соседними (при их наличии), образует более сложное по структуре утилитарное светопространство с разной степенью неоднородности по всем трем координатам. Рисунок светопространства прочитывается по освещенным фрагментам земли, по «световым тоннелям» улиц на «световом плане» города, воспринимаемом с высоко расположенных видовых точек. Реальное архитектурное светопространство вместе с утилитарным светопространством включает и эффекты вторичных излучателей – освещенных объектов, которые формируют трехмерную среду, - зданий, сооружений, деревьев и т.п. (рис. 3). Зрительно они наиболее значимы в эстетической оценке среды, чем первичные излучатели. В конечном счете, создание освещения есть оптическое формирование городского архитектурного пространства с прогнозируемыми светокомпозиционными параметрами.

Рис. 3. Оптическое формирование архитектурного светопространства путем освещения фасадов «ограждающих» его элементов (зданий, сооружений, деревьев) и включения в него утилитарных светопространств.

Две главные составляющие световые среды – «наполненное» светом пространство (светопространство) и освещенные объекты (светоформы) - пока весьма случайно «состыковываются» в проектах и в реальности по своим композиционным показателям из-за отсутствия методики и недостатка критериев их фотометрической и художественной гармонизации.

Вслед за этим мы считаем, что для оценки и прогнозирования светокомпозиционных параметров вечерней среды города необходимо иметь систему критериев, в которую могут быть включены как нормируемые светотехнические характеристики, так и не использовавшиеся ранее в наружном освещении, но известные светотехникам показатели количества света в городских пространствах, на земле и на поверхностях объектов, а также качества освещения, которое, как известно, определяется распределением света в пространстве, во времени и по спектру, контрастностью освещения и степенью слепимости светящих элементов. Этот диапазон светотехнических показателей может служить в любой проектно-концептуальной работе основой для выбора светокомпозиционных параметров, с помощью которых обеспечиваются зрительный комфорт и определенная психологическая атмосфера, необходимая масштабность и художественная выразительность световой среды.

Рис. 4. Критерии оценки искусственной световой среды города.

Система критериев включает: уровни освещения, определяющие светлоту и светонасыщенность пространства (количественный критерий), доминирующую цветность, кинетику освещения и структуру светового поля, от которой зависит качество и масштаб создаваемого светопространства.

 

 

1.2. Правила и нормы искусственного освещения.

В действующих нормах (СНиП) по проектированию искусственного освещения освещенность определяется уголовным размером объекта различения, контрастом его с фоном и коэффициентом отражения фона. Поверхности, обладающие рассеянным отражением, 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 зачастую оказывается 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 больших случаев, и нормы освещенности для люминесцентного освещения установлены значительно выше, чем при лампах накаливания.

Рассматривая системы освещения, выделим системы общие и комбинированные. В последнем случае требуемая освещенность рабочих мест достигается в основном с помощью местных светильников, концентрируя световой поток на рабочих поверхностях, а общее освещение пониженной мощности предназначается только для смягчения теней и освещения фона. Система комбинирования освещения более экономична, чем система одного общего освещения. Соответственно, для комбинированного освещения в СНиП приняты нормы значительно ниже, 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 трудового законодательства нашей страны, направленного на непрерывное улучшение условий жизни и труда людей [20, 22]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Основные  задачи уличного освещения

Освещение улиц и площадей является обязательным элементом освещения любого города. Что касается освещения витрин, реклам и других элементов, то оно может быть развито в большей или меньшей степени в зависимости от величины, характера и значения города и может, таким образом, дополнять обязательное освещение улиц и площадей.

На наш взгляд, главной задачей уличного освещения является обеспечение удобного и безопасного движения городского транспорта и пешеходов. Для этого освещаются проезжая часть улиц, тротуары, а также действуют световые указатели и световая сигнализация. Только совместная работа этих элементов освещения обеспечивает в современном городе безопасное интенсивное движение транспорта и пешеходов.

При проектировании электрического освещения улиц необходимо руководствоваться  «Указаниями по проектированию уличного освещения» (СН 278-64), а также К. Д. Памфилова «Типовые решения освещения улиц».

Все улицы, дороги, проезды и площади можно подразделить на 5 категорий: А, Б, В, Г, Д. Уровень освещения проезжей части улиц первых четырех категорий регламентируется по яркости сухих покрытий проезжей части в направлении наблюдателя, находящегося на оси движения транспорта. Кроме категории улиц  в городе при определении  уровня освещения принимается во внимание интенсивность движения транспорта. Нормируется также равномерность распределения яркости, т. е. отношение максимальной и минимальной яркости в зависимости от значения средней яркости.

К категории Д относятся  проезды и пешеходные дорожки  в микрорайонах, жилые улицы местного движения в районах малоэтажной застройки. Уровень освещения для улиц категории Д нормируется по минимальной горизонтальной освещенности – 0,2 лк. Средняя яркость непроезжей части улиц, дорог и площадей, примыкающих к проезжей части (тротуары, автостоянки и т. д.), должна быть не меньше половины средней яркости, указанной для этих дорог, улиц и площадей.

Кроме вопросов яркости  и освещенности проезжей части улиц и площадей в «Указаниях по проектированию уличного освещения» (СН 278 – 64) регламентируется ряд других, весьма важных свето- и электротехнческих, а также эксплуатационных показателей, и даются соответствующие рекомендации по их реализации. Такими показателями являются: высота подвеса светильников по условиям ограничения ослепленности, выбор наиболее экономичных типов светильников и источников света в зависимости от места их применения, размещение светильников на улицах и площадях, устройство общегородского, автоматического управления освещением и другие [21].

Уровень освещения на тротуарах улиц с магазина практически  всегда выше, чем на проезжей части, так как освещение витрин и реклам увеличивает яркость, главным образом, на тротуарах и незначительно влияет на нее в средней полосе улиц. Значительная разница в яркости витрин по сравнению с яркостью проезжей части часто мешает водителям правильно воспринимать то, что им необходимо видеть, так как их глазам приходится часто перестраиваться с большей яркости на меньшую, и наоборот. Это следует учитывать при проектировании витринного освещения.  Естественно, что повышение яркости проезжей части улиц, вызванное, главным образом, увеличением интенсивности движения, способствует и смягчению трудностей вождения машин, вызываемых яркостью рекламного и витринного освещения [16].

Основной задачей уличного освещения мы считаем создание достаточной яркости на проезжей части улиц и на тротуарах, т. е. на горизонтальной поверхности, однако важное значение имеет и освещение вертикальной поверхности стен, малых форм архитектуры и деревьев, расположенных вдоль улиц. Особое значение имеет боковое освещение на улицах с малым количеством магазинов, без значительной световой рекламы и световых витрин. Боковое освещение на таких улицах способствует повышению безопасности движения, создает световую перспективу улиц, развертывает ее зрительно. При отсутствии достаточного бокового освещения улица кажется темной, создается угнетающее впечатление. Освещенность вертикальной поверхности зависит от характера светораспределения светильников, применяемых для освещения улиц. Наиболее рациональны светильники, которые основную часть светового потока распределяют вниз, а некоторую часть в стороны, но не вверх.

В связи с растущей интенсивностью движения городского транспорта и пешеходов все большее значение в городском освещении приобретают  световые указатели и сигнализация. В ряде городов эти элементы городского освещения появились только в последние годы и развиваются, обретая все новые светотехнические и архитектурные формы [13,14].

На наш взгляд, светильники уличного освещения, а также светосигнальные приборы и указатели должны обладать некоторыми противоположными свойствами: светильники – создавать необходимую освещенность и при этом быть минимально яркими; светосигнальные приборы и световые указатели – не создавать освещенности, но быть хорошо видимыми в сложной световой обстановке ночного города с большого расстояния, не создавая слишком резкого света.

Таким образом, центральная эстетическая проблема процесса формирования световой среды города и световой архитектуры объектов – взаимодействие искусственного света с архитектурной формой в четырех основных ее видах или категориях (пространство, объем, пластика, цвет), в результате которого образуются светопространство, светоформы, светопластика и светоцвет с новыми, иными чем днем, визуальными качествами. Главная задача уличного освещения – обеспечить стабильное, удобное, безопасное движение городского транспорта и пешеходов, для чего необходимо освещение проезжей части улиц, тротуаров, а также световых указателей и световой сигнализации. Можно сделать вывод, что только совместная работа этих элементов освещения обеспечивает в современном городе безопасное интенсивное движение транспорта и пешеходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Освещение  городов

Как отмечалось в первой главе, в городе в вечернее время необходимо обеспечить наилучшие световые условия. Современная светотехника предоставляет огромные возможности в этом отношении, однако при выполнении осветительных установок необходимо придерживаться общих принципов устройства рационального освещения, а также требований для использования отдельных элементов наружного освещения.

Разделим осветительные установки на улицах города 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, фасад какого-либо здания, имеющего специальную подсветку, освещается 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, поскольку световое оформление города должно всегда создаваться как часть гармоничной композиции его вечернего облика [15].

Мы считаем, что для светового оформления городской магистрали необходимы следующие условия:

- распределение светильников уличного освещения, учитывая их тип, параметры, а также высоту и конструкцию опор;

- выявление возможности витринного освещения и степень его влияния на освещение тротуаров и проезжей части улицы;

- учет специального освещения фасадов отдельных зданий исторического или художественного значения; световых реклам, размещенных на крышах и фасадах зданий, определение их примерных размеров и цветности; учет освещенности садов и бульваров, входящих в ансамбль улицы.

Создание проекта с графическим изображением всех источников света на плане улицы условными знаками, причем для наглядности необходимо выполнить несколько ночных перспектив улицы. 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 [3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1. Основные компоненты искусственной световой среды города