Критерии оценки световой среды

Для оценки и прогнозирования светокомпозиционных параметров вечерней среды города необходимо иметь систему критериев, в которую могут быть включены как нормируемые светотехнические характеристики, так и не использовавшиеся ранее в наружном освещении, но известные светотехникам показатели количества света в городских пространствах, на земле и на поверхностях объектов, а также качества освещения, которое, как известно, определяется распределением света в пространстве, во времени и по спектру, контрастностью освещения и степенью слепимости светящих элементов. Этот диапазон светотехнических показателей может служить в любой проектно-концептуальной работе основой для выбора светокомпозиционных параметров, с помощью которых обеспечиваются зрительный комфорт и определенная психологическая атмосфера, необходимая масштабность и художественная выразительность световой среды. Система критериев включает: уровни освещения, определяющие светлоту и светонасыщенность пространства (количественный критерий), доминирующую цветность, кинетику освещения и структуру светового поля, от которой зависят качество и масштаб создаваемого светопространства (критерии качества) (рис. 40).

Светлота пространства принимается как количественная характеристика — усредненная величина светлоты поля зрения в пределах освещаемого архитектурного ансамбля. Она достаточно полно определяет ощущение зрительного комфорта. За неимением достаточного научного материала она пока не может быть непосредственно регламентирована какой-либо величиной. В действовавших в СССР в 80—90-е годы нормах архитектурного освещения СНиП II-4-79 светлота городских пространств косвенно оценивалась тремя величинами средней яркости адаптации, характерной для улиц и площадей определенной категории: более 5 кд/м2, т.е. сумеречное, или дневное, зрение (категория А — городского значения), от 1 до 5 кд/м2, т.е. сумеречное зрение (Б — районного значения) и менее 1 кд/м2, т.е. сумеречное, или ночное, зрение (В — местного значения). Эти величины в первом приближении принимались как относительные количественные характеристики достаточно светлых, средне-светлых и слабо освещенных городских пространств. Сегодня нормами СНиП 23-05-95* установлены требуемые величины яркости или горизонтальной освещенности дорожного полотна в транспортных и пешеходных зонах и величины яркости или вертикальной освещенности фасадов объектов без указания усредненных величин яркости адаптации на улицах и площадях тех же категорий.

Одним из основных показателей, определяющих первое, наиболее общее впечатление от освещенного пространства при свободном его обзоре, является ощущение насыщенности его светом, зависящее от уровня и распределения яркостей в поле зрения. Для пешеходных пространств светонасыщенность (которая в некоторых ситуациях ассоциируется с образным представлением о их «солнечности») принимается в качестве второй количественной характеристики их светлоты по аналогии с освещаемыми интерьерами общественных зданий, где она нормируется величиной цилиндрической освещенности Ец. Действующие ныне отечественные нормы наружного освещения регламентируют аналогичную рассчитываемую величину — среднюю полуцилиндрическую освещенность E_ц (не менее 6 лк) на высоте 1,5 м над землей на главных пешеходных улицах исторической части города. По зарубежным публикациям и нашим исследованиям в пространствах, оцениваемых как светлые, величина подобной интегральной характеристики — цилиндрической освещенности — почти на порядок выше. В практике научных исследований предлагалось использовать для аналогичных целей также полу-или сферическую освещенность, расчет которой более сложен для проектной практики.

Доминирующая цветность освещения — качественная характеристика (распределение излучения по спектру), которая определяет условия цветовой адаптации, создаваемые в большинстве случаев спектральными характеристиками источников, применяемых в установках общего функционального освещения. В оптическом отношении они обычно являются пространствоформирующими и цветоадаптирующими. В некоторых случаях, при функционировании в едином пространстве нескольких установок функционального, архитектурного и информационно-рекламного освещения с разноспектральными источниками, адаптирующей может служить цветность относительно более мощной установки. «обслуживающей » наибольшую площадь территории (или поля зрения), а иногда и цветность отраженного и излучаемого (интегрального) света, господствующего в центральном поле зрения.

Для характеристики цветности освещения применяется цветовая температура источников света Гц К и доминирующая длина волны излучения λ, для оценки качества их цветопередачи - общий индекс цветопередачи R_a (высокий R_a = 85 и более, средний 70< R_a < 85, низкий R_a менее 70), а также ряд других показателей. В каталогах зарубежных фирм цветопередача источников света оценивается но группам (стандарт UNI 10380) - 1А (R_a >90), 1В(80< R_a < 90), 2A (70 < R _a < 80), 2В (60< R_a < 70), 3 (40< R_a < 60), 4 (20< R_a < 40) - см. рис. 2.46. Для качественной характеристики света, отраженного поверхностями объектов, можно использовать известные параметры - их цветовой тон (длина волны излучение.

Цветность освещения представляет собой зрительно активный и эмоциональный фактор, который в условиях городской среды еще мало исследован, практически не регламентируется и для совершенствования ее качества целенаправленно почти не используется. Вариации светонасыщенности и разнос центрального света в полихромией архитектуре могут дать богатую гамму светоцветовых решений среды с определенными зрительными качествами и степенью ее психологического воздействия. По некоторым данным, цветовые характеристики окружения имеют решающее значение в создании той или иной визуально-чувственной атмосферы, «мажорного» или «минорного» настроения. Науке известны некоторые зависимости между уровнем освещенности и спектром света, с одной стороны, и ощущением зрительного комфорта, с другой (Крюйтхоф), влияние цветовых характеристик источников света на светлоту адаптации, реакция человека на полихромное окружение, оцениваемое, в частности, «количеством цвета» (Н.М. Беляева). Некоторые примеры позволяют утверждать, что взаимодействие разноспектрального, особенно хроматического света с полихромией материальной средой играет и будет играть все более важную роль в создании новых художественных образов и необходимой психологической атмосферы в городе. В дальнейшем доя регламентации цветовых параметров освещаемой среды могут использоваться и другие колориметрические характеристики не только излучаемого, но и отраженного света, соотнесенные со зрительными ощущениями и оценками на остове накопленных научных данных в специфических условиях ночного города, а не только в лабораториях и интерьерах, что до сих пор было преобладающей тенденцией в исследовательских работах. Это, прежде всего, параметры цветности, цветовых контрастов и количества цвета, характеризующие архитектурную. в той или иной степени полихромную, среду. Это ценное ее качество не должно исчезнуть в вечернее время.

Другой критерий качества световой среды — распределение света во времени, или кинетика освещения, мало используемый или перегулируемый в городской среде светокомпозиционный фактор, за исключением немногих автономно действующих установок светодинамической рекламы и информации и отключения части установок архитектурного и функционального освещения на ночь, что в художественном плане не имеет положительного значения. В то же время в городе существует стихийная динамика света — фары автомобилей, светящиеся окна зданий, освещенные витрины, светофоры, световая реклама вносят перманентное разнообразие в «базовый» световой рисунок, образуемый стационарными установками наружного освещения, и являются существенным компонентом ночной среды. Возможны два режима работы постоянных и временных осветительных установок статический и динамический.

Традиционно существующий статический режим ввиду своей технической простоты сегодня господствует во всех группах осветительных установок. По этому параметру стабильный, «мертвый» искусственный свет отличается от меняющегося, «живого» естественного света принципиально, хотя имеет все возможности стать таким же динамично-живым. По времени функционирования в течение темного времени суток любой режим может быть подразделен на вечерний и ночной. что широко используется в архитектурном и светоинформационном освещении и частично допускается нормами в функциональном освещении (отключение всех или части осветительных приборов после полуночи).

Кинетика освещения может быть связана также с социальными и сезонными ритмами жизни города, что даст художественный и экономический эффекты. Постоянные и временные осветительные установки могут работать в «социальных» режимах (будничный—воскресный— праздничный) или сезонных (летний—осенний— зимний - весенний). Эти идеи предусмотрены, например. в освещении Екатерининского парка (сада ЦДРА) и ряда других объектов в Москве. Праздничный режим освещения городских улиц, площадей, бульваров, зданий, набережных, мостов широко используется во всем мире. Регулярно проводимые в городах Европы, США. Австралии конкурсы на лучшее освещение часто приобретают характер сезонных праздников — фестивали и праздники света, световые шоу и карнавалы, развивающие вековые уже традиции (см. п. 2.1). Крупномасштабные международные, национальные и региональные торгово-выставочные.

Кинетика освещения может быть связана также с социальными и сезонными ритмами жизни города, что даст художественный и экономический эффекты. Постоянные и временные осветительные установки могут работать в «социальных» режимах (будничный—воскресный— праздничный) или сезонных (летний—осенний— зимний - весенний). Эти идеи предусмотрены, например. в освещении Екатерининского парка (сада ЦДРА) и ряда других объектов в Москве. Праздничный режим освещения городских улиц, площадей, бульваров, зданий, набережных, мостов широко используется во всем мире. Регулярно проводимые в городах Европы, США. Австралии конкурсы на лучшее освещение часто приобретают характер сезонных праздников — фестивали и праздники света, световые шоу и карнавалы, развивающие вековые уже традиции (см. п. 2.1). Крупномасштабные международные, национальные и региональные торгово-выставочные спортивные и культурные мероприятия — олимпиады, выставки ЭКСПО, чемпионаты мира и континентов, юбилеи городов, фирм и организаций, выступления рок-групп — также становятся эпизодическими световыми праздниками. Наконец, спектакли «Звук и Свет» на знаменитых памятниках архитектуры и истории демонстрируют технически наиболее сложные режимы светодинамического освещения со стереозвуком.

Сегодня уже реально существует возможность и необходимость регулирования освещения в пространстве. по спектру и во времени как важнейшего средства обеспечения многовариантного разнообразия и ассоциативного «оживления», «одушевления» городской среды по аналогии с «живым» природным светом, но, вероятно, по иным принципам светодинамики или для символической визуализации ритмов современной жизни. Эта све-тодинамика может быть двух видов — непрерывная и циклическая.

Сегодня уже реально существует возможность и необходимость регулирования освещения в пространстве. по спектру и во времени как важнейшего средства обеспечения многовариантного разнообразия и ассоциативного «оживления», «одушевления» городской среды по аналогии с «живым» природным светом, но, вероятно, по иным принципам светодинамики или для символической визуализации ритмов современной жизни. Эта светодинамика может быть двух видов — непрерывная и циклическая.

Установки, работающие в режиме непрерывной динамики, обеспечивают более или менее быстрое изменение светоцветовою рисунка, повторяющегося или нет на плоскостном, объемном или пространственном объекте в течение темного времени суток или определенного временного периода. Так функционирует цветное освещение пилонов Крымского моста в Москве или фасада здания ГАИ на Садовом кольце (рис. 3.9). Установки, создающие циклическую динамику, работают в режиме статических по светоцветовому рисунку интервалов, сменяющих друг друга в определенной последовательности. Такая система действует на пешеходном Андреевском мосту в Москве (рис. 3.10). Примитивный аналог этой системы — установки уличного освещения с вечерним и ночным (сокращенным по количеству включенных светильников) режимами работы.

Третий критерий качества освещения распределение света, излучаемого и отраженного, в пространстве, т.е. структура создаваемого в конкретном градостроительном ансамбле светового ноля, в пределах которого перемещается человек. Кроме интегральных количественных характеристик (горизонтальная, вертикальная, (полу)цилиндрическая, (полу)сферическая освещенности) для оценки светового поля используются показатели его качества, отчасти регламентируемые действующими нормами, — слепящее действие осветительных приборов, неравномерность распределения света на поверхностях земли и объектов, яркостные контрасты между объектами и фоном или между смежными поверхностями, тенеобразование, характеризуемое моделирующим эффектом освещения на объемных архитектурных и природных формах, на фигурах и лицах людей. Они могут быть оценены соотношениями количественных характеристик. Например, соотношение Е_ц: Е_г: характеризует светомоделирующий эффект освещения в пешеходных зонах.

Наиболее сложным и важным критерием оценки структуры световой среды является масштаб создаваемого светопространства. получивший в некоторых работах название масштаба освещения (рис. 41). Как и в «дневной» архитектуре, масштаб светопространства оценивается со-масштабностью его с человеком, «мерой всех вещей», а также размерными величинами и соотношениями освещаемых элементов и окружающей тьмы в пределах зрительного ноля. Масштаб непосредственно связан с формообразующим действием света в городском пространстве, параметры и качество которого воспринимаются зрением в пределах освещаемой зоны или зрительного кадра. Эта зона не обязательно совпадает (точнее, никогда не совпадает) с физическими габаритами архитектурного пространства (по Ф. Гибберду. «пространственного тела») но одному, двум или трем его измерениям. Светом обычно выделяются лишь функционально необходимые вечером участки территории (освещаемый «планшет» архитектурного пространства) и (или) важные в образно-композиционном плане объекты («ограждения» пространства и заполняющие его элементы — фасады зданий, сооружений, кроны деревьев, склоны крутого рельефа). Сложность использования этого критерия заключается нередко в зрительной нечеткости границ и трудноуловимо-сти размеров создаваемого светопространства, в особенности при малом количестве света на «планшете», когда максимальна вероятность возникновения зрительных иллюзий. Учитывая изменяемость условий адаптации и наблюдения движущимся в городской среде человеком, наиболее приемлемым критерием масштабной оценки являются протяженность светопространства с заданными фотометрическими параметрами и угловые размеры освещенных и светящихся объектов с учетом высоты их расположения над горизонтом. Протяженность фиксируется размером территории, освещаемой с заданной интенсивностью и равномерностью, по ее наибольшему измерению. За ее пределами предполагается заметное для глаза изменение фотометрических параметров — существенное снижение (реже — повышение) уровня освещенности или доминирующей цветности излучения, что фиксируется зрением как граница другой зоны. Иными словами, дневное «пространственное тело» практически не совпадает с «телом», создаваемым искусственным светом в темном окружении.

Масштабные характеристики светопространства могут создаваться с учетом градостроительных факторов (например, планировочных модулей) и психофизиологических особенностей восприятия, в частности, дистанционного масштаба зрения, известного для условий дневного освещения и транспонированного с определенной модификацией параметров на условия вечерней световой среды (рис. 42).

Дистанционный масштаб определяется угловыми размерами видимых (ночью — освещенных) объектов, в том числе людей, их лиц и фигур, и разрешающей способностью глаза в специфическом (нестабильном) режиме его ночной—сумеречной—дневной адаптации. Возможности зрения при восприятии фигуры и лица человека в городском пространстве, зависящие от дистанции наблюдения и условий освещения, накладывают свой отпечаток и на восприятие пространства. Так, при дневном и, предположительно, достаточном искусственном освещении расстояние 2,5 м является обычной «разговорной дистанцией» с возможностью улавливать интонации речи, до 3,5 м — дистанцией непосредственного общения малой группы людей в открытом пространстве, на расстоянии до 12 м можно распознать выражение лица, что способствует развитию индивидуальных контактов, до 25 м — узнать человека в лицо, чтобы эти контакты могли быть установлены или чтобы интуитивно оценить возможные намерения встречного пешехода. Отсюда городские пространства, размеры которых не превышают 25 м. вызывают ощущение камерности, а ночью при достаточном освещении — еще и относительной безопасности. На расстоянии до 140 м при соответствующем освещении различается характер действия человека. а пространства такой протяженности кажутся человеку почти гипертрофированными. Это масштаб средней по размерам городской площади, обеспечивающей условия для возникновения коллективных контактов и социальных мероприятий.

Предельная дистанция, с которой днем различается фигура человека, - 1.2 км. а пластика фасадов — до 2 км. Расстояние до видимого пешеходом горизонта около 4.5 км, а 5 км — предел видимости дальних планов городских панорам.

Приняв величину 1.2 км за предел длины линейного светопространства в пешеходных зонах, имеющего заданные светотехнические параметры, при решении светопланировочных задач, когда третье измерение (высота) является второстепенным, можно сохранить его относительно человеческий масштаб. Хотя, по другим данным, 300 м составляют вероятное расстояние, которое пешеход может преодолеть с легкостью, а для дистанции 450 м он уже может предпочесть транспорт (расстояния больше 450 м обычно находятся за пределами архитектурного масштаба). Пространство более 1600 м в длину представляется слишком большим для городской среды. Величина 4,5 км напоминает о естественных возможностях зрения с высоты человека и может использоваться для крупномасштабной светомодулировка транспортных магистралей, например, с помощью высокомачтовых систем освещения.

В большинстве реальных ситуаций для масштаба светопространства и эмоциональной оценки светового ансамбля не менее важное значение имеет высота светящих или освещенных объектов над горизонтом. Здесь, предположительно, действуют тс же закономерности восприятия пространства как замкнутого, полузамкнутого или раскрытого (рис. 43) с учетом того, что угловые размеры объектов определяются не только их высотой и удаленностью от зрителя, но и степенью их освещения — по всей высоте или частично. Нередко на улицах освещается лишь нижняя зона фасадов застройки — первый или два—три нижних этажа, обычно с витринами, в других случаях высвечивается лишь венчающий парапет (в виде «световой короны»), «зависающий» в темном окружении, что существенно изменяет восприятие привычных масштабных характеристик зданий, пространств, ансамблей и оценку глубины пространства, т.е. удаленности объектов от зрителя. Освещение венчающих элементов зданий и сооружений, расположенных на большой высоте, дает дополнительный эмоциональный эффект, связанный обычно с непроизвольным и резким движением взгляда вверх при неожиданном появлении на темной периферии поля зрения ярких деталей.

Науке еще предстоит определить и уточнить численные величины большинства из вышеуказанных параметров и найти новые, более совершенные критерии функциональной, экологической и художественной оценки световой среды ночного города.