?????????, ???? ????????...

Журнал "Магазин свет"

Регистрация Забыли пароль? Вход

А. Данлер: гармония искусственного и естественного освещения

Известный светодизайнер Андреас Данлер рассказывает о правильном использовании естественного освещения, которое, благодаря современным технологиям и разработкам, может дополнять искусственное или даже полностью заменить его днем.

Андреас Данлер: Добрый день! Сегодня мы поговорим о естественном освещении. Наша лаборатория занимается этим направлением уже более 30 лет. Естественное освещение в наших домах – это отсутствие необходимости в постоянно включенном свете. Оно повышает уровень качества самого помещения и его комфортность.

Основные критерии, которые мы используем в проектировании естественного освещения – это его количество и грамотное светораспределение, поскольку свет, идущий из окна, не должен слепить нас, а в глубине помещения, напротив, не должно быть темно.

Каждое отверстие, впускающее в комнату естественный свет, представляет для нас, образно говоря, определенную опасность, особенно когда на нас падает большое количество прямых солнечных лучей. Поэтому защита от солнца, то есть от тепловой нагрузки, также является очень важным критерием при проектировании.

Окно может слепить и в отсутствии прямых солнечных лучей, и это играет большую роль, если в офисах расположены рабочие места с компьютерными мониторами. Не менее важен фактор визуального контакта с внешней средой, ведь окна нам нужны и для того, чтобы видеть, что происходит снаружи здания.

Таким образом, зная все вышеперечисленные аспекты, мы должны объединить их в одно целое световое решение.

Сегодня мы продемонстрируем вам на разнообразных примерах возможность использования естественного освещения с учетом всех этих критериев.

Думаю, каждый бывал в такой ситуации, когда из-за ослепляющего света ничего не было видно на мониторе. Так как яркость экрана намного ниже яркости окна, то дневной свет, идущий от него, слепит. Это негативным образом влияет на работоспособность и утомляемость сотрудника. В рамках психологических проектов мы проводили исследования, которые показали, насколько сильно человек теряет свою работоспособность, если окно слепит.

[1]А. Данлер: гармония искусственного и естественного света

Пример правильного использования естественного освещения в офисе.
Обратите внимание, что свет из окна не слепит, изображение на мониторе рабочего компьютера яркое, контрастное, разборчивое.

Сокращения слепящего действия можно добиться, сделав экран из ткани и установив его на окно, но тогда не будет хорошего дневного освещения, мы не сможем использовать его по-максимуму. Нам придется включать искусственное, чтобы достичь хорошей освещенности рабочего места.

Другим простым решением является установка такого экрана не на все окно, а лишь на его часть. Тогда мы уберем и прямую опасность ослепления и позволим определенному количеству света проникнуть внутрь помещения. Замечу, что это будет естественное освещение.

Но при помощи специальных жалюзи у нас появляется возможность формировать хаотично льющийся из окна свет. Они выполнены из алюминия и имеют высокую светопроводимость, таким образом, перенаправляя свет на потолок и вглубь помещения. С их помощью мы решим задачу ровного распределения потока и ликвидируем проблему его концентрации в одной точке.

На рынке существует много стандартных систем с использованием зеркальной поверхности, благодаря которой перенаправляется световой поток. Именно с помощью зеркальной поверхности этих жалюзи, которая расположена лицевой стороной наружу и на которую попадает свет, солнечное излучение отражается и не греет помещение. А возможность визуального контакта с улицей сохраняется, если лепестки жалюзи перфорированы.

Благодаря таким защитным системам удается достичь коэффициента пропускания солнечной энергии приблизительно 2%. Если же такие установки не имеют зеркальной поверхности и находятся за стеклом внутри помещения, то их коэффициент общего пропускания света существенно выше – 4-5%.

Такими системами можно легко управлять, учитывая время дня или года, за счет чего достигается большая гибкость контролирования света. Например, летом можно полностью закрыть нижнюю часть жалюзи, и это все равно даст возможность естественному освещению беспрепятственно попадать внутрь.

Таким образом, мы сможем сразу решить три проблемы: распределение светового потока, защиту от солнца и от ослепления. Вот пример помещения, где такая солнцезащитная установка находится в изоляционном стекле. Через этот элемент потолка, который выполнен из зеркального алюминия, мы имеем возможность перераспределить дневной свет в глубину помещения. Одновременно мы можем использовать сам потолок или его часть для искусственного освещения вечером. С помощью такой системы мы получаем качественное освещение, и примечательно, что на потолке нет ни одного осветительного прибора. Таким образом, только за счет использования естественного освещения удается добиться максимального комфорта.

Вот еще один пример, иллюстрирующий функционирование раздельной системы, которая вверху перенаправляет дневной свет, а внизу защищает от прямого солнечного воздействия и от ослепления. Не смотря на присутствие этой установки, в помещении все равно сохраняется хорошее светораспределение.

А это другой пример того, как можно комбинировать такие системы перераспределения света с алюминиевыми потолками, направляя свет еще глубже внутрь помещения. Когда солнце светит ярко и жалюзи находятся в закрытом положении, рассеянный свет проецируется на белом потолке. Его количества достаточно для помещения без использования искусственного освещения, но при этом тепловая нагрузка практически отсутствует.

В темное время суток включается искусственное освещение. Однако здесь оно расположено не на потолке, как обычно, а направлено снизу вверх – на отражательные элементы, которые мы используем днем. Благодаря этому светотеневое распределение в помещении остается таким же, как в светлое время суток. Изменяется лишь спектральная составляющая светового потока. Все это позволяет сделать работу в офисном помещении максимально комфортной, поскольку разница между естественным и искусственным освещением нивелирована.

Для получения следующих результатов мы использовали стандартное офисное помещение в стандартном здании, в котором находилось 500 таких офисов со всевозможной ориентацией фасада, и стандартные коэффициенты для определения естественного дневного освещения интерьеров, тепловой нагрузки, а также инвестиционных затрат на энергию и эксплуатацию.

В классическом варианте ламели были расположены снаружи перед окном, а внутри помещения находился экран, который можно было опускать или поднимать. В этом случае коэффициент общего пропускания энергии равен приблизительно 15% - это хороший показатель.

В другом варианте мы работали с перенаправляющими жалюзи, которые располагались не внутри помещения, а за пределами остекления.

Данная технология была использована при создании освещения для штаб-квартиры корпорации Genzyme в США. Это здание соответствует самим высоким стандартам экологичности и получило наивысшую платиновый сертификат Green Build. Всего 10 зданий в мире обладают этой наградой, и наша лаборатория гордится тем, что именно мы разработали для них световой проект.

Итак, интегрировав эти жалюзи в фасад здания, мы смогли достичь использования минимального количества искусственного освещения. Таким образом, 90% рабочих мест освещались естественным светом, и, сравнив этот проект с обычным зданием, мы подсчитали, что потребление электроэнергии здесь сократилось на 42%. Кроме того, за счет отражения и переотражения солнечных лучей была значительно снижена тепловая нагрузка на помещение, что уменьшило затраты на электроэнергию, расходуемую на кондиционирование помещений.

Здание имеет 13 этажей и в его центре – огромный атриум. Нашей целью являлось достичь большого количества дневного естественного освещения в атриуме при одновременной небольшой тепловой нагрузке. Поэтому мы использовали специальную технологию, заключающуюся в установке стеклянной крыши с призменными элементами, которые работают по определенному принципу.

Одна сторона призменных элементов гладкая, а другая – с зубцами. Если солнечный свет под прямым углом падает на такую поверхность, он отражается.

Если же он попадает на такую поверхность под косыми углами, то перенаправляется внутрь помещения. Это подвижная призменная система, и, если располагать ее по движению солнечной орбиты, то прямой солнечный свет будет всегда отражаться, а небесный будет попадать внутрь помещения.

В некоторой степени это дает и отрицательный эффект, поскольку солнце в помещении обычно оживляет комнату, и в его отсутствии сложно достигнуть привычного нам психологического комфорта. Чтобы решить эту проблему, мы установили зеркальные элементы гелиостата на крыше, которые концентрируют и проецируют солнечный свет на статичное зеркало. Так, отдельные лучи идут прямиком вниз, а для того, чтобы и рассеянный дневной свет можно было транспортировать как можно глубже внутрь здания, мы использовали алюминиевую обшивку стен.

Поэтому входя в здание и попадая в атриум, мы оказываемся в приятной и комфортной атмосфере, и сложно сразу сказать, что здесь 13 этажей.

Дополнительный эффект дают и архитектурные элементы с призменной структурой, выполняющие роль своеобразных люстр. Приводимые в движение легкими потоками воздуха, они дают не статичные, а динамичные блики.

Таким образом, это решение является энергосберегающим и при этом создает психологический комфорт во всем здании.

Наша лаборатория занимается исследованием призменных технологий более 20 лет – мы применяли ее в большом количестве проектов. Например, при освещении парламента в Бонне, Германия, мы использовали именно призменные технологии. Они прекрасно передают небесный свет, а не прямые солнечные лучи. Комфортное естественное освещение в здании - наша цель.

Правильно расположить передвижные призменные элементы помогают специальные приборы, которые определяют, где в данный момент находится солнце. Важным отличием этой системы от других является то, что она передвигается абсолютно беззвучно.

Конечно, призменные технологии не являются дешевыми. Но, во-первых, коэффициент общего пропускания тепловой энергии составляет менее 10%, что оказалось самым лучшим результатом среди подобных систем, а во-вторых, за счет экономии электроэнергии такие проекты окупают себя за несколько лет.

Также существует множество решений для освещения естественным светом внутренних дворов зданий. При создании иллюминации этого внутреннего двора, находящегося в немецком городе Мюнхене, нашей целью было транспортировать как можно больше дневного света, чтобы он попадал и в сами офисы. Для решения этой задачи мы полностью покрыли фасад здания, где не было окон, алюминием, таким образом, в 2 раза увеличив количество естественного света внутри двора. А в близлежащих офисах его количества хватило для того, чтобы соответствовать всем нормам освещенности без использования искусственного освещения. Кроме того, эту систему можно выполнить подвижной, и таким образом вниз будет попадать еще больше света.

Матовая и глянцевая поверхность, например, может отражать одинаковое количество света, поэтому при осуществлении таких подходов нужно использовать качественные материалы с высоким процентом светоотражения в пределах 95 – 98% и хорошей рассеивающей способностью. Тогда с их помощью можно будет направлять и перенаправлять даже рассеянный дневной свет.

А это помещение с внешним окном, встроенным в крышу, имеет хорошее светораспределение без каких-либо дополнительных систем. Если не увеличивать его сечение, а просто прикрепить рефлекторы, то количество дневного света под ним увеличится в 3 раза. При этом если смотреть на это отверстие под углом, дискомфортное ослепление отсутствует.

Это решение светового дизайна в аэропорте города Цюриха, Швейцария. Здесь схематически показаны функции такого парабалического элемента.

Подобное решение было реализовано в одном из музеев естественной истории.

Самая яркая подсветка в помещении – у самих экспонатов, но при этом световой поток не ослепляет посетителей.

Художественный музей в Вюрцбург, Германия полностью освещен естественным светом, и здесь было также важно соблюсти критерии защиты от солнца и ослепления для визуального комфорта.

Для этого была установлена большая солнцезащитная решетка параболической формы, сделанная из высокорефлектирующих материалов. Таким образом, мы достигли того, что свет падал не под прямым углом, а слепящее действие было максимально снижено. Дневной свет в музее распространяется и на полу и на стенах, а сама установка расположена в изолированном стекле.

Для освещения другого музея мы использовали не естественное, а искусственное освещение также на основе параболических изогнутых решеток. Было применено большое количество энергосберегающих светильников, но в первую очередь освещены музейные объекты, а не пол или потолок.

В музее города Берна, Швейцария были сооружены алюминиевые шахты, которые позволили направить естественное освещение на стены здания.

Особая задача стояла перед нами при освещении консерватории в Гамбурге, Германия. Здание консерватории находится под охраной памятников архитектуры, и поэтому мы не могли применять такие конструкции, как, например, металлические потолки. Мы решили использовать поверхность крыши, чтобы максимально качественно транспортировать дневной свет внутрь и при этом минимизировать его слепящее действие.

Алюминиевая решетка, размещенная в изолированном стекле, стала решением этой задачи и ко всему прочему прекрасным дополнением к самому зданию. Свет падает под прямым углом через решетку вниз помещения, а под косыми лучами он остается снаружи.

Проект аэропорта Сингапура был осуществлен нами в 2008 году. Идеей архитектора было использовать огромную крышу площадью 66 тысяч квадратных метров для проецировния дневного свет внутрь здания. Помимо этого мы должны были максимально нивелировать тепловую нагрузку и включить в архитектуру здания своеобразные элементы, так называемые «паруса», для создания неповторимого дизайна.

Сейчас мне хочется сделать акцент не на деталях такого проекта, а на его результатах. Итак, на протяжении всего светового дня не требуется искусственного освещения, что дает не только колоссальную экономию электроэнергии, но и сокращает выброс в атмосферу углекислого газа на 2 тысячи 400 тонн в год, который образуется во время сжигания топлива для выработки электроэнергии, нужной для освещения искусственным светом такого грандиозного здания. Сравнимое количество углекислого газа вырабатывают в год примерно 900 ежедневно передвигающимися автомобилями.

Сам проект, как и все остальные, разрабатывался в нашей лаборатории в виде макета. Было изготовлено более 1000 одиночных элементов для крыши величиной 5х2,5 метра каждый. Вверху каждого такого элемента были расположены подвижные «крылья бабочки». В зависимости от времени дня или погоды они открываются или закрываются, и таким образом становится возможным контролировать тепловую нагрузку в помещениях. Так, например, когда солнце находится в зените, мы можем закрывать эти «крылья», полностью препятствуя проникновению дневного света внутрь. Для того чтобы не возникла проблема полного отсутствия солнечного света, была сделана 10% перфорация этих «крыльев бабочки».

Сократить слепящее действие нам удалось за счет уже использованного нами ранее параболического отражателя. Мы не стали размещать светильники для искусственного освещения в темное время суток на потолке, а интегрировали их над стеклом «крыльев бабочки». Они очень простые, с энергосберегающими лампами, а снижение слепящего эффекта также происходит через параболический отражатель. При этом тепловая нагрузка от этих светильников идет наружу, а техническое обслуживание их и «крыльев» происходит на крыше. Одним словом, пассажиры не чувствуют неудобств.

Это перфорация деталей «бабочки», а это вид помещения изнутри. В этом участке аэропорта люди проходят регистрацию, и здесь нет искусственных источников света – только дневное освещение. Приблизительно 5% элементов, которые находятся на крыше, остаются открытыми на протяжении всего дня для того, чтобы люди чувствовали присутствие солнца. Это никак не влияет на тепловую нагрузку, однако значительно увеличивает психологический комфорт.

Теперь вы знаете, насколько снижается слепящее действие за счет этих систем. Если смотреть на них под косым углом, яркий свет не ощущается. При этом люди чувствуют присутствие дневного света, но не видят его источников.

При разработке решений естественного освещения очень важно правильно и точно проводить расчеты необходимого количество дневного света. Так, например, при наличии крыши большого размера его коэффициент внутри помещения будет равен 30%, и, как видно на примере этого торгового центра, – это совсем не кофмортно. Из-за этого практически невозможно разглядеть, что находится в магазинах и бутиках, скрытых в специально отведенных для них нишах и освещенных внутри осветительными установками. Для таких торговых центров достаточно коэффициента, равного 10%, и тогда одновременно чувствуется присутствие дневного света и хорошо видны все магазины и товары.

Это доказывает, какое большое значение имеет симбиоз работы архитектора и проектировщика освещения, так как при помощи специальных расчетов можно назвать точный размер интегрированных в крышу отверстий для обеспечения внутренних помещений здания достаточным и максимально комфортным количеством естественного дневного освещения.

В торговых центрах, имеющих обширную поверхность крыши, возникает и другая проблема: большое количество солнца проникает внутрь, что ведет к образованию очень сильного контраста. Прямой свет создает резкие тени, и это вызывает дискомфорт. В данном случае мы решили разделить крышу на отдельные участки: в одних используется прозрачное стекло, а в других стекло со специальным покрытием. В этом случае открыта сравнительно небольшая часть крыши, но она дает достаточное количество естественного освещения и создает визуальный комфорт.

Таким образом, совместная работа проектировщика света и архитектора важна для того, чтобы добиться идеального результата. Если же в нашу лабораторию обращаются во время реализации архитектурного проекта или уже после его завершения, то работы становится на порядок больше, а проектировать и производить расчеты становится намного сложнее. В конечном итоге результаты могут быть не слишком эстетичными.

Если же мы сотрудничаем с самого начала запуска проекта, то мы получаем идеальные результаты как в архитектуре, так и в освещении.

Сегодня я уделял много внимания летнему периоду, так как почти все проекты, о которых я рассказал, были реализованы в Европе, где солнце присутствует в течение половины года.

Безусловно, когда мы производим расчет освещения, мы делаем ставку не на прямые солнечные лучи, а на облачное небо. К примеру, снаружи здания приблизительная освещенность равна 10 тысячам люкс, а зимой немного меньше – 7 тысячам люкс. Таким образом, коэффициент дневного света 10% означает, что зимой в помещении освещенность равна 700 люкс, и это является качественным показателем. Говоря о других погодных условиях, в частности о снеге на крыше здания, мы подстраиваемся под любой регион и рассчитываем каждый проект в соответствии с возможными для него техническими решениями. Так, система «крылья бабочки» может быть использована исключительно в Сингапуре и в странах с похожим климатом, где зимы практически не бывает.

При проектировании сингапурского аэропорта изначально мы хотели сделать растровую решетку в изолированном стекле. Но этот подход не сработал, поскольку в этой стране совсем иное солнцестояние. В результате идеально подошли «крылья бабочки».

При помощи специальных труб, внутри которых находится покрытие с высокой степенью отражения, можно транспортировать естественное солнечное освещение внутрь помещения сквозь большое расстояние. Важно использовать специальный качественный материал, так как обычный анодированный алюминий не подходит для этих целей - значительные потери недопустимы. Коэффициент отражения должен быть 98%. У такой трубы одна единица диаметра равна 5 единицам высоты, и если ее покрытие внутри будет, например, просто белым, то свет переотразится в трубе длиной 5 метров, и на выходе получится всего 2% потока от исходного.

Во всех наших проектах мы используем специализированный материал, матовый или зеркальный, благодаря которому на выходе можно получить 78% потока от исходного, что в 40 раз больше, и это особенно важно, если свет должен пройти большое расстояние. Кроме того специальный кристалл, имеющий также высокотражающую поверхность, помогает решить проблему ослепления и очень гармонично вписывается в любой дизайн.

Вариантов для использования такой технологию множество: например, у вас может быть этаж с расположенным на нем техническим оборудованием, куда не должен проникать дневной свет. С помощью этой специальной трубы можно транспортировать небесное освещение сквозь него на нижние этажы в необходимом количестве при высоте 5 или даже более метров.

В нашей Лаборатории света Бартенбах, была использована данная технология.

Диаметр труб на потолке – всего 25 см, но этого достаточно, чтобы освещать подвальное помещение. Здесь мы гармонично совместили искусственное и естественное освещение. Дневной свет был использован именно для того, чтобы помещение в меньшей степени казалось подвальным, и это кардинальным образом преобразило комнату.

Проектируя метро в Копенгагене, мы хотели учесть психологические аспекты при транспортировке естественного освещения. Здесь нашей задачей было не сэкономить электроэнергию, а нивелировать у людей ощущение того, что они находятся под землей, повысив тем самым качество и комфортабельность помещений. Специальные изогнутые зеркальные элементы использованы для того, чтобы перенаправить естественный свет внутрь, а призменные элементы создают больше ощущения присутствия солнца.

На этом я хотел бы закончить свой семинар и попрощаться с вами, до новых встреч! Надеюсь, что наш опыт позволит вам найти интересные подходы в гармонизации искусственного и естественного освещения.

Обсудить на форуме

Распечатать статью

Подписка

Популярные статьи

А. Данлер: гармония искусственного и естественного освещения

А. Данлер: гармония искусственного и естественного освещения

Похожие статьи

Комментарии к статье «А. Данлер: гармония искусственного и естественного освещения».