Общие положения.место предмета в творческом методе архитектора
Архитектурную климатологию
Крупнейшие мастера архитектуры (Витрувий, Альберти, Корбюзье, Жолтовский, Буров, Аалто) придавали этой науке большое значение в формировании таких категорий, как композиция, стиль, образ, пластика и т. п. Следовательно, «Архитектурная климатология» имеет непосредственные и взаимообусловленные связи с архитектурным проектированием и теорией и критикой архитектуры, формирует творческий метод архитектора и предостерегает его от грубых ошибок
Многие последователи Витрувия называли его основоположником архитектурной кли—матологии.
Такие компоненты естественной и искусственной среды, как солнечная радиация, цвет, воздух (его температура, влажность, скорость и направление движения), осадки и звук нередко играют решающую роль в формировании архитектурно-композиционных или конструктивных решений. Наиболее рациональные решения достигаются при комплексном учете физических параметров среды (светотехнических, теплотехнических и акустических) в самом начале архитектурного проектирования.
В современную эпоху массового индустриального строительства и всемирной экономии невосполняемых энергетических ресурсов архитектура теснейшим образом связана с природно-климатической подосновой и социальными условиями жизни людей. Композиционные приемы и плотность застройки, ориентация зданий по сторонам горизонта, размеры и заполнение светопроемов, пластика фасадов, а также теплоинерционность и звукоизоляция ограждений -факторы, от которых в значительной степени зависят комфортность и выразительность зданий, потеря ими тепла и холода и стоимость их энергетической эксплуатации. Это, по существу, основная проблема, сформулированная самой жизнью для современной и будущей архитектуры. Решение этой проблемы возможно только путем диалектического синтеза искусства, техники и науки, которые извечно были взаимосвязанными и взаимообогащающимися категориями архитектуры.
«Многие категории архитектуры, такие, как объемно-пространственная композиция, планировочное решение, образ, масштаб и т.п. вплоть до национальных признаков, во многом предопределяются конкретными климатическими условиями и прежде всего спецификой светового климата места строительства.
Световой климат — совокупность природных характеристик освещения и УФ-облучения (количество, спектр и контрастность освещения, яркость ясного и облачного неба, продолжительность солнечного сияния, количество и спектр ультрафиолетовой радиации), которые определяют нормативные значения коэффициента естественного освещения, инсоляции и солнцезащиты, а следовательно,- плотность застройки и ее планировочное решение, размеры и пропорции светопроемов, пластику и масштабность фасадов.
Свет в архитектуре
... Современная архитектура располагает достаточным количеством примеров мастерского использования света для архитектурных целей. В 1958г. на Всемирной выставке в Брюсселе архитектор Э. Стоун построил павильон США, в котором архитектура, конструкция и освещение представляют ...
Наибольшее влияние на проектирование зданий и их «энергоемкость» оказывает солнечная радиация в оптическом спектре лучистой энергии-ультрафиолетовая, видимая (видимый свет) и тепловая. Как правило, световому климату того или иного региона соответствует характер природного окружения (ландшафт и вид подстилающей поверхности земли, растительность), в которое архитектор «вписывает» проектируемые объекты.
Тепловой климат — совокупность природных характеристик радиационного, температурно-влажностного и аэрационного состояния окружающей среды (тепловая солнечная радиация, температура, влажность, скорость и направление движения воздуха), которые определяют нормативные значения и исходные данные о расчетных теплотехнических и аэрационных параметрах и их сочетаниях, а следовательно,-комфортность микроклимата в помещениях и городских пространствах, тепло- и хладопотери в зданиях, выбор ограждающих конструкций и материалов.
Акустический климат- совокупность некоторых природно-климатических и акустических характеристик окружающей среды (направление ветров, вид подстилающих поверхностей и уровень транспортных и производственных шумов), которые определяют различный подход к градостроительному и объемному проектированию с учетом защиты от шума и, следовательно, значительно влияют на планировочные и конструктивные решения застройки.
Данные об источниках шума и другие характеристики подготавливаются в виде «шумовых карт» микрорайонов при сборе исходных данных для проектирования.
Таким образом, для современного творческого метода архитектора характерен комплексный подход к его содержанию и последовательности. При этом природно-климатические факторы занимают одно из ведущих мест, так как на протяжении всего процесса проектирования этими вопросами занимается только архитектор, поскольку в проектных организациях соответствующих отделов и специалистов не существует.
Уже на первоначальной стадии — при формировании архитектурной идеи (тема, исходные данные, наброски образа и композиционного замысла и т.п.) чрезвычайно важно правильно оценить природно-климатическую подоснову места строительства для будущего объекта, так как это в значительной степени поможет архитектору избежать грубых ошибок в эстетическом, функциональном и экономическом отношении.
На втором этапе (ситуационный и генеральный план, планировочное решение, фасады, разрезы, макеты) необходимо профессионально и обязательно комплексно проанализировать соответствие архитектурной идеи выявленным требованиям (естественное освещение, видимость, инсоляция, солнцезашита, теплопотери, аэрация, защита от шума).
На этой стадии наиболее целесообразны архитектурное макетирование и физическое моделирование генерального плана и архитектурных объемов.
На последней стадии (конструкции ограждений и светопроемов, выбор материалов, светоцветовое и акустическое решение интерьеров) архитектор проверяет принятые решения известными ему аналитическими и графическими методами, чтобы составить обоснованную пояснительную записку к проекту и быть уверенным в том, что будущее сооружение будет соответствовать реальным условиям его восприятия в натуре и в нем будут обеспечены комфортные условия светового, теплового и акустического микроклимата.» [http://www.super-phantom.ru/arh/0035/33/]
климатические условия
Таблица 1. Климатические районы
|
Климатический район |
Среднемесячная температура воздуха в январе, °С |
Среднемесячная температура воздухав июле, °С |
|
|
l |
-14 -ниже -28 |
от 0 до +21 |
|
|
ll |
от -3 до -20 |
от +8 до +21 |
|
|
lll |
от -5 до -20 |
от +21 до +27 |
|
|
lV |
от -12 до +6 |
от +21 выше +31 |
|
В эти 4 климатических района входят 16 микроклиматических подрайонов. В соответствии с этим районированием назначают материал и толщину ограждения, глубину заложения фундамента, рассчитывают конструкции по ветровым и снеговым нагрузкам, определяют объёмно-планировочную структуру.
Ведущими факторами климата являются радиационно-температурные условия (ИНСОЛЯЦИЯ).
Условия инсоляции складывается в зависимости от ориентации окон квартир по сторонам горизонта, типов планировки дома, расстояния между зданиями.
По отношению к сторонам света здания могут занимать 3 основных положения:
- меридиональное — здание своей продольной осью параллельно направлению «север-юг»;
- широтное — эта ось параллельна направлению «запад-восток»;
- диагональное — продольная ось направлена под углом к основным направлениям».
2. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
(табл.2.)
1) условия атмосферы — газообразной оболочки земли;
2) условия гидросферы — водной оболочки земли;
3) условия литосферы — верхней твердой оболочки земли;
4) растительный и животный мир.
Наибольшее влияние на проектирование индивидуального жилища оказывают атмосферные условия. Это связано с тем, что именно состояние атмосферы определяет тепловой режим поверхности земли, а также газовое и влажностное состояние воздуха.
На Земле существуют различные географические зоны, которые определяются, в основном, различным соотношением тепла и влаги в воздухе — тропики, пустыни и т.д.
Проектировать универсальное жилище, пригодное для любого климатического района, нецелесообразно с функциональной, экономической и строительной точек зрения. Поэтому, при проектировании индивидуального жилья следует ориентироваться на максимальный учет именно конкретных, а не абстрактных местных условий.
К числу наиболее важных атмосферных условий относятся: температурный, ветровой, влажностный, снеговой, дождевой режимы, уровень солнечной радиации, сезонные различия в погоде и другие. Они воздействуют на человека и жилой дом в комплексе, однако, по-разному в каждом конкретном случае.
Целями рационального проектирования индивидуального жилья с учетом ветров является эффективное использование естественного проветривания помещений жилого дома и снижение негативного воздействия избыточного ветрового напора в суровых климатических условиях. Так, благодаря естественно возникающей разнице давления с наветренной и подветренной стороны дома, возникает проветривание, которое обеспечивает нормативный воздухообмен в помещениях. Требования к нормативному воздухообмену в жилых комнатах, кухнях, санузлах и других помещениях жилья определены в СНиП.
Доказано, что с наветренной стороны, где ветровой напор образует зону повышенного давления, окна, форточки и вентиляционные отверстия могут быть меньшего размера, чем вентиляционные проемы на противоположной стороне дома. Учет ветрового режима очень важен при разработке генерального плана комплексной усадебной застройки жилого дома совместно с хозпо-стройками, гаражом, земельным участком и соседними строениями. Движения воздушных масс следует организовывать приемами архитектуры так, чтобы обеспечивалась аэрация всей застройки и поддерживалась благоприятная экологическая обстановка. Для этого архитектор должен правильно выбрать схему размещения объектов, конфигурацию зданий и интервалы между ними. Например, в жарком влажном климате, с целью интенсивной циркуляции воздуха, следует оставлять между зданиями застройки значительные разрывы»
Таблица 2.Основные климатические факторы, влияющие на архитектурно-строительное решение здания
|
Климатические факторы |
Основные воздействия |
Архитектурно-конструктивные требования и мероприятия |
|
|
Солнечная радиация |
Бактерицидные свойства радиации. Температурные воздействия |
Выбор ориентации по сторонам света. Форма плана. Повышение теплоаккумулирующей способности ограждающих конструкций. Защита от перегрева, создаваемого инсоляцией в летнее время. Разработка конструктивных солнцезащитных устройств |
|
|
Ультрафиолетовая радиация |
Бактерицидные свойства ультрафиолетовой радиации |
Устройство постоянных и кратковременных установок облучения ультрафиолетовой радиацией. Выбор отделки интерьеров и фасадов. Выбор подстилающего слоя на территории. Выбор конструкций окон и фонарей |
|
|
Естественное освещение |
Создание светового режима в помещении, здании |
Выбор расположения, типов и размеров окон и фонарей. Выбор рода освещения — естественного, искусственного, совмещенного. Данные о времени использования естественного освещения |
|
|
Температура и влажность воздуха |
Создание надлежащего микроклимата в помещении, в здании |
Выбор объёмной композиции здания. Выбор ограждения стен, окон, покрытия, фонарей и т. п. Выбор степени остекления, вентиляции, кондиционирования воздуха |
|
|
Ветер |
Давление ветра |
Защита здания от ветра. Защита от ветра окон и фонарей. Аэрация помещений и территории |
|
|
Осадки |
Атмосферная влага. Снеговые отложения |
Облицовка фасадов, водостойкость стен и покрытий. Способы удаления осадков — водостоки, уборка снега. Борьба со снегообразованием на крыше и на территории. |
|
3. СВЕТОЦВЕТОВАЯ СРЕДА
«Светоцветовая среда формируется лучистой энергией естественных и искусственных источников излучения в пределах его оптического спектра и предопределяет видимость, восприятие и комфортность архитектурных форм и пространств. Светоцветовая среда создается естественным, искусственным и совмещенным освещением, инсоляцией и солнцезащитными средствами, пластическим и цветовым решением фасадов и интерьеров зданий. Комфортная светоцветовая среда обеспечивает наилучшие условия видимости и восприятия архитектуры, а также способствует повышению производительности и качества труда.
Актуальнейшей проблемой световой среды в современной архитектуре является выбор рациональных размеров светопроёмов и видов солнцезащитных и светорегулирующих устройств. В последние годы вновь распространилась тенденция к увлечению большими площадями остекления фасадов и солнцезащитной пластикой вне связи с назначением зданий и условиями светового климата, оправдываемое «максимальным визуальным раскрытием внутреннего пространства к внешней среде». Это явление в значительной степени связано с тем распространившимся влиянием на творческий процесс архитектора, которое оказали многие постройки известнейших представителей нового движения в архитектуре и, в особенности, Мис ван дер Роэ. Однако тысячелетний опыт строительства в любых климатических условиях и особенно исследования, проведенные за последние годы, показывают, что такой подход к проектированию не способствует формированию архитектурного образа и приводит к резкому дискомфорту и огромным теплопотерям. Особую проблему создают так называемые «ленточные» светопроемы и наружные солнцезащитные элементы на фасадах зданий. Дело не только в том, что «ленточные» светопроемы нивелируют образ общественного здания, приближая его к промышленному, но и в том, что, как правило, невозможно уменьшить вертикальные размеры таких светопроемов из соображений их светоактивности и архитектуры интерьеров. К тому же такие светопроемы не решают проблему достаточности освещения в современных зданиях с большой глубиной помещений и ограниченной высотой. Даже 100%-ное остекление фасадов в этом случае неэффективно.
Следует отметить также и еще один пример некритических оплошностей некоторых архитекторов к выбору композиционных элементов в архитектуре общественных зданий: такой элемент архитектуры, как крупномасштабные наружные солнцезащитные экраны, применяется сейчас не только в центральных районах, где они бесполезны, но даже на Крайнем Севере.
На этих примерах видно, насколько важно в эстетической подготовке архитектора изучение архитектурно-светотехнических факторов проектирования.
4. ЕСТЕСТВЕННОЕ, ИСКУССТВЕННОЕ И СОВМЕЩЕННОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
В зависимости от особенностей светового климата местности архитектор корректирует объемно-пространственное и планировочное решение зданий или сооружений и их расположение на генеральном плане. Важнейшими факторами при этом являются: выбор рациональных размеров и пропорций светопроемов, их ориентации по сторонам горизонта, глубины помещений и пластики и силуэта фасадов. Следовательно, эти факторы влияют как на поиск образа здания (в том числе «северного» или «южного»), так и служат важнейшим средством ограничения площади остекления здания, определяющей его комфортность и экономическую целесообразность. Привычным для человека является естественное освещение, поэтому его характеристики, свойственные данному месту строительства (яркость неба, контрастность, направленность, спектральный состав), могут служить ориентирами при проектировании искусственного освещения интерьеров. Именно этим объясняется стремление применять в интерьерах светящие поверхности, успешно имитирующие по яркости и спектру естественный свет, а по архитектурному решению окна и фонари. Это одно из наиболее действенных средств выражения современной архитектуры, возникших в связи с появлением новых источников света-газоразрядных ламп и электролюминесцентных панелей ( рис.1 ).
Совмещенное освещение — прогрессивный прием освещения интерьеров естественным и искусственным светом, характеризующийся (в отличие от смешанного освещения) доминирующей ролью естественного света при постоянно или периодически действующем дополнительном искусственном освещении (в зонах помещений с недостаточным естественным освещением), близком к естественному по распределению яркости и спектру.
Пользование нормами не предопределяет художественный образ объекта, задуманного при проектировании, поэтому в процессе работы над проектом автор должен предвидеть взаимодействие намеченных средств освещения с пространством, формой, пластикой и цветом. Трудности проектирования архитектурного светового образа здания заключаются не в определении освещенности или числа светильников, а в проектировании и реализации в натуре задуманных светлотных соотношений между поверхностями, ограничивающими пространство, а также между деталями и фоном, на котором они воспринимаются.
Существует два принципиально различных решения световой архитектуры. Для первого характерно выражение тектоники, свойственное дневным (природным) условиям освещения (на фасадах — темные светопроемы, светлые стены, тени от карнизов и деталей, направленные вниз, и т.п.; в интерьерах — связь с природной световой средой.
Второй основан на театральном эффекте освещения, при котором живописные и скульптурные свойства света используются для создания светоцветовых композиций
и акцентов вне связи с природной световой средой.
Для каждого из этих приемов существует своя область рационального применения: первый — в рабочих помещениях, спортивных залах, картинных галереях и т.п.; второй — в театральных и концертных залах, в музеях и ресторанах.
Образ многих интерьеров общественных зданий рождается из стремления архитектора создать впечатление большого, насыщенного светом пространства, устранить ощущение монотонности, а также тяжести конструкций.
Эта задача приобретает особое значение в подземных сооружениях (станции метрополитена, подземные переходы, улицы и площади и т.д.).
Психологический эффект устранения ощущения тяжести и большой напряженности конструкций достигнут правильным распределением светопотоков на некоторых станциях Московского и» Ленинградского метрополитена («Электрозаводская»,( рис.2 ), «Маяковская»(рис.3 )).
При проектировании освещения в демонстрационных залах и картинных галереях, а также операторских особое значение приобретают всякого рода блики, отблески, зеркальные отражения, которые создают зрительный дискомфорт, мешающий нормальному видению рассматриваемых предметов. В этих случаях следует пользоваться графическим методом определения зоны зрительного дискомфорта для устранения различных помех из поля зрения.
Для ограничения слепящего действия окон и светильников общего освещения необходимо соблюдать регламентированные нормами показатели дискомфорта в зависимости от характера зрительной работы.
Хорошим примером световой архитектуры интерьеров, в которых отчетливо выражены современные тенденции взаимодействия архитектуры и искусственного освещения, служит Кремлевский Дворец съездов, в котором успешно решена проблема светового ансамбля как синтеза световой архитектуры отдельных интерьеров. ( рис.4. ) Роль света, как своеобразного гида в этом ансамбле определяется тем, что последовательность ощущений, сопутствующих зрительному процессу, развертывается во времени, а впечатление нарастает при движении посетителя от гардероба до зрительного зала, отличающегося праздничностью и насыщенностью светом.
Проведенными НИИСФ исследованиями было установлено, что наибольшее значение в восприятии станций метрополитена имеет не уровень освещенности, а соотношение яркостей поверхностей потолка, стен и пола. Результаты фотометрических и субъективных исследований позволяют утверждать, что устранение ощущения подземности и высокая степень насыщенности светом достигнуты в тех перронных залах, где эти соотношения приближаются к соотношению яркости зенитной части неба (потолок), неба у горизонта (стены) и земли (пол).
Архитектурное освещение зрительного зала Кремлевского Дворца Съездов в Москве. Общий вид и детали потолка
Их оптимум находится в пределах от 5:2:1 до 10:3:1. Пластическая выразительность интерьера контролировалась соотношением освещенности, создаваемой рассеянным и направленным световыми потоками. Результаты исследований (объективных фотометрических и субъективных статистических) показали, что пластика стен и потолка хорошо воспринимается при соотношении рассеянного и направленного световых потоков, равном 0,4 и менее.
В современных зданиях и сооружениях широко применяется встроенное освещение в виде светящих потолков, карнизов, ниш, панелей, которые включаются в архитектуру интерьера.
За последние годы широкое распространение в интерьерах общественных зданий получили светящие потолки и панели. Архитектурно-конструктивные системы светящих потолков и панелей обычно представляют собой подвесные конструкции, а пространство над ними используется для монтажа ламп.
Архитектурное и светотехническое качества потолка зависят от степени равномерности распределения яркости светящей поверхности и контрастов между светящими элементами потолка и переплетами, на которые опирается стекло. Практика показывает, что при применении светорассеивающего стекла равномерная яркость светящего потолка обеспечивается при отношении максимальной яркости к минимальной: 1,4-на светящей поверхности больших размеров и 1,1-на небольших участках. Это достигается при соблюдении следующего соотношения двух величин: расстояния между лампами и высотой расположения ламп над защитным стеклом: при люминесцентных лампах-2,4; при зеркальных лампах-0,9; при обычных лампах накаливания-1,8. ,
Яркостный контраст между светящей поверхностью и переплетом (или глухой частью потолка) для больших помещений зависит от светлоты отделки и соотношения между площадью остекленной поверхности и общей площадью потолка. Обогащение архитектурного решения светящего потолка достигается применением различного рода диффузоров; особенно интересны диффузоры из сложных по форме металлических анодированных элементов.
Светящие потолки могут выполнять также и акустические (глушение шума) и санитарно-технические функции. Схема устройства многофункционального потолка приведена на рис.5
Схемы устройства многофункционального потолка в фойе и залах при открытом положении звукопоглощающей отделки в виде потолочных плит
Для создания светящего потолка могут быть применены встроенные точечные светильники с нормальными или зеркальными лампами мощностью до 150 Вт. Роль диффузора в них выполняет кольцевая решетка с защитным углом 30-45″. При этом потолок получается темным с ярко светящими точками ламп (так называемое «звездное небо»).
В архитектуре общественных зданий видное место занимает проблема синтеза светового ансамбля, понимаемого как синтез световой архитектуры его отдельных интерьеров. В таких ансамблях световая партитура может определять последовательность восприятия интерьеров и их эмоциональное воздействие на человека, развертывающееся во времени.
При отсутствии в окружающем пространстве выявляемых светом архитектурных акцентов зрительная ориентация человека затрудняется. И наоборот, заранее предусмотренное в проекте распределение яркостей, контрастов позволяет облегчить и организовать ориентацию человека в здании. освещение микроклимат здание инсоляция
5. ИНСОЛЯЦИЯ И СОЛНЦЕЗАЩИТА
Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду двойственно: оно благоприятно в гигиеническом и эстетическом отношении и экономически выгодно, поэтому необходимо обеспечить доступ солнечного света в городские пространства и интерьеры зданий в любых географических районах, оно же вызывает перегрев, световой дискомфорт, УФ-переоблученность и перерасход электроэнергии на регулирование микроклимата, что предопределяет необходимость защиты от него и рационального использования.
По словам Витрувия, архитектор «… может исправить своим искусством вред, приносимый природой».
Комфортные ощущения и эстетическое воздействие инсоляции (выразительность и динамика пластики, «солнечность» и разнообразие световой среды), т.е. положительные эмоции возможны только при условии исключения таких ее качеств, которые угнетают человека:
- физиологически и психологически недостаточных уровней освещенности и УФ- и ИК-облученности;
- чрезмерных уровней яркостей поля адаптации, УФ- и ИК-необлученности.
Конкретные предложения по строительному нормированию инсоляции впервые были сделаны советскими архитекторами в 40-х годах. В основу нормирования было положено общеоздоровительно, санирующее и психоэстетическое воздействие инсоляции на человека и окружающую его среду. Нормируемой величиной в действующих нормах инсоляции является продолжительность в зависимости от градостроительной ситуации, типов зданий, географической широты и климатических условий. Например, в жилых и общественных зданиях (за исключением детских учреждений и школ) должна быть обеспечена продолжительность инсоляции в часах.
В сложных градостроительных ситуациях допускается одноразовая прерывность инсоляции бактерицидной и видимой областях спектра.
Расчеты инсоляции застройки при проектировании сводятся к определению продолжительности инсоляции помещений и степени затенения фасадов зданий и территорий застройки. Расчеты следует производить непосредственно на генеральном плане застройки с помощью накладного графика, показанного на рис.6 , основанного на методе проекций с числовыми отметками, впервые использованном А. М. Рудницким и М. Тваровским и адаптированном к условиям архитектурного проектирования.
График для определения инсоляций зданий и территорий
Сложность проблемы инсоляции в архитектуре объясняется как ее положительными, так и отрицательными воздействиями (тепловой и световой дискомфорт, снижение восприятия формы и цвета при чрезмерных яркостях, выцветание материалов).
Поэтому не менее важно предусматривать различные средства защиты от инсоляции.
Практика показывает, что наибольшее число грубых ошибок наблюдается в тех случаях, когда архитектор решает задачу солнцезащиты некомплексно и на последних стадиях проектирования. Наиболее распространенной ошибкой является применение массивных и теплоемких затеняющих экранов, монолитно связанных с основной ограждающей конструкцией (незащищенные лоджии, бетонные пространственные структуры).
Такие конструкции аккумулируют солнечное тепло и путем теплообмена с остеклением дополнительно передают его в помещение. Нередки случаи применения солнцезащитных устройств без учета ориентации здания по сторонам горизонта и использования солнцезащитного стекла, уменьшающего лишь тепловую радиацию Солнца и не устраняющего его слепящее действие. В таких общественных зданиях, как школа.
Проектирование цветового решения фасада или интерьера здания лишь на основе интуиции и вкуса архитектора неизбежно приводит к грубому искажению цветовой композиции при переходе от проекта к натуре. Это объясняется тем, что при этом не учитываются ни состав света (особенно его современных источников), ни условия цветовой адаптации, ни соотношения размеров цветного объекта и фона, ни оптическое смешение цветов, наблюдаемых с больших расстояний. Между тем, как показали исследования, комфортное цветовое решение интерьеров оказывает значительное влияние на его эстетическую оценку и производительность труда человека, особенно в таких помещениях, как учебные, торговые, выставочные и т.п. Поэтому при цветовом проектировании необходимо учитывать основные параметры светоцветовой среды, зависящие от светового климата местности и спектра выбранных источников света, насыщенность цвета и угловые размеры цветных поверхностей в поле зрения, составляющих в итоге установившееся количество воспринимаемого цвета в пространстве и его психоассоциативное воздействие.
Особое значение для современной архитектуры имеют резкие изменения в цветопередаче, которые происходят при переходе от естественного света к искусственному. Поэтому выбор цветовой композиции и гармоничных сочетаний цветных поверхностей следует производить при том освещении, которое заложено в проекте. Как правило, помещения большинства общественных зданий воспринимаются как при естественном, так и при искусственном свете, поэтому цветные эскизы следует проверять в обоих случаях, принимая в итоге оптимальное решение.
«Комфортный микроклимат в зданиях создается естественными и искусственными средствами.
К естественным средствам относятся архитектурно-планировочные и конструктивные решения зданий (композиционное решение, ориентация, размеры и геометичность заполнения светопроемов, теплоизоляция ограждений), которые предопределяют эксплуатационную эффективность и экономичность искусственных средств (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха).
При этом архитектору важно помнить, что даже идеальные в теплотехническом отношении стены и покрытия не дадут ожидаемого эффекта, если композиция здания характеризуется чрезмерным периметром наружных стен, неглубокими помещениями, большими площадями остекления и нерациональной ориентацией по отношению к гелиотермической оси и господствующим ветрам. Более того, в этом случае отопление, вентиляция и особенно кондиционирование воздуха или окажутся бездейственными в поддержании гигиенически необходимого микроклимата в помещениях, или будут работать с большим перерасходом тепла и электроэнергии. Поэтому комплексность творческого метода архитектора и здесь оказывается важнейшим условием достижения оптимального результата.
Оценкой теплового климата и аэрационного режима места строительства по исходным климатическим данным занимается прежде всеего архитектор-автор на первой стадии проектирования, когда выявляются принципиальные решения здания, предопределяющие его теплотехническую, гигиеническую и экономическую эффективность.
Поэтому архитектор должен всегда умело пользоваться исходными климатическими данными и прежде всего картами строительно-климатического районирования и зон влажности.
Требования к микроклимату в зданиях и их теплозащите регламентируются в зависимости от назначения помещений. Например, в картинных галереях круглый год должна сохраняться относительно постоянная температура и влажность воздуха, обеспечивающие сохранность экспозиции, а в детских учреждениях, больницах, школах-гигиенически допустимый микроклимат (температура воздуха, воздухообмен, инсоляционный режим), исключающий возможность перегрева или переохлаждения.
экстремальных климатических районах
Теплоинерционностъ (теплоустойчивость) здания-основная его теплотехническая характеристика, которая зависит от степени передачи ограждающими конструкциями (стенами, покрытиями, полами, окнами, фонарями) тепла, влаги и воздуха. Способность ограждающих конструкций регулировать передачу этих физических параметров из окружающей среды в здание (или наоборот) и определяет, главным образом комфортность микроклимата и энергетические потери.
Архитектура и градостроительство в суровом климате.Полуй Б.М.
Требования к акустическому комфорту зданий оказывают значительное влияние на их планировочное объемно-пространственное и конструктивное решение. В свою очередь, на акустические качества зданий влияют как степень шумозащиты от внешних источников, так и звукоизоляция ограждающих конструкций.
В зависимости от требований к акустическим качествам зрительные залы делятся на следующие группы:
- залы с естественным (натурным) звучанием музыки, пения, речи;
- в этих залах зритель воспринимает звуки, идущие непосредственно от исполнителей и инструментов (прямые и отраженные от внутренних поверхностей интерьера).
Качество их звучания зависит в основном от архитектурно-строительного решения залов: оперных театров, концертных, музыкально-драматических и т.п.;
- залы, в которых музыку, пение и речь зритель вопринимает с помощью звуковоспроизводящей электроакустической аппаратуры (кинотеатры, конференц-залы и др.);
- в этих залах особое внимание уделяется качеству воспроизведения, естественности и отчетливости звучания;
- последнее зависит не только от архитектурного решения залов, но и от качества и условий работы электроакустической аппаратуры;
- залы универсального назначения, в которых наряду со звукоусилением предусматриваются электроакустические средства для обогащения, а также для воспроизведения всякого рода звуковых эффектов (залы театров;
- конференц-залы для проведения съездов, конгрессов;
- киноконцертные залы. Дворцы культуры).
Наибольшей сложностью характеризуется акустическое проектирование оперных театров и концертных залов большой вместимости. Качество звучания в таких залах оценивается комплексом субъективных показателей, которые определяются методом статистических оценок специалистов (акустиков и музыкантов).
К таким показателям относятся естественность (полнота) звучания; ясность звучания; отчетливая последовательность чередования звуков, выразительность тембра; равновесие звучания всех групп инструментов в разных зонах зрительного зала.
Удовлетворение этих требований в большой степени зависит от архитектурного решения зала, его размеров, формы, отделочных материалов и конструкций и их расположения в пространстве интерьера.
В архитектурном отношении пространство зрительного зала делится на два акустически связанных объема.
Первый представляет собой гигантского размера рупор-эстраду. В этом объеме формируются пластические поверхности-экраны, которые обеспечивают направление и интенсивность первых, акустически наиболее важных отражений. Акустические раковины эстрады способствуют созданию звучания стереофонического характера. Профиль раковины-эстрады выбирают в основном так, чтобы отраженный звук направлялся в зал и на сценическую площадку. Благодаря этому каждый оркестрант ансамбля может следить за игрой своих коллег и согласовывать с ними свое исполнение.
Второй объем занят местами для зрителей: размеры, форма и архитектурное решение этого объема должны способствовать формированию равномерного звукового поля и обеспечивать оптимальное время реверберации в диапазоне низких, средних и высоких частот звучания.
Повышение диффузности (равномерности и изотропности) звукового поля достигается также применением крупноразмерной пластической отделки стен и потолка, т.е. членением поверхности пилястрами, складками, ложами и т.п., а также специальными акустическими элементами. Широкое распространение в современных залах получили наклонные плоские или криволинейного очертания панели (или падуги), расположенные по всей ширине зала и одновременно используемые для освещения.
При проектировании концертных залов большое значение имеют выбор и расположение звукопоглощающих материалов и конструкций. Их количество в зале определяется соответствующим расчетом, приведенным в учебнике «Основы, строительной физики». Из акустических материалов наибольшее распространение при отделке концертных залов, оперных театров, музыкальной комедии и др, получили резонирующие панели из дерева. Значение резонансной частоты панели зависит от ее жесткости, которая определяется массой панели и способами ее спряжения со стеной (или перекрытием).
Широко применяются резонансные поглотители кассетного типа в виде многослойной конструкции с облицовочным слоем из перфорированных металлических листов, обклеенных с внутренней стороны несколькими слоями ткани (подобная звукопоглощающая отделка применена, в частности, в зале Конгрессов Дворца культуры и науки в Варшаве).
Разновидностью резонансных поглотителей являются подвесные поглотители диффракционного типа кубообразной, конусообразной и других форм.
За последние годы в отечественной и зарубежной практике получили распространение залы универсального (многоцелевого) назначения. Как показывает опыт, такие залы целесообразно оборудовать электроакустическими системами звукоусиления.
При проектировании универсальных залов рекомендуется: располагать системы звукоусиления в таких скрытых от зрителей местах, которые способствуют созданию в зале диффузного (равномерного) звукового поля; обеспечивать время реверберации, необходимое для нормальной работы системы звукоусиления.
Амбиофонические установки включают в себя:
- систему звукоусиления в зале, в которую входят микрофоны, устанавливаемые на сцене, микрофон-ревербератор и распределительная система громкоговорителей;
- систему звуковоспроизведения, в которую входят магнитофоны, ам-биофон-ревербератор и распределительная система громкоговорителей в зале и на сцене.
Примером гармонического архитектурного решения современного зала универсального назначения может служить Кремлевский Дворец съездов. ( рис.4 ). Прилегающая к сцене часть боковых стен и потолка образует гигантскую рупорообразную раковину. Основная часть боковых стен отделана щелевым поглотителем из вертикально расположенных деревянных реек криволинейного профиля.
Для акустической настройки зала звукопоглощающая конструкция стен имеет выдвижной щит, который прикрывает пористый поглотитель звука. Превращая таким образом звукопоглощающие панели в звукоотражающие, можно изменять общее звуковое поглощение, соответственно жанру представления.
Наиболее эффективными строительно-акустическими средствами снижения шума на территории являются экраны, размещаемые между источниками шума и объектами защиты от шума. Экранами могут служить придорожные подпорные, ограждающие и специальные защитные стенки, а также искусственные элементы рельефа местности. Экранами могут служить также здания, в помещениях которых допускаются уровни звука 50 дБА (здания предприятий бытового обслуживания населения, торговли, общественного питания, коммунальных предприятий и др).
Проблема звукоизоляции зданий весьма сложна вследствие разнообразия как источников шума, так и путей распространения его по зданию. В основном эта проблема сводится к решению вопросов звукоизоляции помещений от внешних шумов и от внутренних шумов, возникающих в здании. Источниками внешних шумов являются городской транспорт и различного рода производственные предприятия. В тех случаях, когда не удается снизить проникающий внешний шум в помещения здания средствами шумо-защиты, следует применять наружные ограждающие конструкции с повышенной звукоизоляцией. Внешний шум проникает в помещения через оконные конструкции, звукоизоляции которых следует уделять особое внимание. Источниками внутренних шумов являются люди, а также бытовое и инженерное оборудование. Изоляция помещений от внутренних шумов достигается правильной внутренней планировкой здании, снижением шумности санитарно-технического и инженерного оборудования, обеспечением нормативной звукоизолирующей способности ограждающих конструкций.»
Многие категории архитектуры, такие, как объемно-пространственная композиция, планировочное решение, образ, масштаб и т.п. вплоть до национальных признаков, во многом предопределяются конкретными климатическими условиями и прежде всего спецификой светового климата места строительства. Таким образом, настоящий материал является важным и существенным дополнением к архитектурно строительным требованиям и природно-климатическим факторам, влияющим на особенности формообразования, на принятие архитектурных и архитектурно-дизайнерских решений и на проектирование зданий. Полноценный учет данных положений позволяет проектировать и строить высококомфортабельные, надежные, удобные и красивые жилые дома.
1. Аронин Дж.Э. Климат и архитектура / Москва: ЁЁ Медиа / 1959 / 253 с.
2. Полуй Б.М. Архитектура и градостроительство в суровом климате / Ленинград: Стройиздат, 1989г. / 340 с.
