CC BY
131
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА CIVIL ENGINEERING BUILDING AND ARCHITECTURE
УДК 721.01:628.973.4 DOI: 10.17213/0321-2653-2016-4-86-91
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСВЕЩЕНИЯ В МУЗЕЯХ
PECULIARITIES LIGHTING DESIGN IN THE MUSEUM
© 2016 г. И.А. Чернышкова, Н.А. Бузало, В.Н. Лысенко
Чернышкова Ирина Анатольевна - доцент, ЮжноРоссийский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Бузало Нина Александровна - канд. техн. наук, профессор, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Chernyshkova Irina Anatolevna - assistant professor, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Buzalo Nina Alexandrovna - Candidate of Technical Sciences, Professor, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Лысенко Вадим Николаевич - студент, Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Lysenko Vadim Nikolaevich - student, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia.
Приведены результаты исследовательской работы, касающейся определения параметров естественного освещения в помещениях музея. В качестве объекта исследования выбран старейший на юге России Музей истории Донского казачества. Выполнены инструментальные замеры параметров освещенности музейных экспозиций. Результаты измерений и компьютерное моделирование показали, что программные комплексы, созданные для светотехнических расчетов, требуют дальнейшего совершенствования. Противоречивость нормативных требований по естественной освещенности и рекомендаций по проектированию музейных помещений приводят к выводу о необходимости принятия решения о будущей системе освещения (естественное или искусственное) на начальной стадии проектирования.
Ключевые слова: освещенность; коэффициент естественной освещенности; музейное освещение.
The results of research work are presented in the article. Authors define the parameters of natural lighting in the museum's rooms. Museum of the History of the Don Cossacks - the oldest museum in the south of Russia selected object of study. Students performed instrumental measurements of illumination parameters of museum exhibitions. The measurement results and computer simulations have shown that software systems, designed for lighting calculations, should be further improved. The contradictory of the normative requirements of lighting and recommendations of lighting for the design of museum spaces lead to the conclusion that the decision on the future of lighting system (natural or artificial) must be taken at the initial design stage.
Keywords: illuminance; daylight factor; museum illumination.
Современный Новочеркасск имеет сложившейся музейный комплекс, включающий Музей истории Донского казачества, Атаманский дворец, Дома-музеи художников М.Б. Грекова, Н.Н. Дубовского и И.И. Крылова. Основными видами деятельности музеев являются фор-
мирование и хранение коллекций, научно-исследовательская работа, организация постоянной экспозиции, устройство выставок, культурно-просветительная деятельность. Каждый музей имеет индивидуальное архитектурно-художественное решение, определяемое конкретной кол-
лекцией и формами деятельности. Различают виды и подвиды музейных объектов: краеведческий, исторический, этнографический, изобразительного искусства и т.п. Каждый из них имеет особый вид экспозиции, требующий определенной световой подачи экспонатов и постановки.
Здание Музея истории Донского казачества (рис. 1), построенное по проекту академика архитектуры А.А. Ященко в стиле классицизма, изначально было предназначено для создания исто-рико-краеведческого музея, а не приспособлено под него, как это часто случается с музейными зданиями. Открыт музей (тогда Донской музей) был 22 ноября 1899 г. Здесь хранятся интереснейшие коллекции казачьего военного и бытового костюма, наградного жалованного оружия. Имеется обширное собрание живописи (одно из самых больших и значительных в Ростовской области): коллекции работ художников-передвижников, императорского портрета, западноевропейской живописи и многое другое.
Рис. 1. Здание музея Донского казачества
Основные требования, предъявляемые к экспозиции музея: цельность архитектурно-планировочного построения и научной концепции, создание комфортных условий для посетителей (продуманные графики движения, освещение, информация, учет интересов разных категорий посетителей, в том числе маломобильных групп населения); выразительная художественная форма подачи всего собрания и отдельных материалов в соответствии со структурой и тема-тико-экспозиционным планом; меры по сохранности экспонатов (освещение, температурно-влажностный режим, охрана).
Авторами были рассмотрены вопросы освещения экспозиций, так как до сих пор нет устоявшегося мнения по поводу выбора вида осве-
щения музейных залов. Из психофизиологических соображений предпочтительно естественное освещение, визуальная связь с окружением, но в то же время необходимо устранить попадание прямого солнечного света на экспонаты для соблюдения требований консервации. Уровень общей освещенности не должен создавать излишних контрастов. При резком перепаде освещенности следует предусматривать переходную зону для адаптации зрителей.
Цель выполненного исследования состояла в проведении анализа естественного освещения залов музея и выборе мероприятий по улучшению световой среды. Для этого были выполнены замеры параметров естественного освещения, моделирование существующей системы естественного освещения залов Музея истории Донского казачества, рассмотрены варианты использования совмещенного и искусственного освещения.
Работа была начата с обследования фасадов здания музея с использованием метода цифровой фотограмметрии в программе Agisoft Photoscan [1, 2]. Затем были обследованы интерьеры музея, в том числе зал с полотнами известного донского художника-передвижника академика Н.Н. Дубовского.
В соответствии с нормами освещения интерьеров общественных зданий, помещения, в которых зрительная задача состоит в различении объекта и обзоре окружающего пространства (музеи, выставки, галереи), световой климат характеризуется качественными и количественными характеристиками [3, 4]. К количественным характеристикам относятся освещенность, яркость, коэффициент естественного освещения (КЕО). К качественным характеристикам, определяющим комфорт и эстетичность световой среды, относятся распределение яркости в поле зрения, неравномерность освещенности на поверхности объектов и в пространстве, блескость, контрастность освещения и т.д.
Зал музея (рис. 2), выбранный для проведения исследования, расположен на втором этаже, демонстрирует картины академика Н.Н. Дубовского, коллекцию фарфора и мебели XIX в. Для этого зала были определены количественные характеристики освещения (КЕО, освещенности Е, коэффициента отражения р), выполнено сравнение нормируемых параметров освещенности (КЕО), полученных путем замеров в натурных условиях [5] и вычисленных с помощью современных программных комплексов.
Размеры зала в плане 7,0x17,6 м, высота 5,7 м. Четыре больших окна (размером 2,7x3,74 м каждое), ориентированных на юго-запад, закрыты шторами защитными и декоративными, обеспечивают достаточную естественную освещенность, распределение световых потоков в помещении, насыщенность пространства светом, цветовой колорит.
Замеры естественной освещенности проводились по методике ГОСТ Р 54944-2012 с помощью прибора «ТКА-ПКМ» модель 31 на уровне
рабочей поверхности (0,8 м от пола) при облачном небе [6]. Точки замеров и значения освещенности Е показаны на рис. 3. Среднее значение КЕО е = 0,45 %, среднее значение освещенности Е = = 230 лк, средний коэффициент отражения р = 0,5.
Следует отметить, что при проектировании освещения в музеях возникают противоречивые требования: с одной стороны, необходимо обеспечить благоприятные условия восприятия экспозиций и освещение окружающего пространства (СП 23-102-2003 п. 8.19).
Рис. 2. Общий вид зала музея
Рис. 3. Схема зала музея с нумерацией точек замера освещенности
С другой стороны, требуется обеспечить сохранность музейных экспонатов согласно «Единым правилам организации формирования, учета, сохранения и использования музейных предметов и музейных коллекций, находящихся в музеях Российской Федерации» (утвержденным приказом Минкультуры РФ от 8 декабря 2009 г. № 842). Музейные предметы по степени светостойкости разделяются на три основные группы. Масляная живопись, дерево, кость и другие предметы относятся ко второй группе. Для таких экспонатов освещенность в видимом диапазоне должна быть 75 - 150 лк [3].
Замеры освещенности в музейном зале выполнялись при наличии защитных штор, средняя освещенность составила Еср = 230 лк, что выше рекомендуемого значения Еср = 150 лк (для залов, экспонирующих масляную живопись), а КЕО = = 0,45 % что ниже величины КЕО = 0,6 %, требуемой СП 23-102-2003.
Расчеты КЕО выполнялись по методике СП 23-102-2003, а затем в программных комплексах «Base» и «DIALux».
Программный комплекс «DIALux» [7] ориентирован на профессиональное проектирование естественного и искусственного освещения, разрабатывается с 1994 г. Немецким институтом прикладной светотехники, постоянно обновляется и предоставляется в свободном доступе (нами была использована версия 5). Для оценки освещенности зала музея были смоделированы варианты: естественное освещение при наличии штор (существующий вариант); комбинированное освещение (естественное при наличии штор и искусственное освещение); искусственное освещение с трековыми светильниками. В расчете были учтены фактура, материал, цвет ограждающих поверхностей и определено значение КЕО. Среди возможностей программы следует отметить работу с трехмерным изображением объекта, различные способы визуализации (рис. 4).
Подводя итоги выполненной работы, можно сделать вывод о том, что распределение освещенности при натурных замерах и результатов, полученных в ПК «DIALux», идентично, но среднее значение КЕО, полученное расчетом по методике СП 23-102-2003 и вычисленное в программе «DIALux», отличаются (таблица). Это может быть объяснено ограниченным набором параметров затенения в программе «DIALux» и направленностью программы на расчет искусственного освещения.
б
Рис. 4. Трехмерная модель зала музея при естественном освещении с изолюксами, созданная в ПК <Ю1АЬих»: а - изолюксы на уровне рабочей поверхности; б - изо-люксы на вертикальной поверхности стены (на плоскости художественного полотна)
Проблема улучшения естественного освещения может решаться недавно появившимися техническими средствами, созданными для улучшения естественного внутреннего освещения, способными перенаправлять дневной свет в части помещений, расположенных вдали от световых проемов. В музейных залах могут быть использованы: световая полка (горизонтальный отражатель, изменяющий направление солнечных лучей, перераспределяющий падающий световой поток на потолок, а далее - в глубину помещения); линзы Френеля для перераспределения прямого солнечного света, позволяющие собирать и направлять рассеянное излучение в нужную часть помещения; полые трубчатые световоды; вогнутые акриловые элементы, расположенные между двух оконных стекол и отражающие свет, падающий под всеми углами на потолок, экраны.
а
Параметры освещенности - расчетные и по результатам замеров
Горизонтальная поверхность Номер точки Результаты рассчитанных в ПК «DIALux» параметров освещенности Результаты замеров естественной освещенности
Естественное освещение Комбинированное освещение Искусственное освещение трековыми светильниками
E, лк KEO ср, % E, лк KEO ср, % Е, лк E, лк KEO ср, %
1 320 1,732 242 1,245 238 300 0,758
2 215 226 224 250
3 150 208 210 160
4 293 270 275 250
5 192 260 263 200
6 148 247 252 166
7 290 271 270 220
8 191 260 264 200
9 147 249 251 170
10 265 258 255 270
11 180 246 244 200
12 150 235 241 160
Вертикальная поверхность картины ЕСр, лк 130 148 139 135
В мировой практике в залах музеев в основном используется искусственная система освещения с применением светодиодных светильников. Преимущества искусственного освещения состоят в независимости от состояния погоды, создании качественных и количественных характеристик освещения в зависимости от требований экспозиции, возможности регулировать интенсивность и спектральный состав света, обеспечении планировочной гибкости, в возможности использования помещений в вечерние часы, в возможности индивидуальной подсветки ведущих экспонатов (или деталей интерьера, представляющих художественную ценность).
Выполненные исследования помогают в полной мере осознать сложность проблемы создания достаточно точных и доступных для проектной практики методов определения естественного освещения. Противоречивость нормативных требований по естественной освещенности и рекомендаций по проектированию музейных помещений приводят к выводу о необходимости принятия решения о будущей системе освещения
(естественное или искусственное) на начальной стадии проектирования.
Сводить содержание проектирования освещения к решению лишь функциональной задачи неправильно [8] - основным является качество освещения. Только на основе гармонии функциональных, психологических и эстетических аспектов формируется световая архитектура интерьера.
Литература
1. Алексеева А.С., Тышкевич А.В. Применение метода цифровой фотограмметрии как средства моделирования в обследовании и реконструкции памятников архитектуры // Информационные технологии в обследовании эксплуатируемых зданий и сооружений: материалы 15 Между-нар. науч.-практ. конф., г. Новочеркасск, 30 октября 2015г./ Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2015. 131 с.
2. Чернышкова И.А., Бузало Н.А. Проблемы внедрения информационных технологий при многоуровневой подготовке специалистов строительного профиля // Материалы всерос. науч.-практ. конф. «Научно-методи-ческие основы двухуровневой системы образования (состояние, перспективы развития)». Москва, 5 - 8 ноября 2008. М., 2008. С. 176 - 183.
3. Рекомендации по проектированию музеев. М., 1988 (дата актуализации 21.05.2015).
4. Нойферт Эрнст. Строительное проектирование. М.: Изд-во: Архитектура-С, 2014.
5. Савельева Л.В. Свет как инструмент создания виртуальных образов в архитектуре // Светотехника. 2014. № 6.
6. Дарула С., Киттлер Р. Классификация естественного освещения в условиях облачности // Светотехника. 2014. № 5.
7. Авдеев А.А. Использование компьютерной программы «Б1АЬих» в расчетах освещенности помещений // Актуальные направления научных исследований XXI век: теория и практика. 2014.
8. Штанда Я. Что такое точность воспроизведения цвета в музейном освещении // Светотехника. 2014. № 5.
References
1. Alekseeva A.S., Tyshkevich A.V. [Application of a method of a digital fotogrammetriya as simulars in inspection and reconstruction of monuments of architecture]. Informacionnye tehnologii v obsledovanii jekspluatiruemyh zdanij i sooruzhenij: materialy XVMezhdunar. nauch.-prakt. konf. [Information technologies in inspection of the operated buildings and constructions: materials XV of the International scientific and practical conference]. Novocherkassk, 2015, 131 p.
2. Chernyshkova I.A., Buzalo N.A. [Problems of introduction of information technologies at multilevel training of specialists of a construction profile]. Nauchno-metodicheskie osnovy dvuhurovnevoj sistemy obrazovanija (sostojanie, perspektivy razvitija): Materialy Vseros. nauch.-prakt. konf. [Scientific and methodical bases of a two-level education system (state, prospects of development): Materials of the All-Russian scientific and practical conference]. Moscow, 2008, pp. 176 - 183. [In Russ.]
3. Rekomendaciipoproektirovaniju muzeev [Recommendations about design of the museums]. Moscow, 1988.
4. Jernst Nojfert. Stroitel'noeproektirovanie [Construction design]. Moscow, Izd-vo Arhitektura-S, 2014.
5. Savel'eva L.V. Svet kak instrument sozdanija virtual'nyh obrazov v arhitekture [Light as the instrument of creation of virtual images in architecture]. Svetotehnika, 2014, no. 6.
6. Darula S., Kittler R. Klassifikacija estestvennogo osveshhenija v uslovijah oblachnosti [Classification of natural lighting in the conditions of overcast]. Svetotehnika, 2014, no. 5.
7. Avdeev A.A. Ispol'zovanie komp'juternoj programmy «DIALux» v raschetah osveshhennosti pomeshhenij [Use of the computer DIALux program in calculations of illumination of rooms]. Aktual'nye napravlenija nauchnyh issledovanij XXI vek: teorija i praktika, 2014.
8. Shtanda Ja. Chto takoe tochnost' vosproizvedenija cveta v muzejnom osveshhenii [What is the accuracy of reproduction of color in museum lighting]. Svetotehnika, 2014, no. 5.
Поступила в редакцию 26 сентября 2016 г.
