Расчет инсоляции жилых помещений. Статья.

ДЛЯ ЧЕГО НУЖНА ИНСОЛЯЦИЯ

В странах, с климатом похожим на наш, солнечный свет более благодатный, чем тень. В холодную пору года он согревает, а летом без него не получится полноценного комфортного отдыха. Кроме того, лучи солнца являются естественным антисептиком, о них зависит здоровый микроклимат в помещениях.

Это нашло отражение в строительных нормах, где определены минимальные нормы расчета инсоляции ( или величины попадания лучей прямого солнечного света) жилых и нежилых помещений.

Для соблюдения инсоляции жилых помещений или светового климата помещения, где проживают или находятся люди, учитывается, как долго, за определенное время, помещение освещается прямыми солнечными лучами.

Согласно нормативам этот период, при непрерывном солнечном освещении, составляет 2 часа, а при периодическом солнечном освещении — 2,5 часа. Например, если в доме имеется четыре жилые комнаты, то солнечным светом должны освещаться хотя бы две комнаты.

ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Следовательно, чтобы правильно рассчитать инсоляцию нужно учесть как, относительно сторон света, будут располагаться окна. Для жилых помещений не рекомендуется выбирать северную сторону дома, так как солнце там не бывает. А вот в окна комнат на южной стороне дома солнце, в ясную погоду, светит практически целый день.

Для того, что бы добиться нормальной освещенности дома, нужно его располагать на участке так, чтоб расстояние до соседнего здания было больше, чем высота затеняющего здания.

Наиболее оптимальным взаимным расположением зданий считается, когда высокие строения не закрывают окна дома в радиусе 6-8 метров от окна в зоне с углом 60 градусов (что соответствую сектору круга с шириной 7,5-9,5 метров). Это является обычным расстоянием между зданиями. В этой зоне не должно находиться каких-либо объектов, которые отбрасывают тень на дом.

Для выполнения этих условий необходимо заранее, еще на этапе проектирования, учесть расположение дома на участке относительно соседних строений. Возможно, придется изменить линию застройки своего участка. Например, для неширокого участка будет разумным разместить дом в его глубине.

А чтобы обеспечить зону окна с углом в 60 градусов в уже построенном доме, вполне возможно переместить это окно на другое место фасада, или же сделать его больше.

ЗАТЕНЯЮЩИЕ ОБЪЕКТЫ

Для зданий 1-й и 2-й степени огнестойкости, расстояние от одного строения до другого должно быть более 6,0 м, а для зданий 3-й степени огнестойкости — более 8,0 м. Обычная высота одноэтажного дома от уровня земли до обреза крыши или до карниза составляет примерно 4,0 м. Следовательно, с точки зрения попадания прямого солнечного света, этого вполне достаточно, чтобы соседние дома не затенялись.

Средняя же высота двухэтажного дома составляет порядка 7,0-8,0 м. Такое здание уже может стать причиной затенения комнат на первом этаже соседнего дома. Этот фактор обязательно нужно учесть еще на стадии проектирования дома (при расчете инсоляции жилых помещений) и его расположения на участке.

У здания высотой 8,0 м карнизный свес будет находиться на высоте около 7,0 м от нижнего края окна на первом этаже соседнего дома. Если расстояние между домами 8,0 м, а ширина карнизного свеса заслоняющего здания равна 1,0 м, то расстояние от карниза до соседнего здания составляет 7,0 м. Следовательно, расстояние между зданиями и высота затенения будут одинаковы. Однако, если расстояние между этими домами будет хоть немного меньше, или же высота затеняющего дома больше, то вполне возможна недостаточная освещенность солнечным светом комнат затененного дома.

ИНСТРУМЕНТЫ РАСЧЕТА

Вышеизложенные рекомендации носят общий и упрощенный подход к соблюдению санитарных норм. Для обеспечения комфорта в жилых помещений необходимо сделать расчет инсоляции. Для этих целей у проектировщиков есть ряд инструментов — графики для определенной широты и специализированные компьютерные программы. В них моделируется сцена и происходит автоматический или полуавтоматический расчет продолжительности инсоляции для каждой квартиры жилого здания. Все результаты сводятся в отчет.

Вы можете заказать расчет инсоляции в нашей студии. Свяжитесь с нами и мы подскажем Вам какие исходные материалы будут необходимы для работы.

Оригинал статьи можно прочитать здесь

вернуться к списку статей

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

Содержание: 

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

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.

Архитектурное проектирование

Градостроительство

Свет и цвет в архитектуре и дизайне

Штейнберг А.Я.

Скачать книгу: Расчет инсоляции зданий. Штейнберг А.Я. 1975

Солнечная радиация в космосе | PVEducation

Только часть всей энергии, излучаемой солнцем, попадает на космический объект, находящийся на некотором расстоянии от солнца. Солнечная радиация (H ₀ в Вт/м ² ) – это плотность мощности, падающей на объект из-за солнечного освещения. На поверхности Солнца плотность мощности равна плотности абсолютно черного тела с температурой около 6000 К, а общая мощность Солнца равна этому значению, умноженному на площадь поверхности Солнца. Однако на некотором расстоянии от Солнца общая мощность Солнца теперь распределяется по гораздо большей площади поверхности, и поэтому солнечное излучение на объект в космосе уменьшается по мере удаления объекта от Солнца.

Солнечная радиация объекта на некотором расстоянии D от солнца определяется путем деления полной мощности, излучаемой солнцем, на площадь поверхности, на которую падает солнечный свет. Общее солнечное излучение, испускаемое солнцем, определяется как σT ⁴ , умноженное на площадь поверхности солнца (4πR ² _солнце ), где R _солнце — радиус солнца. Площадь поверхности, на которую падает энергия Солнца, будет равна 4πD ² . Где D — расстояние объекта от солнца. Следовательно, интенсивность солнечного излучения H ₀ дюйм (Вт/м ² ), падающая на объект:

H0=Rsun2D2Hsun

где:
H _солнце плотность мощности на поверхности солнца (в Вт/м ² ) как определено уравнением черного тела Стефана-Больцмана;
R _солнце — радиус солнца в метрах, как показано на рисунке ниже; а
D — расстояние от солнца в метрах, как показано на рисунке ниже.

На расстоянии D от солнца такое же количество энергии распределяется по гораздо большей площади, поэтому мощность солнечного излучения снижается. В приведенном ниже расчете интенсивности солнечного излучения на поверхности Солнца H _солнце составляет 64 × 10 ⁶ Вт/м ² , а радиус солнца, R _солнце , составляет 695 × 10 ⁶ м.

Расстояние от Солнца — Калькулятор интенсивности излучения

Расстояние от Солнца, Dx10 ⁹ м

Интенсивность солнечного света, H ₀ Вт/м ²

В таблице ниже приведены стандартные значения излучения для каждой из планет, но, введя расстояние, вы можете получить приблизительное значение. Расстояние до Солнца варьируется для каждой планеты, поскольку орбиты эллиптические, а не линейные. Например, расстояние от Земли до Солнца определяется Международным астрономическим союзом как 149,597 870 700 (149,5978707 × 10  ⁹ ) метров1, но фактическое расстояние до Солнца варьируется от 152,10 × 10  ⁹  м до 147,10 × 10  ⁹  м.

Более подробная информация о планетах находится по адресу: https://nssdc. gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/

• 1. I. Astronomical Union, «Measuring the Universe», 2012. .

Как рассчитать площадь поверхности, необходимую для солнечных панелей

27 мая 2013 г. Основы, Солнечная энергияПлощадь, Эффективность, Электромагнитная волна, Освещенность, Солнечная энергия, Солнечная панель Ясир Ахмед (он же Джон)

Вы оценили необходимый размер солнечной системы и готовы приобрести на рынке оборудование для ее установки. Но подождите, вы уверены, что у вас достаточно места в саду, на заднем дворе или на крыше для установки солнечных батарей? Как вы можете сделать приблизительную оценку площади, необходимой для солнечных батарей? Вот быстрый и простой способ сделать это.

Фотогальванические панели на крыше

Предположим, вы хотите установить 10 солнечных панелей мощностью 100 Вт каждая и с эффективностью преобразования 18%. Полная выходная мощность солнечной системы может быть рассчитана как:

Общая выходная мощность = Общая площадь x Солнечное излучение x Эффективность преобразования

Мы знаем, что требуемая общая выходная мощность составляет 1000 Вт (10 панелей x 100 Вт), солнечное излучение для поверхности, перпендикулярной солнечным лучам на уровне моря. в ясный день составляет около 1000 Вт/м ² , а эффективность преобразования составляет 18%. Подставив эти числа в приведенное выше уравнение, мы получим:

1000 Вт = Общая площадь x 1000 Вт/м ² x 0,18

или

Общая площадь = 1000/180 = 5,56 м ²

Если вы собираетесь установить все панели в одну линию, вам потребуется пространство примерно 1 м x 5,56 м (каждая панель имеет размер размером 1 м x 0,556 м) на вашей крыше. Ну вот. У вас есть приблизительная оценка пространства, необходимого для солнечных панелей вашей системы.

Примечание:

1. Помните, что солнечные панели обычно устанавливаются под углом к ​​поверхности земли, и это может несколько изменить результаты. Пример подробного расчета смотрите в следующем посте.

2. Приборы обычно работают от переменного напряжения, в то время как солнечная панель вырабатывает постоянное напряжение, а батарея также работает от постоянного тока. Поэтому для преобразования постоянного тока в переменный необходим инвертор, а при преобразовании могут быть значительные потери.

3. Представьте, что солнечная панель имеет эффективность преобразования 100%, т.е. она преобразует всю солнечную энергию в электрическую, тогда все, что вам нужно, это 1 м ² солнечной панели для производства 1000 Вт электроэнергии :).

Автор: Ясир Ахмед (он же Джон)

Более 20 лет опыта работы в различных организациях в Пакистане, США и Европе. Работал научным сотрудником в группе мобильных и портативных радиостанций (MPRG) Технологического института Вирджинии и был одним из первых исследователей, предложивших пространственно-временные блочные коды для восьми передающих антенн. Сотрудничество с MPRG продолжалось даже после получения степени MSEE и привело к 12 исследовательским публикациям и книге по беспроводным коммуникациям. Работал в Qualcomm USA в качестве инженера с ключевой ролью тестирования производительности и соответствия модемов UMTS.