Атриумние будинку


Вибір принципової схеми атріуму

Багато хто атриумние будинку виявляють собою скоріше новий візуальний образ, ніж економічну енергетичну систему. І в цей час залишається велике поле для вдосконалення атріуму з метою економії енергії. Але для дійсного використання потенційних переваг атриумних будинків їх варто проектувати виходячи з енергетичних можливостей, які повинні відігравати визначальну роль у виборі форми атриумних споруджень.

Переваги атриумних будинків складаються в збільшенні природного висвітлення без відповідних тепловтрат або перегріву, звичайних для традиційних споруджень. Зменшення тепловтрат досягається використанням подвійного остекления атріуму як додаткове огородження, уловлюванням або відбиттям сонячної радіації, необхідних для забезпечення кліматичного комфорту. Щоб домогтися кращого висвітлення, потрібно додати атріуму форму вловлювача й розподільника денного світла й відповідно організувати простір довкола нього.

Використання переваг атріуму для поліпшення опалення й вентиляції також вимагає оптимальної орієнтації й додання атриумному будинку форми, що сприяє збереженню тіні й збереженню сонячного тепла, а також продуманому використанню обсягів для створення необхідних вентиляційних потоків. Основна просторова схема атріуму диктується цими міркуваннями.

Глибина приміщень

Прагнення до природного висвітлення виявляє собою тенденцію,протилежну прийомам планування будинків до початку 70-х років, коли було прийнято збільшувати глибину приміщень і влаштовувати маленькі віконні прорізи.Навіть багато хто атриумние будинку усе ще по інерції розраховуються в основному на штучне висвітлення, а атриумное простір використовується скоріше як засіб для відпочинку, ніж як засіб природного висвітлення інтер'єрів. Щоб домогтися справжніх переваг атриумних споруджень, потрібно або зменшувати ширину, або збільшувати висоту приміщень, що примикають до атріуму, доти, поки не буде досягнутий нормальний необхідний рівень їхньої природної освітленості.

Підвищуючи висоту поверху й споруджуючи деякі спеціальні пристрої, що відбивають, можна збільшити ці параметри (наприклад, піднімаючи висоту поверху з2,7 м до 3,6 м, можна забезпечити задовільне висвітлення приміщень на глибину до 9 м). Між глибиною приміщень і висотою поверху в заданому обсязі існує певна залежність. При неглибоких планах приміщення можуть легко бути освітлені через прорізи по периметрі й не вимагають додаткових засобів висвітлення глибинних зон. Обсяг атріуму в таких випадках може бути збільшений при зменшенні висоти поверхів. Якщо ж, з функціональної точки зору, потрібно влаштовувати глибокі приміщення, то варто уважно вивчити зв'язку цих просторів з атріумом.

Не слід також забувати про те, що атріум може ефективно виконувати функції охолодження й опалення приміщень. Для визначення точної пропорції варто вирішити ряд рівнянь і виявити, що вигідніше: використовувати атріум як опалювальний пристрій або як вентилятор для відводу надлишку тепла. Відповідно до законів термодинаміки додаткове опалення будинку більш єкономично, ніж його примусове охолодження.

Організація простору

При певній ширині приміщень необхідно розташувати їх таким чином, щоб виконати всі функціональні вимоги. Атріум виявляється порожнім стрижневим простором, навколо якого "нанизані" поєтажние плани приміщень. Найбільш продуктивним методом визначення зовнішньої форми атриумного спорудження є концепція подвійного огородження. Зовнішня оболонка будинку повинна визначатися виходячи з містобудівних факторів і умов сонячного висвітлення. Різниця між отриманим обсягом атріуму й обсягом корисних площ може служити показником масштабів використання атріуму.

Розташування атріуму у великому ступені залежить від потреб обігріву або охолодження внутрішніх просторів, а також від кліматичних умов. У всіх широтах максимум природного світла надходить зверху, тому пристрій верхнього світла виявляється самим вигідним. Верхнє висвітлення можна завжди спроектувати таким чином, щоб організувати захист від прямих сонячних променів і використовувати відбите й розсіяне світло. У країнах з холодним кліматом має сенс улаштовувати засклену стіну, орієнтовану на екватор.

Західні й східні засклені поверхні можна рекомендувати тільки в тому випадку, якщо вони створюють особливо привабливий вид. Улітку вони пропускають промені низько вартого сонця й із працею можуть бути затінені. Узимку ж втрачають тепла набагато більше, ніж стіни, орієнтовані на екватор. Стіни,орієнтовані на полюси, має сенс робити заскленими тільки в дуже жаркому кліматі, тому що вони дають тільки світло й зовсім не приносять тепла.

Отже, пошуки форми й остекления атріуму аналогічні відповідним завданням для звичайного приміщення, тільки в більшому масштабі: для холодного клімату шукають можливості збільшити сонячне висвітлення, у жаркому кліматі, навпроти, прагнуть уникати влучення сонячних променів.

Вихідні форми

На стадії визрівання основної ідеї корисно вибирати форму на основі певної системи принципів.

Одне-, двох-, трьох- і чотирибічні й лінійні атріуми можуть використовуватися для проектування, як невеликих окремих будинків, так і більших комплексів. Складні форми найбільш придатні для щільної забудови. На тісних ділянках вибір форм атриумних будинків досить обмежений, у той час як просторі площадки дають можливість використовувати безліч горизонтальних форм, дозволяючи організувати компактні малоповерхові комплекси із природним висвітленням на кожному ярусі. Неосвітлені приміщення можуть бути використані для розміщення технічних і комунікаційних пристроїв.

Воля вибору форм

Наявність великого числа апробованих на практиці стратегій визначення форми, що опираються на ряд внутрішніх факторів, не повинні приводити проектувальника до думки про тверду детермінованість вибору форми тільки цими факторами. В 20-м столітті була побудована нескінченна безліч будинків у формі веж і пластин, що продемонстрували нездатність створити приємний містобудівний контекст. Оскільки визначальну форму будинку звичайно вважалися в основному внутрішні функціональні фактори, невідповідність між формами й загальним контекстом намагалися зм'якшити за допомогою оздоблювальних матеріалів.

Висвітлення

Найважливішим принципом, на якому засноване проектування й будівництво атриумних будинків, є принцип повернення до природного висвітлення й максимальної економії енергетичних ресурсів. Витрати на природне висвітлення в основному зводяться до пристрою огороджень і тіньових завіс, остекления, а також сполучених із цим втрат тепла або, навпаки, перегріву приміщень. Гарне природне висвітлення припускає задовільну освітленість у глибині приміщень. Мова йде не стільки про кількість, скільки про якість світла. Бажані низька блесткость і контрастність висвітлення. Уважається, що найкращі умови висвітлення досягаються при спільному використанні двох типів висвітлення: загального й локального.Співвідношення загального й локального висвітлення не повинне бути надмірно контрастним.Думають, що загальне висвітлення повинне становити 0,5...0,65 локального висвітлення й перебуває в межах 300...500 лк. У добре спроектованих будинках більша частина фонового висвітлення може бути природної.

Природне висвітлення атріуму

Найбільш істотними факторами, що забезпечують висвітлення атриумного простору, є кліматичні умови місцевості, у якій розташовується будинок. Різний підхід потрібно для розрахунку умов освітленості в місцях, де погода звичайно хмарна, і в місцях з переважною ясною погодою; у місцях з помірним кліматом і невеликими коливаннями погодних умов і в місцях, де погода й характер висвітлення різко змінюються в різні сезони й протягом дня. Наприклад, для зон з помірним кліматом і частою хмарністю розрахунки ведуться на стандартний хмарний день. Ідеальний атріум для цих умов припускає яскраве верхнє висвітлення з максимальною пропускною здатністю остекления, що забезпечує максимальний світловий потік в атріум. Таке остекление дає розсіяне світло,уловлюючи потік світла з різних ділянок неба. У випадку сонячної погоди потрібні спеціальні засоби для забезпечення природного висвітлення приміщень на тіньовій стороні атріуму.

У районах з безхмарним небом використання прямого падаючого світла повинне бути обмежене. Сонячне світло звичайно занадто ярок, а тіні надто темні. У таких випадках сонячне світло повинен бути спеціально неуважний. При цьому можуть застосовуватися як пасивні, так і активні засоби затінення. Пасивні засоби затінення складаються в установці спеціальних планок для відбиття світла й розсіювання його в просторі атріуму. Засоби активного затінення варто застосовувати в умовах жаркого клімату з різкими сезонними перепадами погодних умов.

Оскільки під поверхнею даху утвориться зона підвищеного нагрівання повітря, найкраще робити її високої або влаштовувати особливий ліхтар,винесений за межі використовуваних просторів і приміщень. Ліхтар зручний ще й тим, що використовує бічне висвітлення, і особливо привабливий у північних областях. Бічне остекление конструктивно менш складно, чим скляний дах,і навіть в областях з похмурою погодою сонце часто попадає в атріум саме збоку. пристрої, Що Затінюють, краще розташовувати у вікнах приміщень усередині атріуму, тому що в противному випадку буде губитися більша частка сонячної радіації, що особливо небажано при хмарній погоді.

Розсіювання світла усередині атриумного простору

Атріум можна вподібнити "световоду".Прорізи прилягаючих до нього приміщень можна вподібнити "виходам",але загальний тиск світлового потоку залежить від характеру поверхонь стін,які відіграють важливу роль у процесі розподілу світла зверху долілиць, аж до нижнього ярусу.

Перше й стратегічно найбільш важливе з погляду освітленості рішення стосується розмірів і пропорцій атріуму. Співвідношення довжини, висоти й ширини його визначає ослаблення освітленості на різних рівнях. Ніж менш яскраве небо в даному кліматичному поясі, тим ширше повинен бути світловий двір або атріум, щоб забезпечити достатньою кількістю світла нижній рівень.

Не менш важливої є здатність, що відбиває, внутрішніх стін.Для нижніх рівнів і приміщень у ролі "неба" виступає, насамперед, протилежна, що відбиває верхнє світло сторона атріуму. Якщо стіни атріуму суцільно скляні або цілком розкриваються, то до нижнього рівня зможе дійти дуже незначна частина верхнього світла. Навпроти, у випадку теоретично ідеального двору із суцільними стінами, що мають гарні властивості, що відбивають, світло піде, як у световоде зі скляного волокна, і дійде до нижнього рівня майже настільки ж інтенсивним. Раціональне використання світла припускає таку систему, у якій на кожній ділянці губилося б стільки світла, скільки потрібно для висвітлення цього рівня, а інша частина світла поширювалася б далі на нижні рівні.

Логічним наслідком цього принципу виявляється необхідність різного числа прорізів і вікон на кожному рівні атриумного простору, тому в міру зниження розкриття інтер'єрів повинна збільшуватися аж до суцільного остекления нижнього рівня.

Озеленення інтер'єра атріуму може перешкоджати поширенню світла в ньому, тому для мінімізації світлових втрат бажано використовувати для озеленення тільки нижню поверхню атріуму. Самі рослини вимагають великої освітленості, але в атріумах, які розраховані на висвітлення прилягаючих приміщень, світла для рослин цілком достатньо.

Висвітлення приміщень, що прилягають до атріуму

Світло, що падає зі звичайного вікна або через відкритий незасклений проріз, швидко втрачає свою інтенсивність. Уже на відстані 4...5 м від вікна рівень освітленості нижче норми (у приміщеннях середньої висоти) незалежно від сили світлового потоку, що проходить через вікна.Навпроти, занадто яскраво освітлені вікна створюють небажаний сліпучий ефект. В ідеальному випадку з вікна повинен відкриватися приємний вид; у той час як для висвітлення глибинних зон кімнати максимальна кількість світла повинне попадати на стелю.

Подібна вимога, що вступає в протиріччя із природним характером висвітлення, може бути задоволено тільки шляхом відбиття світла. Світло, використовуваний в атриумних будинках, багаторазово піддається відбиттю - у процесі проходження через засклені дахи й потім у міру відбиття від бічних стін, однак існують спеціальні засоби цілеспрямованого використання відбиття - "світлові полки".

Ідея "світлових полиць" використовується як в атриумних будинках, так і у звичайних конструкціях зовнішніх стін. Такий пристрій являє собою горизонтальну або злегка похилу площину, що вставляється у віконний проріз трохи вище рівня людського росту і якнайдалі від поверхні стелі. Сонячне або денне світло, щопадає через вікно, відбивається цією площиною й відкидається на стелю.Таким чином, вдається значно краще освітити глибинну частину приміщення й усунути контраст, що звичайно виникає при погляді через вікно на найбільш яскраву верхню частину неба.

Найбільш значимий фактор освітленості - висота приміщення. Гарне висвітлення вдвічі більшої площі може бути досягнуте при збільшенні висоти стелі з 2,7 до 3,6м. Висота вікна практично не впливає на освітленість вилученої частини кімнати. Світлова полиця краще працює при прямому сонячному світлі, уловлюючи максимальну його кількість, відкидаючи світло в далекі зони кімнати й розсіюючи його. Пристрій підлоги зі східчастим рівнем забезпечує кожному поверху пряме верхнє світло. Освітлені ділянки підлоги в цьому випадку відкидають світло на стелю подібно світловій полиці.

Форма й обробка світлових полиць може бути різної. Дуже хорошоотражают і розсіюють світло горизонтальні білі матові полки. Зеркальниеотражатели краще висвітлюють глибинні частини інтер'єра в ясний день, але впасмурний день дають менший ефект.