Содержание
Журнал «Светотехника» №4 (2020). Печатная версия

Журнал «Светотехника» №4

Дата публикации 15/08/2020
Страница 1-96

Купить PDF - ₽680

Журнал «Светотехника» №4 (2020). Печатная версия
В журнале:

Открывает номер статья «Современные подходы к нормированию естественного освещения жилых зданий. Результаты исследований» одного из корифеев отечественной светотехники Алексей Соловьёва, доктора техн. наук, профессора кафедры «Проектирование зданий и сооружений» НИУ МГСУ.

Как отмечает, предваряя свою работу автор, ХХ век стал периодом становления и расцвета науки о естественном освещении зданий. Все разработки того времени представляли собой попытку как можно точнее определить условия естественного освещения в помещениях. Были созданы методы расчёта коэффициентов естественной освещённости (КЕО), которые с некоторой степенью точности позволяли определять условия естественного освещения в помещениях. Относительные величины – КЕО были включены в нормы. Однако эти нормы базировались на требуемых условиях зрительной работы при искусственном освещении.

В помещениях жилых зданий практически не предъявляется требований к условиям зрительной работы. Световая среда оценивается по критерию насыщенности помещений естественным светом, в то время как большое значение имеет требуемое время использования естественного света и обеспечение естественного освещения в пространстве. Задача для жилых зданий – связать эти критерии для создания комплексного метода нормирования естественного освещения в таких помещениях.

В статье рассматриваются современные подходы к нормированию естественного освещения – от традиционного, с помощью КЕО, до новейших разработок, связанных с динамической оценкой естественного освещения во времени и пространстве.

В НИУ МГСУ под руководством автора были проведены экспериментальные исследования, показавшие, как можно соединить существующую систему нормирования с нормированием по насыщенности помещения светом.

Приводены результаты исследований в МГСУ по оценке естественного освещения с помощью пространственного критерия светового поля – цилиндрической освещённости, которая наилучшим образом характеризует насыщенность светом помещения.

Отмечается, что естественная освещённость в полном объёме не требуется на всей площади жилой комнаты в течение всего светового дня. Окончательная оценка нормируемых параметров естественного освещения в жилых помещениях производится с использованием методов психофизики для связи основных и второстепенных факторов, влияющих на комфорт световой среды.

В статье показаны результаты научных разработок, выполненных в НИУ МГСУ и в ряде других научно-исследовательских организаций мира, которые при соответствующей доработке могут быть положены в основу нормирования естественного освещения жилых зданий. По этим результатам сформулированы направления дальнейших исследований в области естественного освещения зданий.

Совместная статья «Метод квазизеркальных элементов для снижения стохастического шума при моделировании яркости» авторов из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН и Университета ИТМО Сергея Ершова, Дмитряй Жданова, Алексея Волобоя и Николая Дерябина предлагает подход, который позволяет значительно снизить стохастический шум для ряда световых сцен, включая и те, для которых не удаётся достигать хороших результатов при любых настройках стандартного метода.

Как известно, по оптическим свойствам большинство объектов могут подразделяться на диффузные и зеркальные. Применяемая чаще всего при моделировании трассировка лучей на основе методов Монте-Карло позволяет рассчитывать яркость пучка после встречи с диффузной поверхностью. При встрече же пучка с зеркальной поверхностью он отражается (или преломляется) до тех пор, пока не достигнет диффузной поверхности, где определяется его яркость.

В статье диффузные элементы разделяются на истинно диффузные и квазизеркальные (поверхности, когда рассеяние в происходит вузком конусе «вокруг» чисто зеркального направления рассеяния).

В работе показано, как разные компоненты освещённости взаимодействуют с квазизеркальными объектами, и описывается, как это реализуется в двунаправленной стохастической трассировке лучей. Показано, что стохастический шум можно снижать при любых настройках стандартного метода. Метод применим и к моделированию объёмного рассеяния.

В работе «Методы повышения спектрального разрешения изображающих спектрометров, построенных на основе многоканальных приёмников излучения» авторов Анастасии Гурылёвой, Алексея Хорохорова и Виталия Кобозева из МГТУ им. Н.Э. Баумана рассматривается вопрос повышения спектральной разрешающей способности таких спектрометров с сохранением их исходного пространственного разрешения.

Благодаря построению математической модели процесса съёмки определено, что восстановление спектральной плотности энергетической яркости объектов математически является некорректной обратной задачей. Показаны результаты численного моделирования рассмотренных методов и установлено, что восстановление спектральной плотности энергетической яркости объектов по данным съёмки, проведённое рассмотренными методами, возможно, и относительная погрешность реконструкции составляет доли процента. Определено, что оптимальным методом решения некорректной задачи реконструкции спектров яркости объектов является метод вейвлет-преобразования. Также показано, что предложенный метод изображающей спектрометрии работает как при использовании матричных приёмниках излучения с увеличенным количеством узкополосных оптических фильтров, так и – широко распространённых стандартных трёхканальных матричных RGB приёмников излучения.

Рассмотренный метод допускает большое количество вариаций его осуществления, благодаря чему возможна оптимизация значений получаемых параметров и их комбинаций.

«Энергосберегающая система освещения светодиодами с параллельным электропитанием от фотоэлектрических модулей и от электросети» - так называется статья, в которой автор – Павел Тихонов из ФНАЦ ВИМ, проанализировал современное состояние систем освещения светодиодами с параллельным электропитанием от фотоэлектрических модулей и от централизованной электросети. Предложен вариант параллельной работы светильника со светодиодами от двух источников питания, отличающийся простотой, низкой стоимостью и высокой надёжностью. По этой модели были разработаны четыре схемы, применимые сообразно задачам освещения и характеристикам фотоэлектрических модулей и потребителей электроэнергии.

Заказчиками таких систем освещения могут быть объекты организации, где освещение в основном требуется и днём: торговые центры, подземные переходы, складские комплексы, и т.п.

Предложенный подход ведёт к снижению расхода электросетевой энергии на освещение светодиодами, сбережению ископаемых источников энергии и, соответственно, экологизации окружающей среды.

На сегодня в некоторых регионах для предприятий себестоимость электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями, способна конкурировать с ценой энергии от электросети. поэтому подобные системы электропитания позволяют снижать потребление энергию от электросети, помогая потребителю экономить на счетах за электроэнергию и внося свой вклад в повышение экологичности окружающей среды.

«Зависимость цветовых предпочтений от пола: предварительное исследование» – так назваается статья коллектива авторов из Китая и Германии. Как считают авторы гендерные различия применительно к цветовым предпочтениям до сих пор глубоко не изучаись.

Учёными были проведены исследования по определению предпочтительной коррелированной цветовой температуры –КЦТ (3500, 5000 или 6500 К) при зрительном восприятии шести одноцветных (красного, зелёного, жёлтого, синего, белого и чёрного цвета) искусственных объектов, выполненных в виде птиц. 10 мужчин и 10 женщин должны были сообщить о своих зрительных цветовых предпочтениях при демонстрации различных цветовых образцов.

Полученные результаты говорят о том, что при Е = 200 и 600 лк наблюдаются большие различия в восприятии мужчин и женщин, особенно при высоких – 5000 и 6500 К – значениях КЦТ. Кроме того, было установлено, что при определённых комбинациях Е и КЦТ оценки предпочтительности, сделанные мужчинами и женщинами применительно к некоторым цветам, были явно разными. Для некоторых сценариев субъективные оценки наблюдателей одного пола также зависели от цвета объекта.

В результате были выявлены существенные гендерные различия в части цветовых предпочтений и различения цветов и предпочтения изменяются в зависимости от области применения освещения.

Поскольку в этом предварительном исследовании учитывалась лишь небольшая часть параметров, то последующие исследования в этой области, считают авторы, следует проводить с учётом множества других факторв, характеризующие цветопередачу источников света, культурные или региональные различия, диапазон значений освещённости и возможное разнообразие объектов исследований.

Это далеко не все материалы, публикуемые в в новом номере журнала «Светотехника».

Выберите вариант доступа к этой статье

Купить

Рекомендуемые статьи