Анонс журнала «Светотехника» №1-2022

Наш постоянный автор Мехмет Саит Сенгиз из университета Битлис Эрен в Турции подготовил для этого номера журнала «Светотехника» статью «Проектирование человеко-ориентированного освещения в тюрьмах». В этом исследовании была предпринята попытка найти решение проблем со здоровьем, вызванных недостаточным уровнем освещённости у людей (например, заключенных в тюрьмах), которые живут в закрытых местах с минимальным проникновение естественного света из-за архитектурных особенностей объекта.

В проекте моделировались условия подобные дневным с помощью динамического искусственного освещения. В качестве приёмов использовалось динамическое прямое, полупрямое и рассеянное освещение в условиях с недостаточным проникновением в помещение дневного света.

Была проанализирована также система освещения в реально существующей тюрьме. Параметры освещения были исследованы с помощью некоммерческого моделирования. Создана система динамического освещения, совместимая с циркадным ритмом и существующей осветительной установкой. Имитация солнечного света выполнялась за счёт поддержания необходимого уровня освещённости.

Остаточные изображения — распространенные и частые визуальные явления в повседневной жизни. Типичным примером может послужить негативное «призрачное» изображение яркого источника света («солнечные зайчики»), возникающее после того, как этот источник пропадает из поле зрения. В основе этого явления лежат процессы быстрой адаптации на уровне сетчатки и более медленной адаптации на уровне нервных окончаний. Эти механизмы описываются в нескольких исследованиях, но до конца это явление все ещё не изучено. Цель же исследования авторов статьи ⁠«Исследование о влиянии возраста наблюдателя на восприятие цветового остаточного изображения» Андраша Хорвата и Лоринка Грей из университета Сечени Иштвана, Венгрия, стало определение зависимости продолжительности и субъективной насыщенности цветовых остаточных изображений от различных факторов, таких как возраст и пол наблюдателей.

В работе применялся подход чёрного ящика высшего уровня. Всего были проведены две серии экспериментов: переход от цвета к цвету с 41 наблюдателем. Сделан вывод, что продолжительность остаточных изображений сокращается с возрастом, особенно после 50 лет.

Полученные результаты могут быть важны с точки зрения эргономики, безопасности дорожного движения и других проблем, связанных с видимостью. Изучение явления цветовых остаточных изображений также может иметь важное значение при компьютерном моделировании зрения человека.

Как будет выглядеть красная кирпичная стена при её освещении, например, зелёным светом? Как взаимодействуют цветные поверхности архитектурных объектов из камня, кирпича, штукатурки и дерева с хроматическим освещением, каким предстаёт цвет «вечернего» объекта? Существуют ли здесь определенные закономерности, которые необходимо знать и учитывать при формировании цветосветовой среды вечернего города? На эти вопросы попытались ответить авторы статьи: «Цветной свет как инструмент работы с архитектурной формой в ночной среде города» авторов: Николая Ивановича Щепеткова, Андрея Владимировича Ефимова, Натальи Геннадьевны Пановой, Сергея Васильевича Клименко. Статья отвечает на вопрос: что мы хотим получить в архитектуре, используя цветной искусственный свет?

В статье рассмотрены особенности применения цветного света как полноценного инструмента для работы с предметной формой в условиях ночного города и представлены результаты эксперимента, в лаборатории кафедры «Архитектурная физика» МАРХИ (ГА), по изучению взаимодействия цвета материальных объектов с цветным светом на основе анализа полихромии Москвы.

Для изучения взаимодействия цвета материальных объектов с цветным светом авторами были проведены экспериментальные исследования. Были определены наиболее часто встречающиеся в исторической архитектуре Москвы цвета и их сочетания. Визуальные наблюдения позволили определить влияние света с выбранными для эксперимента цветными светофильтрами на образцы цветов.

Проведённый исторический анализ и светоколористический эксперимент позволили авторам статьи высказать гипотезу о возможности использования результатов подобных исследований не только в архитектурном цветном освещении современной городской среды, но и в других областях.

Комфортный микроклимат помещений актуален в любое время года. В период охлаждения здания микроклимат обеспечивается работой систем кондиционирования и солнцезащитой. Перегрев помещений, требующий их охлаждения, вызывается повышением среднесуточной температуры наружного воздуха выше 21 оС и прямым солнечным нагревом помещения. В работе «Продолжительность периода охлаждения и эффективность солнцезащиты» авторов Александра Тимофеевича Дворецкого Светланы Алексеевны Митрофановой, Татьяны Владимировны Выборновой и Александра Владимировича Спиридонова предложены методика определения продолжительности охлаждения зданий в период охлаждения на основе суточного хода температуры наружного воздуха и методика оценки эффективности применения солнцезащитных устройств в этот период.

В работе рассмотрены технологии пассивного охлаждения зданий (поскольку системы кондиционирования, помимо энергетических затрат, имеют и негативное экологическое воздействие), дана классификация пассивного охлаждения и рассмотрено влияние оптических характеристик конструкционных материалов для зданий на тепловой баланс внутри здания.

Определена необходимую продолжительность охлаждения помещения в течение репрезентативного дня для каждого месяца, умножаем её на количество дней в рассматриваемом месяце. На основе полученных результатов на карту южного региона России нанесены изолинии общей продолжительности охлаждения помещений.

В работе «Исследование субъективной оценки цветопередачи источников белого цвета переменной цветности» авторов Александры Дмитриевны Есиковой, Александра Геннадиевиач Фомина из НИУ «МЭИ», Москва, исследовано влияния спектрального состава излучения источников белого света переменной цветности на объективную и субъективную оценки их цветопередачи.

В работе получены зависимости индексов цветопередачи от цветовой температуры для четырех видов источников света: галогенной лампы накаливания, белых светодиодов с настраиваемой коррелированной цветовой температурой, люминесцентных ламп трёх цветов и трёхцветных светодиодов.

Проведён ряд исследований влияния разных ИС переменной цветности на объективную и субъективную оценки их ЦП. В результате экспериментов, проведённых на 4 установках с разным принципом получения белого света, обнаружено, что зависимости Rmкц) практически индивидуальны для каждого типа ИС.

Экспериментально установлено, что максимумы Rm и Ra достигаются при существенно разных ненулевых положительных значениях ∆uv, что позволяет предположить наличии аналогичных зависимостей и при других типах спектров и значениях Ткц. Важный практический результат данной работы — установленный факт того, что в освещении общего назначения необязательно использовать ИС с высоким индексом объективной ЦП Ra, либо Rf.

Группа авторов Римма Анваровна Иликеева, Светлана Александровна Шилова, Олег Алексеевич Попов, Владимир Александрович Левченко из НИУ «МЭИ» и ООО «ЛИТ» представляют в номере работу «Индукционная бесферритная ртутная УФ лампа НД с замкнутой разрядной трубкой, работающая на частоте 13,56 МГц».

Безэлектродные индукционные разряды в смесях паров ртути НД с инертных газов – эффективный источник УФ резонансного излучения в линиях ртути 185 и 254 нм, применяемого в установках для обеззараживания воды, воздуха и поверхностей. Из-за отсутствия внутренних электродов индукционные ртутные лампы НД обладают высоким сроком службы и могут работать при низких давлениях инертного газа (0,2–1,0 торр), при которых достигается максимум их энергетического КПД в линии 254 нм ηе, определяемый как отношение потока излучения лампы в этой линии Фe,254 к мощности лампы Р. Это делает их серьёзными конкурентами электродных бактерицидных ртутных ламп НД, работающих при бо́льших давлениях инертного газа (2–3 торр).

Особый интерес представляют бесферритные индукционные источники УФ излучения, в которых ртутная плазма НД возбуждается в замкнутой разрядной трубке из кварцевого или увиолевого стекла с помощью катушки индуктивности, размещённой по периметру трубки. В работе представлены результаты проведённых экспериментальных исследований электрических и излучательных характеристик лампы этого типа с трубкой диаметром 16,6 мм и давлениями аргона 0,7 и 1,0 торр.

В работе Владимира Евгеньевича Карпенко и Николая Ивановича Щепеткова «Световые формы в городской среде» предлагается метод обобщения и осмысления достижений современного светового дизайна средствами классификации световых форм и уточняются их основные признаки.

В статье исследуются следующие световые формы городской среды: светопроекционные (видеомэппинг), светографические, светоживописные и инсталляционные, скульптурные, медиаповерхности и медиафасады, структурные и вертикальные, энергосберегающие и виртуальные.

В статье представлена определённая классификация световых форм городской среды на базе основных признаков, которые в обобщённом виде включают характер и приёмы освещения, участие человека, функцию светоформ и управление светом.

Основанием классификации служат светокомпозиционная структура художественного образа и технические элементы. С точки зрения модернизма в световых формах содержится психологическая тревожность и противоречивость, замкнутость художественных образов.

Дальнейшее развитие новых светоцветовых, светокинетических, аудиовизуальных и светоурбанистических форм возможно на глубоком и детальном изучении нейрофизиологии и измерении степени психологического воздействия световой формы на человека.

Исследования в области естественного освещения во всём мире имеют общую цель – создание в помещениях благоприятной световой среды, способствующей комфорту человека и эффективному выполнению им зрительной работы. Но неизбывная мечта конструкторов и специалистов по естественному освещению — получение такого остекления, которое бы само выполняло функции этих элементов. К таким видам остекления относятся голографические оптические элементы (ГОЭ) и другие оптические системы, совмещённые с остеклением и основанные на дифракции падающего прямого солнечного света.

Этой теме посвящена работа Алексея Кирилловича Соловьёва, и Тхи Хонг Тхам Фам под названием «Голографические оптические элементы. Преимущества и недостатки для эффективного освещения, солнцезащиты и фотоэлектрического обеспечения зданий».

Светонаправляющие качества этих устройств позволяли концентрировать прямую и рассеянную солнечную энергию на фотоэлектрических батареях и солнечных коллекторах для горячего водоснабжения и солнечного отопления.

Преимущество решётчатых голограмм – их высокая дифракционная эффективность – выше 90 %. Это характеризует эффективность голограмм, и, значит, производительность абсорбера.

Смарт-окна, как и все светопроёмы, — важнейшие компоненты комфорта и энергоэффективности зданий. При этом сначала появились разные стёкла и стеклопакеты, потом – низкоэмиссионные стёкла. Их стали использовать в стеклопакетах с заполнением воздушных прослоек разными газами, повышающими их тепловую защиту, защиту от шума и от постороннего проникновения.

Работы по решётчатым оптическим фильтрам, интегрируемым в остекление, активизируются и вскоре позволят придавать остеклению зданий солнцезащитные и светонаправляющие функции (т.е. создавать «комплексные светопрозрачные ограждения», востребованные архитекторами и строителями).

Серные СВЧ лампы ВД с безэлектродным разрядом находят применение в прожекторах и в осветителях со световодами, в частности, используемых в протяжённых или безоконных помещениях, а также в теплицах, поскольку спектр серной плазмы ВД благоприятен для фотосинтеза.

Один из эффективных способов улучшения светотехнических характеристик серных ламп ВД применение металлогалогенных излучающих добавок.

Задача работы, представленной в статье «Серная СВЧ лампа высокого давления с излучающими добавками» авторов Андрея Игоревича Старостина, Игоря Вячеславовича Ирхина, Олега Алексеевича Попова и Светланы Михайлоны Бондаренко, было исследование влияния излучающих добавок LiI и NaI на светотехнические характеристики СВЧ серной лампы ВД и, соответственно, изучение возможности повышения ηv и красной доли излучения горелки лампы этими добавками.

Проведены измерения спектра излучения, светораспределения и мощности горелки, по результатам которых были рассчитаны её световой поток, световая отдача, общий индекс цветопередачи Ra и цветовая температура.

Проведённые экспериментальные исследования показали, что для существенного улучшения светотехнических характеристик серных СВЧ ламп ВД следует повышать парциальное давление паров излучающих металлогалогенных добавок.

Во второй половине прошлого столетия явственно обозначилось новое творческое направление в архитектуре. Оно связано с актуальной потребностью восприятия архитектурной среды в условиях ночного освещения.

В связи с формированием нового архитектурно-художественного направления, решающего задачи создания пространственной среды в условиях искусственного освещения в тёмное время суток, встают проблемы его отражения в научно-образовательной сфере считают авторы статьи «Опыт освоения художественного языка светодизайна в профессиональной подготовке архитектора» Дмитрий Львович Мелодинский, Марианна Михайловна, Дадашева, Сюзанна Михайловна Дадашева из МАРХИ.

В статье рассматриваются новаторские инициативы Московского архитектурного института по внедрению в учебный процесс содержания световой архитектуры, почерпнутого из основных научно-теоретических и практических достижений в этой области.

В качестве объектов исследовательской работы были выбраны архитектурные сооружения, богатые пластикой и сложные по форме. На этих примерах студенты при помощи натурного обследования в уменьшенном макетном масштабе изучали особенности света как композиционного инструмента в выявлении и интерпретации пластики архитектурных сооружений.

Анализ композиционных особенностей зданий в режиме ночного освещения позволяет заключить, что пластические поиски художественной выразительности не ограничиваются световым днём, а в большей степени могут прочитываться средствами искусственного освещения.

В работе нашего постоянного автора Бориса Александровича Векленко «Когерентное вынужденное излучение, когерентное спонтанное излучение и связанные фотонные пары в неоднородных термически возбуждённых газовых средах: вычислительная процедура» продолжается исследование процессов взаимодействия квантованного электромагнитного поля с пространственно-неоднородной газовой средой (см. статью автора в журнале «Светотехника» № 5 за 2021 г.). Обнаружены неизвестные ранее оптические эффекты, вызванные учётом квантовых корреляторов высших порядков.

В статье использован метод исследования уравнений квантовой электродинамики, исключающий в процессе их решения процедуру принудительного расщепления квантовых корреляторов. Этот метод (метод Г-операторов) перекидывает мост между квантовой оптикой газов и теориями сверхпроводимости и сверхтекучести.

В качестве примера, в настоящей статье рассмотрен процесс взаимодействия квантованного поля с плоскопараллельным газовым слоем. Предсказано наличие дополнительных, необсуждавшихся ранее преломлённого и отражённого лучей квантовой природы.

В статье «Планирование городской застройки с учётом максимального использования естественного света в зданиях» авторов Шамбхави Чаттерджи, Камалика Гош из Школы светотехники и светового дизайна, Университета Джадавпур, Индия, основное внимание уделяется городскому строительству и планированию максимального использования солнечной энергии в регионе Калькутта.

Чтобы разработать новую систему организации строительства в настоящем исследовании были проанализированы различные типологии городской застройки и влияние её расположения на использование естественного освещения в зданиях.

Были собраны данные о почасовом изменении средней освещённости в течение дня в различных зданиях с разной ориентацией для разных типологий геометрий городской застройки. Полученные данные были проанализированы и из результатов исследования были предложены соответствующие типологии зданий и их ориентация для достижения оптимального или требуемого уровня освещенности внутри зданий.

Выбор наилучшей ориентации зданий в типологии городской застройки осуществлялся на основе анализа национальных нормы освещения, ориентируясь на регламентируемый уровень средней освещённости для общих бытовых нужд.

В качестве основного вывода работы можно выделить то, что для геометрической планировки городской застройки, если улицы построены с ориентацией на север-юг, а здания по обе стороны дороги расположены в типологии XrYrZu, то максимальное требуемое освещение может быть достигнуто за счет естественного света, что позволяет экономить огромное количество электроэнергии.


Возврат к списку