Психологічна та архітектурна роль інсоляції

Вплив інсоляції на навколишнє середовище надзвичайно різноманітний. Особливо різнобічний вплив інсоляції в містобудуванні, як це в узагальненому вигляді можна бачити на розі впливу інсоляції на містобудівні процеси, яка наведена на рисунку 3.1. Сфера санітарно-гігієнічних властивостей інсоляції висвітлена в попередньому параграфі. На черзі архітектурно-естетичні властивості інсоляції і психологічні властивості, які виходять за межі представленої на рисунку 3.1 рози.

Про психологічну роль інсоляції в житті людей достатньо професійно сказав М.В. Оболенський у своїх наукових працях, зокрема в книзі “Архитектура и Солнце” [52].

Соціологічні дослідження психологічної ролі інсоляції в житті людей були проведені в Англії, Швеції, Голландії, Росії, в Середній Азії і на Кавказі [52, 70], які дозволили виявити, що найбільш високо оцінюється інсоляція приміщень з орієнтацією на південний схід; далі в порядку згадування на схід, південь, південний захід, захід, північний схід, північ оцінка поступово знижується. Найгірші умови інсоляції приміщень, орієнтованих на північ, у яких ні навесні, ні восени, не кажучи вже в зимовий період, не буває інсоляції.

Шляхом опитування спеціально вибраних груп населення було встановлено, що в більшості випадків люди бажають мати квартиру з інсоляцією, ніж квартиру з більш високим рівнем обладнання, але без інсоляції. При цьому половина з опитаних хотіла б мати квартиру з біляполуденною інсоляцією з тривалістю 2-5 годин. Переважна більшість останніх визнає, що тривалість інсоляції менше від 2 годин оцінюється, як "надто мало сонця", 2-3 години, як задовільна тривалість, а довше від 3-х годин навіть у Данії визнано, як "надто багато сонця".

Узагальнюючи результати досліджень психологічної дії інсоляції на людину, М.В. Оболенський приходить до висновку [52], що інсоляцію приміщень протягом 2-4 годин у день можна вважати прийнятною для психологічних потреб людини. Враховуючи це, а також її санітарно-гігієнічні властивості за діючими Державними будівельними нормами "Містобудування" ДБН 360-92* [31], передбачається, що тривалість безупинної інсоляції приміщень житлових і громадських будинків повинна бути не менше ніж 2,5 години на період з 22.03 до 22.09 у районах південніше 58° північної широти (пн.ш.).

Докладніше про нормування інсоляції буде сказано нижче.

Поряд із психологічною надзвичайно важлива архітектурно-естетична роль інсоляції. Великий вклад у вивчення архітектурно-естетичних властивостей інсоляції внесли М.В. Оболенський [52], М.М. Гусєв [29,32] і інші [20,82,89]. Інсоляція має велике значення в сприйнятті витворів архітектури й навколишнього середовища в цілому.

Інсоляція надзвичайно активно впливає на контрастність архітектурних форм, їх кольорове сприйняття, на глибину тіні. З цих причин у різних кліматичних районах витвори архітектури будуть сприйматися і прочитуватимуться по-різному. Так, навіть невеликі виступи із вертикальної площини на фасадах у південних районах нашої півкулі будуть виглядати контрастними й зі значною глибиною тіні опівдні і, навпаки, ці виступи у північних широтах залишаться непоміченими або змазаними через знижену контрастність та незначну глибину тіні.

Рис. 3.1. Роза впливу інсоляції на містобудівні процеси

Формуючи міську забудову і проектуючи окремі будинки чи архітектурні ансамблі, необхідно обов’язково враховувати місцеві особливості світлового й інсоляційного клімату. Зокрема, інсоляція впливає на величину освітленості приміщень, оскільки вона безпосередньо забезпечує відповідну яскравість небосхилу на заданій широті та в заданому секторі горизонту. Треба мати на увазі, що яскравість світла впливає на сприйняття людиною кольору в навколишньому середовищі.

Разом із тим сприйняття кольору людиною залежить від особливостей зорового апарату індивіда. Тобто сприйняття кольору людиною [12,52,78,86] має фізичні й фізіологічні аспекти.

Найбільш повне і правильне уявлення про колір поверхні ми одержуємо при сонячному освітленні опівдні, оскільки сонячне світло включає весь монохроматичний склад видимої частини спектра з більш-менш рівномірним розподілом по всій ширині спектрального діапазону. При освітленні поверхонь дифузним світлом від небосхилу теплі кольори (червоний і жовтогарячий) уже будуть дещо притушені, оскільки дифузне світло небосхилу в своєму складі матиме якоюсь мірою меншу частину цих променів, ніж пряме. Від зміни спектрального складу природного світла за географічною широтою місцевості аналогічно змінюється сприйняття кольору поверхонь від півдня до півночі.

У південних широтах опівдні кольори будуть насичені, яскраві і чисті, а на півночі вони всі, а особливо теплі, будуть мати пастельні, спокійніші тони. При цьому на сприйняття кольору великою мірою впливає яскравість освітлення. Оскільки в нашій півкулі з півдня на північ яскравість природного світла знижується, то відповідно до цього знижується насиченість і кольористика поверхонь. Зі зміною захмареності неба і навіть часу дня рівень освітленості поверхонь також змінюється, тобто знижується порівняно з полуденним освітленням та безхмарним небом.

Зі зниженням яскравості небосхилу падає рівень освітленості й сприйняття кольорів. Воно зміщується в бік більш низьких хвиль. Спрацьовує фізіологічно ефект Пуркіне, коли відбувається неоднакове потемніння кольорових поверхонь, які мають однакову яскравість, при одночасному зниженні їх яскравості. Причому, використовуючи теплі, жовтуваті кольори, можна завдяки цьому ефекту досягти враження великого насичення світлом, а застосовуючи для опорядження холодні синюваті тони, ми одержимо враження слабкої освітленості.

Із настанням присмерку око людини пристосовується до цих нових умов зору й переключається на периферичне бачення з високим рівнем чутливості. Зіниці розширюються, і рівень сприйняття кольору оком людини різко падає або зовсім зникає, бо колір людина спроможна розрізняти лише завдяки центральному баченню й дії світлових потоків, відбитих від поверхонь, на колбочки, які розміщені в межах жовтої плями та особливо в межах центральної ямки очного яблучка. Тобто зі зниженням рівня освітлення до певної величини предмети сіріють, втрачають колір.

При дуже високій яскравості предметів зіниці різко зменшуються, периферичне бачення ніби пропадає, оскільки фізіологічно око примушено зменшувати кут зорового сприйняття предметів, як захист від надмірної яскравості, і в результаті кольорове сприйняття ніби розмивається, особливо при намаганні розрізняти напівтони. Виникає так зване явище "з’їдання" світлом кольорів.

Колбочковий апарат ока здатний до максимальної чутливості жовто-зеленого випромінювання на хвилі l= 555 нм. При випромінюваннях більшої чи меншої довжини хвиль світла чутливість ока знижується до меж видимої частини спектра.

Необхідно завжди пам’ятати, що інсоляція поєднує як позитивні, так і негативні властивості. До однієї з таких негативних властивостей інсоляції слід віднести її вплив на “вицвітання” фасадів, тобто під дією ультрафіолетової частини сонячного спектра відбуваються екзотермічні, а з деякими фарбниками ендотермічні реакції. Фарбники змінюються за хімічним складом [52] і змінюють свій колір. Оскільки сонячна радіація може бути збудником чи каталізатором хімічної реакції, то в “Санітарних нормах … інсоляції” [4] передбачена заборона інсоляції таких приміщень громадських будинків: хімічних лабораторій ВНЗ і НДІ, книгосховищ, архівів, операційних, реанімаційних залів лікарень, виставкових оглядових залів, виставкових залів-музеїв, картинних галерей тощо.

Інсоляція недопустима в робочій зоні цехів промислових підприємств, [91] вона може створювати відблиски на деталях складальних цехів і стати шкідливим фактором технологічного процесу.

Негативна дія сонячної радіації в архітектурі проявляється також в ефекті сонячного перегріву приміщень, а також у забудові. Тобто теплова дія сонячної радіації на забудову може приводити як до позитивних, так і до негативних ефектів залежно від періоду року й географічного місця знаходження забудови.

Благодатну теплову дію інсоляції на забудову в північних районах чи в холодний період року необхідно використовувати всіма доступними й економічно виправданими методами [3,7,26,89], включаючи інженерні методи утилізації сонячної енергії через способи акумуляції теплоти, а також архітектурно-планувальними заходами для вбезпечення від сонячного перегріву [5,36,52,82,91]. Організаційно-планувальні й конструктивні заходи щодо забудови і в приміщеннях повинні розроблятися на основі відомих [48,53] досліджень і розроблених методик, але найперше – за рівнем затінення незабудованої території й орієнтації об’єктів. У випадках, коли не вдається уникнути дискомфортної дії теплової радіації, доводиться для захисту застосовувати сонцезахисні пристрої або сонцезахисне засклення вікон чи вітражів. Дещо складніше віднайти заходи щодо захисту повітряного середовища між будинками в міській забудові. З досвіду таких країн, як Туреччина, Єгипет, Ізраїль [2,25,37,38,53,59,71,94], захист міської території від перегріву сонцем проводиться паралельно двома шляхами: організаційно-планувальним із доведенням забудови до високої щільності, а з другого боку – із застосуванням інженерних заходів для затінення міжбудинкових просторів. Водночас слід сказати, що питання формування мікроклімату приміщень і повітряних просторів у міській забудові особливо влітку становить важливу проблему сучасності, яка ще потребує свого різнобічного розв’язання на науковій основі. Виходячи з цього, у наступному розділі буде докладено зусиль, щоб показати можливість оптимізувати тріаду: щільність житлового фонду забудови – оптимальні розриви між будинками – оптимальний мікроклімат у повітряному просторі між будинками.