ОСНОВАНИЯ К ВЫБОРУ РАЦИОНАЛЬНОГО СВЕТОВОГО ПРОЕМА

За последние годы развитие науки об освещенности обязано своей эмпирической стороне, тем обширным опытам, которым положил начало еще в 1907 г. Вебер, обследовавший городские школы в Киле при помощи своего замеча
тельного прибора. Особенно же широко поставлены были опыты американским ученым Кимбэллом в 1921 г. и Хигби. Удобство эмпирических формул всегда сбусловлено богатым опытом материалом, и потому, напр., при наличии суточных измерений различных участков небосвода под разными ши
ротами, в различные времена года легко найти подходящие условия для любого данного случая. Или, напр., влияние рассеянного света, фактора, не поддающегося сколько-нибудь реальному предварительному учету, фактора, зависящего от множества условий- - и качества, и количества, и цвета по
верхностей, их взаимного расположения и пр. Это влияние вполне определимо опытным путем.
К сожалению, состояние нашей науки при существующей по недоразумению индиферентности к вопросам естественного освещения не позволяет использовать полностью американский опыт, и поэтому совершенно необходима органи
зация своей станции и соответствующей лаборатории по изучению вопросов естественного освещения, о чем прежде всего приходится подумать Государственному институту сооружений.
Однако было бы ошибочно считать, что вопросами опыта можно было бы ограничиться и достигнуть значительных результатов. Среди задач, характерных для науки об осве
щенности, можно указать две, отличающиеся как целями, так и методами решений.
Задача первая, - это непосредственное определение действительной освещенности при заданных условиях. От решения этой задачи зависит расчет времени включения и эксплоатации искусственного света. Здесь нас не столько интересуют вопросы теории, законы распределения света и пр., сколько действительное количество люксов на рабочей
площадке в нашем помещении, столь важное для светотехника. Это есть задача эмпирическая.
Задача вторая отличается тем, что поиски идут не к отысканию какого-то количества люксов, а к установлению за
конов и следствий из них, дающих в руки методы архитектурных решений. Установление некоторых обобщений, при которых осветительные функции, напр., различ
ных участков окна получают уяснение, и есть одна из тех целей, которой добивается проектировщик нового сооружения.
В большинстве случаев он связан нормами количества световых поверхностей. Форма же этой поверхности до сего времени диктовалась или материалом сооружения или же посторонними соображениями, подчас химерического свойства. Установив некоторые зависимости чисто геометрического порядка, можно сделать относительные выво
ды и не прибегая к эмпирическим методам в том случае, если абсолютное решение, то есть количество люксов, нас не интересует.
Было бы, разумеетса, ошибочно придавать полностью значение только одной из задач. Несомненная и действительная польза заключается в совместном разрешении обеих задач. Определения и единицы
Свет есть явление физико-физиологическое. Возбудителем светового ощущения является источник видимой лучистой энергии, посылающий лучи с некоторй длиной волны в пре
делах от 0,76 μ (красный цвет) до 0,4 μ (фиолетовый цвет). За пределами спектра лучи с длиной волны более 0,76 μ носят название инфракрасных, невидимое воздействие которых, по мнению врачей (Черни, Видмарк и Крамер), не яв
ляется вредным. Более короткие волны, чем 0,4 μ, за пределами фиолетового участка спектра, ультра фиолетовые, вызывают деятельную реакцию (флуоресценцию) как хруста
лика, так и сетчатки, хотя самые лучи, называемые также химическими, невидимы.
Световой поток есть сумма световой энергии, измеренной по ощущению, которое она производит.
За единицу принимается поток в 1 люмен, т. е. в телесном угле, равном единице, и силы, равной 1 международной свече. (Единицей угла, стерадианом, принято называть телесный угол, образуемый конусом, у которого основанием
служит часть сферической поверхности, равная по площади квадрату радиуса сферы, центр которой совпадает с вершиной конуса.)
Таким образом, световой поток должен быть определен посредством другой величины, т. е. силы света, которую хоть и сложными методами, но можно эталонировать. Из
первого определения вытекает, что сила света источника в данном направлении есть отношение светового потока, излучаемого им в этом направлении, к величине телесного угла, в пределах которого происходит излучение. Единицей силы света служит «международная свеча».
Освещенность есть поверхностная плотность потока, т. е. отношение величины потока к поверхности, которая этот поток или принимает или испускает.
Единицей служит люкс, т. е. 1 люмен на 1 кв. м.
Определения и единицы взяты по данным международного Конгресса по освещению в Париже 1921 г.
Изложенное относится к точечным источникам света. Явление же естественного света основано на излучении атмосферы; а так как мы вправе рассматривать излучение больших поверхностей как интегральный случай точечного излу
чения, то, устанавливая влияние определенного бесконечно малого элемента светящейся поверхности, мы можем, взяв сумму, получить искомый результат •.
Обозначая через L освещенность, даваемую по нормали к нашей площадке участком небесной сферы в пределах телесного угла 1, т. е. стерадианом, мы можем считать, что освещенность в любом ином случае возможно определить путем сравнения угловых величин: данной и единичной.
Это вытекает из следующего: как уже упомянуто, мы считаем излучение равномерным, т. е. сила света постоянна для всех направлений:
Таким образом, для нормальной освещенности E = K*L*ω, где К - некоторый коэффициент пропорциональности, L - освещенность от участка небесной сферы в пределах стера
диана и ω - величина, дающая действительный угол, т. е., другими словами, число фактически действующих стерадианов. По чертежу 1 имеем два конуса, которые можно сравнить при одинаковых радиусах описанных сфер отношением
• Допуская условно равномерность излучения атмосферой, мы полагаем также, что радиус небесной сферы лежит за пределами конечных расстояний. По этой причине здесь не
применим закон расстояний, так как, беря две поверхности, одна из которых находится выше другой, т. е. «ближе» к излучающей поверхности неба (оба взяты на открытом месте), мы увидим, что они освещены одинаково.
И
.
И
.
Л
Е
О
Н
И
Д
О
В
.
М
О
С
К
В
А
.
П
Р
О
Е
К
Т
Д
О
М
А
Ц
Е
Н
Т
Р
О
С
О

Ю

З
А
.
I
.
L
.
E
0
N
I
D
0
F
F
.
M
O
S
K
A
U
.
Z
E
N
T
R
0
S
S
0
I
U
S
H
A
U
S
7 и / (размер площадки) суть постоянные, и потому нормальная освещенность данной площадки пропорциональна телесному углу, в границах которого имеется влияние светящейся на бесконечно большом расстоянии сферы.
Черт. 1.