с помощью инсографиков

Задача 1. Определение суточной продолжительности инсоляции территорий застройки и помещений

Рис. 6.1 - Примеры расчета продолжительности инсоляции и построения теней:

а - продолжительность инсоляции точки на открытом участке и на фасаде здания;

б - определение горизонтального и теневых углов окна;

в - определение продолжительности инсоляции помещения через окно;

г - построение теней от здания на участке;

1 - затеняющее здание;

2 - инсолирующее здание

Задание:

Определить продолжительность инсоляции точки А, нахо-дящейся на поверхности земли на широте 55° с.ш., с учетом затенения ее рядом стоящим зданием высотой Н_зд=25 м

(Н_зд - превышение карниза зате­няющего здания над уровнем заданной точки А) и ориентированного по направлению СВ-ЮЗ. В расчете используем масштаб застройки 1:2000.

Решение:

1. Строим инсографик для местности на широте 55° с.ш. в масштабе застройки (рис. 5.3).

2. На плане застройки центральную точку инсографика совмещаем с точкой А и 12-часовую линию инсографика с направлением С-Ю (рис 6.1).

3. На инсографике проводим горизонталь 25, соответствующую

высоте затеняющего здания (Н_зд — 25м).

4. Определяем продолжительность инсоляции расчетной точки по числу непересеченных часовых линий частью здания (отмеченной

штри­ховкой), расположенной севернее линии высоты. Продолжительность инсоляции точки А без учета затеняющего зда­ния 1 составила бы с 7 ч до 17 ч. С учетом затенения зданием 1 продолжи­тельность инсоляции точки А сокращается и делится на два периода: с 7 ч до 9 ч 30 мин и с 11 ч до 17 ч, то есть 2 ч 30 мин и 6 ч.

Таким образом, общая продолжительность инсоляции расчетной точки А составляет 8 ч 30 мин, а непрерывная - 6 ч.

 

Задача 2.Определить продолжительность инсоляции точки, расположенной на фасаде здания на уровне первого этажа, применительно к условиям Задачи 1.

Для решения этой задачи используем рис. 6-1, нанеся на него исследуемое здание 2 с расчетной точкой А на фасаде (здание показано пунктиром).

Продолжительность инсоляции расчетной точки А при отсутствии затеняющего здания 1 составила бы с 7 ч до 14 ч, то есть 7 ч.

Продолжительность инсоляции расчетной точки А сучетом затенения зданием 1 будет состоять из двух периодов: с 7 ч до 9 ч 30 мин и с 11 ч до 14 ч, а в общей сложности - 5 ч 30 мин.

Задача 3.Определить продолжительность инсоляции помещения через окно с учетом размеров окна, стены и затеняющего здания (рис.1,бШ),

 

55° с.ш.

М 1:2000

6)

55° с.ш.

55° с.ш.

 

Применительно к условиям Задачи 1. Размеры окна: высота 1460 мм; ширина 2060 мм; толщина стены 510 мм.

Продолжительность инсоляции помещения определяем в дни равноденствия с учетом горизонтального угла раскрытия окна (рис. 6.1). Расчеты продолжительности инсоляции помещения проводим относительно центральной точки, находящейся на пересечении диагоналей окна.

Для определения продолжительности инсоляции помещения центральную точку инсографика совмещаем с центральной точкой окна, а размещение стены с окном должно совпадать с направлением СВ-ЮЗ. Продолжительность инсоляции помещения будет находиться в пределах горизонтального угла окна. При отсутствии затеняющего здания продол­жительность инсоляции составит с 7 ч до 13 ч 20 мин, то есть 6 ч 20 мин. Здание 1 сокращает продолжительность инсоляции помещения и разделяет ее на два периода: с 7 ч до 9 ч 30 мин и с 11 ч до 13ч 20 мин, что составля­ет всего 4 ч 50 мин. Непрерывная продолжительность инсоляции составляет 2 ч 30 мин.

Задача 4.Построить контур теней («конверт теней») от здания 1 для условий ранее рассмотренных задач.

1. Выбираем опорную точку на здании 1, которая будет основанием для построения почасовых теней. Наиболее удобным для этой цели является угол здания 0 (рис. 6.1).

2. Совмещаем с этим углом центральную точку инсографика, положение которого, по сравнению с предыдущими задачами, принимается диаметрально противоположным, то есть центральная точка инсографика должна быть обращена на Юг. В этом случае радиальные часовые линии показывают направление теней, идущих от выбранного угла в соответст­вующие часы дня.

3. Проводим горизонталь 25, соответствующую расчетной высоте здания, которая показывает длину тени в различные часы дня.

4. Строим почасовые тени от здания. В дни равноденствия тень от опорной точки здания пойдет по земле по прямой линии, совпадающей с линией горизонтали 25. На рис. 6.1 видно, что все тени касаются своими углами этой линии, что облегчает последовательное их построение. Так, например, в 8 ч линия тени от опорного угла здания пойдет по соответствующей часовой радиальной линии до точки "а" на горизонтали. Параллельно ей будет направлена линия тени от угла здания "в", и их концы соединит линия тени

б-а, параллельная карнизу.

Подобным образом строим локальные тени для каждого часа, образуя так называемый контур ("конверт") теней. На рис. 6.1 показана часть "конверта" теней на период с 8 ч до 13 ч.

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ

 

Азимутальная геодезическая шкала круга горизонта, имеющая 360 градусов с отсчетом от точки севера по направлению часовой стрелки.

Азимут окна - направление горизонтальной оси окна на точку горизонта.

Блесткость или ослепленность - это наличие яpких источников света в поле зpения, оказывающее неблагопpиятное ощущение и pаздpажающее человека. В pяде случаев на пpактике, вместо понятия блескости, пользуются показателем ослепленности Р, выpажающийся фоpмулой:

;

где - V₁ , V₂ видимость объекта pазличения соответственно пpи экpанизиpовании и наличии яpких источников света в поле зpения.

Видимость V хаpактеpизует способность глаза воспpинимать объект; V зависит от освещенности, pазмеpа объекта, его яpкости, контpаста объекта с фоном, длительности наблюдения и дp.

Гелиотермическая ось, градусы - азимут солнца в момент максимальной температуры наружного воздуха.

Инсоляция - облучение поверхностей и пространств прямыми солнечными лучами.

Ось окна - прямая, проходящая через центр окна перпендикулярно фасаду здания. Служит для определения ориентации окна по азимутальной шкале круга горизонта.

Расчетная высота противостоящего здания (Н, м) - отсчитывается от расчетной точки исследуемого помещения до карниза (парапета) или конька кровли противостоящего здания. При расчетах инсоляции и затенения территории Н отсчитывается от уровня земли до карниза затеняющего здания.

Расчетные комнаты квартир - комнаты или остекленные лоджии комнат, которые должны обеспечиваться нормируемой инсоляцией.

Инсоляционные углы светопроема - горизонтальные и вертикальные углы, в пределах которых на плоскости светопроема возможно поступление прямых солнечных лучей. При расчете инсоляционных углов глубина световых проемов принимается равной расстоянию от наружной плоскости стены до внутренней плоскости переплета.

Приложение А

(справочное)

 

Таблица № 1 - Классификация солнцезащитных и светорегулирующих устройств и мероприятий

 

Наименование солнцезащитного и светорегули-рующего устройства, мероприятия	Обеспечивае-мый эффект	Область применения	Рацио-нальные секторы ориента-ции, градусы	Рекомендуемые материалы
I. АРХИТЕКТУРНО-ПЛАНИРОВОЧНЫЕ
Ориентация и взаиморасположение зданий	Защита от светового и теплового дискомфорта и рациональность выбора солнцезащитного устройства	Любые здания	Продольная ось здания вдоль гелиотермической оси	-
Конфигурация здания в плане	То же	То же	То же	-
Озеленение и обводнение территории	Улучшение микроклимата	Внутри квартальные территории и скверы		Газоны, кустарники, вьющиеся деревья с густыми и широкими кронами
Покрытия тротуаров и площадок нетеплоемкими материалами	То же	То же	-	Тощий бетон, песок, грунтовые покрытия с дренажем
II. КОНСТРУКТИВНЫЕ
1. Затеняющие элементы зданий 2.
Профиль ограждающих конструкций стен	Защита от светового и теплового дискомфорта	Обществен-ные и промышлен-ные здания	45-135 и 225-15	-
Профиль покрытий (в том числе шеды)	Световой и тепловой комфорт	То же	330-30	-
2. Межстекольные солнцезащитные и светорегулирующие устройства
Горизонтальные жалюзи	Защита от светового и теплового дискомфорта	То же	90-270	Дерево, алюминий, пластмассы
Пространственные сетки	То же	То же	30-135 и 225-330	Металлический лист толщиной 0,1-0,5 мм
Вертикальные жалюзи	То же	То же	45-90 и 270-315	Дерево, алюминий, пластмассы
Солнцезащитный диффузор для зенитного фонаря	Световой и тепловой комфорт	Промышленные и общественные здания	-	Алюминий, пластмассы
"Северный фонарь"*	То же	Промышленные здания	330-30	-
Солнцезащитная шахта		Общественные и промышленные здания	-	-
Подвесной потолок - решетка	Защита от светового дискомфорта	То же	-	Алюминий, пластмассы
Шпренгельный фонарь	То же	То же	-	-
Ставни-жалюзи* (сдвижные и складывающиеся)	Световой и тепловой комфорт	Жилые здания и детские учреждения	0-360 45-315	Дерево, алюминий, пластмассы
Штора (свертывающаяся, откидная)	Защита от светового и теплового дискомфорта	Жилые здания, гостиницы	45-315	Деревянные, алюминиевые и пластмассовые планки (пустотелые)
Маркизы откидные	То же	Обществен-ные и промышленные здания со зрительной работой ниже III разряда по СНиП 23-05-95	45-315	Солнцезащитные ткани, дерево, алюминий, пластмассы
Веерные жалюзи для зенитного фонаря *	Световой и тепловой комфорт	Промышленные и общественные здания	-	Алюминий
Штора (свертывающаяся)	То же	Жилые здания и детские учреждения	45-315	Солнцезащитные ткани, планки
Штора-жалюзи	Защита от светового дискомфорта	любые здания	90-270	Алюминий, пластмассы
Штора	То же	То же, кроме помещений со зрительной работой выше III разряда по СНиП 23-05-95	90-270	Солнцезащитные ткани
3. Солнцезащитные изделия из стекла и пленок
Теплоотражающие стекла	Защита от теплового дискомфорта	Любые, кроме жилых зданий, детских, учебных и лечебных учреждений	45-315 0-360	Металлизирован-ные покрытия
Светорассеива-ющие стекла, пластмассы и стеклопластики	Защита от светового и теплового дискомфорта	Фонари и верхние части окон промышленных зданий	45-315
Стевит (термолюкс)	То же	Верхние части окон промышленных зданий	90-270	Прокладки из стеклотканей
Профильное стекло и блоки (стеклянные коробчатые)	То же	То же	90-270	-
4. Солнцезащитные устройства для территорий
Сезонный тент-жалюзи	Тепловой и ультрафиолетовый комфорт	Детские и спортивные площадки, тротуары	-	Солнцезащтные ткани, алюминий
Целярий (солнцезащитный воздушный бассейн)	То же	Санатории, курорты		Алюминий, дерево
III. ТЕХНИЧЕСКИЕ
Кондиционирование воздуха	Защита от теплового дискомфорта	-	0-360	-
а) централизованное		Промышлен-ные и обществен-ные здания	-	-
б) местное		Жилые и общественные здания	-	-
Радиационное охлаждение	То же	То же	0-360	-
Водоразбрызгивающие установки	То же	То же	-	-

 

Примечание. Солнцезащитные устройства, отмеченные значком*, являются универсальными устройствами.

 

Таблица № 2 -Жилые дома

 

Типы квартир	Минимальное количество расчетных комнат	Нормируемая продолжительность суммарной инсоляции, час-мин, в расчетных комнатах
При ориентации световых проемов в секторах с азимутом, градусы
125-235	75 -125	235-285	45 - 75;285-315
Для центральной части и исторических зон города
Все типы квартир		1-30	1-30	1-30	1-30
Для остальной территории города
Однокомнатные		2-00	2-00	1-30	ориентация не допускается
Двухкомнатные		2-00	2-00	1-30	1-30
		1-30	1-30	1-30	1-30
Трехкомнатные		2-00	2-00	1-30	1-30
		1-30	1-30	1-30	1-30
Многокомнатные квартиры (4-х и более)		2-00	2-00	2-00	2-00
		1-30	1-30	1-30	1-30

 

Таблица № 3 -Общественные здания и участки территорий

 

Помещения	Нормируемая продолжительность суммарной инсоляции, час-мин.
При ориентации световых проемов в секторах с азимутом, градусы
125-235	75-125	45-75; 285-315	235 - 285
Общеобразовательные школы и школы-интернаты, профессионально-технические, средние и высшие учебные заведения
Классные комнаты	2-00	2-00	2-00 (секторы преимущественной ориентации)	1-30
Остальные помещения	-	-	-	-
Детские дошкольные учреждения
Групповые	2-00	2-00	2-00	1-30
Игральные	2-00	2-00	2-00	1-30
Изоляторы, комнаты для заболевших детей	2-00	2-00	2-00	1-30
Остальные помещения	-	-	-	-
Санатории, дома отдыха, общежития
Палаты и спальные комнаты (не менее, чем 60% помещений)	2-00	2-00	2-00	1-30
Остальные помещения	-	-	-	-
Больницы, родильные дома
Палаты (не менее, чем 60% палат)	2-00	2-00	2-00	1-30
Остальные помещения	-	-	-	-
Участки территорий
Площадки отдыха, спортивные и детские игровые площадки (50% территорий)	3-00	3-00	3-00	3-00

 

Примечание. Прочерки в табл. 3 означают отсутствие предъявляемых требований.

Таблица № 4 - Требования к солнцезащите

 

Группа помещений и участки территорий	Требования к солнцезащите	Рекомендации
Вид солнцезащиты	Ориентация помещений, градусы
1.Учебные помещения общеобразовательных школ, профессионально-технические, средние и высшие учебные заведения, детские дошкольные учреждения	Обязательна на учебный период года	Регулируемые межстекольные солнцезащитные устройства(СЗУ), архитектурно-планировочные решения	45-315
2.Палаты больниц и родильных домов	Обязательна только в жаркий период года	Регулируемые межстекольные СЗУ, архитектурно-планировочные решения	45-315
3.Лаборатории, чертежные залы	Обязательна в жаркий период года и в рабочее время	Регулируемые межстекольные СЗУ, архитектурно-планировочные решения	0-360
4.Демонстрационные выставочные залы	Обязательна при ориентации на солнечные румбы	Архитектурно-планировочные решения, регулируемые СЗУ	315-45
5 .Производственные помещения со зрительной работой выше III разряда по СНиП 23-05-95	Обязательна в течение рабочего дня	Архитектурно-планировочные решения и регулируемые СЗУ	Кроме северной четверти горизонта
6. Площадки отдыха, спортивные и детские игровые площадки	Обязательна в жаркий период года	Архитектурно-планировочные решения, сезонные тент-жалюзи	-

 

Приложение Б

 

Литература:

1. Ауров В.В., Байер В.Е., Ягупов Е.А., и др. под ред. Оболенского Н.В., «Архитектурная физика», М.: Стройиздат «Архитектура-С», 2005г.
2. Строительная светотехника: Труды НИИ строительной физики. Вып.7.23 (XXXVII).-М.: 1979.
3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требовния к инсоляции и солцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»
4. Михеев А.П., Береговой А.М., Петрянина Л.Н. «Проектирование зданий и застройки населенных мест с учетом климата и энергосбережения»: Ассоциация строительных ВУЗов, 2002.
5. МГСН 2.05-99 Московские городские строительные нормы «Инсоляция и солнцезащита»