ВЛИЯНИЕ  ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ  И  ФИЗИЧЕСКИХ  ПАРАМЕТРОВ  НА  ФОРМИРОВАНИЕ  И  ВОСПРИЯТИЕ  ОСВЕЩЕННОСТИ  И  ЯРКОСТИ  АРХИТЕКТУРНЫХ  СООРУЖЕНИЙ

Бессарабова  Елена  Витальевна

канд.  техн.  наук,  доцент 
Севастопольского  государственного  университета,

РФ,  г.  Севастополь

E-mail:  elsev1980@mail.ru

Андреева  Ольга  Юрьевна

ст.  преподаватель, 
Севастопольского  государственного  университета,

РФ,  г.  Севастополь

E-mail:  nordlove_svs_@mail.ru

GEOMETRICAL  AND  PHYSICAL  PARAMETERS  INFLUENCES  ON  THE  FORMATION  AND  PERCEPTION  OF  ILLUMINANCE  AND  BRIGHTNESS  OF  ARCHITECTURAL  STRUCTURES

Elena  Bessarabova

сandidate  of  technical  science, 
Sebastopol  State  University, 
Russia,  Sebastopol

Olga  Andreeva

teacher  (senior  lecturer), 
Sebastopol  State  University, 
Russia,  Sebastopol

АННОТАЦИЯ

Статья  посвящена  анализу  геометрических  и  физических  параметров,  влияющих  на  восприятие  архитектурных  объектов,  помещенных  в  определенные  условия  фона.  Фоном  для  восприятия  архитектурных  сооружений  является  ландшафт  и  свето-цветовая  среда,  которые  находятся  в  тесной  взаимосвязи.  В  статье  представлены  формулы,  позволяющие  рассчитать  геометрические  параметры  поля  иррадиации,  зависящие  от  геометрических  и  физических  параметров  фона,  в  котором  воспринимается  архитектурный  объект.

ABSTRACT

This  article  analyzes  the  geometrical  and  physical  parameters  that  influence  the  perception  of  architectural  objects  placed  in  certain  conditions  the  background.  The  background  for  the  perception  of  architectural  structures  is  the  landscape  and  the  light-color  location  which  are  closely  interrelated.  The  article  presents  the  formulas  that  allow  to  calculate  the  geometrical  parameters  of  the  irradiation  field,  depending  on  the  geometrical  and  physical  parameters  of  the  background,  which  is  perceived  by  the  architectural  object.

Ключевые  слова:  зрительное  впечатление;  ландшафт;  свето-цветовая  среда;  освещенность;  яркость;  поле  иррадиации.

Keywords:  visual  impression;  landscape;  light-color  medium;  brightness;  color  brightness;  irradiation  field.

Каждый  исторический  город  уникален  в  своем  колористическом  проявлении.  Формируясь  на  протяжении  определенного  периода,  каждый  из  них  имеет  характерную  цветовую  палитру  и  соответствующее  геометрическое  решение  которые  зависят  от  объективных,  субъективных,  социальных,  экономических  и  культурно-эстетических  факторов  —  схема  рисунка  1).

Рисунок  1.  Факторы,  влияющие  на  восприятие  архитектурных  объектов

Ландшафт  формируется  совокупностью  составляющих: 

·     рельефом;

·     гидрографическими  и  почвенными  особенностями;

·     климатическими  особенностями;

·     биоценозом.

Полная  совокупность  составляющих  ландшафта  формирует  в  свою  очередь:

·     отражающую  способность  поверхности,  зависящую  от  рельефа;

·     отражающую  способность,  зависящую  от  подстилающей  поверхности  и  наличия  водоемов;

·     цветовой  фон  с  учетом  биоценоза  и  изменения  по  сезонам. 

Свето-цветовая  среда  создается:

·     спектром  и  константностью  освещения;

·     яркостью  ясного  и  облачного  неба;

·     продолжительностью  солнечного  сияния.

Свето-цветовая  среда  формирует:

·     уровень  освещения  воспринимаемых  архитектурных  объектов;

·     яркость  воспринимаемого  объекта;

·     продолжительность  дневного  освещения  и  степень  его  изменения  в  течение  суток.

Ландшафт  и  свето-цветовая  среда  связаны  между  собой  и  формируют  в  совокупности  физические  и  геометрические  условия,  влияющие  на  физиологические  аспекты  зрительного  восприятия  архитектурного  объекта,  помещенного  в  определенную  природно-климатическую  среду.

При  восприятии  архитектурного  объекта  во  время  дневного  освещения  следует  учесть  следующие  геометрические  и  физические  параметры:  освещенность  объекта  —  Е;  коэффициент  прозрачности  атмосферы  —  р;  яркость  неба  и  яркость  подстилающей  поверхности  —  L,  зенитное  расстояние  Солнца  —  Z.  Анализируя  освещенность  следует  отличать  освещенность  горизонтальной  поверхности  —  Е_Г  (формула  1)  и  пересеченной  поверхности  —  Е_П  (формула  2). 

,  (1)

,  (2)

где:  Е_ПР  —  прямая  освещенность; 

Е_Р  —  рассеянная  освещенность; 

Е_С  —  световая  солнечная  постоянная; 

Е_З  —  свет,  отражаемый  от  Земли.

В  случае  как  естественной,  так  и  искусственно  полученной  пересеченной  местности,  необходимо  учитывать  варианты  неравномерности  освещения  (отбрасываемые  тени),  формирующиеся  составляющей  Е_З.  Так  на  уровень  освещения  объекта  влияет  геометрия  рельефа.

Геометрия  отражающих  поверхностей,  уровень  освещения  в  искусственном  и  естественном  рельефе,  создаваемая  рельефом  и  световым  потоком  яркость  поверхностей  может  усиливать  такие  негативные  композиционные  решения  архитектурных  объектов,  как  агрессивные  и  гомогенные  поля.  Это  усиление  происходит  в  случае  неравномерности  освещения  различных  поверхностей  сооружения. 

  Уровень  светового  потока  влияет  на  яркость  освещаемой  поверхности.  То  есть  интенсивность  светового  потока  во  взаимодействии  с  направлением  потока  света  может  усилить  или  ослабить  яркость  определенного  цвета.  Эта  зависимость  выражается  формулой  3.

  (3)

где  r  —  среднее  значение  яркости  объекта  или  фона,  зависящее  от  преобладающей  длины  волны  в  цвете,  зависящее  от  типа  покрывающей  поверхности.

Так,  объект,  с  одинаковыми  колориметрическими  параметрами  (цветовым  тоном  и  собственной  яркостью),  помещенный  в  различные  условия  освещенности  (горизонтальные  участки  местности,  пересеченные  участки  и  искусственное  освещение)  будет  иметь  различную  яркость:

  (4)

  (5)

  (6)

где:  L_ОБ.Г  —  яркость  объекта,  помещенного  в  условия  горизонтальной  местности;

L_ОБ.П  —  яркость  объекта,  помещенного  в  условия  пересеченной  местности; 

L_ОБ.И  —  яркость  объекта,  помещенного  в  условия  искусственного  освещения  (объект  освещается  лампой,  формирующей  световой  поток  в  4320  люменов  с  расстояния  2—2,5  м); 

Е_Г  —  освещенность  горизонтальной  поверхности; 

Е_П  —  освещенность  пересеченной  местности; 

Е_И  —  освещенность  искусственно  освещаемой  поверхности. 

Полученная  зависимость  яркости  L  воспринимаемого  объекта  от  уровня  его  освещения  E  даст  возможность  скорректировать  формулы,  полученные  в  ходе  предыдущих  исследований  размеров  полей  иррадиации,  возникающих  на  сетчатке  глаза,  в  результате  зрительного  восприятия.  Так  поле  иррадиации  это  энергетическое  поле,  возникающее  на  сетчатке  глаза  в  результате  попадания  на  нее  светового  луча  и  постепенно  угасающего  по  мере  удаления  от  очага  возбуждения.  Геометрия  и  интенсивность  возникающего  поля  зависит  от  преобладающей  длины  волны,  яркости  и  количества  светового  потока,  вызывающего  очаг  возбуждения  на  сетчатке.  Такие  поля  являются  источником  возникновения  оптических  иллюзий,  связанных  с  контрастом,  размером,  геометрией  линий  и  форм  любого  воспринимаемого  объекта,  в  том  числе  и  архитектурных  сооружений.  Так  размер  поля  иррадиации  D  выражается  формулой  7.

    (7)

Так  из  формулы  7  видно,  что  размер  поля  иррадиации  находится  в  прямой  зависимости  от  длины  волны  и  в  обратной  зависимости  от  яркости  объекта.  Исходя  из  полученных  формул  4,  5,  6  и  7  получены  следующие  зависимости  геометрических  параметров  размера  поля  иррадиации  для  различных  ландшафтов  и  светоцветовой  среды:

;  (8) 

;  (9)

  (10)

где:  D_Г  —  размер  поля  иррадиации  при  освещении  объекта  в  горизонтальной  местности; 

D_П  —  размер  поля  иррадиации  для  объекта,  воспринимаемого  при  освещении  на  пересеченной  местности; 

D_И  —  размер  поля  иррадиации  при  искусственном  освещении  объекта.

Таким  образом  получены:  освещенности  объектов,  помещенных  в  различные  свето-цветовые  и  климатические  условия;  установлены  физико-геометрические  параметры,  влияющие  на  степень  освещенности  и  на  яркость;  зависимости  яркости  от  освещенности  объектов  воспринимаемых  в  различных  условиях  объектов,  формируется  освещенностью

Список  литературы:

1. Агостон  Ж.  Теория  цвета  и  ее  применение  в  искусстве  и  дизайне  /  Ж.  Агостон;  [перевод  с  англ.  канд.  физ.-мат.  наук  И.В.  Пеновой].  —  М.:  «Мир»,  1982.  —  184  с.
2. Азгальдов  Г.Г.  Квалиметрия  в  архитектурно-строительном  проектировании  /  Г.Г.  Азгальдов.  —  М.:  Строийиздат,  1989.  —  272  с. 
3. Базыма  Б.А.  Цвет  и  психика:  монография  /  Б.А.  Базыма.  —  Харьков:  ХГАК,  2001.  —  172  с.
4. Бессарабова  Е.В.  Психологический  и  психофизиологический  аспекты  восприятия  объектов  дизайна  /  Е.В.  Бессарабова  //  Журнал  «Глобальный  научный  потенциал».  —  октябрь  2014.  —  №  10  (43).  —  С.  17—20. 
5. Бессарабова  Е.В.  Управление  качеством  производимой  дизайн-продукции  при  помощи  социологических  исследований  /  Е.В.  Бессарабова  //  Научно-аналитический  журнал  «Инновации  и  инвестиции».  —  март  2015.  —  №  3.  —  С.  125—127. 
6. Бессарабова  Е.В.  Импрессивная  графоаналитическая  модель  в  проектировании  объектов  дизайна:  Дис.  …  канд.  техн.  наук:  05.01.03  /  Елена  Витальевна  Бессарабова;  Киевский  национальный  унив-т  строительства  и  архитектуры  —  К.  2011.  —  180  л.
7. Вайнштейн  Л.А.  Психология  восприятия  /  Л.А.  Вайнштейн.  —  Мн.:Тессей,  2007.  —  224  с.
8. Коробцева  Н.А.  Теоретические  и  методологические  основы  импрессивного  подхода  к  проектированию  одежды:  Дис.  …  док.  техн.  наук:  05.19.04  /  Надежда  Алексеевна  Коробцева;  Московский  гос.  унив-т  дизайна  и  технологии  —  М.,  2005.  —  304  л.
9. Логвиненко  А.Д.  Чувственные  основы  восприятия  пространства  /  А.Д.  Логвиненко.  —  М.:  Изд-во  Московского  университета,  1985.  —  223  с.
10. Педхем  Ч.  Восприятие  света  и  цвета  /  Ч.  Педхем,  Дж.  Сондерс.  —  М.:  Мир,  1978.  —  324  с.
11. Шаронов  В.В.  Свет  и  цвет  /  В.В.  Шаронов.  —  М.:  Государственное  издательство  физико-математической  литературы,  1961.  —  311  с.