Нет комментариев Разное

Инсоляция в архитектуре: ИНСОЛЯЦИЯ | Архитектура и Проектирование

Опубликовано

Содержание

Инсоляция | Архитектурный журнал ADCity

Солнечный свет, как утверждают медики, тонизирует и возбуждает нервную систему, повышает тонус физиологических процессов в организме, т. е. влияет на его жизнедеятельность. Обмен веществ, дыхание, кровообращение, синтез витаминов, работа эндокринных желез и кроветворных органов тесно связаны с действием света. Режим освещения служит важным фактором в образовании суточного ритма — закономерного чередования периодов покоя и активности.
Облучение помещений солнечными лучами (инсоляция) и естественное освещение — важные компоненты микроклимата квартиры.
Лучистая энергия солнца в жизни человека имеет большое значение. С гигиенической точки зрения необходимо, чтобы лучи солнца проникали через световые проемы в жилые комнаты и облучали их (разумеется, без излишнего перегрева в теплое время года).
Продолжительность инсоляции для жилых помещений в соответствии с санитарными нормами и правилами должна составлять не менее трех часов в день.

Для достаточного бактерицидного эффекта необходимо обеспечить прямое солнечное облучение не менее чем в одной жилой комнате — для двухкомнатной квартиры и не менее чем в двух комнатах -в четырехкомнатной.
Нормами проектирования жилых зданий не допускается такая ориентация квартир, в которых все комнаты выходили бы на одну сторону дома. Это вызвано тем, что северные фасады домов в холодную погоду совсем не облучаются солнцем, а летом получают немного утренних и вечерних «скользящих» лучей, почти не проникающих в помещения.
При недостаточных расстояниях между домами и ориентации их на северо-запад и северо-восток продолжительность инсоляции в период равноденствия меньше трех часов (март-сентябрь). Однако такие случаи ориентации бывают обусловлены сложившейся сеткой улиц городов, повернутой к сторонам горизонта на 45°.

Replica Watches fake rolex Imitation Rolex#определение #инсоляция #архитекторы #архитектура

Моделирование инсоляционного режима застройки c применением инсопланограммы.

Журнал «Светотехника» №1 (2020)

Моделирование инсоляционного режима застройки c применением инсопланограммы. Журнал «Светотехника» №1 (2020)

Аннотация

Предложена и описана в действии конструкция инсопланограммы планшетного типа, предназначенной для моделирования инсоляции и степени затенения территории разновысотной застройки и зданий в южных географических широтах путём определения оптимального разрыва между зданиями за счёт выявления площадей затенения и инсоляции.

Список использованной литературы

1. Гусев Н.М., Климов П.П. Строительная физика. – М.: Госстройиздат, 1965. – 386 с. 2. Дашкевич Л.Л. Методы расчёта инсоляции при проектировании промышленных зданий. – М.: Гостройиздат, 1963. – 526 с. 3. Дунаев Б.А. Инсоляция жилища. –М.: Стройиздат, 1979. – 102 с. 4. Olgyay V, Olgyay A. Solar control and shading devices. – Prinсetоn, New Jersey: Princeton university Press, 1957. – 325 р. 5. Тваровский М. Солнце в архитектуре (пер. с польского). – М.: Стройиздат, 1977. – 288 с. 6. .СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076–01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий». 7. СанПиН 2.1.2.2645–10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях». 8. СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные». 9. DIN5034–1:2005–02–16 «Daylight in interiors –Part 1: General requirements». 10. BS8206–2:2008 «Lighting for buildings. Code of practice for daylighting». 11.Бахарев Д.В., Орлова Л.Н. О нормировании и расчёте инсоляции // Светотехника. – 2006. – № 1. – С.
18–27. 12. Инсоляция помещений и территорий застройки: учеб. пособие / В.А. Каратаев [и др.]; Новосиб. гос. архитектур.-строит. ун-т (Сибстрин). – Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2013. – 64 с. 13. Лециус Е.П. Построение теней и перспективы ряда архитектурных форм: учеб. пособие – М.: Архитектура, 2005. – 144 с. 14. Оболенский Н.В. Архитектура и солнце. – М.: Стройиздат, 1988. – 207 с. 15. Гиясов А.И. Значение инсоляционного планшета для оценки инсоляционного режима городских территорий и зданий // Светотехника. – 2018. – № 5. – С. 68–71. 16. Притыкин Ф.Н. Виртуальное моделирование движений роботов, имеющих различную структуру кинематических цепей: Монография – Омск: Изд–во ОмГТУ, 2014. – 172 с. 17. Притыкин Ф.Н., Шкуро Е.Ю. Аналитический способ задания областей теней зданий и сооружений с целью определения оптимального их места расположения на заданной местности // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». – 2017. – Т. 17, № 2. 18. Хейфец А.Л. Расчёт продолжительности инсоляции средствами 3D–моделирования пакета AutoCAD: сб.
науч. тр. – Вып. 7. – Екатеринбург, 2004. –367 с. 19. Любимов А. BIM – новые возможности платформы Revit // САПР и графика. 2007. – № 10. – С. 19–22. 20. СИТИС: Солярис 5.20. Расчёт инсоляции, КЕО и шумовых вибраций. Руководство пользователя. URL: http://www.sitis.ru/documentation/sitis-solaris.pdf (дата обращения: 10.08.2019).

Ключевые слова

Выберите вариант доступа к этой статье

Купить

Расчет инсоляции зданий. Штейнберг А.Я. 1975 | Библиотека: книги по архитектуре и строительству

Как запроектировать здание, чтобы во всех комнатах было солнце? Как набежать летнего перегрева с помощью солнцезащитных устройств? Как разместить дома на генплане, чтобы они не затеняли друг друга? Ответы на все эти вопросы даны в книге. В ней приведены простые и общедоступные методы инсоляционных расчетов, определения оптимальной ориентации зданий и выбора солнцезащитных устройств. Применение этих методов дает возможность исключить перегрев в помещениях, обеспечить жилые комнаты прямым солнечным облучением, рационально расположить детские учреждения, запроектировать школу, чтобы солнечные лучи не портили зрение учащихся, запроектировать солярий и т. д.

В книге даны решения всех основных задач но инсоляции, которые могут возникнуть в процессе проектирования, а также методика инсоляционных расчетов для различных типов жилых и общественных зданий. На конкретных примерах даны приемы расчета инсоляции зданий. В приложении приведены чертежи «солнечных транспортиров» (инструментов для проведения расчетов), по которым читатели смогут изготовить их сами. Книга рассчитана на архитекторов, инженеров проектных и научно-исследовательских учреждений, может быть полезной врачам-гигиенистам.

Введение

Исходные данные и существующие методы инсоляционных расчетов

Характеристика лучистой энергии солнца
Факторы, влияющие на интенсивность солнечной радиации
Влияние солнечной радиации на организм человека
Влияние солнечных лучей на санитарное состояние помещений
Нормирование условий инсоляции зданий различного назначения
Классификация методов инсоляционных расчетов
Методы определения положения солнца относительно исследуемого объекта
Методы решения задач но инсоляции объектов
Установки для искусственной инсоляции макетов

Решение задач по инсоляции объектов с помощью «солнечных транспортиров»

Определение продолжительности инсоляции помещений и построение суточных конвертов инсоляции на рабочих плоскостях в помещениях 
Построение суточных конвертов тени от зданий и сооружений на участке и определение продолжительности инсоляции фасадов зданий 
Построение суточного конверта тени от здания на сложном рельефе Построение частных конвертов инсоляции на рабочей плоскости в помещениях
Построение частных конвертов тени на генплане
Определение продолжительности затенения светопроема окружающей застройкой
Определение продолжительности инсоляции и затенения любой точки на генплане и в помещении
Расчет стационарных солнцезащитных устройств
Расчет вертикальных солнцезащитных устройств
Расчет горизонтальных солнцезащитных устройств
Расчет других видов солнцезащиты
Сравнительный анализ метода «солнечных транспортиров» и других методов инсоляционных расчетов

Учет расхождений в различных системах отсчета времени при проведении инсоляционных расчетов
Анализ инсоляции объектов на макетах с помощью «солнечных транспортиров»

Определение оптимальной ориентации и расчет солнцезащитных устройств для разных типов архитектурных объектов

Классификация различных типов архитектурных объектов для оценки условий их инсоляции
Методика оценки условий инсоляции зданий по продолжительности облучения помещений прямыми солнечными лучами 
Анализ условий инсоляции и определение оптимальной ориентации од посекционного четырехэтажного жилого дома
Анализ условий инсоляции и определение оптимальной ориентации галерейного жилого дома
Анализ условий инсоляции пансионатов и домов отдыха
Методика оценки условий инсоляции помещений по продолжительности облучения и положению солнечных лучей на рабочих плоскостях
Анализ условий инсоляции продольного школьного класса на ширме 50°

Методика оценки условий инсоляции объектов на генеральном плане

Литература

Введение

Гигантский размах строительства в СССР предъявляет особые требования к качеству проектов. Имеются в виду не только эстетические, планировочные и конструктивные достоинства проектов, но и обеспечение оптимального микроклимата помещений как одного из основных факторов, влияющих на здоровье и работоспособность людей.

Инсоляция, т. е. освещение прямыми солнечными лучами, оказывает существенное влияние на микроклимат помещений.

Так как строительство в Советском Союзе в настоящее время ведется, в основном, по типовым проектам, то особую роль в вопросах рациональной планировки территории приобретает правильный выбор ориентации зданий. Кроме того, учет инсоляции становится особенно актуальным, так как в современных зданиях все чаще применяются большие остекленные поверхности.

В работах советских и зарубежных архитекторов и инженеров приведен ряд методов оценки условий инсоляции объектов. Однако, как показала практика, большинство из этих методов очень редко применяется в процессе проектирования. Это можно объяснить рядом причин.

Во-первых, в настоящее время недостаточно четко проработаны принципы нормирования инсоляции помещений. Так, например, существующие «Санитарные нормы и правила обеспечения инсоляции жилых и общественных зданий и жилой застройки населенных мест» устанавливают минимальную продолжительность инсоляции 3 часа в день на период с 21 марта по 21 сентября и требуют ограничения прямого солнечного облучения помещений для застройки, расположенной южнее 55° северной широты.

Такое нормирование является неполным, так как оно учитывает только продолжительность инсоляции и совершенно не дифференцирует жилые и общественные здания и сооружения по их функциональным типам. Это может привести к серьезным ошибкам.

Во-вторых, анализ существующих методов оценки условий инсоляции объектов позволил выявить недостатки многих из них что обуславливает ограниченность их применения и вызывает необходимость в их совершенствовании.

В книге освещен вопрос о геометрическом расчете солнцезащитных устройств, так как существующие аналитические методы расчета солнцезащиты могут принести к неточным результатам ввиду того, что они не учитывают дифференцированных требований к инсоляции помещений различного типа. Так, например, одна и та же расчетная формула рекомендуется и для жилого помещения, и для проектных институтов, в то время, как в жилой комнате утреннее солнце — положительный фактор, а в рабочих помещениях проектировщиков — отрицательный.

В книге проработан также вопрос о расчете солнцезащитных устройств по заданному инсоляционному режиму в помещении.

ОТИМАЛЬНАЯ ОРИЕНТАЦИЯ В ТИПОЛОГИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ (Тезисы)

  

Сметанина Е.Н.

С каждым годом требования к уровню комфорта архитектуры повышаются, причем особенно это заметно на жилых зданиях. Проектирование даже самого простого социального жилья в силу его распространенности зачастую требует от архитектора ничуть не меньшей, а может и большей ответственности.

Нельзя создать оптимальную среду для жизни человека лишь архитектурно-планировочными и конструктивными средствами. Современное проектирование предполагает также умение архитектора воспользоваться своими знаниями по экологии, энергосбережению, различным разделам архитектурной физики и многим дисциплинам естественно-научного профиля.

В последнее время из-за резкого ухудшения экологической ситуации в городах уровень комфорта жилища в целом все больше зависит от соответствия его требованиям экологического комфорта.

Экологический комфорт может быть достигнут только нахождением оптимальной ориентации здания. Решение этой нелегкой задачи архитектор может найти в методе составления графической модели экологического горизонта местности, разработанном профессором Блиновым В.А.

Метод позволяет учесть и довольно четко отобразить в виде секторов все позитивные и негативные факторы, влияющие на экологический комфорт, и выбрать сектор, а значит и направления ориентации, с наилучшими показателями. Так, в качестве позитивных факторов можно назвать хорошую инсоляцию, близость водоема и лесопарковой зоны. К негативным же можно причислить близость к транспортным магистралям, а значит и загазованность воздуха и наличие постоянного шумового фона, излишнюю продуваемость преобладающими ветрами, а также многие другие атмосферные явления, ухудшающие экологический комфорт.

Среди всех этих факторов стоит особенно отметить инсоляцию, как фактор, в наибольшей степени определяющий оптимальную ориентацию и зависящий от типологических признаков здания.

Типология жилых зданий достаточно обширна, поэтому коснемся только деления по объемно-планировочной структуре и этажности, как признаков, с учетом которых обычно ведутся инсоляционные расчеты.

 Инсоляция как основа оптимальной ориентации в типологии жилых зданий:

• Одноквартирный жилой дом может быть одноэтажным, мансардным, двухэтажным с квартирой, расположенной в разных уровнях. Вроде бы наиболее простой тип жилья дает огромные возможности по постановке. Здесь практически отсутствует сектор запрещенной ориентации. Его наличие может быть обусловлено только лишь характерными особенностями конкретного дома. Это может быть размещение вдоль одной из стен хозяйственных и подсобных помещений. Тогда этот фасад обращается на север и делается почти глухим, а все остальные помещения оказываются раскрыты на восток, юг и запад, отлично освещаются и инсолируются. В случае когда необходимая инсоляция все же не достигнута, возможно устройство эркеров, которые дадут дому дополнительный запас времени инсоляции.

• Блокированные дома гораздо сильнее ограничены в возможности постановки, чем одноквартирные. Они относятся к меридиональному типу, т.е. их можно ставить по оси С-Ю ±/>35 градусов, с оптимальным расположением по ГТО. Их нельзя располагать в широтном направлении, чтобы не допустить отсутствия инсоляции одного фасада и перегрева другого. Однако к преимуществам такого типа зданий относится его сравнительная теплоэффективность и экономичность.

• Галерейные дома – дома широтного типа, ставятся по оси З-В ±/> 35 градусов. Меридиональная постановка недопустима. Жилые ячейки галерейного дома инсолируются в течение всего светового дня, коридор-галерея тоже светлый.

• Секционные и коридорные дома похожи тем, что имеют заглубленные внутрь здания коммуникации, вокруг или вдоль которых формируются жилые ячейки. Ориентируются эти здания так, чтобы наиболее протяженный корпус (или все здание) располагалось по ГТО. Преимущество секционных домов состоит в том, что жилая ячейка в них более развита и может быть раскрыта на две и даже три стороны света. Как недостаток коридорного дома можно отметить невысокую среднюю продолжительность инсоляции каждой отдельной жилой ячейки, а также плохую освещенность внутренних коридоров.

• Особым видом секционного дома является точечный секционный дом, т.к. он имеет строго ограниченный сектор возможной ориентации и часто испытывает недостаток инсоляции.

Все эти типы домов, кроме одноквартирных и блокированных, могут быть средней и повышенной этажности и даже высотными. Однако при определении оптимальной ориентации важно учитывать не только требования инсоляции, но и обязательно находить компромиссные решения с учетом всех факторов, которые могут повысить или понизить уровень комфорта в проектируемом здании.

Подводя итог, можно сказать, что правильная ориентация здания – залог не только экологического комфорта: создавая дом, мы создаем не только архитектуру для человека, но и в определенной мере проектируем его жизнь, и в наших силах сделать её максимально комфортной.

Сметанина Елена Николаевна,
студентка УралГАХА
Научные руководители: 
кандидат технических наук 
профессор Блинов В. А.;
старший преподаватель
Першинова Л. Н.

Инсоляция что это в строительстве

Что такое инсоляция: для чего учитывают ее уровень и каковы ее нормы

Каждый, кто занимается перепланировкой и ремонтом помещений, а также проектированием своего будущего дома, наверняка слышал необычное слово «инсоляция». Оно применяется при характеристике освещенности помещений. Так что такое инсоляция?

Инсоляция – это облучение помещения через оконные проемы солнечным светом. Последний чрезвычайно важен для здоровья человека, и несмотря на возможность оборудования комнат и кабинетов осветительными приборами разного рода, при проектировании зданий вопрос естественной освещенности регулируется СНИПами. Инсоляция жилых помещений – это, по сути, временной отрезок, в течение которого в помещение попадают прямые лучи. Это именно те периоды, когда мы, находясь в комнате, видим в окно солнечный диск.

Солнечный свет обладает тонизирующим эффектом, и многие процессы в нашем организме тесно связаны с лучами дневного светила. Обмен веществ, функциональность эндокринной системы, работа легких, сердца и мозга – все это напрямую зависит от солнечных лучей.

Для чего необходимо учитывать инсоляцию

Несмотря на то что мы стремимся закрыться от солнца с помощью штор, гардин и жалюзи, строительные нормы строго регулируют вопрос освещенности и диктуют обустройство помещения соответственно инсоляции, ориентированности по сторонам света и с расчетом на определенные размеры оконных проемов. Для чего же нам так необходимы прямые солнечные лучи?

В солнечном спектре выделяются ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

  • УФ-лучи оздоравливают среду жилых комнат, проникая через оконные стекла, убивают бактерии и микробы;
  • ИК-лучи нагревают помещение естественным образом.

При проектировании жилых зданий следует учитывать оба этих фактора, чтобы обеспечить получение полезной дозы инсоляции и в то же время оградить проживающих от излишней солнечной радиации и теплового воздействия. В местностях с жарким климатом для избежания перегрева комнат ИК-лучами следует располагать большие окна на теневой стороне, а на южной делать их небольшими, чтобы инсоляция помещений была минимально допустимой. При этом для бактерицидного эффекта следует хотя бы в половине комнат устроить оконные проемы таким образом, чтобы солнечная инсоляция отмечалась в них не менее 1,5 часов.

Длительность освещенности прямыми лучами, правила ориентированности оконных проемов по сторонам света регламентируются санитарными нормами, которые следует учитывать при проектировании зданий.

Санитарные нормы

Главный нормативный документ, регулирующий уровень инсоляции жилых помещений – СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01. В нем подробно расписано, какова должна быть продолжительность облучения комнат прямыми солнечными лучами в часах в зависимости от широты, ориентированности по сторонам света и времени года.

  • Продолжительность рекомендованной нормативами освещенности различается по широтам, в официальных документах их определено всего три: северная, центральная и южная.
  • Длительность инсоляции зависит не только от широтной зоны, но и от времени года: летом она больше, чем зимой.
  • В расчете на соответствие размера оконных проемов санитарным нормам по инсоляции учитывается и календарный период, и широта, и ориентированность их по сторонам света.
  • В соответствии с гигиеническими требованиями непрерывная солнечная инсоляция в каждой жилой комнате должна длиться от 1,5 до 2,5 часов.
  • При наличии прерывистой освещенности прямыми лучами (если в оконный проем прямые солнечные лучи проникают эпизодично из-за преград в виде деревьев и иных зданий) этот расчетный период должен быть увеличен на полчаса.
  • Сокращение длительности инсоляции в одной из комнат не более чем на полчаса допускается нормативными актами в северных и центральных районах, при условии, что в остальных помещениях здания она будет соответствовать стандартам.
  • Разработанные гигиенические требования касаются только жилых комнат – на кухни, веранды и прочие помещения эти нормативы не распространяются.

Как учитывать освещенность при проектировании

Соответствие длительности освещенности прямыми солнечными лучами жилых помещений обеспечивается за счет тщательных расчетов при проектировании и выполнения определенных мер на этапе строительства и отделки здания.

  1. Расчет размера будущих оконных проемов и их ориентация по сторонам света происходит согласно расчетам инсоляции помещений в проектируемом здании.
  2. При проектировании можно использовать не только сложные формулы для расчета длительности инсоляции. Такой способ используют профессионалы. Рядовым пользователям удобней будет воспользоваться методом наложения чертежа будущего здания на разработанную специально для оценки степени освещенности помещений схему солнечного пути.
  3. Устраиваемые на окнах откосы не должны быть слишком большими – нельзя перекрывать значительную часть прямых солнечных лучей.
  4. Скорректировать длительность инсоляции можно не только на этапе строительства, но и с помощью благоустройства территории. Если помещения, расположенные на южной стороне здания, будут чересчур перегреваться в теплое время года из-за превышения норм освещенности, можно перекрыть часть прямых лучей, устроив у окон изгородь или высадив деревья. При недостатке света, наоборот, не рекомендуется ничем засаживать территорию у окон.
  5. Для снижения воздействия радиации и ИК-лучей на солнечной стороне можно установить тонированные стеклопакеты. Они будут пропускать внутрь помещения полезный ультрафиолет и снижать тепловое воздействие светила.

Инсоляция

Инсоляция представляет собой облучение поверхностей солнечным светом под разными углами наклона. Относительно гелиотерапии – это воздействие на человека, который находится в горизонтальном положении (лежит на наклонных поверхностях и т.п.) солнечными лучами.

Инсоляция помещения представляет собой попадание прямого солнечного света внутрь помещения. Инсоляция территории представляет собой попадание света прямого солнечного на определенные участки местности (площадки отдыха, спортивные, детские площадки и т.п.). Благодаря солнечным лучам создаются комфортные условия для пребывания людей в помещении. Лучи солнца убивают болезнетворные микробы, создается естественная преграда для развития плесени и т.д.

Время инсоляции представляет собой величину, которая нормируется санитарными и строительными нормами для территорий и помещений. Нормирование времени инсоляции определяет плотность застройки – чем нормируемое время инсоляции меньше, тем застройка допускается плотнее. При строительстве новых зданий и при реконструкции сооружений нормы требуют выполнения определенных условий инсоляции и для возникающих новостроек, и для уже существующих сооружений.

Помимо инсоляции, критериями, которые определяют наименьшее расстояние между сооружениями являются: требования пожарной безопасности, а также различные специфические требования (взрывоопасности либо иной опасности, в случае, когда рядом присутствуют специфические предприятия), существование возможности проезда машин обслуживания и пожарных машин, нормативные требования, связаннее с естественной освещенностью. Наиболее частой причиной, по которой не разрешается возводить здания близко к иным сооружениям – это именно нормативные требования времени инсоляции территорий и помещений.

Расчет по инсоляции обладает четким физическим смыслом и поддается весьма точной формализации. Как правило, обслуживающие и пожарные проезды между зданиями невелики и могут позволить ближе приблизить новые строительные объекты. К сожалению, существующие требования по инсоляции постепенно теряют свои сдерживающие позиции. В расчете инсоляции физический смысл сложно почувствовать. В расчетах естественной освещенности могут быть учтены светоотражающая способность фасадов зданий, а фактически об этом нередко забывают, покрывая поверхности чем-либо иным, либо не следить за сохранением требуемого состояния поверхностей.
На практике пользуются двумя способами расчета времени инсоляции: ручным (посредством инсоляционного графика) и автоматизированным (посредством специализированных компьютерных программ). При помощи автоматизированного способа подсчеты проводятся точнее и быстрее, что немаловажно в условиях плотной застройки. Компьютерные программы учитывают различные нюансы застройки, выполняют и контролируют ввод исходных данных. При помощи же ручного способа выполняются расчеты, которые на высокую точность не претендуют.

Чтобы выполнить расчеты, необходимо задать геометрические характеристики рассчитываемого объекта (участка либо помещения), а также систему затеняющих объектов. Также надо учитывать широту местности и направление сторон. В результате расчета времени инсоляции получают величины, которые характеризуют инсоляцию (количество интервалов инсоляции, время инсоляции в минутах и часах, процент инсолируемой территории).

Результаты по расчету времени инсоляции должен интерпретировать эксперт в своем экспертном заключении на соответствие их нормам. При этом следует обращать внимание также на то, что иногда нормы по времени естественного освещения меняются. В основном это осуществляется в сторону уменьшения, благодаря чему можно уплотнять застройку. Требования нормативного времени инсоляции также могут зависеть от местных законодательных актов и от некоторых примечаний, содержащихся в нормативных документах (центр города, историческая застройка и т.п.). Помимо всего прочего, сами нормы могут иметь неопределенности, к примеру, введено выражение «инсоляция прерывистая», и при этом не указывается, что является перерывом в инсоляции (точнее – какой наименьший отрезок времени отсутствия солнечного освещения можно считать перерывом).

Справочник строительных материалов (И)
Справочник строительных материалов и терминов

​Словарный запас: ИНСОЛЯЦИЯ

ЧТО НАПИСАНО В СЛОВАРЕ

Инсоляция — степень освещённости солнечным светом зданий, сооружений и их внутренних помещений. (Словарь строительных терминов)

​

ЧТО ГОВОРЯТ ЭКСПЕРТЫ

Азамат Ныров, архитектор, куратор по работе со студентами МАРХИ, сооснователь студии «АСК и партнёры»

Инсоляция — это количество солнечных лучей, которым подвергается поверхность или пространство. Термин часто встречается в вопросах гигиены, светотехники и архитектуры. На сегодняшний день проблемы нормирования и расчёта инсоляции важны с экономической, социальной и правовой точки зрения.

Различают три вида инсоляции. Первый — астрономическая инсоляция. Она определяется вращением планеты вокруг Солнца и собственной оси. Второй вид — вероятная — определяется показателями атмосферы и облачного покрова, обозначается в процентном соотношении к астрономическому виду. К примеру, на территории России вероятная инсоляция составляет около 50 %. Наконец, есть фактическая: она в строительстве определяется особенностями зданий, расположением близлежащих домов, параметрами оконных проёмов, балконов и лоджий. Этот вид рассчитывается при непосредственном наблюдении и рассматривается в связи с вероятной инсоляцией.

Солнечный свет влияет на разные процессы в человеческом организме: метаболизм, работу нервной системы, дыхание, кровообращение. К примеру, благодаря солнечным лучам в организме синтезируется витамин D, который влияет на усваивание кальция и фосфора. Учёные выявили, что при недостатке витамина D повышается вероятность развития рака. Не стоит недооценивать влияние солнечного света и на психологический комфорт человека. Большинство людей считают натуральное освещение одним из главных аспектов жилья. Дневной свет помогает справиться с нарушениями сна и депрессией, связанной со сменой сезонов. Также прямые солнечные лучи уничтожают микробы.

Именно поэтому так важна инсоляция жилых и рабочих помещений, где люди проводят большую часть своего времени, и именно поэтому в России и за рубежом существуют нормы и требования к инсоляции.

Для России они определены в Санитарных правилах и нормах СанПиН 2. 2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий». Согласно этому документу, инсоляцию нормируют только в жилых комнатах, а на кухнях и верандах этого не делают. Требование к освещению жилых домов устанавливают на 22 марта (22 сентября) — дни весеннего и осеннего равноденствия. В жилых помещениях продолжительность инсоляции измеряют в часах и минутах и определяют расчётом. Количество дневного света зависит от географической широты, на которой расположено здание: северная, центральная и южная. К примеру, Москва находится в центральной зоне, а значит нормативная продолжительность инсоляции — два часа.

Расчёт продолжительности инсоляции помещений и территорий выполняется по специальным графикам. Ими в основном занимаются специалисты по генплану, архитекторы и инженеры-проектировщики. Для каждой широты применяются свои инсоляционные графики. Интересно, что в расчётах не учитывается первый час после восхода и последний час перед заходом солнца. Также существуют специальные программы, самая известная — это «СИТИС: Солярис». Но многие проектировщики до сих пор пользуются ручным методом расчёта.

Существует мнение, что нигде в мире, кроме России, инсоляция не нормируется, однако это не так. Если в Москве минимальная продолжительность инсоляции — два часа, то в Великобритании она составляет два с половиной часа. В Германии инсоляция рассчитывается на 17 января при требуемой продолжительности в один час. В Нидерландах нормы инсоляции больше похожи на российские в том, что они рассчитываются в период с 22 марта по 22 сентября, но при этом требуемая продолжительность — три часа. В США нормы варьируются от штата к штату.

Нормы инсоляции на сегодняшний день основной фактор, ограничивающий плотность застройки. Однако это часто приводит к негативным последствиям в градостроительстве. Вместо того чтобы строить органичные кварталы, где здания расположены вдоль линии улиц, застройщики предпочитают возводить башни, которые гарантируют прямое солнечное освещение. На самом деле даже это решение не гарантирует адекватного освещения квартир, так как из-за норм, позволяющих инсолирование только одного жилого помещения в двух- или трёхкомнатных квартирах, большая площадь квартир остаётся без прямых солнечных лучей. В последние годы идёт речь об отмене или реформировании регулирования, но к этому нужно подойти с большой осторожностью, так как сейчас инсоляция — это один из немногих значимых регуляторов для предотвращения коммерческого захвата городского пространства.

​

Николай Васильев, историк архитектуры, кандидат искусствоведения, автор экскурсий и путеводителей по архитектуре Москвы 1920–1930-х годов

Инсоляция — это астрономическая и географическая категория. Она нужна в сельском хозяйстве для расчёта того, что может вырасти. Для архитектора инсоляция одно из самых важных условий, которое влияет на конфигурацию зданий. В народной архитектуре мы можем найти вещи, чётко привязанные к регионам: как располагать окна и расставлять дома, но это всё относится к ремеслу и традициям. Только в эпоху стремительной урбанизации появилась необходимость нормировать инсоляцию на законодательном уровне. Это произошло из-за того, что одной из самых больших проблем в XX веке стало перенаселение городов. Стали важны вопросы площади квартиры: сколько метров выдаётся на одного человека и какое количество солнца ему необходимо.

Было выявлено, что солнце обладает бактерицидными свойствами. Где нет солнца, там живёт болезнь. Во время войны и революции не было антибиотиков и остро стояла проблема эпидемии, так что солнце стало бесплатным способом улучшить здоровье. Тогда начали нормировать количество часов, когда прямое солнце должно освещать жилую единицу. Жилая единица — это коттедж, отдельная квартира или комната в общежитии. Были определены нормы солнечного освещения по важным регуляторам: глубине комнаты, высоте потолка и размеру окна.

В архитектуре задан определённый минимум инсоляции, от которого никуда нельзя деться. Расчёт делается по форме участка здания, и это сильно влияет на концепцию и конфигурацию здания. Чем сложнее движение солнца при непростой форме участка и окружающей застройке, тем интереснее могут получаться здания. Это происходит не только по творческой задумке архитектора, но и при желании заказчика получить дополнительные этажи. При планировке кварталов архитекторы будут ориентироваться не на улицы, а на солнечный свет. Но если в доме 8–10 квартир на этаж, то там в лучшем случае только две будут гарантированно комфортными. Инсоляция задаёт масштаб и расстояние между домами. Количество этажей влияет на затенения соседних участков. Есть моменты, связанные с фасадами. До каркасного строительства была проблема: есть комнаты с окном, но в них всегда будет тёмный угол. Потом придумали сплошное остекление. Но при всех его эстетических достоинствах может получиться чрезмерная инсоляция, поэтому потребуется защита. Также сейчас считается, что в новых районах солнца больше. Но это формально, то есть до тех пор, пока не выросли деревья. На верхних этажах солнца больше, на нижних меньше. У нас не принято сажать хвойные деревья рядом с жилыми кварталами, потому что зимой, когда солнце нужнее, листья опали и дали возможность попасть свету в квартиры.

Последнее время идут разговоры о том, чтобы отменить норму инсоляции, и тогда всё будет проще для градостроителей. Это спекулятивный момент. Есть гибкие подходы, и рано или поздно их надо внедрять, но у нас это приведёт к злоупотреблению, уплотнению постройки и снижению качества жизни. Министерство строительства также говорит о том, чтобы регламент по инсоляции сделать ещё свободнее. Пока что нормы используются — при согласовании проекта требуется добавлять диаграмму инсоляции. Но наврать с ней может быть выгодно. Схему, как и расчёты, не всегда проверяют, а для застройщиков лишний этаж — это живые деньги.

ПРИМЕРЫ УПОТРЕБЛЕНИЯ

ТАК ГОВОРИТЬ ПРАВИЛЬНО

Показатель инсоляции в этой жилой комнате равняется двум часам. (Азамат Нуров)

ТАК ГОВОРИТЬ НЕПРАВИЛЬНО

Неправильное употребление термина «инсоляция» связано с английским термином insulation, что означает «изоляция», в особенности если речь идёт о термо- или звукоизоляции в архитектуре и строительстве. Insulation и insolation несложно спутать в английском, но нужно учитывать, что в русском термин «инсуляция» не принято использовать. (Азамат Нуров)

Что такое инсоляция жилых помещений и от чего она зависит

Инсоляция – это количество солнечной энергии получаемое какой-либо поверхностью размещенной внутри помещения напротив оконного проема.

Если же говорить по-простому, то это то время когда лучи солнца попадают в комнату.

К сведению! Инсоляция измеряется числом единиц энергии, попадающей на единицу площади за единицу времени – кВт.час/м2.

Инсоляция помещений – это определение количества солнечной энергии попадаемой во внутреннее пространство через оконные проемы в разное время года и суток

Что такое инсоляция жилых помещений

Под инсоляцией жилых помещений понимается количество солнечного света попадающего на окна того или иного помещения и проникающего внутрь.

К сведению! Инсоляция, как показатель получаемой солнечной энергии, важен для формирования здоровья человека, т. к. от количества солнечного света зависят многие процессы происходящие в нашем организме: обмен веществ и работоспособность мозга, функционирование эндокринной системы, а также работа сердца и легких.

Солнечные лучи попадают на землю в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазонах, при этом УФ-лучи оздоравливают внутреннее пространство помещений, а ИК-лучи нагревают его.

В южных регионах нашей страны возможна избыточная инсоляция, выражающаяся в перегреве помещений, а в северных – наоборот недостаточная. В связи с этим, при «посадке» здания или сооружения на место привязки к конкретному земельному участку необходимо учитывать стороны света и регион, в котором размещается здание.

Инсоляция в строительстве

При проектировании зданий и сооружений фактор инсоляции помещений учитывается изначально.

Для этого существуют специальные формулы для расчетов, а также используется метод наложения чертежа на специально разработанную схему суточного пути солнца в определенный период года.

Схема инсоляции жилого дома по временам года

Кроме этого, если проектируемое здание будет располагаться в жарком климате, то большая часть оконным проемов размещается с теневой стороны, а с южной – их количество меньше, или они имеют меньшие габаритные размеры. В северных регионах все на оборот, там окна с большей площадью остекления монтируются с южной стороны, а с северной их размещается меньше.

Нормы инсоляции, а также размеры оконных проемов и места их размещения регламентируются нормативной литературой, используемой проектными организациями при разработке соответствующей документации.

Нормы инсоляции

Документами, регламентирующими инсоляцию жилых помещений является следующая нормативная литература, а именно:

  1. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий» (с изменениями на 10 апреля 2017 года).
  2. СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*».

Согласно СанПиНа регламентирована продолжительность освещения лучами солнца (в часах) в зависимости от широты места размещения здания, ориентации по сторонам света, а также времени года.

Схема для определения инсоляции здания в расчетной точке «В»

Вот некоторые позиции, отраженные в этом документе:

  • Продолжительность освещенности зависит от широты размещения помещений, это: северная, центральная и южная.
  • При расчете размеров оконных проемов учитывается широта, ориентированность по сторонам света и календарный период.
  • Непрерывная солнечная инсоляция должна продолжаться в каждой из комнат от 1,5 до 2,5 часов;
  • Если инсоляция помещения возможна с перерывом (когда имеются сторонние объекты, затеняющие оконные проемы), то продолжительность следует увеличит на 30 минут.
  • Если дом размещен в центральных или северных широтах, то допускается снижение уровня инсоляции в одной из комнат на 30 минут, если в остальных данный показатель соответствует норме;
  • Гигиенические нормы, отраженные в СанПиНе распространяются только на жилые помещения, для вспомогательных (кухня, веранда и т. д.) они не актуальны.

В отдельных регионах принимаются региональные нормативные документы, регламентирующие инсоляцию в конкретном месте размещения. Так например в г. Москва действуюет следующие документ — ТСН 23-304-99 г.Москвы (МГСН 2.01-99) «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению» в котором приводятся инсоляционные графики для данного региона.

Инсоляционный график для московского региона согласно МГСН 2.01-99

Нормы инсоляции для разных широт приведены в ниже следующей таблице:

Избыточная инсоляция

В южных регионах в летний период, при неправильном размещении строений по отношению к сторонам света и использовании при этом оконных проемов без проведения необходимых расчетов, можно получить отрицательный эффект от воздействия солнечных лучей, характеризуемый таким понятием как гиперинсоляция.

Гиперинсоляция является особой формой солнечного удара. Она схожа с тепловым ударом, но проявляется у поражённого человека несколько иначе.

Признаками солнечного удара, вызванного излишней инсоляцией являются:

  • Общее болезненное состояние: вялость, усталость, слабость.
  • Расстройство работы головного мозга: головокружение и головная боль.
  • Сухость во рту и жажда.
  • Повышение температуры тела, а также повышение или понижение артериального давления.
  • Носовое кровотечение и рвота.
  • Нарушение зрения: потемнение, двоение и отсутствие концентрации.

При получении человеком солнечного удара необходимо ему срочно оказать первую помощь, а именно:

  1. Перенести человека в тень или в помещение, где нет лучей солнца.
  2. Обеспечить циркуляцию воздуха: (вентилятор, кондиционер и т.д.).
  3. Приготовить и наложить мокрый компресс на лоб, шею и затылок пострадавшего.
  4. Дать выпить воды.
  5. При потере сознания привести пострадавшего в чувство, используя нашатырный спирт.
  6. Выполнив перечисленные выше действия, вызвать бригаду скорой помощи.

Важно! При приготовлении влажного компресса, он не должен буть очень холодным, т.к. в противном случае, значительные перепады температуры отразятся на здоровье пострадавшего негативным образом.

Солнечная инсоляция – это показатель, определяющий параметры микроклимата внутри помещений, их комфортность для проживания, а также влияние солнечной радиации на здоровье человека.

В связи с этим, при строительстве своего загородного дома или покупке новой квартиры, не следует забывать об этом показателе, который должен быть разработан проектной организацией при выполнении проектных работ в соответствии с регламентирующими документами.

Инсоляция

Годовая средняя инсоляция в верхней части земной атмосферы (вверху) и на поверхности планеты (внизу, расчетные данные)

Инсоля́ция — (in-sol, in — внутрь, solis — солнце) — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией). Инсоляцией называют облучение поверхности, пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент времени центр солнечного диска.

Этот термин используется в основном в гигиене, архитектуре и строительной светотехнике. Различают астрономическую, вероятную и фактическую инсоляцию.

Астрономическая инсоляция определяется вращениями Земли вокруг Солнца и собственной оси, наклоненной под углом 66,55° к эклиптике. Земному наблюдателю она представляется гармоническим колебанием положения солнечной параллели относительно небесного экватора с периодом в 365 суток и угловым фазовым смещением (склонением Солнца).

Вероятная инсоляция зависит от состояния атмосферы и облачного покрова. Продолжительность вероятной инсоляции на территории Российской Федерации составляет около 50 % продолжительности астрономической инсоляции и определяется, в основном, высотой стояния Солнца.

Фактическая инсоляция всегда отличается от вероятной и может быть определена лишь натурными наблюдениями. Фактическая инсоляция зависит от ориентации и конфигурации застройки, оконных проемов, положения расчетного помещения, балконов и лоджий.

Нормирование и расчет инсоляции являются сейчас, пожалуй, наиболее острой светотехнической, экономической и социально-правовой проблемой. С переходом землепользования и строительства на рыночную основу нормы инсоляции жилищ стали главным фактором, сдерживающим стремления инвесторов, владельцев и арендаторов земельных участков к переуплотнению городской застройки с целью получения максимальной прибыли.

Методы расчета инсоляции

Карта солнечного излучения — Европа

Различают геометрические (пространственно-временные) и энергетические методы расчета инсоляции.

Геометрические методы отвечают на вопросы: куда, с какого направления и какой площади сечения, в какое время дня и года и на протяжении какого времени поступает (или не поступает) поток солнечных лучей.

Энергетические методы определяют плотность потока, создаваемую им облученность и экспозицию в лучистых или эффективных (световых, эритемных, бактерицидных и др.) единицах измерения.

Разработка методов, не выходящих за рамки классических разделов математики и физики, в основном была завершена в 70-х гг. XX столетия. В настоящее время созданы алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие рассчитывать любые характеристики инсоляции и вызываемых ею фотохимических и биологических эффектов.

Примечания

  1. Бакулин П. И., Кононович Э. В., Мороз В. И. Курс общей астрономии. М.: Наука. 1976. 536 с.

Литература

  • Бахарев Д. В., Орлова Л. Н. О нормировании и расчете инсоляции. Светотехника. 2006. № 1. С.18-27.
  • Литературный обзор развития методологии расчета инсоляции от Витрувия (I в. н. э.) до конца прошлого столетия дан в:
    • Бахарев Д. В. Методы расчета и нормирования солнечной радиации в градостроительстве. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. НИИСФ. 1968. 218 с.
    • Орлова Л. Н. Метод энергетической оценки и регулирования инсоляции на жилых территориях. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. М., МИСИ. 1985. 188 с.
    • Оболенский Н. В. Архитектура и Солнце. М.: Стройиздат. 1988. 208 с. За исключением методов косоугольного и центрального проецирования все упоминаемые в нём ручные методы и приборы расчета инсоляции представляют сейчас лишь исторический интерес. Жёсткая конкуренция на рынке проектных услуг заставила проектировщиков в кратчайшие сроки освоить компьютерные методы архитектурно-строительного проектирования.

7.Инсоляция и искусственное освещение помещения.

Солнечные лучи достигают земной поверхности, оказывают световое, биологическое и тепловое воздействие на человека. Это облучение Земли и расположенных на ней зданий и сооружений прямым солнечным светом называется инсоляцией. Лучи Солнца существенно влияют на среду обитания человека, оказывают большое на микроклимат, степень освещённости и гигиеническое качество помещения имеет важное значение для композиции и формирование облика здания (тени, полутени, собственной тени и падающей тени). Как показывает практика эксплуатации здания, световое воздействие прямых световых лучей в ряде случаев является нежелательным, вызывает разную контрастность освещённости и перегрев помещения. В настоящее время в стране регламентирована продолжительность инсоляции в зависимости от назначения помещения, что является важным показателем при оценке условий окружающей среды. Например, для жилых помещений рекомендуемая гигиенистами фактическая продолжительность инсоляции весной, летом и осенью должна составлять в ряде случаев не менее 2,5 часов в сутки. Т.о., одна из важнейших предпосылок создания полноценного жилища – учёт климатических условий места строительства. Территории нашей страны по климатическим признакам разбита на 4 климатических района: холодный, умеренный, теплый, жаркий. Каждый из районов имеет подрайоны. Деление районов на подрайоны даёт возможность более точно учитывать возможности климата района строительства. Москва – умеренный 2Б. Естественное освещение помещения при инсоляции зависит от строительно-климатического района, наружеосвещённости, количества прямых и отражённых солнечных лучей, попадающих в помещения, конфигурации здания и т. д. Поэтому на севере, где мало солнечных лучей целесообразно строить дома простой прямоугольной формы, на юге – наоборот, объёмы зданий могут быть сложнее с большими выступами, глубокими лоджиями и др. элементами, а в нашей стране по среднему. В зависимости от положения продольной оси здания различают: меридиональное, широтное расположение. В 3, 4 климатических районах меридиональное расположение домов запрещается. Для создания наиболее благоприятных условий инсоляции квартиры СНиПом определены оптимальные стороны их ориентации по сторонам света.

Искусственное освещение.

Для помещения жил и общ зданий, как правило, следует применять люминисетные дампы, при невозможности их применить, а также для обеспеч архит худ-х треб-й возможно применение ламп накаливания. Установлено, что более привычное и лучшее для человека является естественное освещение и наиболее близко к нему люминисетные. Проектируя искусств освещ помещения выбирают с-му тип светильников , их расположение в помещении, увязывая выбранную систему с худ-ым замыслом пространственной композицией и интерьером, умело сочетая спектральный состав света светильника цветовым решениям помещения.

Особое внимание следует уделить тектронике интерьера, решаемой с учётом след особенностей: несущие конструкции будут считаться лёгкими и статически активными в точке время, если они изображены более тёмными, чем заполнение м/у ними, глубина и естественность пространства интерьера достигается за счёт нарастании яркости от пола к потолку. Искусственным освещением явл световая архитектура города.

Иногда будет солнце | Строительная газета

Иногда будет солнце

Фото: Shutterstock

Новые нормы инсоляции позволят уплотнить жилую застройку

В строго научном смысле термин «инсоляция» означает облучение поверхностей солнечным светом. В архитектуре и строительстве под инсоляцией часто подразумевают степень освещенности помещения в течение суток. Нормирование и расчет инсоляции являются важной технической, экономической и социальной проблемой. По мнению экспертов, нормы инсоляции жилищ являются одним из главных факторов, сдерживающих стремление инвесторов и владельцев земельных участков к уплотнению городской застройки с целью получения максимальной прибыли. Весной 2017 года в санитарные правила и нормы (СанПиН) были внесены изменения, касающиеся гигиенических требований к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий. О том, как эти изменения скажутся на застройке и на качестве жилой среды, в интервью «СГ» рассуждает руководитель архитектурной мастерской «Мезонпроект» Илья МАШКОВ.


«СГ»: Прежде всего, давайте определимся: нормы по инсоляции — это хорошо или плохо?

Илья Машков: Начнем с того, что нормы инсоляции регулируются не градостроительной документацией, а санитарно-гигиеническими требованиями. Это означает, что не архитекторы и градостроители, не Москомархитектура и не Минстрой, а Министерство здравоохранения и Главный государственный санитарный врач определяют количество солнечного света, которое должен получить каждый житель Российской Федерации в жилой комнате своей квартиры. Как известно, санитарные нормы, как и правила безопасности, возникают в результате оценки влияния нормируемых факторов на так называемые витальные показатели. Поэтому исполнение таких норм и правил особо внимательно отслеживается, а их нарушение трактуется как потенциально опасное для здоровья и жизни человека. В частности известно, что инсоляция снижает заболеваемость опасными болезнями, влияет на выработку необходимых человеку витаминов. Поэтому обсуждать хорошо или плохо иметь гарантированные часы солнечного света в жилой комнате или на детской площадке, по-моему, совершенно неприлично, как минимум, после прочтения повести Короленко «Дети подземелья». В контексте качества жизни нормы по инсоляции — хорошо. Это тот редкий случай, когда недовольство устраняется шторами на окнах.

«СГ»: Давайте теперь поговорим об изменениях. В чем их суть? И каковы могут быть последствия?

И.М.: Прямой солнечный свет нормируется так: берется определенный день в году и строится кривая, по которой в этот день солнце проходит по небосводу. В этот выбранный день в точке инсоляции лучи солнечного света должны быть не менее определенного времени. И если новый дом мешает инсоляции в существующих домах или в проектируемом доме какая-то квартира не получает должную инсоляцию, в проект должны быть внесены изменения. В первом случае новый дом отодвигается или становится ниже, а во втором случае располагается так, чтобы все жилые комнаты получили должное количество солнечного света.

Известно, что в зимние месяцы в северном полушарии солнце описывает кривую ближе к горизонту, а в летние — ближе к зениту. Соответственно, фигура, составленная из лучей, соединяющих траекторию солнца по небосводу и какую-нибудь точку, более плоская в марте по сравнению с апрелем. Это значит, что для обеспечения инсоляции одной и той же точки затеняющий ее дом в марте должен быть отнесен дальше или стать ниже, чем в апреле. Кроме того, ближе к зимним месяцам солнце восходит позже и заходит раньше, что делает возможную продолжительность инсоляции любой точки меньше. Таким образом, чем ближе измерения к 22 июня, тем легче получить обязательный солнечный свет в любой точке. Суть изменений, вступивших в силу 26 мая 2017 года, такова: в центральной географической зоне (58 град.с.ш. — 48 град.с.ш.) примерно от Волгограда до Костромы, куда входят Москва и область, стало возможным считать инсоляцию не 22 марта и 22 сентября, а ближе к летнему солнцестоянию — 22 апреля и 22 августа.

Это означает, что при равной высоте дома теперь можно ставить ближе, не нарушая норм инсоляции, а также поворачивать проектируемые корпуса круче к параллелям и при этом сохранять инсоляцию квартир с двух сторон здания (см. рис. 1 и рис. 2). Проще говоря, жилую застройку теперь можно размещать более плотно, а квартиры теперь легче делать более мелкими, чем раньше. Кроме того, на 30 минут сократилась норма по инсоляции детских игровых и прочих площадок — с 3 до 2,5 часа (п. 5.1. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01).


«СГ»: Означает ли это, что архитекторам и застройщикам станет жить легче? Последние годы в профессиональной среде было немало разговоров о том, чтобы отменить нормы по инсоляции, поскольку с учетом их требований проектировать гораздо сложнее.

И.М.: Конечно, проектировать станет легче, в частности можно будет свободнее располагать здания с мелкой нарезкой квартир относительно сторон света. Что касается норм инсоляции, то я не поддерживаю коллег, которые ратовали за их ослабление, так как это был один из самых действенных инструментов формирования разуплотненной жилой застройки, который редко кто мог преодолеть. Если бы по мановению волшебной палочки с 26 мая сего года одновременно с ослаблением норм застройщики стали бы гуманнее относиться к новоселам, я был бы только рад появлению новой степени свободы в работе. Но, боюсь, теперь «впихнуть невпихиваемое» станет легче.

«СГ»: А как же жители? И так все жалуются, что в Москве мало солнца. Не станет ли его еще меньше в квартирах?

И.М.: Солнца в Москве мало из-за большого количества облачных дней, и из-за изменения правил больше или меньше его в городе не станет. Но застройка в новых микрорайонах будет плотнее, реконструируемые здания получат мелкую нарезку квартир, некоторые апартаментные комплексы будет можно назвать жилыми. И если житель города любит изобилие солнечного света, ему нужно покупать квартиру на верхних этажах и обращать внимание на окружающую застройку и положение квартиры относительно сторон света.

«СГ»: А как быть с существующей застройкой? Взять те же пятиэтажки, во многих случаях они плотно окружены деревьями и кустарниками, поэтому их жители, особенно на нижних этажах, фактически не получают необходимого количества солнечного света?

И.М.: Конечно, на практике не все квартиры получают прямые солнечные лучи. Некоторые дворы так заросли деревьями, что там не только об инсоляции детских площадок говорить не приходится, но даже об освещенности: там темно даже в самый яркий солнечный день. Но это — уже вопрос эксплуатации. Деревья должны кронироваться, это нормальный, но редко практикуемый в наших краях способ ухода за многолетней растительностью. Я не знаком с судебной практикой, когда житель первого этажа заставил бы обрезать деревья, нарушающие освещенность его квартиры, но думаю, право на солнечный свет можно отстоять и в таком случае.

«СГ»: А как обстоят дела с этой нормой в западных странах? Где опыт положительный, а где, может быть, есть и негативный?

И.М.: В переуплотненных странах, таких как Япония, нормы инсоляции жилых помещений соблюдать невозможно, там существует нормирование степени затенения соседнего землевладения. В южных, жарких странах, где солнце приносит больше неудобств, чем удовольствия, нормируется солнцезащита. В северных широтах солнце в жилых домах жизненно необходимо, и в зависимости от широты нормы в этой области в зарубежных странах обязательно присутствуют. В Великобритании они строже, в Италии — мягче. Негативного опыта хватило в прошлом, когда в Европе бушевали эпидемии, и уже в XIX веке, например, в Великобритании, было сформулировано «право на свет» (Right to light). Сейчас требования к инсоляции являются элементом «зеленых стандартов» (таких как LEED) и нормой устойчивого развития (sustainable building design).

Цитата

«Я не поддерживаю коллег, которые ратовали за ослабление норм инсоляции, так как это был один из самых действенных инструментов формирования разуплотненной жилой застройки»

Как реализовать пассивный солнечный дизайн в ваших архитектурных проектах

Консерватория. Изображение © Onnis Luque ShareShare

  • Facebook

  • Twitter

  • Pinterest

  • Whatsapp

  • Mail 9297000 https://www.facebook.com / 8 / how-to-implementation-passive-solar-design-in-your-architecture-projects

    Хотя Солнце находится на расстоянии почти 150 миллионов километров, эта звезда оказала наибольшее влияние на нашу планету.Но в то время как некоторые заняты погоней за солнцем в поисках поцелованной солнцем кожи, архитекторы создают все пространство, поцелованное солнцем.

    По определению, «пассивная солнечная энергия — это сбор и распределение энергии, полученной солнцем с использованием естественных средств». Простая концепция и процесс реализации систем пассивной солнечной энергии обеспечили здания теплом, освещением, механической энергией и электричеством наиболее экологически безопасным способом.

    В этой статье мы предоставим вам полное руководство по внедрению пассивных солнечных систем в ваши проекты.

    + 27

    Солнце

    Пассивная солнечная энергия основана на одном элементе — Солнце. Как только солнечное излучение попадает на поверхность Земли, лучи могут либо поглощаться, либо отражаться, либо передаваться. Прозрачные материалы пропускают больше всего солнечного излучения; тем не менее, полупрозрачные материалы пропускают столько же солнечного излучения, но также рассеивают их по мере прохождения.

    через Wikimedia Commons

    Не все материалы поглощают солнце одинаково. Например, полированная / блестящая поверхность будет отражать излучение в большей степени, чем матовая.Точно так же темные поверхности поглощают тепло в большем количестве, чем светлые. Некоторые поверхности одновременно пропускают и накапливают излучение, создавая так называемый «парниковый эффект». Эта система сохраняет тепло, полученное от солнца, и сохраняет его в течение длительного времени, в отличие от пассивной «системы охлаждения», которая поглощает тепло на более позднем этапе.

    Что такое пассивные системы?

    Пассивные системы «собирают и транспортируют энергию немеханическими, естественными способами».Каменная кладка (бетон, кирпичи, камни) и вода (водная стена, водоемы на крыше) — два наиболее часто используемых материала для хранения радиации. Конфигурация пассивных систем состоит из трех типов: прямое усиление, косвенное усиление и изолированное усиление. Прямая выгода — это когда проект нагревается и заряжается прямым солнечным светом, достигающим его поверхности (например, через стеклянный фасад, выходящий на юг). Косвенная выгода — это когда солнечный свет попадает на альтернативную поверхность, поглощается, преобразуется в тепловую энергию и затем передается в пространство (например, кирпичная стена поглощает солнечный свет и переносит поглощенное тепло во внутреннее пространство).«Пристроенные теплицы» представляют собой комбинацию систем прямого и косвенного усиления, поскольку они напрямую пропускают солнечный свет в саму конструкцию, но также могут преобразовывать эту энергию в соседнее здание, вызывая косвенный выигрыш. Изолированное усиление — это «естественный коллективный цикл», который включает использование альтернативного материала для поглощения энергии. Эти материалы включают резервуар для хранения тепла, металлический пластинчатый коллектор, хранилище воды, воздуха и горных пород. Естественный ток возникает, когда вода, собранная контейнером, нагревается солнечным светом, когда она поднимается и попадает в верхнюю часть резервуара для хранения.

    Школьный сад «De Buitenkans». Изображение предоставлено RO&AD Architecten

    Проектирование пассивной солнечной энергии
    (Следующие стратегии проектирования относятся к Северному полушарию)

    1- Расположение относительно солнца: Оптимальное поглощение солнца имеет решающее значение для солнечной энергии, которая вот почему проект должен быть построен таким образом, чтобы в полной мере использовать солнце как летом, так и зимой.

    2- Дизайн конструкции: общая форма и ориентация проекта могут определить, сколько солнца переносится в пространство.Замечено, что здание, вытянутое вдоль оси восток-запад, приводит к дополнительному поглощению солнечного света на южной стороне в течение зимнего сезона.

    Предоставлено Yazdani Studio

    3- Обращаем внимание на северную сторону: поскольку солнце не испускает прямое излучение на северной стороне, архитекторы могут уменьшить его высоту, минимизируя воздействие северной стены. Кроме того, окраска соседней стены в светлые тона поможет отразить солнечный свет на северной стене.

    Центр радиационной онкологии Кремера.Image © Bruce Damonte

    4- Распределение внутренних помещений: размещение часто используемых помещений вдоль юго-восточного, южного или юго-западного фасадов обеспечивает максимальное поглощение тепла и света. Помещения, требующие минимального обогрева / освещения, такие как коридоры или подсобные помещения, можно вместо этого разместить рядом с северной стороной.

    5- Расположение окон: Размещение больших окон на южной стороне здания обеспечивает максимальное проникновение солнечного света во внутреннее пространство. На северных фасадах должны быть окна сравнительно меньшего размера, так как они поглощают меньше всего тепловой энергии.

    Sunlight House. Image © Adam Mork

    6- Защищенный вход: для предотвращения попадания холодного воздуха в дом, когда дверь открывается зимой, сориентируйте входную дверь в сторону от ветра и / или добавьте ветровое стекло рядом с входом.

    7- Выбор материала: расходуется больше энергии, если каждый материал используется в соответствующем месте. Взгляните на таблицу ниже, чтобы сравнить процент поглощения энергии каждым материалом.

    Теплоемкость для различных материалов.Изображение предоставлено The Passive Solar Energy Book

    8- Выбор системы: Каждый проект имеет определенные требования к дизайну, поэтому для разных проектов требуются разные системы. Часто бывают случаи, когда некоторые пассивные энергетические системы неуместны, например, наличие больших стеклянных фасадов в проекте, окруженном более высокими зданиями, что в этом случае лучшим решением было бы реализовать систему на крыше.

    9- Стеклянные фасады / Солнечные окна: Стеклянные фасады, выходящие на юг, и большие окна поглощают наибольшее количество солнечного излучения в пространство.«Рекомендация: в холодном климате обеспечьте от 0,19 до 0,38 кв. Фута стекла, обращенного на юг, на каждый квадратный фут площади пола. В умеренном климате обеспечьте от 0,11 до 0,25 кв. Футов стекла, обращенного на юг, на каждый квадратный фут площади помещения ».

    Тройной стеклянный фасад. Image © Adrien Buchet

    10- Мансардные окна: Часто бывает, что стеклянный фасад неосуществим, поэтому создание мансардного окна и / или фонарей позволяет прямому солнечному свету распространяться в пространстве.

    Дом Карен Терри, Санта-Фе, Нью-Мексико.Изображение предоставлено The Passive Solar Energy Book Предоставлено Taisei Design

    11- Накопление тепла в каменной кладке: рекомендуется возводить стены толщиной не менее 4 дюймов, чтобы избежать колебаний температуры в помещении. Светлый интерьер, темный пол, а также небольшие пятна на окнах на стене обеспечивают большее рассеивание солнечного света в пространстве.

    12- Внутренняя водная стена: при использовании внутренней водяной стены в здании убедитесь, что стена расположена внутри. место, обращенное к солнечному свету в пиковое время (с 11 до 15).Выберите стену темного цвета, чтобы оптимизировать поглощение солнца.

    13. Тепловая стена / стена с тромбом: Подобно принципу теплицы, стены с тромбами представляют собой внешний слой, примыкающий к «солнечной стороне» здания, который помогает сохранять тепло в течение дня и медленно отводить его в течение ночи. Эти стены, которые часто состоят из кирпичной кладки и стекла, обеспечивают тепло зданию через слой стекла и отверстия в стене.

    Секция стены тромба. Изображение любезно предоставлено The Passive Solar Energy Book

    14 — Размеры стены. Правильный выбор размера тепловой стены любого типа сохранит как можно больше тепла в течение всей зимы. “Рекомендация: В холодном климате используйте от 0,43 до 1 кв. Фута южной стены с двойным остеклением для аккумулирования тепла на каждый 1 кв. Фута площади пола (от 0,31 до 0,85 кв. Фута размеров водяной стены). В умеренном климате используйте от 0,22 до 0,6 кв. Футов . тепловой стены (0,16–0,43 кв. фута для размеров водяной стены) на каждый квадратный фут площади пола ». *

    Подробная информация. Толщина стены, материал и цвет / отделка определяют, насколько эффективен тепловой стена есть.Чтобы максимально использовать эту стену для тромба, выберите темный цвет на стороне, обращенной к солнцу, добавьте вентиляционные отверстия на верхней и нижней сторонах стены, чтобы повысить ее производительность, и вставьте навесные панели над этими отверстиями, чтобы избежать обратного потока воздуха.

    15- Смежная теплица: эффективное использование концепции «смежной теплицы» может быть немного сложным, поскольку энергия, передаваемая в здание, проходит через конструкцию заранее; поэтому размеры теплицы необходимо правильно рассчитать. «Рекомендация: в холодном климате используйте от 0,65 до 1,5 кв. Футов двойного стекла, выходящего на юг, на каждый квадратный фут площади здания. В умеренном климате используйте 0,33–0,9 кв. Фута стекла на каждый квадратный фут площади здания ».

    Дом + Агентство. Image © Philippe Ruault

    16- Отдельностоящая теплица: поскольку теплицы сильно зависят от стекла (или других полупрозрачных материалов), солнце будет излучать все пространство; однако северная сторона теплицы будет получать меньше солнца, чем остальные стороны.Желательно удлинить ось восток-запад и раскрасить северную сторону светлыми цветами, чтобы солнце отражалось в этой области.

    Подробности: Чтобы избежать колебаний внутренней температуры в теплицах, установите внутреннюю водную стену, используйте систему хранения камня и / или используйте сплошную кладку.

    17- Пруд на крыше: Площадь пруда на крыше зависит от того, используется ли он для систем отопления или охлаждения, от материалов, из которых он состоит, и от типа используемой изоляции. Вот таблица для сравнения рационов прудов на крыше в зависимости от характеристик каждого пруда.

    Материальная энергия. Изображение предоставлено The Passive Solar Energy Book

    Подробности: Крышные пруды требуют особого внимания к деталям, поскольку они зависят от конструкции и крыши здания. Крыша должна поддерживаться водонепроницаемым металлическим или бетонным настилом и оставаться открытой для поглощения как можно большего количества тепла. Пруд может быть 6-12 дюймов в глубину и состоять из водонепроницаемых контейнеров темного цвета с прозрачными крышками, чтобы солнечные лучи могли попадать в воду, когда они скрыты. Что касается изоляционных панелей, предпочтительно, чтобы панели были сделаны как можно больше из светоотражающего материала, что снижает риск утечки воды и повышает эффективность системы.

    Активная система разомкнутого контура. Изображение с Wikimedia Commons

    18- Подвижная изоляция: Стекло и / или полупрозрачный материал пропускают в пространство наибольшее количество солнца; тем не менее, некоторые из этих излучений теряются ночью из-за того же источника, который позволил им проникнуть внутрь. Покрытие стеклянных панелей подвижными изоляционными системами уменьшит количество тепла, выделяемого ночью.

    19- Отражатели: Иногда наличие больших стеклянных фасадов не является частью предлагаемого дизайна, поэтому добавление отражателей увеличивает количество солнечного света, проникающего в пространство.«Рекомендация: для вертикального остекления используйте горизонтальный отражатель, примерно равный по ширине и в 1-2 раза превышающий высоту застекленного проема по длине. Для окон в крыше с уклоном на юг расположите отражатели над оконным проемом под углом примерно 100 градусов, сделав размеры отражателя равными размерам окна в крыше ».

    20- Затенение: Регулирование количества и траектории солнечного света, попадающего в пространство, очень эффективно и предотвращает его попадание в помещения, где солнечное излучение не требуется.«Рекомендация: затенить южное остекление горизонтальным свесом, расположенным над остеклением. Шторы по длине должны составлять примерно одну четвертую высоты проема в южных широтах и ​​половину высоты в северных широтах ».

    Пассивный дом Bruck Peter Ruge Architects. Image © Jan Siefke

    21- Наружная изоляция: Если внешние стены используются в качестве теплоизоляционных стен, поместите изоляционные панели с внешней стороны, чтобы предотвратить выделение накопленного тепла.

    Дополнительные советы

    Хранение в облачный день: в облачных местах требуется увеличение количества пассивных солнечных систем.Увеличение количества южного остекления, установка большей водной стены (по возможности несколько), а также утолщение тепловых стен (в соответствии со стандартными рекомендациями, упомянутыми выше) позволят впитывать большее количество солнца в пространство.

    Летнее охлаждение: Основной упор на пассивную солнечную систему часто делается на том, чтобы тепло и свет проникали в пространство зимой, игнорируя важность охлаждения летом. Выбор светлой крыши, проветривание дома ночью и закрытие здания днем ​​- вот некоторые из простых процедур, которые можно выполнить, чтобы обеспечить летнее охлаждение.

    Комната солнечного дождя. Image © Эдмунд Самнер

    Инструменты: Доступно несколько инструментов и приложений, которые могут помочь рассчитать количество солнца, попадающего в пространство. Цилиндрическая солнечная карта изучает высоту, азимут, небесный купол, положение солнца, путь солнца, месячные пути, широту и магнитные колебания. Другие инструменты, такие как калькулятор солнечной радиации и маски затенения, могут помочь сделать все необходимые оценки перед началом строительства.

    Примечание: все рекомендации взяты из книги «Пассивная солнечная энергия» Эдварда Мазриа.

    Влияние солнечного излучения на качество зданий: методы исследования

    Недавнее исследование показало, что большинство архитекторов не понимают использование энергии. , хотя и признают его важность.Архитекторы всех типов и масштабов могут и должны быть лидерами в моделировании энергопотребления, беря на себя ответственность в качестве проектировщиков за обеспечение того, чтобы здания соответствовали высоким стандартам. Для этого мы должны изучить новые термины, стратегии и методы расчета, а также узнать, как интегрировать эти знания в процесс принятия решений на ранних этапах проекта. Проектирование современных зданий должно осуществляться с учетом условий в конкретном месте с учетом условий окружающей среды и городского пространства.Используя знания об условиях в конкретном месте и анализ климатической базы, мы можем спланировать и протестировать различные варианты солнечной геометрии и архитектурных решений для моделей зданий, чтобы выбрать оптимальную пассивную стратегию. Целью пассивного проектирования является поиск решений, которые позволят снизить pEUI = прогнозируемая интенсивность использования энергии потребности предприятия в энергии.

    Пассивный дизайн основан на климатических соображениях, попытках управлять комфортом (обогрев и охлаждение) без потребления топлива.Самый простой способ контролировать приток тепла, теплопотери и воздушный поток — использовать правильную ориентацию и форму здания. Эти действия также помогают максимально использовать бесплатную солнечную энергию для отопления и освещения и применять бесплатную естественную вентиляцию для охлаждения здания. Этого можно добиться, найдя такую ​​твердую геометрию здания, чтобы уменьшить его перегрев. Поэтому при исследовании местоположения объекта необходимо моделировать эффект коррекции фигуры для уменьшения прироста энергии. Снижая восприимчивость объекта к перегреву, необходимо иметь в виду особую роль в сохранении естественного светового комфорта.Архитекторы должны заново научиться использовать тень (естественную или архитектурную) для управления притоком тепла. Фасады современных зданий похожи на воздушные шары, они очень тонкие и очень важны для общей энергоэффективности конструкции. Они также являются выражением навыков архитектора и создают качественный имидж здания [17]. Офисные здания и другие объекты, изучаемые в Польше как университет [18] или лабораторные помещения [19], особенно чувствительны к формированию фасада. Это связано с особыми климатическими условиями.Правильное техническое решение ограждающей конструкции с планируемыми трассами глубиной менее 5 м создает удобную для пользователя среду. Авторы решили исследовать влияние солнечной радиации на условия в офисных зданиях с детальным анализом качества дневного света, доступного для выбранных погодных условий, геолокации и других технико-образующих элементов фасада.

    (PDF) Солнечный свет и инсоляция интерьеров зданий

    1250 Станислав Дарула и др./ Энергетические процедуры 78 (2015) 1245 — 1250

    4. Заключение

    Солнце, свет и воздух являются веществами, которые считаются основными факторами жизни на Земле и

    также важны при проектировании окружающей среды здания здоровья. В то время как средние века характеризовались плотной урбанизацией

    , закрытой укреплениями, последние два столетия открыли городскую среду для природы и солнца. Доступ к солнцу в жилом доме

    стал одним из приоритетов качества квартиры.Для проектирования хороших

    инсоляционных интерьеров необходимо определить критерии и правила, позволяющие урбанизировать города с достаточной внутренней инсоляцией

    . Как показала недавняя практика, минимальная инсоляция в течение 1,5 часов в день равноденствия представляется достаточной для людей, находящихся в зданиях. Контрольная точка, в которой рассчитывается инсоляция, должна располагаться на поверхности фасада

    в зоне окна с учетом ориентации оконного фасада, мертвого угла и минимально допустимой солнечной высоты

    .Инсоляция интерьеров должна быть обязательной в жилых домах, зданиях здравоохранения,

    пожилых людей, детей и людей с ограниченным доступом к солнцу.

    Благодарности

    Авторы благодарны за поддержку словацкому агентству APVV в проекте APVV-0118-12 и агентству VEGA за поддержку проекта

    VEGA 2/0117/14.

    Список литературы

    [1] Тваровски М. Promie Prom sloneczny w architekturze. (Луч солнца в архитектуре). Architektura Warsaw, 1954 год; 5.В

    польский.

    [2]

    Киттлер Р. Слнко Светло в архитектуре. Братислава: СВТЛ; 1956. На словацком языке.

    [3] Хопкинсон Р.Г., Петербридж П., Лонгнор Дж. Дневной свет. Лондон: Хайнеманн; 1966.

    [4] Нееман Э., Лайт У., Хопкинсон Р.Г. Рекомендации по допуску и контролю солнечного света в зданиях.

    Строительство и окружающая среда, 1976; 11, 91-101.

    [5] Rybár P, Šesták F, Juklová M, Hraška J, Vaverka J.Denní osvČtlení a oslunČní budov (Дневное освещение и

    инсоляция зданий).

    Брно: Группа Эра; 2002. На чешском языке.

    [6] Нееман Э., Крэддок Дж., Хопкинсон Р.Г. Требования к солнечному свету в зданиях — I. Социальное исследование. Строительство и

    Окружающая среда, 1976; 11, 217-238.

    [7] Лю Д., Фернандес Б.О., Гамильтон А., Ланг Н.Н., Галлахер Дж.М.К., Ньюби, Делавэр, Филлиш М., Веллер РБ. UVA

    Облучение вазодилатирует артериальную сосудистую сеть и снижает кровяное давление независимо от азота

    Оксид-синтаза.Журнал следственной дерматологии. 2014; DOI: 10.1038 / jid.2014.27.

    [8] Фелиш М., Колб-Бахофен В., Дональд Лю Д., Лундберг Дж. О., Ревело Л. П., Сушек Ч. В., Веллер РБ. Полезен ли солнечный свет

    для нашего сердца? Европейский журнал сердца, 2010; 31, 1041–1045.

    [9] Опландер С., Фолькмар С.М., Паунель-Горгулу А., ван Фаассен Е.Е., Хейсс С., Кельм М., Хальмер Д., Мурц М., Паллуа

    Н., Сушек К.В. Облучение всего тела UVA снижает системное кровяное давление за счет высвобождения оксида азота из

    внутрикожных фотолабильных производных оксида азота.Circ Res, 2009; 105,1031–1040.

    [10] CIE 108: 1994. Руководство по рекомендуемой практике измерения дневного света. Технический отчет. Вена: CIE

    Центральное бюро, 1994.

    Krch V. Oslunení budov a vnitĜku (На чешском языке: Инсоляция зданий и помещений). Praha: TVV, 1952.

    [11] BS

    8206-2: 2008. Освещение зданий — Часть 2: Правила дневного освещения.

    [12] DIN 5034-1: 2011. Дневной свет в интерьерах — Часть 1: Общие требования.

    [13] Свод функциональных требований зданий; Солнечный свет; Только дома, квартиры и школы. Британский стандартный код

    практики CP3 — ранее CP5. Лондон: Британский институт стандартов, 1945; 1 (В).

    [14] Дунаев Б. Методология определения времени инсоляции жилых помещений. Архитектура и строительство Москвы, 1954; 10. На русском языке.

    [15] ýSN 73 0020: 1955 Obytné budovy (Жилые дома).На чешском.

    Пассивный солнечный дизайн — устойчивость

    Под пассивным солнечным дизайном понимается использование солнечной энергии для обогрева и охлаждения жилых помещений за счет воздействия солнца. Когда солнечный свет падает на здание, строительные материалы могут отражать, пропускать или поглощать солнечное излучение. Кроме того, тепло, производимое солнцем, вызывает движение воздуха, которое можно предсказать в спроектированных помещениях. Эти основные реакции на солнечное тепло приводят к элементам дизайна, выбору материалов и размещению, которые могут обеспечить эффекты нагрева и охлаждения в доме.

    В отличие от активных систем солнечного отопления, пассивные системы просты и не требуют значительного использования механических и электрических устройств, таких как насосы, вентиляторы или электрические средства управления для перемещения солнечной энергии.

    Основы проектирования пассивных солнечных батарей

    Полная пассивная солнечная конструкция состоит из пяти элементов:
    Изображение предоставлено EERE

    • Диафрагма / коллектор: Большая стеклянная поверхность, через которую солнечный свет проникает в здание. Проемы должны быть обращены в пределах 30 градусов от истинного юга и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями со стороны 9а.м. до 15:00 ежедневно в отопительный сезон.
    • Поглотитель: Твердая затемненная поверхность накопительного элемента. Поверхность, которая может быть кирпичной стеной, полом или емкостью для воды, находится на прямом пути солнечного света. Солнечный свет, падающий на поверхность, поглощается в виде тепла.
    • Тепловая масса: Материалы, которые удерживают или накапливают тепло, выделяемое солнечным светом. В то время как поглотитель представляет собой открытую поверхность, термическая масса — это материал под этой поверхностью и за ней.
    • Распределение: Метод, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения к различным областям дома. Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи — теплопроводность, конвекцию и излучение. В некоторых случаях для распределения тепла по дому могут использоваться вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки.
    • Контроль: Свесы крыши можно использовать для затенения области проема в летние месяцы. Другие элементы, которые контролируют недогрев и / или перегрев, включают электронные датчики, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует вентилятору о включении; работающие форточки и заслонки, разрешающие или ограничивающие тепловой поток; жалюзи с низким коэффициентом излучения; и навесы.

    Пассивное солнечное отопление

    Цель систем пассивного солнечного отопления — улавливать солнечное тепло в элементах здания и выделять это тепло в периоды отсутствия солнца, а также поддерживать комфортную температуру в помещении. Два основных элемента пассивного солнечного отопления — это стекло, обращенное на юг, и термальная масса для поглощения, хранения и распределения тепла. Есть несколько разных подходов к реализации этих элементов.

    Прямое усиление

    Фактическая жилая площадь представляет собой солнечный коллектор, поглотитель тепла и систему распределения.Стекло, выходящее на юг, пропускает солнечную энергию в дом, где она ударяет по каменным полам и стенам, которые поглощают и накапливают солнечное тепло, которое излучается обратно в комнату в ночное время. Эти термомассы обычно имеют темный цвет, чтобы поглощать как можно больше тепла. Тепловая масса также снижает интенсивность жары в течение дня, поглощая энергию. Емкости с водой внутри жилого помещения можно использовать для хранения тепла. Однако, в отличие от кирпичной кладки, вода требует тщательно спроектированной структурной опоры, и поэтому ее сложнее интегрировать в дизайн дома.Система прямого усиления использует 60-75% солнечной энергии, падающей на окна. Чтобы система прямого усиления работала хорошо, тепловая масса должна быть изолирована от внешней температуры, чтобы предотвратить рассеивание накопленного солнечного тепла. Потеря тепла особенно вероятна, когда тепловая масса находится в прямом контакте с землей или с наружным воздухом, температура которого ниже желаемой температуры массы.

    Indirect Gain
    Тепловая масса расположена между солнцем и жилым пространством.Тепловая масса поглощает падающий на нее солнечный свет и переносит его в жилое пространство за счет теплопроводности. Система косвенного усиления будет использовать 30-45% солнечной энергии, падающей на стекло, прилегающее к тепловой массе.

    Стена тромбов в Центре для посетителей Сион в национальном парке Зайон в штате Юта. Стена тромба — это две нижние панели самого нижнего уровня стекла. Изображение любезно предоставлено NREL

    . Наиболее распространенной системой непрямого усиления является стена тромба. Тепловая масса, кирпичная стена толщиной 6-18 дюймов, расположена сразу за однослойным или двухслойным стеклом, обращенным на юг, которое монтируется на расстоянии около 1 дюйма или меньше перед поверхностью стены.Солнечное тепло поглощается темной внешней поверхностью стены и сохраняется в массе стены, откуда излучается в жилое пространство. Солнечное тепло проникает сквозь стену, достигая ее задней поверхности ближе к вечеру или ранним вечером. Когда температура в помещении падает ниже температуры поверхности стены, в комнату излучается тепло.

    Управляемые вентиляционные отверстия в верхней и нижней части стены аккумулирования тепла позволяют теплу конвекционно проходить между стеной и стеклом в жилое пространство. Когда форточки закрываются на ночь, жилое пространство нагревается лучистым теплом от стены.

    Пассивное солнечное охлаждение

    Пассивные солнечные системы охлаждения работают за счет уменьшения нежелательного притока тепла в течение дня, обеспечения немеханической вентиляции, обмена теплого внутреннего воздуха на более прохладный внешний воздух, когда это возможно, и сохранения прохлады ночи до умеренных теплых дневных температур. Самые простые системы пассивного солнечного охлаждения включают выступы или шторы на окнах, выходящих на южную сторону, тени деревьев, тепловую массу и поперечную вентиляцию.

    Оттенок

    Конструкция свеса для затенения.Диаграмма любезно предоставлена ​​Центром солнечной энергии в Аризоне. Более крутая стрелка показывает угол падения солнечных лучей летом, а более мелкая стрелка указывает угол зимой.

    Чтобы уменьшить нежелательное поступление тепла летом, все окна должны быть затенены навесом или другими приспособлениями, такими как навесы, ставни и решетки. Если навес на окне, выходящем на южную сторону, выступает на половину высоты окна, солнечные лучи будут блокироваться летом, но все равно будут проникать в дом зимой.Солнце находится низко над горизонтом во время восхода и заката, поэтому выступы на окнах, выходящих на восток и запад, не так эффективны. Постарайтесь минимизировать количество окон, выходящих на восток и запад, если охлаждение является серьезной проблемой. Для притенения таких окон можно использовать растительность. Ландшафтный дизайн в целом можно использовать для уменьшения нежелательного поступления тепла летом.

    Тепловая масса
    Тепловая масса используется в конструкции с пассивным охлаждением для поглощения тепла и умеренного повышения внутренней температуры в жаркие дни.Ночью тепловую массу можно охладить с помощью вентиляции, чтобы на следующий день она была готова снова поглотить тепло. Можно использовать одну и ту же тепловую массу для охлаждения в жаркое время года и обогрева в холодное время года.

    Вентиляция
    Естественная вентиляция поддерживает температуру в помещении, близкую к температуре наружного воздуха, поэтому это эффективный метод охлаждения только тогда, когда температура в помещении равна или выше температуры наружного воздуха. Климат определяет лучшую стратегию естественной вентиляции.

    В местах, где дует дневной ветерок и днем ​​требуется вентиляция, открывайте окна на той стороне здания, которая обращена к ветру, и на противоположной стороне, чтобы создать поперечную вентиляцию. При проектировании разместите окна в стенах, выходящие на преобладающий ветерок и противоположные стены. Стены крыльев также можно использовать для создания вентиляции через окна в стенах, перпендикулярных преобладающим ветрам. Сплошная вертикальная панель размещается перпендикулярно стене между двумя окнами. Он ускоряет естественную скорость ветра за счет разницы давлений, создаваемой стенкой крыла.

    В таком климате, как Новая Англия, где ночные температуры обычно ниже, чем дневные, сосредоточьтесь на том, чтобы приносить прохладный ночной воздух, а затем закрывать дом для горячего наружного воздуха в течение дня. Механическая вентиляция — это один из способов поступления прохладного воздуха в ночное время, но конвективное охлаждение — другой вариант.

    Конвективное охлаждение
    Самая старая и простая форма конвективного охлаждения предназначена для подачи холодного ночного воздуха снаружи и выталкивания горячего внутреннего воздуха.Если преобладают ночные бризы, то высокое вентиляционное отверстие или открытое отверстие с подветренной стороны (сторона, противоположная ветру) позволят горячему воздуху улетать под потолком. Низкие вентиляционные отверстия на противоположной стороне (сторона, обращенная к ветру) будут пропускать прохладный ночной воздух, чтобы заменить горячий воздух.

    В местах, где нет сильных ветров, все еще можно использовать конвективное охлаждение путем создания тепловых труб. Тепловые дымоходы спроектированы с учетом того, что теплый воздух поднимается вверх; они создают теплую или горячую зону воздуха (часто за счет солнечной энергии) и имеют высокое выходное отверстие для выхлопных газов.Горячий воздух выходит из здания через высокое вентиляционное отверстие, а более холодный воздух втягивается через нижнее вентиляционное отверстие.

    Есть много разных подходов к созданию эффекта теплового дымохода. Один из них — солярий, выходящий на юг, с вентиляцией наверху. Воздух забирается из жилого помещения через соединительные нижние вентиляционные отверстия и выводится через верхние вентиляционные отверстия солярия (верхние вентиляционные отверстия из солярия в жилое пространство и все работающие окна должны быть закрыты, а стена солярия должна быть затемнена).

    % PDF-1.4 % 5275 0 объект > эндобдж xref 5275 176 0000000016 00000 н. 0000003876 00000 н. 0000004136 00000 п. 0000004202 00000 н. 0000004357 00000 н. 0000006087 00000 н. 0000006791 00000 н. 0000006877 00000 н. 0000006976 00000 н. 0000007093 00000 н. 0000007224 00000 н. 0000007287 00000 н. 0000007411 00000 п. 0000007474 00000 н. 0000007620 00000 н. 0000007683 00000 н. 0000007818 00000 п. 0000007881 00000 н. 0000007943 00000 п. 0000008003 00000 н. 0000008081 00000 н. 0000008254 00000 н. 0000008430 00000 н. 0000008607 00000 н. 0000008784 00000 н. 0000008961 00000 н. 0000009138 00000 п. 0000009169 00000 н. 0000009200 00000 н. 0000010064 00000 п. 0000010087 00000 п. 0000010185 00000 п. 0000011423 00000 п. 0000011673 00000 п. 0000012327 00000 п. 0000013564 00000 п. 0000013805 00000 п. 0000013852 00000 п. 0000013951 00000 п. 0000013986 00000 п. 0000015172 00000 п. 0000015271 00000 п. 0000015307 00000 п. 0000015545 00000 п. 0000016728 00000 п. 0000017964 00000 п. 0000017988 00000 п. 0000018101 00000 п. 0000018215 00000 п. 0000018428 00000 п. 0000018583 00000 п. 0000029381 00000 п. 0000029589 00000 н. 0000029706 00000 п. 0000029730 00000 п. 0000039961 00000 н. 0000039984 00000 н. 0000040101 00000 п. 0000051323 00000 п. 0000092835 00000 п. 0000104233 00000 п. 0000104350 00000 н. 0000104467 00000 н. 0000104581 00000 п. 0000104694 00000 п. 0000104907 00000 н. 0000105061 00000 н. 0000105178 00000 п. 0000105295 00000 п. 0000105409 00000 н. 0000105522 00000 н. 0000105735 00000 н. 0000105889 00000 н. 0000106006 00000 п. 0000106123 00000 п. 0000106237 00000 п. 0000106350 00000 н. 0000106563 00000 н. 0000106717 00000 н. 0000106834 00000 п. 0000106951 00000 п. 0000107065 00000 н. 0000107178 00000 п. 0000107391 00000 н. 0000107545 00000 н. 0000107662 00000 н. 0000107779 00000 п. 0000107893 00000 н. 0000108006 00000 н. 0000108219 00000 п. 0000108373 00000 п. 0000108490 00000 н. 0000108607 00000 н. 0000108721 00000 н. 0000108834 00000 п. 0000109047 00000 н. 0000109201 00000 н. 0000109318 00000 п. 0000109435 00000 н. 0000109549 00000 п. 0000109662 00000 п. 0000109875 00000 п. 0000110029 00000 н. 0000110146 00000 п. 0000110263 00000 п. 0000110377 00000 н. 0000110490 00000 н. 0000110703 00000 п. 0000110857 00000 н. 0000110974 00000 п. 0000111091 00000 н. 0000111205 00000 н. 0000111318 00000 н. 0000111531 00000 н. 0000111685 00000 н. 0000111802 00000 н. 0000111919 00000 н. 0000112033 00000 н. 0000112146 00000 н. 0000112359 00000 н. 0000112513 00000 н. 0000112630 00000 н. 0000112747 00000 н. 0000112861 00000 н. 0000112974 00000 н. 0000113187 00000 н. 0000113341 00000 п. 0000113458 00000 н. 0000113575 00000 н. 0000113689 00000 н. 0000113802 00000 н. 0000114015 00000 н. 0000114169 00000 н. 0000114286 00000 н. 0000114403 00000 н. 0000114517 00000 н. 0000114630 00000 н. 0000114843 00000 н. 0000114997 00000 н. 0000115114 00000 п. 0000115231 00000 п. 0000115345 00000 н. 0000115458 00000 н. 0000115671 00000 н. 0000115825 00000 н. 0000115942 00000 н. 0000116059 00000 н. 0000116173 00000 н. 0000116286 00000 н. 0000116499 00000 н. 0000116653 00000 н. 0000116770 00000 н. 0000116887 00000 н. 0000117001 00000 н. 0000117114 00000 н. 0000117327 00000 н. 0000117481 00000 н. 0000117598 00000 н. 0000117715 00000 н. 0000117829 00000 н. 0000117942 00000 н. 0000118155 00000 н. 0000118309 00000 н. 0000118426 00000 н. 0000118543 00000 н. 0000118657 00000 н. 0000118770 00000 н. 0000118983 00000 н. 0000119137 00000 н. 0000119192 00000 н. 0000119249 00000 н. 0000119307 00000 н. 0000119365 00000 н. 0000119423 00000 н. 0000004506 00000 н. 0000006063 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 5276 0 объект > / Контуры 5281 0 R >> эндобдж 5277 0 объект > эндобдж 5278 0 объект > / Кодировка> >> / DA (/ Helv 0 Tf 0 г) >> эндобдж 5279 0 объект > эндобдж 5449 0 объект > поток HVkU> IZ-vgyLf2yM7 *> Z * ESJ? TźE EPBZ & sLf ܭ PQlUWd74 ۖ (& ~; L6? T` d} N͵qpz} ԏoC $ ǯr!%> / a

    Пассивное солнечное отопление и охлаждение

    Рисунок 1.Дом, оснащенный технологиями пассивного солнечного отопления и охлаждения, в том числе видимыми тромбами. [1]

    Пассивное солнечное отопление и охлаждение , иногда называемое просто пассивным солнечным дизайном , представляет собой процесс использования определенных строительных систем, помогающих регулировать внутреннюю температуру за счет избирательного и выгодного использования солнечной энергии в попытке повысить энергоэффективность. В этих системах само здание или какой-либо его элемент использует естественные энергетические характеристики материалов при воздействии солнечных лучей.Как правило, эти пассивные системы просты с небольшим количеством движущихся частей, поэтому требуют минимального обслуживания. [2]

    Эта инженерия, необходимая для создания этих систем, включает в себя тщательный выбор материалов для оболочки здания, включая стены, полы, крыши, окна и материалы для их остекления, и определение их правильной ориентации. Пассивное отопление и охлаждение стратегически улавливают или затеняют от солнечного излучения. [3]

    Как они работают

    Солнечные системы отопления и охлаждения используют преимущества естественных процессов, таких как теплопроводность, конвекция и излучение, для обогрева или охлаждения здания.Из-за этого они практически не требуют внешней энергии для функционирования и могут способствовать повышению энергоэффективности дома. Когда светит Солнце, солнечная радиация нагревает здания. Эта солнечная энергия преобразуется в тепло и переносится горячим воздухом или водой в здание. [3] За счет стратегического улавливания или защиты от этого излучения можно регулировать температуру в доме. [2]

    Кроме того, тепловая энергия от солнечной инсоляции может быть сохранена для будущего использования.Улавливание солнечного излучения зимой помогает согреть пространство, а притенение от солнечного излучения летом охлаждает его. Следовательно, использование теплоизоляции и теплоизоляции имеет решающее значение для предотвращения переохлаждения помещения зимой. [3] Аналогичным образом, использование технологий затенения в сочетании с окнами и остеклением не менее важно для предотвращения перегрева помещения летом.

    Пассивные солнечные технологии

    Пассивные системы отопления и охлаждения используются, чтобы не использовать кондиционер или обогреватель.Многие из самых передовых методов контроля температуры в доме используют пассивные методы для достижения энергоэффективности. Существует множество различных технологий, которые выборочно используют или защищают от солнечной энергии для обогрева или охлаждения здания без использования обогревателя или кондиционера. Эти технологии включают в себя открываемые окна, солнечные дымоходы, солнечные стены и стены с тромбами. [2]

    Эти технологии используются для регулирования температуры внутреннего пространства путем улавливания или отвода тепла от солнечного излучения.Технологию затенения также можно стратегически использовать для уменьшения нагрева. Создавая места, где тень может быть увеличена или уменьшена, количество солнечной радиации, попадающей в пространство, уменьшается, что позволяет поддерживать прохладу в комнате без использования кондиционера.

    Эти технологии могут использоваться для новых построек, а также могут быть включены в существующие конструкции. Местный климат всегда является важнейшим фактором при проектировании и внедрении пассивных систем солнечного отопления и охлаждения. [3]

    Вот статья с более глубоким обсуждением архитектуры в пассивном солнечном нагреве и охлаждении.

    Список литературы

    Радиационный контроль

    Влияние контроля солнечной радиации на затраты на энергию

    Введение

    Как солнечное излучение влияет на температуру поверхности крыши и тепловой поток через крышу?

    Этот информационный бюллетень по контролю солнечной радиации посвящен малоскатным крышам коммерческих зданий.Мембраны или материалы для защиты от атмосферных воздействий, используемые для этих крыш, непрозрачны для солнечного излучения. Когда непрозрачные поверхности крыши подвергаются воздействию солнечного излучения, солнечное излучение не проходит напрямую через крышу. На рисунке выше в заголовке изображена непрозрачная пологая крыша, взаимодействующая с солнечным излучением. Это показывает, что часть солнечного света отражается от поверхности, а остальная часть поглощается. Отраженная доля определяется коэффициентом отражения солнечного света от поверхности, числом от 0 до 1, которое относится к солнечной части электромагнитного спектра.Солнечное излучение включает в себя диапазон длин волн от ближнего ультрафиолета до ближнего инфракрасного, охватывающий все, что видно человеческому глазу. Эскиз предполагает коэффициент отражения солнечного света около 0,85.

    Поглощенное солнечное излучение нагревает поверхность. Поглощенная энергия больше не является солнечной энергией. Он характеризуется температурой материала поверхности, которая намного ниже эквивалентной солнечной температуры. Следовательно, поверхность излучает излучение в дальней инфракрасной части спектра.Это инфракрасное излучение не следует путать с отраженным солнечным излучением. Излучаемое количество прямо пропорционально инфракрасному излучению поверхности, число от 0 до 1, которое обычно отличается от коэффициента отражения солнечного света. Поверхность крыши также обменивается энергией за счет конвекции с воздухом над крышей и за счет теплопроводности со слоем крыши непосредственно под поверхностью. Воздействие влаги, в основном испарение и конденсация жидкой воды на поверхности, иногда важно для крыш с низким уклоном.

    Температура поверхности крыши определяется балансом прироста и потерь энергии, включая энергию, запасенную в крыше. Пиковая температура поверхности сильно зависит от пикового солнечного излучения и коэффициента отражения солнечного света от поверхности. В солнечный день в конце июня, в течение всего июля или в начале августа в северном полушарии черная поверхность крыши (коэффициент отражения солнечного света менее 0,1) может достигать пиковых температур, превышающих 170 ° F (77 ° C). В то же время белая поверхность с высокой отражающей способностью (коэффициент отражения солнечного света больше 0.8) может быть ниже 110 ° F (43 ° C).

    Для устойчивых условий тепловой поток на единицу площади через крышу определяется как отношение разницы температур через крышу к общему тепловому сопротивлению крыши. В безоблачный день в середине лета для типичной внутренней температуры поверхности 80 ° F (27 ° C) контроль солнечной радиации вызывает уменьшение разницы температур на крыше примерно с 90 ° F до 30 ° F (с 90 ° F до 30 ° F). примерно от 50 ° C до 17 ° C). Если общее тепловое сопротивление (R-значение) материалов, присутствующих в крыше, невелико, произойдет значительное уменьшение устойчивого теплового потока через крышу.Если крыша имеет значительную тепловую емкость (тепловую массу), поглощенная энергия будет накапливаться в крыше, а тепловые потоки через крышу будут задерживаться и уменьшаться, уменьшая эффект контроля солнечного излучения. Облачность и другие неустойчивые условия также уменьшают тепловой поток через крышу относительно максимального установившегося значения.

    Что влияет на значения коэффициента отражения солнечного света и коэффициента излучения инфракрасного излучения?

    И коэффициент отражения солнечного света, и коэффициент излучения инфракрасного излучения от поверхности зависят от типа материала, образующего поверхность, и от состояния поверхности.Эффект выветривания существенно влияет на коэффициент отражения солнечного света. Типичное белое покрытие с начальным коэффициентом отражения солнечного света, превышающим 0,8, вероятно, будет иметь коэффициент отражения солнечного света ниже 0,55 после нескольких лет воздействия, если поверхность не защищена от переносимой по воздуху пыли и загрязняющих веществ. Типичное алюминиевое покрытие с начальным коэффициентом отражения солнечного света около 0,6, вероятно, будет иметь коэффициент отражения солнечного света около 0,4 после нескольких лет воздействия. Типичные белые покрытия, кажется, сохраняют инфракрасное излучение более 0,8, несмотря на изменения в коэффициенте отражения солнечного света.Типичные алюминиевые покрытия имеют инфракрасное излучение от 0,3 до 0,5 в новом состоянии, а инфракрасное излучение увеличивается до значений от 0,5 до 0,7 из-за атмосферных воздействий. Эти значения коэффициента отражения солнечного света и излучения инфракрасного излучения являются средними по вариациям в температура поверхности, которой подвергаются поверхности кровли из-за суточных и сезонных изменений климата.

    Загрязнение и изменения поверхности вызывают изменение радиационных свойств. Вместе они составляют то, что называется выветриванием. Загрязнение происходит со временем из-за загрязнения атмосферы и биологического роста.Изменения происходят из-за многих факторов, включая ультрафиолетовое излучение, температурные циклы из-за солнечного света, резкие колебания температуры из-за дождя, проникновения влаги, конденсации и испарения росы, ветра, замерзания и таяния, а также воздействия мокрого снега, снега и града. Дождь и тщательная стирка могут временно помочь восстановить высокую степень отражения солнечного света, но не до исходного уровня.

    Наш опыт работы со всем спектром коммерчески доступных материалы покрытия в ходе трехлетних испытаний на открытом воздухе в Восточном Теннесси показали, что тщательная промывка полностью выветрившихся белых покрытий раствором тринатрийфосфата в воде восстанавливает около 40% от среднего значения 0.27 снижение коэффициента отражения солнечного света из-за выветривания. Тщательная промывка полностью выветрившихся алюминиевых покрытий восстанавливает около 55% снижения коэффициента отражения солнечного излучения в среднем на 0,20 из-за атмосферных воздействий. Промывка не влияла на излучение инфракрасного излучения белых покрытий, но, по-видимому, восстанавливала исходное излучение инфракрасного излучения алюминиевых покрытий. После того, как поверхности были промыты, они снова возобновили выветривание. За полгода мы смогли наблюдать это продолжение выветривания для всех поверхностей, коэффициент отражения солнечного света белых покрытий снизился примерно на 0.03. Коэффициент отражения солнечного света алюминиевых покрытий снизился примерно на 0,02. Для четырех белых покрытий и трех алюминиевых покрытий, которые мы могли продолжать наблюдать в течение трех лет после очистки, коэффициент отражения солнечного света снизился в общей сложности на 0,11 от очищенных значений. Это уменьшение примерно того, что было восстановлено очисткой после первоначальных трех лет выветривания.

    Из-за зависимости от состояния поверхности, коэффициент отражения солнечного света и коэффициент излучения инфракрасного излучения являются свойствами не только материала поверхности.Значения коэффициента отражения солнечного света и излучения инфракрасного излучения необходимо уточнять на основании описания материала и его состояния. Например, чистая металлическая поверхность имеет высокий коэффициент отражения солнечного света и низкий коэффициент излучения инфракрасного излучения. Окисленная или ржавая металлическая поверхность, вероятно, будет иметь более низкий коэффициент отражения солнечного света и более высокий коэффициент излучения инфракрасного излучения. Возможны различные комбинации высоких и низких коэффициентов отражения солнечного света и высоких и низких значений инфракрасного излучения с различными материалами и условиями поверхности. Ценности не связаны.

    Что такое контроль солнечной радиации?

    Контроль солнечной радиации для крыш с низким уклоном основан на использовании поверхностных материалов, которые имеют высокий коэффициент отражения в солнечной части электромагнитного спектра и высокий коэффициент излучения в инфракрасной части спектра. Высокий означает 0,75 или более по шкале от 0 до 1. Такие материалы известны как «холодные материалы». См. Http://EETD.LBL.gov/HeatIsland/CoolRoofs/ для всестороннего обсуждения исследователями группы Heat Island в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли важности как коэффициента отражения солнечного света, так и коэффициента излучения инфракрасного излучения, а также методов их измерения.Поскольку количества поглощенной солнечной энергии и инфракрасной энергии, переизлучаемой низкосклонными крышами, линейно пропорциональны коэффициенту солнечного отражения и инфракрасному излучению, соответственно, материалы с коэффициентом отражения солнечного света и инфракрасным излучением менее 0,75 могут в некоторой степени контролировать солнечное излучение.

    Цель контроля солнечной радиации — снизить охлаждающую нагрузку на здание. В коммерческих зданиях высокая интенсивность прямого солнечного излучения в летнее время на горизонтальных поверхностях и большая площадь наклонных крыш делают эти крыши основной целью контроля солнечной радиации.Высокая степень отражения солнечного света от поверхности крыши приводит к тому, что большая часть солнечного излучения отражается, прежде чем она может повлиять на энергетический баланс крыши. Высокое инфракрасное излучение увеличивает способность крыши излучать часть поглощенной солнечной энергии и энергии изнутри здания в небо, что полезно в период охлаждения. Эквивалентная температура неба намного ниже температуры крыши, особенно в ясные ночи. Обычно поверхности с высоким коэффициентом излучения инфракрасного излучения на 5–10 ° F (на 3–6 ° C) холоднее, чем температура наружного воздуха в ясные ночи.Поверхности с низким уровнем инфракрасного излучения могут быть намного теплее, чем температура наружного воздуха, что может помочь снизить тепловую нагрузку на здание во время отопительного сезона.

    Рекомендуется ли контроль солнечной радиации для всех малоскатных крыш?

    В современных методах контроля солнечной радиации на крышах с низким уклоном контроль солнечной радиации является пассивной технологией. Работает днем ​​и ночью, круглый год, кроме дождливых периодов или когда крыша покрыта росой.Слой воды имеет высокое инфракрасное излучение. Это доминирует в ночном поведении покрытой росой крыши. Даже если температура воздуха на несколько градусов выше нуля, тонкие слои воды, открытые для ночного неба, будут замерзать ясными ночами. Пока солнечная энергия не испарит пруды или росу с крыши, температура крыши остается близкой к температуре окружающего воздуха. Фактически, поэтому, даже если она усложняет энергетические эффекты, вода на крыше улучшает контроль солнечного излучения.

    Поскольку контроль солнечной радиации сокращает количество солнечной радиации, поглощаемой крышей, в солнечные периоды через крышу поступает меньше тепла с контролем солнечного излучения, чем без него.Такой приток тепла может быть желателен во время отопительного сезона. Уменьшение притока тепла во время отопительного сезона за счет контроля солнечной радиации обычно называют штрафом за отопление. Во многих коммерческих зданиях преобладают внутренние нагрузки, связанные с оборудованием и людьми. Следовательно, контроль солнечной радиации не обязательно нежелателен даже в климате с большим количеством градусо-дней нагрева. Градусо-дни нагрева — это обычная мера потенциальной теплопроводности через ограждающую конструкцию здания.Они не указывают, насколько велик приток тепла от внутренних источников по сравнению с потерями тепла через ограждающую конструкцию здания. Это необходимо определять в каждом конкретном случае. Только теплопотери через ограждающую конструкцию здания пропорциональны градусо-дням нагрева.

    Как достигается контроль солнечной радиации, если это необходимо?

    Контроль солнечного излучения может быть реализован во время строительства крыши путем выбора материала мембраны с желаемыми характеристиками высокого коэффициента отражения солнечного излучения и высокого коэффициента излучения инфракрасного излучения.Поскольку традиционные сборные крыши строятся путем вытирания слоев рубероида с помощью асфальтовых материалов, они обладают радиационными свойствами, типичными для асфальтовых материалов: очень низкие коэффициенты отражения солнечного света (менее 0,1) и высокие коэффициенты излучения инфракрасного излучения (более 0,8). Слой гравия на верхней части сборной крыши может иметь немного более высокий коэффициент отражения солнечного излучения и действительно добавляет тепловую массу, но он не позволяет называть крышу крышей с контролем солнечного излучения. Кровельные материалы с низким уклоном, имеющие состав наподобие светлой черепицы для высоконаклонных крыш (асфальтовые материалы с небольшими светлыми гранулами, внедренными в поверхность), имеют коэффициент отражения солнечного излучения не выше 0.25.

    Доступны однослойные кровельные мембраны с высокой солнечной коэффициенты отражения и высокие коэффициенты инфракрасного излучения. Их можно установить с помощью тех же технологий, что и для традиционных черных однослойных крыш, сделанных из этилен-пропилендиенового мономера (EPDM) или битума, модифицированного атактическим полипропиленовым полимером (APP). Механические крепления могут использоваться для прикрепления изоляции крыши и мембраны для контроля солнечного излучения к настилу крыши в достаточном количестве мест, чтобы удовлетворить требованиям по сопротивлению ветровым подъемам и другим конструктивным требованиям.В качестве альтернативы изоляция может быть прикреплена к настилу крыши с помощью крепежа или других средств, а мембрана может быть приклеена к изоляции подходящим клеем.

    Нанесение белого акрилового покрытия безвоздушным распылителем.

    После строительства традиционной черной крыши, контроль солнечного излучения все еще возможен. Жидкие покрытия можно распылять, наносить щеткой или наматывать на мембрану. Они высыхают, образуя поверхность с радиационными свойствами, не зависящими от свойств подложки.Покрытия с истинным контролем солнечного излучения с исходным непрозрачным коэффициентом отражения солнечного излучения более 0,75 и инфракрасным излучением более 0,75, как правило, представляют собой белые латексные или акриловые изделия на водной основе с добавлением диоксида титана для достижения высокого коэффициента отражения солнечного излучения. Мембрана должна выдерживать несколько недель, и / или необходимо нанести специальные базовые покрытия, чтобы обеспечить хорошее сцепление между покрытием и крышей.

    Доступны другие материалы для покрытия и крышки с начальным коэффициентом отражения солнечного света, как правило, менее 0.75 и инфракрасное излучение от низких до высоких значений в зависимости от материала. Во многие из них добавлены частицы алюминия или других металлов для повышения коэффициента отражения солнечного света. Хорошая связь между покрытием и субстратом также очень важна для этих покрытий, и для этого необходимы некоторые погодные условия субстрата и / или специальные базовые покрытия. Capsheets — это слой металла без покрытия или с покрытием, который наносится на заводе на подложку из однослойного асфальтового мембранного материала. Основание с прикрепленным колпачком может быть приклеено горелкой или приклеено к свежему или обветренному материалу. асфальтовая кровельная мембрана.

    Влияние контроля солнечной радиации на стоимость энергии

    В этом разделе представлен интерактивный инструмент, помогающий владельцам и / или операторам коммерческих зданий оценить максимальный эффект контроля солнечной радиации на потребности в энергии для здания под пологой крышей. Чтобы сгенерировать данные для уравнений, используемых в инструменте оценки, компьютерная модель была запущена в широком диапазоне климатов для различных крыш. Никакая другая часть оболочки здания не моделировалась. Климат был представлен типичными данными метеорологического года из Центра данных по возобновляемым ресурсам с веб-сайтом http: // rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/tmy2/. Следующие местоположения использовались для оценки экономии энергии (версия CoolCalcEnergy). Их климат меняется от преобладающего похолодания к с преобладанием отопления: Феникс, Аризона; Майами, Флорида; Тампа, Флорида; Даллас / Форт-Уэрт, Техас; Ноксвилл, Теннесси; Боулдер, Колорадо; Миннеаполис, Миннесота и Анкоридж, Аляска. Для оценки экономии при пиковом спросе (версия CoolCalcPeak) вместо Анкориджа, Аляски, Сиэтла, Вашингтона и Квиллайюта, Вашингтон, использовались наряду с другими климатами.Крыши с низким уклоном имели легкий настил и уровни изоляции R-4,8, R-12,6, R-25,2 и R-31,5 ч · фут² · ° F / BTU (R-0,9, R-2,2, R-4,4 и R -5,5 м² · К / Вт). Было смоделировано семь комбинаций коэффициента отражения солнечного спектра и коэффициента излучения инфракрасного излучения. Они соответствовали диапазону для различных поверхностей измеренных значений после двух лет всестороннего исследования тепловых характеристик двадцати четырех различных покрытий и четырех образцов без покрытия.

    Интерактивный инструмент оценки не применяется к наклонным крышам с вентилируемым чердачным пространством между кровельным настилом и чердачным этажом.Солнечная инсоляция немного отличается от горизонтальной крыши. Что еще более важно, вентилируемое чердачное пространство влияет на условия теплопередачи через утеплитель чердака. Инструмент оценки был разработан в Национальной лаборатории Ок-Ридж для крутых крыш с чердачным пространством без воздуховодов. Он есть на нашем веб-сайте как «Калькулятор крутизны уклона DOE». Информацию о световых барьерах на чердаках см. В обсуждении на нашем веб-сайте web.ornl.gov/sci/roofs+walls/radiant/rb_01.html. Результаты недавних измерений использования энергии охлаждения всего дома во Флориде с различными наклонными крышами идентичных домов см. В статье на веб-сайте Центра солнечной энергии Флориды.

    Интерактивный инструмент для оценки низкоскатных крыш позволяет простые статические пространства над подвесными потолками. Небольшое тепловое сопротивление, которое они добавляют, должно учитываться в тепловом сопротивлении конструкции крыши. Простые приточные камеры могут включать в себя хорошо изолированные воздуховоды для подачи и возврата воздуха для системы кондиционирования здания. Более сложные ситуации недопустимы, поскольку не учитываются взаимодействия между системой воздуховодов и приточным воздухом. Основное предположение инструмента оценки состоит в том, что тепловой поток через настил крыши напрямую влияет на нагрузку на систему кондиционирования здания.

    Для инструмента оценки охлаждающая нагрузка, вызванная единичной площадью крыши на охлаждающем оборудовании здания, была определена как сумма годового теплового потока через настил крыши, когда температура наружного воздуха превышала 75 ° F (24 ° C). Различия между охлаждающей нагрузкой для крыши без покрытия и крыши с покрытием изучались в поисках максимумов каждую неделю сезона охлаждения, чтобы определить экономию пикового спроса за счет контроля солнечного излучения. Нагревательная нагрузка, вызванная единицей площади крыши на отопительном оборудовании здания, была определена как сумма годового теплового потока через настил крыши, когда температура наружного воздуха была ниже 60 ° F (16 ° C).Температура воздуха внутри под крышами поддерживалась на уровне 72,5 ° F (22,5 ° C), и не было смоделировано никакой настройки термостата или снижения температуры. Судя по результатам с моделью склада в ежегодной оценке энергопотребления для целых зданий, включая жесткую настройку термостата и понижение температуры во время незанятых часов, нагрузки, используемые для инструмента оценки, показывают максимальную экономию энергии за счет контроля солнечной радиации на крышах домов. здания с небольшими внутренними нагрузками.

    Температура воздуха внутри помещения на ± 5 ° F (± 3 ° C) отличается от 72.5 ° F (22,5 ° C) допустимы, потому что инструмент оценки выполняет расчеты для крыши с контроль солнечной радиации по сравнению с контролем без солнечной радиации. До тех пор, пока внутренняя температура воздуха остается неизменной с контролем солнечного излучения и без него, оценки с помощью инструмента действительны. Это включает в себя влияние различных уставок термостата в сезоны нагрева и охлаждения.

    В инструменте оценки полиномы используются для соответствия результатам модели только крыши.Это позволяет пользователям инструмента оценки вводить интересующие параметры, которые не совсем соответствуют значениям, используемым в модели. Охлаждающие нагрузки подбираются в зависимости от коэффициента отражения солнечного света и инфракрасного излучения поверхности крыши, теплового сопротивления крыши, степени охлаждения в днях и среднего дневного солнечного излучения для данного местоположения. Нагревательные нагрузки подбираются в зависимости от коэффициента отражения солнечного света и инфракрасного излучения поверхности крыши, теплового сопротивления крыши и градусо-дней нагрева для данного местоположения.Экономия при пиковом спросе зависит от коэффициента отражения солнечного света и инфракрасного излучения поверхности крыши, теплового сопротивления крыши и среднего дневного солнечного излучения для данного местоположения.

    Ссылка на файл InputHelp дается в версиях средства оценки CoolCalcEnergy и CoolCalcPeak. Это поможет вам подготовить исходные данные для вашей ситуации, особенно с учетом соответствующих затрат на топливо для вашего местоположения. Если вам нужна оценка годовой экономии затрат на электроэнергию (плюс экономия затрат на потребление, если применимо) с контролем солнечного излучения или количество традиционной изоляции на крыше без контроля солнечного излучения для такой же годовой экономии затрат на энергию, используйте Cool Energy Оценщик.

    Неэнергетические соображения

    Что, помимо экономии энергии, оправдывает контроль солнечной радиации для крыш с низким уклоном?

    Экономию годовых затрат на электроэнергию, затрат на потребление (если применимо) и других затрат необходимо сопоставить с местными затратами на покупку и установку покрытия или мембранной системы. Основное внимание в этом информационном бюллетене уделяется защитным покрытиям или мембранам с отражающими материалами (такими как алюминий или диоксид титана), которые добавляются для экономии энергии, необходимой для охлаждения зданий под защищенными крышами.Другая экономия затрат, связанная с защитным характером покрытия или мембранной системы, может быть более значительной, чем экономия годовых затрат на электроэнергию, особенно за пределами климата с преобладанием охлаждения.

    Защитные покрытия имеют долгую историю использования до того, как кондиционируемые здания с требованиями к охлаждающей энергии стали обычным явлением. Увидеть Интернет-сайт Ассоциации производителей кровельных покрытий http://www.roofcoatings.org/ для краткой истории защитных покрытий и их эволюции к разнообразию продуктов, доступных сегодня.Эти продукты варьируются от низковязких, неволокнистых покрытий для проникающих грунтовок и гидроизоляционных покрытий до высоковязких, плотных цементов для приклеивания гидроизоляционных мембран и компонентов, а также для ямочного ремонта и устранения утечек. В середине этого диапазона находятся продукты средней вязкости, волокнистые и неволокнистые продукты для промежуточных клеев и верхних покрытий.

    Покрытия для защиты от солнечного излучения относятся к этой категории средней вязкости. В защитных покрытиях, как правило, используются смолы от битумных (таких как асфальт) до полимерных (например, акриловых) с армирующими наполнителями и растворителем-носителем или водным эмульгированием.Светоотражающие пигменты добавляются для контроля солнечного излучения. Покрытие остается в виде застывшей водостойкой пленки при испарении растворителя-носителя или воды.

    Важным назначением покрытия является защита покрываемой им мембраны от воздействия ультрафиолетового (УФ) излучения солнечного света. Ультрафиолет разрушает асфальт и некоторые резиновые материалы, в результате чего они становятся хрупкими и не могут изгибаться при термическом воздействии. В конечном итоге это приводит к трещинам в самой мембране или ее нарушению прилипания к высыпаниям.Покрытия с дополнительными отражающими пигментами также защищают мембрану от высоких пиковых температур, уменьшая термические нагрузки.

    Контроль солнечного излучения дает наибольшую экономию, когда на крыше мало или совсем нет теплоизоляции. Даже при контроле солнечной радиации необходима теплоизоляция для уменьшения тепловых нагрузок и помощи в уменьшении охлаждающих нагрузок. Контроль солнечной радиации не помогает снизить тепловые нагрузки. Часто с его использованием связаны штрафы за нагрев.Стоимость кровли, особенно со средним и высоким уровнем теплоизоляции, требует значительных вложений. Любая прогнозируемая чистая экономия от контроля солнечного излучения помогает оправдать его установку в дополнение к изоляции.

    Часто единственным средством от утечки воды внутрь здания является капитальный ремонт или замена мембраны. Вода, содержащаяся во многих типах кровельной изоляции, делает их неэффективными в качестве теплоизоляции. Полная замена поврежденной кровли и утилизация влажной изоляции обходятся дороже, чем строительство новой кровли с такими же характеристиками.Даже если экономия энергии из-за снижения охлаждающей нагрузки минимальна, защитные покрытия могут продлить срок службы мембраны и добавить барьеры или отремонтировать существующие барьеры от утечки воды в систему крыши. В этом контексте экономию энергии можно рассматривать как бонус в дополнение к другим преимуществам контроля солнечной радиации.

    Установка

    Как устанавливается контроль солнечного излучения?

    Если контроль солнечной радиации достигается путем замены существующей кровельной мембраны новой мембраной с характеристиками контроля солнечного излучения, выполняются принятые в кровельной промышленности процедуры установки низкоскатной кровли.Прекрасным руководством по спецификациям и деталям конструкции для установки на крышах с низким уклоном является Руководство NRCA по кровле и гидроизоляции, пятое издание, тома 1 и 2, опубликованное в 2001 году Национальной ассоциацией кровельных подрядчиков, Роузмонт, Иллинойс. См. Также веб-сайт NRCA для кровли с малым уклоном в Интернете: http://nrca.net/technical/lowslope/.

    Чистота — это особое внимание при установке новых мембраны с характеристиками контроля солнечного излучения. Эти мембраны имеют светлый цвет и легко и навсегда загрязняются асфальтовыми материалами.Следует избегать пешеходного движения, которое ведет за такими материалами с других участков крыши. Материалы, используемые для приклеивания изоляции перед установкой новой мембраны, также могут испачкать верхнюю часть новой мембраны. В таком случае их необходимо тщательно просушить перед укладкой новой мембраны на крышу. Помимо неприглядного вида на светлой крыше, каждое пятно асфальтового материала снижает коэффициент отражения солнечного света от пораженного участка до менее 0,1.

    Нанесение белого латексного эластомерного покрытия роликами.

    Покрытие существующей крыши для контроля солнечного излучения — менее сложная процедура. Для любого процесса нанесения покрытия залогом успеха является тщательная очистка и сушка основания. Кровельные покрытия специально разработаны для прилипания к различным кровельным мембранам. Они не такие, как краска. Конечная толщина покрытия для белых латексных или акриловых покрытий обычно составляет около 0,015 дюйма (0,38 мм) и меньше для многих алюминиевых покрытий. Только незначительные дефекты поверхности могут быть устранены без нарушения целостности покрытия.Дефекты покрытия являются потенциальными участками растрескивания и отслаивания. Многие покрытия предназначены для герметизации покрываемой ими области от утечек в исходной мембране. Дефекты покрытия нарушают эту функцию до того, как станет очевидным растрескивание или отслоение.

    Большая площадь большинства малоскатных крыш исключает использование кистей как средства нанесения покрытия. Тем не менее, очистка щеткой часто используется вблизи отливок и краев для предварительного покрытия для дополнительной герметизации. На большие площади гладкой кровли возможно нанесение покрытий валиком.Типичное нанесение валиком показано на Рисунке 1. На кровле с шероховатой поверхностью или для наиболее равномерного нанесения на любую основу покрытие наносится распылением. См. Рис. 2, где безвоздушный распылитель используется для нанесения белого покрытия на застроенную крышу с гравийным покрытием.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *