Световая среда – совокупность ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучений является важнейшей составляющей среды обитания живых организмов и растений.
Суммарное солнечное облучение поверхностей и пространств – инсоляция (лат. insolatio – выставляю на солнце), является важнейшим климатическим фактором для архитектурного проектирования.
Критерием для установления градостроительных норм служит обеспечение доступа солнечного света в городские пространства и интерьеры зданий с учетом психоэмоционального и биологического воздействие инсоляции.
Рассеянное солнечное излучение в биологическом аспекте играет не меньшую роль, чем прямое излучение - ведь благодаря ему достигается освещение тех мест, куда не поступают прямые солнечные лучи.
Наибольшей биологической активностью обладает ультрафиолетовая часть солнечного спектра.
Ультрафиолетовым является излучение, длины волн монохроматических составляющих которого меньше длин волн видимого излучения и больше 1 нм (1/1000000 части мм).
Международная комиссия по освещению регламентировала следующие области УФ-излучения: УФ-А с длинами волн 315-400 нм и УФ-В с длинами волн 280-315 нм и УФ-С с длинами волн 100-280 нм.
Нижняя граница спектральной области видимого излучения лежит в пределах 380-400 нм, верхняя – между 760 и 780 нм. Человеческий глаз воспринимает (видит) около 7% солнечного УФ-излучения с длинами волн 380-400 нм. Комфортную среду обитанния для человека можно создать только при условии исключения физиологически недостаточного уровня УФ-облученности. Загрязняющие атмосферу аэрозоли - пыль, туман, дым, смог, отработавшие выхлопные газы поглощают ультрафиолетовое излучение. Ослабление интегрального солнечного излучения в некоторых городах составляет 30%, в то время как потери УФ-излучения достигают 80%. Загрязнение воздуха сопровождается резким снижением благотворного действия на человека ультрафиолетового эритемного (эритема – покраснение, загар) УФ-А и УФ-В с длинами волн от 280 до 400 нм.
Атмосферное загрязнение не только меняет химический состав воздуха и снижает концентрацию в нем ионов кислорода, но и нарушает нормальную жизнедеятельность организма, которая возможна только при вдыхании отрицательно ионизированного, а не электрически нейтрального кислорода. В природе атом кислорода превращается в отрицательный ион - ионизируется под воздействием ультрафиолетового излучения солнца. Биологическое качество световой среды в городах и зданиях в большой степени определяется мерой использования ультрафиолетового излучения, которое обладает общеоздоровительным действием, снижает концентрацию вредных бактерий и повышает иммунитет - сопротивляемость организма человека против инфекционных заболеваний. Гигиенистами и физиотерапевтами установлено, что дефицит ультрафиолетового излучения оказывает отрицательное влияние на здоровье и развитие подростков и детей, на персонал, находящийся длительное время в шахтах, метрополитене, в производственных помещениях без доступа естественного света, и особенно это пагубно сказывается на здоровье жителей районов Заполярья.
Для компенсации недостаточности естественной ультрафиолетового излучения в помещениях применяются установки искусственного УФ-облучения - фотарии в виде эритемных ламп стационарного и временного действия. Однако их применение может быть оправдано только в случаях, когда не могут быть использованы архитектурно-строительные средства.
УФ-излучение в результате взаимодействия с материальной средой – отражения, рассеивания и поглощения оказывает положительное влияние на человека невидимых УФ-лучей, не связанных с возникновением зрительных образов, но оказывающих действие на человека непосредственно через кожный покров и улучшает гигиенические параметры среды. Через кожу свет оказывает эритемное воздействие, влияет на обмен веществ, состав крови т.д.
Молекула ДНК бактерий и микробов эффективно поглощает УФ-свет в области 260 нм и в последующем разрушается. Поэтому, для стерилизации воздуха, воды, продуктов питания в больницах, холодильниках, молоко- и мясоперерабатывающих цехах, складах, в кухонном оборудовании, дезинфекции посевного материала и мест содержания животных и птицы в сельском хозяйстве используются ультрафиолетовые бактерицидные лампы имеющие линейчатый спектр с максимумом в невидимой УФ-С-области на линии с длиной волны 254 нм, излучение которых способно убивать микробы и бактерии. В настоящей статье освещаются пути повышения эффективности использования естественного и искусственного УФ-излучения. На наш взгляд, одним из перспективных путей повышения эффективности использования естественного и искусственного УФ-излучения может служить применение разработанных творческим коллективом специалистов в лице Андронова Д.Ю, Баранова В.С. и Власова В.А. новых ЛКМ – матовых и глянцевых лаков и красок с регулируемым отражением УФ-излучения на основе водных дисперсий акрилатов или органорастворимых эпоксидов, ПВХ, полиуретанов и фторопластов, в зависимости от условий эксплуатации.
Новые ЛКМ способны избирательно отражать УФ-излучение с длинами волн от 250 до 400 нм и, в зависимости от решаемой технической задачи, обладают заранее заданным коэффициентом диффузного или направленного отражения, значения которого могут варьироваться от 0,2 до 0,8.
Для повышение эритемного эффекта невидимого и видимого УФ-В и УФ-С излучений с длинами волн от 280 до 400 нм в строительстве и медицине, на наш взгляд, целесообразно использовать ЛКМ с значениями коэффициентов диффузного или направленного избирательного отражения лежащих в пределах от 0,2 до 0,8. Для повышения бактерицидного эффекта невидимого УФ-С излучения с длиной волны 250 нм предлагается использовать ЛКМ с коэффициентами избирательного отражения от 0,5 до 0,6. Солнечное излучение регламентирует ориентацию и планировку помещений и зданий в целом, устройство светопрозрачных ограждений и солнцезащитных экранов. При проектировании архитектор ведет анализ климата, оценивает условия широтного пояса земли и роль каждого климатического фактора, устанавливает наиболее благоприятные и неблагоприятные стороны горизонта для решения вопроса о направлениях раскрытия архитектурного пространства или его защиты. Рассмотрим градостроительные требования к трем климатическим зонам:
1. Зона холодного климата севернее 56º с.ш. В Санкт-Петербурге, например, должна предусматриваться активизация солнечного воздействия в любой период года.
2. Зона умеренного климата южнее 56º с.ш. В Волгограде необходимо обеспечить умеренную солнцезащиту в теплый период.
3. Пограничная климатическая зона - 56º с.ш. В Москве следует предусмотреть активизацию солнечного воздействия в холодный и умеренную солнцезащиту в теплый период.
Для широты Москвы по условиям прямого солнечного облучения установлена следующая оценка круга горизонта: недопустимой по СниП 2.01.01-82 оценивается ориентация зданий на север, неблагоприятной – на северо-запад, допустимой – на северо-восток и юго-запад и благоприяной – на юг и юго-восток.
Из требований СниП явствует, что в целесообразно окрашивать фасады ориентированных на юг зданий отражающими УФ-излучение матовыми красками при новом строительстве или прозрачными матовыми лаками при реконструкции и ремонте без изменения внешнего вида зданий.
В этом случае, солнечное УФ-излучение будет отражаться на фасады и в интерьеры противостоящих зданий и использоваться в полной мере. При этом, необходимо находить оптимальные архитектурные решения планировки с учетом современных пространственных и объемных представлений об условиях инсоляции и солнцезащиты и выбирать для отделки зданий и интерьеров ЛКМ с заранее заданным оптимальным для данной широты и ориентации строительных сооружений коэффициентом отражения УФ-излучения. Новые ЛКМ, по нашему мнению, могут также с успехом использоваться в конструкциях отражательных объемно-концентрирующих устройств гелиоосветительных установок с одно- и многоступенчатой трансформацией света, в которых прямой солнечный свет направляется непосредственно в архитектурное пространство интерьера; в оптических установках с применением фотоэлектрических батарей, заряжаемых солнечной энергией; в интерьерных фотариях и наружных целяриях – солнцезащитных воздушных бассейнах для индивидуального и группового облучения рассеянным УФ-излучением ясного неба; в составе конструктивных элементов солнцезащитных устройств; в качестве отражателей в осветительных приборах - лампах и прожекторах. |
