тел.: +38 (044) 50-292-50
Статьи
 
 
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО ОСТЕКЛЕНИЯ НА РОСТ РАСТЕНИЙ ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ Всеволод Буравченко 01.06 17:41
Один из первых вопросов, на которые обязательно придется отвечать дилеру на презентациях энергосберегающего и солнцезащитного покрытия: «А пропускает ли оно ультрафиолетовые лучи?». Иностранцы обычно с гордостью отвечают, – что не пропускает, и делают ошибку, поскольку дальше дискуссия переходит с функциональных качеств стекла на вопрос о необходимости ультрафиолетовой радиации в помещениях. Одним из постоянных аргументов является потребность растений в невидимых лучах. Но не следует делать из категорических ответов поспешных выводов – в странах ЕС этот вопрос уже давно серьезно исследуется. Оранжереи строятся уже давно, но лишь в последние десятилетия появилась возможность научно сформулировать требования к их остеклению. Пальмовая оранжерея в Кью (1844 – 1848) Децимуса Бартона и Хрустальный дворец (1854) Джозефа Пакстона в Лондоне были остеклены одинарным листовым стеклом. Причиной внимания к вопросу стало применение тепло- и солнцезащитных стекол в зимних садах. Порядок сбережения тепла WSchV (1995) предписывает ограничивать потери тепла путем излучения в целях уменьшения годичного потребления энергии зданием. Здесь особую роль играют физические свойства остекления. До двух третьих потерь тепла через стеклопакеты составляют потери посредством излучения, причем потери посредством теплопередачи и конвекции составляют не более 40%. Введение дополнительных камер влияет только на потери посредством теплопередачи и конвекции и после необходимого предела становится неэффективным. Уменьшение теплопотерь в стеклопакетах путем излучения является основным направлением их совершенствования. Теплозащитными называются стеклопакеты с улучшенным сопротивлением теплопередаче, понижающим потери тепла. Солнцезащитные препятствуют проникновению лучистой энергии извне внутрь помещения. Основное их отличие – оптические свойства применяемого стекла – пониженная прозрачность в невидимой области спектра, в том числе и в ультрафиолетовой. Другая проблема, изучаемая сейчас экологами – истощение озонового слоя, особенно в полярных областях и районах развитой промышленности, влекущая за собой увеличение интенсивности ультрафиолетовой радиации солнца. Потребление света растениями Фотосинтез растений зависит от температуры, воды, углекислого газа и, прежде всего, света. С помощью фоторецепторов (хлорофилл, каротин) они поглощают излучение и употребляют эту энергию для роста. Из рис. 1 видно, что растения используют для фотосинтеза излучения с длиной волны от 400 до 720 нм. Этот участок спектра называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Большинство растений имеют максимум восприятия в синем (400-500 нм – каротин) и красно-оранжевом (600-700 нм – хлорофилл (Рис 2. график III)) участках спектра. Зеленый свет поглощается растениями меньше – около 50%. Поэтому человек видит большинство растений зелеными – в зеленом свете лежит максимум отражения. В зависимости от биологического вида и других факторов каждое растение имеет свое минимальное потребление света (точка компенсации) для обеспечения роста и предел насыщения светом, после которого не наблюдается дальнейшего увеличения фотосинтеза. Невидимые лучи (инфракрасные и ультрафиолетовые) на процесс фотосинтеза непосредственно не влияют и к ФАР не принадлежат. Их значение в другом: они необходимы для других видов, образующих с растениями биогеоценозы, они регулируют температуру воздуха и поверхностей, убивают патогенные микробы, инициируют синтез пигментов в листьях и лепестках цветов. При увеличении интенсивности облучения ультрафиолетовой радиацией, что происходит сейчас в разных регионах мира в различной степени, увеличивается толщина листьев и содержание защищающих пигментов. Вместе с этим понижается проникание ФАР в толщину листьев. Собственно содержание хлорофилла и объем фотосинтеза падают. Согласно результатам экспериментов, облучение подсолнечника, соответствующее спектру солнечного света при 12% истощении озонового слоя, приводит к понижению урожайности на 15%. Впрочем, со временем в растениях происходит «закалка» – адаптация к изменяющимся условиям, компенсирующая вред от изменения условий внешней среды. Растения можно классифицировать по типам потребления ими ФАР: 1) От сельскохозяйственных культур, выращиваемых в парниках, требуется наибольший рост для получения большего урожая и, соответственно, они должны быть обеспечены ФАР в полной мере. По исследованиям голландских учёных, изменение ветопропускания стекла на 1% изменяет общий вес урожая от 0,5% до 10%. 2) При выращивании цветов на продажу, основным критерием является не масса, а желаемый цвет лепестков и листьев, что открывает широкое поле для экспериментов с различными типами спектра ФАР и ультрафиолетовой радиации. 3) Декоративные растения, применяемые для озеленения интерьеров, должны быть обеспечены ФАР не ниже точки компенсации, что обеспечит их здоровый рост. Различным видам растений требуется освещение интенсивностью от 2 до 8 Вт/м2 (500-2000 люкс). Некоторым особо светолюбивым растениям требуется 10-20 Вт/м2 (25 000-50 000 люкс). Подвергать «незакалённые» комнатные растения интенсивному воздействию ультрафиолетовой радиации нежелательно. Под действием ультрафиолетовых лучей хлорофилл в листьях распадается и вытесняется антоцианами – желтыми и красными пигментами. 4) Редкие растения-эндемики, живущие в природе, только при специфических условиях, при выращивании их в помещениях в научных целях должны обеспечиваться спектром ФАР и невидимой радиации, характерным для их родных экосистем или специально заданным спектром, в процессе эксперимента. 5) Саженцы, выращиваемые в теплицах, предназначенные для пересадки на открытой местности, лишенные естественного фона ультрафиолетовой радиации, рекомендуется искусственно облучать при помощи ртутных ламп, для вырабатывания иммунитета. Спектральная проводимость различных видов специального стекла Первичное назначение светопрозрачных конструкций – освещение помещений дневным светом. Поэтому, выбранный для них материал – стекло, в первую очередь, прозрачен именно для видимого света. Различные виды стекол имеют разные спектры светопропускания (Рис. 3), в целом, более или менее подобные спектру восприятия человеческого глаза (Рис. 2. график I). Чем ближе их сходство, тем выше коэффициент цветопередачи стекла (Ra), достаточно высокий у отражающих солнцезащитных стекол с твердыми покрытиями, средний у тонированных в массе поглощающих стекол и низкий у декоративных триплексов или витражей. У теплозащитных стекол Ra не отличается от обычного прозрачного флоат-стекла. В области спектра солнечной радиации их светопропускание также мало отличается от обычного стеклопакета, пропускающего 19-22% ультрафиолетовой радиации – однокамерный и 9-11% – двухкамерный. Спектрально-селективные солнцезащитные стекла практически непрозрачны для невидимых лучей, а в области видимого света имеют высокий коэффициент цветопередачи и пропускание 20-70%. Пропускание света триплексами мало отличается от пропускания стеклом, примененным в составе триплекса. Но поливинилбутиловая пленка делает их практически непрозрачными для ультрафиолетовых лучей. Применение триплекса обосновано европейскими требованиями безопасности в целях предотвращения выпадения из окон высотных зданий и осыпания осколков зенитного остекления (с отклонением от вертикали более 10%). В нашей стране такие нормативы пока не приняты, и осыпание осколков предотвращается, как правило, проволочными сетками. Для помещений с растениями пригодны стекла со светопропусканием не менее 50-55% (Рис. 3, красные и зеленые графики). Они все равно растут! В прошлом уже обсуждалось влияние тепло- и солнцезащитного остекления на растения. Причем вред от него многократно преувеличивался. Действительно, солнцезащитные стекла также имеют пониженное пропускание ФАР, значительно уменьшают количество ультрафиолета-А (320-380 нм) и непрозрачны для ультрафиолета-Б (300-320 нм), что на практике не имеет влияния на процесс фотосинтеза. Для комнатных декоративных растений пониженное пропускание красных лучей (например, в зеленых стеклах) может быть даже полезным, ограничивая их рост. Также, как показала практика, растения в остекленных триплексом вестибюлях и теплицах чувствуют себя хорошо. Для достижения оптимальных показателей роста необходимо учитывать все факторы, включая вентиляцию, полив, и защиту от различных вредных факторов. И оптимизация светового режима имеет в этом не последнюю роль. Интенсивность солнечной радиации меняется в зависимости от высоты солнца и облачности. Например, в ясную погоду в январе среднее значение интенсивности ФАР составляет 110 Вт/м2, в июне –470 Вт/м2. В облачную погоду: 15 Вт/м2 и 160 Вт/м2 соответственно. Это значения для «улицы». В помещениях, с удалением от стекла интенсивность ФАР убывает. В зимние месяцы, растения удаленные от стекла на 3-5 м, будут получать не более 10 Вт/м2. Также стоит учитывать угол наклона стекла и затенение окружающими зданиями и деревьями. СВІТЛОПРОЗОРІ КОНСТРУКЦІЇ 4 (47) 20072008 рр. 49 Материалы подготовил Всеволод Буравченко