Штейнберг А. Я. Расчет инсоляции зданий

Штейнберг А. Я. Расчет инсоляции зданий. Киев, «Буддвельник», 1975, стр. 120.

Как запроектировать здание, чтобы во всех комнатах было солнце? Как избежать 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 пей 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 по 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.

© Издательство «Буд1вельник», 1975 г.

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.

Ro-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» [28] 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 учитываем 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 привести 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.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ИНСОЛЯЦИОННЫХ РАСЧЕТОВ

Человеческий организм находится в постоянном контакте с внешней средой и под ее постоянным воздействием.

Одним из элементов внешней среды, оказывающих влияние на формирование микроклимата помещений и непосредственно на человеческий организм, является прямая солнечная радиация. Для того чтобы учесть влияние солнечной энергии на человеческий организм и микроклимат помещений, необходимо охарактеризовать лучистую энергию Солнца, характер и интенсивность излучения и факторы, от которых зависят эти величины.

Характеристика лучистой энергии Солнца

Лучи с различными длинами волн, входящие в состав спектра солнечного излучения, обладают различным воздействием на человеческий организм. Поэтому необходимо знать состав и интенсивность всех частей солнечного спектра.

Спектр солнечных лучей, проходящих через атмосферу, по длине волн находится в пределах 0,29 μ — 6 μ.

Таким образом, солнечная радиация, попадающая на землю, включает в себя следующие типы излучения:

средневолновое ультрафиолетовое (длины волн 2800—3200 А);

длинноволновое ультрафиолетовое (длины волн 3200—4000 А);

световое (длины волн 0,4—0,75 μ);

инфракрасное (длины волн 0,76—3 μ).

Каждый из перечисленных участков спектра обладает своими индивидуальными особенностями в отношении воздействия на живой организм и весьма определенными санирующими возможностями.

Лучистая энергия Солнца, попадающая на землю, проявляется в нескольких видах. Основной вид — это прямая солнечная радиация. Вследствие рассеяния и поглощения лучистой энергии Солнца на пути от внешней границы атмосферы до земной поверхности появляется рассеянная, или диффузная, радиация. Эта радиация, в отличие от прямой солнечной, падающей в виде параллельного пучка лучей, направлена из всех точек небосвода. В результате отражения солнечных лучей от земной поверхности возникает отраженная радиация. Часть прямой и диффузной солнечной радиации поглощается земной поверхностью, которая нагревается и, в свою очередь, становится источником теплового излучения. Атмосфера, нагревающаяся за счет теплообмена с земной поверхностью, также служит источником теплового излучения — возникает противоизлучение атмосферы.

Основная доля лучистой энергии для первых трех видов излучения сконцентрирована в коротковолновой части спектра (в основном видимой). Последние же два вида излучения являются длинноволновыми.

В настоящей работе будет рассмотрена прямая и частично диффузная радиация, т. к. лишь они оказывают существенное влияние на архитектурно-планировочное решение зданий»