Общие принципы проектирования искусственного освещения

Лекция № 9

Разработка проекта осветительной установки – сложная задача, успешное решение которой предопределяет качество световой среды помещений. Уже на стадии эскизного проекта архитектор должен в целом сформировать световую композицию, определить систему искусственного освещения и ориентировочно установить ее параметры и компоненты. Затем к работе привлекается светотехник, который раскрывает перед архитектором возможности новой техники искусственного освещения. Только совместная творческая работа архитектора и светотехника на определенных этапах проектирования является условием полноценной реализации творческого замысла.

Придание функциональному освещению художественного качества не является новостью. Подобного рода задачи успешно решались зодчими прошлого. Современная архитектура внесла много нового в искусство освещения интерьеров и зданий; применение светящих поверхностей (потолков, панелей и др.), газоразрядных источников света, характеризующихся многообразием форм и спектра, открыло новые возможности для формирования архитектурного светового образа зданий и интерьеров.

Проектирование осветительной установки в интерьере сводится к решению следующих взаимосвязанных задач:

- выбору и распределению светлот в интерьере в соответствии с художественным замыслом архитектора;

- определению допустимых яркостей (окон, фонарей, светильников) и согласованию их с требованиями ограничения блескости и устранения дискомфорта;

- выбору цветового решения интерьера, увязанного со спектральным составом света и общими требованиями к насыщенности светом и цветопередаче;

- выбору направления и соотношения световых потоков для наилучшего восприятия формы, пластики и фактуры отделки интерьера;

- выбору технических средств освещения, удовлетворяющих эстетическим и функциональным требованиям.

При выполнении последнего пункта необходимо решить следующие технические вопросы. Выбрать тип источника света, систему освещения, норму освещенности, тип светильников, способы освещения, разместить светильники, рассчитать освещенность в заданных точках, уточнить после этого размещение и число светильников и определить единичную мощность светильников и ламп, проверить качественные показатели установки и, если светильники нетиповые, - запроектировать эти светильники. Решение этих вопросов должно быть подчинено характеру задуманной композиции интерьера (или пространства).

При решении задачи освещения интерьера архитектор решает вопрос, что же должно служить основой, прообразом при выборе приема искусственного освещения интерьера. Ориентиром при проектировании искусственного освещения может быть природное освещение, преобладающее в заданном районе строительства.

При этом имеется в виду не только соотношение между числом солнечных и пасмурных дней в году, но и такие показатели, как яркость неба, контрастность освещения, спектральные характеристики света и др. Природное освещение привычно и приятно для человека, поэтому приближение световых характеристик интерьеров к природным – путь «вписывания интерьера в природу», метод удовлетворения психологической потребности человека постоянно ощущать связь с внешним миром. Следовательно, творчески отраженные в интерьере особенности природного освещения создают ощущение естественности и покоя. Это очень важно для рабочих помещений, школ, спортивных залов, больниц и т.п.

Возможно распределение яркостей, контрастности и направления света, отличное от того, которому научила нас природа. В этом случае создается ощущение необычности, возникают своеобразные «театральные эффекты». Такой характер освещения в большей степени согласуется с интерьерами зрительных залов, фойе, ресторанов, выставок и т.д.

Итак, возможны два подхода к освещению интерьеров:

- первых характеризуется стремлением архитекторов творчески подражать природным условиям освещения;

- второй создает в помещении «театральный эффект».

Впечатление, создаваемое интерьером, определяется комплексным воздействием его характеристик на зрение. Получив информацию, мозг принимает решение в соответствии с этой информацией, вычленяя главные качества, которые становятся определяющим в общем восприятии, в общей оценке интерьера. Интерьер с темным потолком, например, может восприниматься естественным, если определяющим будет направление светового потока, идущего сверху. Если темный потолок занимает небольшую часть поля зрения по сравнению со стенами, имеющими высокую яркость, то интерьер также не вызовет ощущения неестественности.

При проектировании освещения архитектору приходится заботиться о зрительном сохранении плоскости, свода, купола, архитектурных членений и пластики, восприятие которых резко исказится при случайном освещении. Выше было выяснено, что для плоскости характерно равномерное распределение яркости. Яркие пятна на плоской поверхности лишают ее цельности резко искажают ее восприятие, особенно если в поле зрения не попадают детали и сопряжения, подчеркивающие ее форму. Ритмическое расположение на плоскости «размытых» светлых и темных полос придает ей вид волнистой поверхности. Постоянное уменьшение яркости на плоской поверхности может создать иллюзию цилиндрической поверхности. Для устранения этих иллюзий, возникающих при неправильно выбранном приеме освещения, необходимо соблюдение допустимой неравномерности между максимальной и минимальной яркостями плоских деталей.

При освещении помещений отраженным светом с помощью светящих карнизов неравномерность освещения потолка может вызвать иллюзию его провисания.

При неправильно выбранном приеме освещения в неменьшей степени искажается восприятие поверхности сводов и куполов, широко применяемых, например, в метрополитене, крытых рынках и др. Если такие пространственные формы освещать равномерно, то зрительно такой прием уплощает свод (купол). Для придания своду большой глубины предпочтителен прием освещения, при котором его яркость повышается от периферии к центру свода. При применении в сводчатых или купольных конструкциях светящих карнизов наиболее яркими обычно бывают прилегающие к карнизу части свода, а наименее яркими – центральные их части. Это иногда порождает иллюзию уплощения свода.

Наиболее часто встречающиеся в интерьерах архитектурные членения (кессоны, балки, ребра) целесообразно выявлять светоцветовым рисунком, подчеркивающим тектонические качества потолка. Это обеспечивается таким расположением светящего плафона в центре кессона, при котором нижний уровень плафона выше уровня ребер.

Колонны круглого сечения лучше воспринимаются при неравномерном освещении, когда соотношение световых потоков, освещающих колонны с разных сторон, составляет не менее 1: 3. Объемность колонн квадратного или прямоугольного сечения может быть подчеркнута различной цветностью освещения смежных поверхностей. Применение направленного освещения колонн (особенно с каннелюрами) в сочетании с рассеянным придает им большую выразительность благодаря возникновению градаций светотени.

Важную роль при восприятии интерьера играет фактура отделочных материалов. Шероховатые плоскости (штукатурка, бетон, кирпич и др.) кажутся равнояркими с любых точек наблюдения. Зеркальные плоскости (стекло, металл, пластик) теряют свою форму и выразительность, т.к. кажутся неравнояркими.

Отблески, возникающие на полированных плоскостях, неприятны тем, что выявляют малейшие неровности, обнаруживая все дефекты производства и строительства. Они «разрушают» форму, тектонику, пространство. Освещение поверхностей со смешанным или зеркальным отражением требует большого внимания и изобретательности.

Большое значение в восприятии интерьера имеет удачно выбранное соотношение световых потоков, излучаемых в верхнюю и нижнюю зоны полусферы. Оно может служить не только характеристикой светотени, но и способствовать восприятию пространства интерьера.

При отраженном освещении интерьера тени не имеют четких границ и кажется, что они отсутствуют. В эстетическом плане такое распределение света в интерьере может придать ему монотонность, зрительно нарушить его тектонику и пластическую выразительность.

В противоположность отраженному прямое освещение благодаря контрастности способствует лучшему выявлению тектоники и пластики интерьера. Однако при этом приходится заботиться об устранении дискомфорта и резкого контраста между светящими и глухими поверхностями потолка, а также о создании светотени, придающей выразительность объемным деталям.

Равномерное освещение помещений лишает необходимой скульптурной выразительности лица человека. Поэтому в интерьерах следует разнообразить светлотную композицию включением пятен повышенной яркости, расположенных в определенном ритме на стенах и потолке.

При восприятии интерьера большое значение имеет психологический фактор, проявляющийся, в частности, в том, что мы узнаем знакомые нам предметы по характерным линиям, признакам и расположению светотени, дорисовывая их в своем воображении.

Придание «поэтической экспрессии» отделочным материалам в интерьерах (по словам А. Аалто) связано со зрительной памятью человека. Так, полированное дерево, мрамор, металл, стекло вызывают у нас ассоциации с зеркальной поверхностью, а штукатурка, бетон, кирпич, гипс – с шероховатой. Поэтому освещение полированных поверхностей (но не плоскостей) в интерьере отраженным светом сопровождается отсутствием бликов, потерей игры света и экспрессии материала. Применяя разные способы освещения офактуренных поверхностей (насечка, следы опалубки, кладка кирпича и т.п.), архитектор подчеркивает качество отделочного материала светом. Для этой цели рекомендуется применять прием скользящего направленного освещения.

Видимость фактуры и текстуры материала оказывает существенное влияние на оценку глубины пространства: когда фактура или текстура поверхности отчетливо видна, у зрителя возникает иллюзия, что поверхность находится от него на близком расстоянии и наоборот. Это явление обычно наблюдается в диапазоне средних яркостей (от 10 до нескольких сотен кд/м²). Так, например, освещенной потолок кажется нам более удаленным, если его фактура невидна; стоит только применить скользящий свет, выделяющий фактуру поверхности, как эта иллюзия исчезнет. Подобную иллюзию можно наблюдать и при отделке стен.

При формировании световой архитектуры ансамбля интерьеров не следует выделять и обособленно решать световую задачу только центрального помещения. Подобно симфонии световая архитектура имеет свой лейтмотив, ведущий посетителя к парадному залу здания и связывающий помещения в цельную светодинамическую композицию.

Для этого архитектор намечает порядок возрастания и спада яркостей, используя адаптацию как средство, повышающее восприимчивость к свету и организующее зрительное поведение человека.

Проектирование любой осветительной установки представляет собой творческий процесс. Применение новых светотехнических изделий, например, металлогалогенных ламп или световодов, дает очередной толчок для поиска оригинальных светокомпозиционных решений.

Светящие потолки целесообразно применять в помещениях с высокими нормируемыми уровнями освещенности (750 – 1000 лк и выше). В помещениях с меньшей освещенностью рекомендуются светящие панели и полосы, которые выполняют подобно светящему потолку или компонуют из различных типов светильников, расположенных в определенном ритме на поверхности потолка или в виде свободно расположенных пятен криволинейного очертания, придающих остроту архитектурному решению интерьера.

Возможны два приема расположения светящей поверхности на кессонированном потолке. Первый характеризуется расположением светящей поверхности заподлицо с плоскостью потолка. В этом случае возникает резкий контраст между светящей панелью и потолком, который можно смягчить применением светлой отделки пола и стен. Второй характеризуется применением рассеивающего стекла, выступающего из плоскости потолка и имеющего боковые светящие поверхности.

В современной практике при устройстве светящих потолков широко распространен прием «светящих точек». «Светящие точки» могут быть выполнены из люминесцентных ламп круглой формы или ламп накаливания. Защитный угол при применении «светящих точек» с лампами накаливания должен быть не менее 30^о. Обращенное в помещение отверстие встроенного светильника часто снабжается кольцевой решеткой. Светящие потолки и панели обеспечивают равномерное распределение яркости на рабочих поверхностях.

Стационарные (встроенные) осветительные устройства применяются в виде светящих карнизов, светящих потолков, шахт, панелей, точек, искусственных окон, фонарей и т.п.

Сочетание светящих панелей и полос с перфорированными или иными звукопоглощающими плитами образуют так называемый светоакустический потолок, который нередко является также и элементом системы вентиляции или кондиционирования воздуха в помещении.

Светящие панели обычно располагают в едином ритме с глухими. Образующийся в результате «роттердамский» потолок обладает при мягком контрасте между светящими и глухими панелями определенной выразительностью.

Опыт показывает, что соотношение между яркостями светящих и глухих поверхностей потолка должно быть в пределах от 5 до 20. Это обычно обеспечивается при отношении площади светящих поверхностей к площади потолка, равном или более 1: 4, и при светлой отделке стен и пола. В табл. 11 приведены рекомендуемые яркости светящих поверхностей в интерьере.

По аналогии с условиями восприятия под открытым небом, когда освещение предметов создается направленными, рассеянными и отраженными световыми потоками при различном их соотношении, в ряде случаев не следует стремиться к равномерному освещению интерьера, так как при этом плохо выявляются пространство, форма, пластика и фактура поверхностей. Подобное освещение интерьера обычно создает ощущение монотонности, угнетающе действующей на психику человека. Выразительность интерьеру может придать разнообразие яркости, композиционно оправданных ярких пятен, расположенных в определенном ритме или свободно на фоне равномерной яркости.

Допустимые яркости светящих поверхностей

Таблица 11

Светящаяся поверхность	Пример	Расположение	Яркость, кд/м^2, не более
Светящие плоскости, встроенные панели, полосы, точки в верхней зоне поля зрения	Фойе, музеи, рабочие помещения, магазины, спортзалы и т.п.	На потолке при высоте помещения: > 6 м < 6 м
Светящие элементы в центральном поле зрения в помещениях длительным пребыванием в них людей	Классы, офисы, читальные залы	На стенах, не попадающих постоянно в поле зрения Постоянно находящиеся в поле зрения
Светящие элементы в центральном поле зрения в помещениях с кратковременным пребыванием в них людей	Станции метро, вокзалы	На стенах

Одна из локальных задач световой архитектуры интерьера связана с выбором спектрального состава источников света. Осуществление в натуре намеченной проектом цветовой гармонии при переходе от естественного освещения к искусственному зависит от спектральных характеристик ламп.

Переход к трехмерной оценке освещения интерьеров, логически вытекающей из понятия архитектуры, требует применения светопространственных понятий и критериев (см. раздел «Основные положения теории светового поля»).

Правильно выбранное соотношение между скалярной и векторной составляющими предопределяет восприятие объемной формы интерьера, пластики архитектурной отделки и лица человека.

Высокое качество освещения интерьера исключает наличие дискомфортной блескости, которая может являться следствием применения нерациональных приемов освещения. Устранение или уменьшение воздействия дискомфортной блескости обеспечивается правильным расположением светильников по отношению к рабочему месту, применением светильников с защитными углами не менее 15^о (светильники местного освещения с любыми источниками света должны иметь непросвечивающие отражатели или рассеиватели с защитным углом не менее 30^о).

Существуют простые способы обнаружения бликов на стадии эскизного проектирования. Определение дискомфортных точек или участков помещения, отделанного материалом с зеркально отражающими свет поверхностями, основано на построении мнимых изображений источников света, при этом объект наблюдения считается зеркалом.

Дата добавления: 2014-01-20