ром, например весной или осенью, на балконе или на открытом воздухе.

У многих людей, особенно проживающих в многоэтажных домах, имеется потребность в любительском выращивании растений, что дает им возможность общаться с природой и пожинать прн этом плоды своего труда в весьма конкретной форме.

Весьма вероятно, что в связи с особенностями жизни и психологии жителей северных районов, условиями окружающей среды и энергетическими, и экономическими причинами для усовершенствования застекленных веранд, т. е. теплиц, наступит эпоха Ренессанса. Поскольку теплицы в одинаковой мере пригодны для использования как при индивидуальных жилых домах, так и в жилище городского типа, это дает чудесную возможность проводить время «на открытом воздухе» внутри защищенного помещения.

2. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

2.1. Солнце как источник энергии

Солнце служит источником и условием существования всей жизни. Только небольшая доля огромного количества энергии, излучаемой Солнцем во все стороны, попадает на поверхность земного шара. Это обусловлено очень большим расстоянием между земным шаром и Солнцем, которое составляет около 150 млн. км, а также тем, что диаметр Солнца примерно в 109 раз больше, чем диаметр земного шара. Несмотря на то, что попадающее на поверхность земного шара количество энергии (1,5-10* Вт-ч) представляет собой весьма ничтожную часть энергии, исходящей от Солнца (3- ЮВтЧ), оно примерно в 20 ООО раз больше того количества энергии, которое на сегодняшний день расходует все человечество земного шара.

В действительности излучаемая Солнцем энергия не достигает полностью поверхности земного шара, поскольку излучение, пробиваясь сквозь толстый слой атмосферы, теряет свою интенсивность. Мощность солнечного излучения за пределами атмосферы составляет в среднем 1396 Вт/см*, однако на земной поверхности в ясную солнечную погоду эта величина составляет около 1000 Вт/м*, а в пасмурную погоду в

1в

Рис. 9. Соотношение размеров Солнца и Земли

Рис. 10. Солнечное излучение и его воздействие на поверхность Земли Щ

2*

1»

зависимости от толщины и характера облаков она уменьшается примерно до 100 Вт/м*.

Ежегодно около 31 % падающего на Землю коротковолнового солнечного излучения отражается обратно в космическое пространство, и только примерно 19 % этого излучения поглощается атмосферой и расходуется на ее нагрев. Остальное количество солнечного излучения, т.-е. почти половина его, достигает поверхности земного шара в виде прямого и рассеянного облаками излучения. Небольшая часть солнечного излучения, падающего на земную поверхность (около 3%), отражается от Земли, и примерно 47 % превращается в теплоту. При этом около половины тепловой энергии (23 %) расходуется на испарение воды, а другая половина — на прогревание атмосферы и земной поверхности. Только ничтожная часть ео (около 0,02%) с помощьй реакций фотосинтеза идёт на образование органического вещества (растительности).

2.2. Характеристики солнечного излучения

Электромагнитное излучение, исходящее от Солнца со скоростью света (300000 км/с), характеризуется различными длинами воли — от коротковолнового рентгеновского и гамма-излучения до радиоволнового диапазона.

Длины волн видимого излучения, которые может воспринимать глаз человека, расположены в узкой области по шкале электромагнитных излучений — от 0,35 до 0,75 мкм (1 мкм равен одной миллионной части метра). Несмотря на это, видимый свет содержит почти половину (46 %) лучистой энергии, достигающей земной поверхности. Указанная область электромагнитных волн содержит также все известные человеку цветовые оттенки, начиная от коротковолнового фиолетового цвета (0,35 мкм): синий, зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный цвет (0,75 мкм). Значительная часть (49%) исходящей от Солнца лучистой энергии приходится на область инфракрасного излучения, которую мы воспринимаем в виде тепловой энергии. Остальная часть лучистой энергии представляет собой видимое и невидимое ультрафиолетовое излучение, под воздействием которого, в частности, пигменты кожи человека становятся более темными (ного

Пропускание солнечного излучения -через оконное стекло

0,2 0,3

31050

Длина волны свете, мкм

Рис. 11. Спектр энергии Солнца и светопропускание стекла [27]

является загар) и в организме начинает вырабатываться витамин D.

Через атмосферу земного шара проходит наибольшая часть солнечного излучения. Однако некоторые виды излучения, например длинноволновое инфракрасное и коротковолновое ультрафиолетовое Излучение, не могут проходить сквозь атмосферу. Она пропускает излучение с известной длиной волны и отражает или поглощает Другие. Без такого фильтрующего действия была бы невозможна жизнь на земном шаре.

2.3. Тепловая энергия Солнца

Теплота, накопленная в поверхностном слое Земли, частично отражается обратно в космическое пространство. Это обусловлено равновесным состоянием, которое существует на поверхности Земли, — она отражает такое же количество энергии, какое поступает на нее от внешних источников:

Для более полной утилизации солнечной теплоты надо обеспечить умеНБШёнйё тех потоков Энергии, ко^

рис. 12. Крепость Мон-тесума в Аризоне

Fae. 13. Траектория движения земного шара вокруг Солнца [141

торые направлены от земной вовердвоети. Поэтому человеку необходимо Научиться собирать и аккумулв-ровать энергию солнечного излучения.

По-видимому, наиболее известным ирнмером использования солнечной тепловой энергии является крепость Монтесума в Аризоне (70О г.). Она построена индейцами на южном склоне крутой горы из толстого самана («адоба»). Ее стены благодарна хорошим теплотехническим свойствам, обеспечивающим быстрое нагревание и аккумулирование тепловой энергии, способны интенсивно поглощать солнечную теплоту и за время зимнего дня аккумулировать количество солнечной энергии, вполне достаточное для отопления помещений в ночное время. Эти помещения расположены глубоко в скалах, которые выполняют функций крыши и защищают жилище летом,, когда солнце поднимается [ высоко. Естественная вентиляция обеснечиваетея лю-i ками, которые открывают для охлаждения помещений i и теплоаккумулирующих нредмето».

Таким образом, индейцы благодаря хорошему знанию и использогванию природных возможностей создавали благов^иятяые бытовые условия в своих жилищах как в зимнее, так я в летнее время.

2.4. ВреАнема года

Земной шар «вращается вокруг Солнца по круговой орбите примерно за 365,25 сут, что н (Обусловливает возникновение годичното ритма жизни. Крдме того, Земля вращается вокруг своей оси со скоростью 1 оборот за сутки, что приводит к ноявлеяию суточного ритма.

Ось врашения земного шара наклонена относятель-но вертикальной лНнни яа угол, равный примерш} 23,5°, и это >o6ycJ№AHBaeT постоянное изякяенне положения любой точки ва земном шаре относительно Солнца не только в течение каждого дня, но и в течение каждого последующего часа. Наименьшее изменение характерно для точек на земной поверхности, расположенных ио экватсфу. Эти изменения возрастают по мере нередвижения в сторону Северного или Южного полюса, где они достигают максимума.

В полярных районах различия во временах года наиболее заметны. Л«том солнще светит, находясь высоко в небе, поэтому длительность летнего дня большая; в то же время за Полярным кругом солнце светит в течение нескольких месяцев npyrj^e сутки. Зимой солнце расположено на небе низко и в заполярных районах совершенно не появляется на горизонте, поэтому дни там очень короткие. В течение двух дней в году, 21 марта и 23 сентября, продолжительность дня и ночи одинакова везде на земном шаре, вследствие чего они называются днями весеннего и осеннего равноденствия. Эти вопросы более подробно рассмотрены в книге «Естественный дом», выпущенной издательством строителей «Ракентаяйн кустаннус» в 1982 г. *.

Температура среды весьма сильно зависит от длительности инсоляции. Это особенно ощущается в начале осени, когда теплые вечера быстро становятся прохладными, несмотря на то, что днем стоит солнечная

* в советское литературе: 1. Руководство по проектированию и применению солнцезащишых средств в промышлшных зданиях. — М.: Оройиздат, 1980. 2. Дунаев Б. А. Инсоладия жилых зданий. —М.: Госстройнздат, 1961. (Примеч. науч. ред.)