Методи розрахунків інсоляції

Розрізняють геометричні (просторово-часові) і енергетичні методи розрахунку інсоляції.

Геометричні методи відповідають на питання: куди, з якого напрямку і якої площі перетину, у який час дня й року й протягом якого часу надходить (або не надходить) потік сонячних променів.

Енергетичні методи визначають щільність потоку, створюване ним опромінення й експозицію в променистих або ефективних одиницях виміру (світлових, ерітемних, бактерицидних і ін.).

Розробка методів, що не виходять за рамки класичних розділів математики та фізики, в основному була завершена в 70 рр.. 20-го століття. В наш час створені алгоритми і комп'ютерні програми, що дозволяють розраховувати будь-які характеристики інсоляції і спричинених нею фотохімічних і біологічних ефектів.

За винятком методів косокутних і центрального проектування все що згадуються в ньому ручні методи і прилади розрахунку інсоляції представляють зараз лише історичний інтерес. Жорстка конкуренція на ринку проектних послуг змусила проектувальників в найкоротші терміни освоїти комп'ютерні методи архітектурно-будівельного проектування.

4. Моделювання інсоляції на установці штучне сонце з нерухомим джерелом світла.

Методи моделювання інсоляції архітектурних об’єктів у лабораторних та натурних умовах: а) зміна положення джерела світла у двох площинах-рух світильника по направляючих на підлозі, по спеціальних дугах на приладі, кріплення у різних точках на стіні ; б) зміна положення джерела світла у одній площині шляхом його нахилу та зміна положення макету архітектурного об’єкту в одній площині шляхом його обертання навколо вертикальної осі ; в) зміна положення макету архітектурного об’єкту у двох площинах шляхом нахиляння та обертання інсоляційного планшету з макетом з врахуванням географічної широти на лабораторій установці або у натурних умовах ; г) стаціонарне положення джерела світла у натурних умовах у середині архітектурного об’єкту з проекцією на стіни плям світла, які відповідають координатам положення сонця на небі.

5. Поняття про адаптацію ока та його використання в архітектурі.

АКОМОДАЦІЯ – процес наведення ока на фокус від 10 см до ∞.

АДАПТАЦІЯ – пристосування ока до зміни умов освітлення (1000-10000 разів добре, 100000 разів - гірше). Розрізняють адаптацію зіниці (зміна діаметру у 4-5 разів від 1-2 до 8-10 мм регулює надходження світла у 15-25 разів) та сітківки ока (переключення на колбочки при денному баченні за 2-3 хв. та на палички за 15-20 до 60 хв. – при нічному)

ІРРАДІАЦІЯ – світлі об'єкти здаються людині більшими, а темні – меншими.

МАСКУВАННЯ – приховування об'єкта за рахунок архітектурно-світлотехнічних прийомів (слабко відрізняється від фону, має малі кутові розміри, знаходиться у полі зору короткий час).

Спираючись на дані поняття можна застосовувати оптичні корекції в архітектурних об’єктах. Наприклад, капела у Роншані, підйом фризу Парфенону.

6. Об’ємні кольорові системи. «Кольорове колесо» Максвелла.

трикутник максвела: суміщений з колом рівносторонній та прямокутний.
Великим досягненням науки XIX ст. стала висунута англійським фізиком Д.Максвеллом (1831-1879) електромагнітна теорія світла, яка узагальнила досліди і теоретичні висновки багатьох фізиків різних країн у галузях електромагнетизму, термодинаміки й оптики. Вперше у світі Максвелл отримав кольорове зображення на основі фотографічного метода та побудував перший колориметр. 1857 року Максвелл, спираючись на принципи трикомпонентної теорії колірного зору, сформулював адитивну теорію утворення кольору. Відповідно до неї, всі кольори можна отримати з червоного, синього та зеленого променів, а колір будь-якого об'єкта визначається ступенем поглинання та відбиття його поверхнею випромінювань різних зон спектру. Максвелл розробив схему трикутника, де три первинних кольори, що випромінюються, знаходяться у кутах (рис.3.1). Змішування трьох основних променів дає білий колір. Технічними засобами (на екрані телевізора та монітора) розмаїття кольорів створюється завдяки саме цій системі.

Білет №5

1СЕРЕДНЯ СФЕРИЧНА ОСВІТЛЕНІСТЬ. Цесереднящільністьсвітлового потоку на поверхнісфери, радіусякоїпрямує до нуля.

КОНТРАСТНІСТЬ. Це важлива для сприйняття архітектури та для забезпечення комфорту робочого місця величина, що характеризує тінеутворюючу дію світла і оцінюється відношенням направленого і розсіяного світла або модуля світлового вектора до середньої сферичної освітленості

СВІТЛОВИЙ ВЕКТОР. Це переважаючий напрям падіння світла у просторі. Характеризується направленістю або кутами падіння світла у горизонтальній і вертикальній площинах, а також модулем світлового вектора, як максимальною різницею освітленості на протилежних поверхнях площини перпендикулярної до його напрямку || 2. ρср=(ρсFc+ρcтЕст+ρпЕп)/(Fc+Fcт+Еп)

5 Поле зору при спостереженні навколишнього середовища:

1-обома очима (бінокулярне); 2-одним з двох очей (монокулярне):

2^/- лівим оком; 2"- правим оком; 3-обмеження поля зору: носом, бровами і щоками.

Кутизорувід горизонту: без напруження 308 догори, 30-358 донизу; межіогляду 55-608догори, 70-74 8донизу. Оптичнавісь очей у середньомуопущена донизу на 108.

6трикутник Максвелла: суміщений з колом, рівносторонній та прямокутний

3.

Хідтінівід вертикального предмета у різні пори року,

графік ходу тініБакера і Фуанкаро, інсоляційніграфікиА.Рудницького. ІнсоляційналінійкаМ.Тваровського, лінійки для різних широт. Використаннялінійки для визначенняоптимальноїширинивулиці при широтному та меридіональномурозташуваннібудинків.

Білет №6

Вплив ОВ на приймачі залежить від їхніх оптичних властивостей. Основні оптичні властивості приймачів характеризуються: відбиттям, поглинанням і пропущенням.

Відбиттям називають повернення випромінювання об'єктом без зміни довжин хвиль його складових монохроматичних випромінювань.

Розрізняють три види відбиття:

а) спрямоване (або дзеркальне) б) дифузійне (або розсіяне) в) направлено-розсіяне

Заломлення променів

, де , – відповідно, кут падіння та відбиття променя.

Пропусканням називається проходження випромінювання крізь середовище без зміни довжин хвиль, що відповідають його монохроматичному випромінюванню.

При проходженні потоку випромінювання через прозоре тіло може бути заломлення випромінювання або його пропущення.

Заломленням випромінювання називається зміна його напрямку при переході з одного прозорого середовища в інше. Промінь падаючий і промінь заломлений лежать в одній площині з перпендикуляром до поверхні поділу в точці падіння променя. Показник заломлення де , – відповідно, кут падіння та відбиття променя.

Розрізняють три види пропускання:

а) спрямоване

Пропусканням називається проходження випромінювання крізь середовище без зміни довжин хвиль, що відповідають його монохроматичному випромінюванню.

			в) направлено-розсіяне

Розрізняють три види пропускання:

Для кількісної оцінки оптичних властивостей тіл вводять інтегральні коефіцієнти:

відбиття ; поглинання ; пропускання ;

Причому очевидно, що ,

де – падаючий потік; , , – відповідно потік, що відбивається, поглинається і пропускається.

Для характеристики тіл, здатних відбивати, поглинати й пропускати випромінювання певної довжини хвилі випромінювання, тобто монохроматичного випромінювання, вводять поняття спектральних коефіцієнтів відбиття , поглинання та пропускання : ; ; ; .