Искусственное освещение города

При формировании вечерней световой среды города функциональный, экологический, художественный и социально-экономический эффекты освещения зависят от качества и взаимодействия различных осветительных установок, сосуществующих и одновременно действующих в городском пространстве.

Для исследования особенностей, раскрывающих суть понятия «искусственная световая среда города», а также содержание проектных задач и методологию их решения, можно выделить четыре основных компонента среды, отраженных в условной схеме их взаимодействия (рис. 5): архитектурно-градостроительный, функциональный, светотехнический и зрительный.

Рис. 5.  Основные компоненты формирования искусственной световой среды в селитебной зоне города.

Как видно из рисунка 5, два первых компонента – архитектурно-градостроительный и функциональный – представляют константную урбанистическую основу среды, два других – светотехнический и зрительный – изменяющиеся факторы, которые и вносят специфику, отличающую искусственную световую среду от дневной: это – системы искусственного освещения, которые модифицируются во времени гораздо быстрее, чем константная объемно-пространственная структура среды и протекающие в ней функциональные процессы, и обладают, кроме того, характерной кинетикой, светораспределением и спектром; и это – присутствие человека, без которого понятие «среда» и ее зрительные оценки в условиях нестабильной (ночной-сумеречной-дневной) адаптации теряют смысл.

Архитектурно-градостроительный  компонент является материально-пространственной первоосновой любой светоцветокомпозиционной системы, сохраняющейся и в ночных условиях. Его специфика обусловлена, во-первых, тем, что в каждом городе эта первооснова имеет свои особенности – структурно-планировочные, историко-культурные, архитектурно-стилевые, ландшафтно-климатические. Во-вторых, в темное время суток освещаются не все территории, пространства и объекты города, а лишь функционально используемые или композиционно необходимые их фрагменты.

Функциональный  компонент отражает константное содержание среды, практически не изменяющееся при переходе от дня к ночи, и обозначает в этой системе различное назначение участков и объектов городской среды. Его специфика характеризуется фактом дискретного, дифференцированного по количественным и качественным параметрам освещения используемых вечером городских территорий, пространств и объектов, рассчитанного на зрительное восприятие людей, находящихся непосредственно в городской среде (пешеходов) и в закрытых микропространствах транспортных средств (водители и пассажиры). Интересы людей, наблюдающих ночной город из интерьеров зданий, учитываются пока в минимальной степени.

Необходимо отметить, что люди в транспорте и пешеходы перемещаются в пространстве города с разной скоростью, имеют разные условия зрительной адаптации, разный контакт с окружением, разные поведенческие намерения, возможности  и действия. Исходя из этого, создаваемые светопространства мы разделим на два основных вида – транспортные и пешеходные.

Светотехнический  компонент рассматриваемой среды относится к ее управляемым элементам. По сравнению с константной урбанистической первоосновой он более мобилен, изменяем во времени, в пространстве и по спектру. Его присутствие в городе определяется существующим и непрерывно растущим уровнем развития энергетики и светотехнической науки, производства электротехнической продукции и общественного спроса на визуальный комфорт.

Специфика искусственной  световой среды связана с избирательностью пространств и объектов освещения  и особенностями осветительных систем. Она наглядно обнаруживается при сравнении ее с дневной средой. Освещаемые пространства в ночном городе (светопространства) дискретны, тьма (физическое трехмерное пространство) – непрерывна. Днем материальный мир планеты Земля погружен в мир космического (солнечного) света, физическое пространство и светопространство (световое поле) – синонимы, они непрерывны и в зрительном восприятии неразрывны. В ночном городе, особенно в безлунные ночи, господствует космическая тьма, при которой существует явное противоречие между «вижу» и «знаю» («помню»), поэтому все окружение воспринимается драматичнее. Сложная структура искусственно создаваемого электрическими источниками светового поля не имеет аналогов в природе. Оно характеризуется общим низким уровнем освещенности (или светонасыщенности) пространства при наличии в поле зрения того или иного количества источников света разных угловых размеров с различной, в том числе, чрезмерной яркостью, с высокой контрастностью и неоднородностью освещения, с разнообразным направлением световых потоков разной интенсивности и цветности излучения, сложным тенеобразованием и стихийной светодинамикой. Распределение яркостей в поле зрения является решающим фактором визуального восприятия. Небо почти всегда является чуть ли не самым темным элементом видимой среды, занимая нередко большую часть поля зрения, что в итоге и определяет сложные, нестабильные условия адаптации глаза при постоянном визуальном поиске объектов различения. Вместо господствующих днем позитивных силуэтных кадров с отрицательным контрастом (темные объекты на светлом фоне неба) вечером освещением создаются негативные положительные контрасты (светлые объекты на темном фоне). Разноспектральный свет усиливает неоднородность световой среды, а в случаях хроматического излучения источников с плохой цветопередачей, например, широко применяемых натриевых ламп, наоборот, делает ее зрительно гомогенной.

Зрительный  компонент символизирует значимость человеческого фактора в понятии городской среды. Практически он является ключевым в данной схеме, поскольку объединяет три других и связывает их с человеком. Человек предстает, с одной стороны, как переменный, но обязательный, безусловный объект среды, участвующий в формировании ее облика, с другой и одновременно – как субъект, оценивающий ее качества через зрительное восприятие. Специфика этого восприятия определяется иными, более сложными, чем днем, условиями работы глаза: снижением всех функций зрения в нестабильном, а потому относительно дискомфортном и неэкологичном режиме ночного-сумеречного-дневного зрения, при высоких яркостных и цветовых контрастах и во многих случаях слепящем действии видимых источников света и светящих элементов, при не всегда сгармонизированном по цветности и динамике разноспектральном свете. Негативное впечатление от световой среды усиливается в ситуациях с визуальным хаосом, создаваемым разнородными осветительными установками, при возникновении у пешехода, особенно со слабым зрением, непривычных иллюзий, вызывающих предчувствие агрессии и усиливающихся от атавистической боязни темноты или криминогенности современного окружения. Дополнительные психологические нагрузки возникают у пешеходов от затруднений в ориентации в городском пространстве при недостатке световой информации или от повышенной вероятности дорожно-транспортных происшествий. Многие из этих ощущений отсутствуют в дневное время у тех же людей в той же ситуации.

Главное же отличие зрительного  восприятия окружающей среды днем и  ночью в том, что при искусственном  освещении резко сокращается «бассейн видимости», ибо глаз замечает только фрагментарно, выборочно  и в большинстве своем случайно освещенные пространства и объекты, главным образом, в «приземном» слое. Радикально изменяются зоны композиционного влияния элементов архитектурной и ландшафтной среды, их взаимосвязи, количество и визуальные качества. Пространство как бы теряет свою физическую непрерывность и «перетекаемость», а видимые границы образующихся дискретных светопространств весьма эфемерны [2,12].

2.2. Элементы освещения городов.

В искусственном освещении  современных городов можно выделить ряд отдельных элементов, действующих совместно, влияющих друг на друга и зависящих один от другого. В следующем параграфе эти элементы мы рассмотрим каждый в отдельности, что поможет нам сделать вывод о комплексном их применении. Итак, основными элементами освещения современного города являются:

1. освещение проезжей части улиц и площадей;
2. световые указатели и световая сигнализация для городского транспорта и пешеходов;
3. освещение архитектурных сооружений (здания и малые формы архитектуры);
4. освещение монументов и фонтанов;
5. освещение наружных витрин магазинов;
6. рекламное, агитационное и информационное освещение;
7. освещение парков, бульваров и других мест городского отдыха.

В последние годы все чаще появляется понятие «световая архитектура», определяющее то качественно новое явление в электрическом освещении, которое создается комплексным действием всех современных элементов освещения. Здесь подразумевается не только выявление электрическим светом художественных качеств архитектуры и создание комфортных условий для жизни города, но и создание специфического архитектурного образа, пространственных картин и эффектов, которые могут быть созданы только искусственным светом в его современных формах.

Освещение проезжей части  улиц и площадей создается для  удобного и безопасного движения пешеходов и транспорта в вечернее время и является главным и  обязательным  элементом освещения  для городов всех категорий, для  всех районов и улиц. Его светотехнические показатели зависят от интенсивности движения транспорта, а также категории городов и улиц [16].

Тем же целям безопасности и удобства движения служат световые указатели  и световая сигнализация, также являющаяся неотъемлемой частью освещения любого города с интенсивным движением.

Наружное освещение  отдельных частей зданий, целых зданий или их групп, составляющих единую архитектурную  композицию, а также освещение  монументов, памятников и фонтанов имеет главной целью создать  архитектурно-художественный образ города или быть главной частью этого образа, его наиболее характерным элементом, связывающим в единое целое все освещение города. Особое значение это имеет для городов стран СНГ, в которых световая реклама не превалирует над всем остальным освещением. Она, так же как и освещенные витрины, занимает достаточно большое место в городах, однако преследует другие цели – обслуживает торговлю и зрелищные предприятия и является не только средством рекламы и торговли, но и средством политической агитации и информации населения.

В системе торговли стран СНГ реклама, световая в частности, не является выражением конкуренции торговых фирм и служит, главным образом, для обстоятельной информации населения о выпускаемых товарах и их целесообразном использовании. Эти обстоятельства придают рекламному освещению городов свой особый характер, отличающийся более спокойным, менее крикливыми формами, значительно большей художественностью и более глубоким содержанием. Следует отметить, что в последнее десятилетие картина меняется, и мы видим в крупных городах появление кричащей и яркой без необходимости рекламы.

Освещение сооружений малых  архитектурных форм – киосков, остановок  транспорта – создает удобства жителям  города, как и освещение проезжей части, и является необходимым элементом в общей системе городского освещения.

Освещение парков, бульваров  и других мест городского отдыха также  несет службу вполне утилитарную, но, вместе с тем, имеет большое значение в создании архитектурно-художественного образа мест отдыха и определенных условий для отдыха, является продолжением освещения проезжей части улиц и площадей в специфической обстановке. Причем нередко один вид или элемент освещения переходит постепенно в другой, или оба вида совмещаются в соответствии с характером отдельных улиц и площадей, переходящих в аллеи, бульвары, скверы, набережные, которые используются не только для движения пешеходов, но и как места вечернего гуляния и отдыха.

Для рационального решения  архитектурно-художественной части проекта освещения города архитекторам необходимо овладеть некоторым  минимумом знаний в области светотехники, электроснабжения города и экономики освещения [13,15].

2.3. Освещение  улиц городов. Освещение в городе  Чебоксары.

При освещении улиц как  линейного объекта наибольшая доля светового потока должна быть направлена по двум противоположным сторонам вдоль улицы, создавая при этом равномерное освещение на всем ее протяжении. Практика показывает, что для оптимального решения этой задачи необходимо иметь светильники, имеющие максимумы силы света, направленные примерно под углом 65–75° к вертикали в двух противоположных направлениях. Такая трансформация светового потока лампы возможна только с помощью зеркал, которыми и снабжено большинство современных уличных светильников [22].

Устройство уличного освещения регламентируется ВНС 22 - 75 – «Инструкцией по проектированию наружного освещения городов, поселков городского типа и сельских населенных пунктов». По характеру предъявляемых требований к освещению все улицы и площади городов подразделяются на три категории:

А – скоростные дороги, магистрали общегородского значения и  т. п.;

Б – магистральные  улицы районного значения, дороги грузового движения и т. п.;

В – улицы и дороги местного значения.

В отличие от всех других осветительных установок уровень освещения для дорог с асфальтобетонным покрытием нормируется не величиной освещенности, а величиной яркости поверхности дорожного покрытия в направлении наблюдателя, находящегося оси движения транспорта. Это объясняется тем, что асфальт, в особенности мокрый, обладает резко выраженным зеркальным характером отражения, вследствие чего величина освещенности может характеризовать видимость. Для улиц и дорог, имеющих простейшие (грунтовые, щебеночные) или пешеходного типа (асфальтовые) покрытия, допустимо характеризовать уровень освещения величиной освещенности. Поэтому ВНС 22 – 75 устанавливает норму освещения улиц и других проездов с асфальтобетонным покрытием в виде величины средней яркости (в пределах от 1,6 до 0,2 кд/м²) в зависимости от категории улиц и плотности движения, а для улиц с простейшими переходного типа покрытиями – в виде величины средней горизонтальной освещенности (в пределах от 6 до 2 лк). ВСН 22 – 75 содержат ряд качественных требований к устройству уличного освещения, в том числе определяют наименьшую допустимую высоту подвеса светильников в зависимости от их характеристик, мощности и типа ламп, а также соотношение наибольшей и наименьшей величин яркости и освещенности и т. д. [9]