Расчет солнечной радиации раньше был неотъемлемой частью проектной документации, особенно с учетом изменений в законодательстве, вызванных выходом нового Постановления Правительства РФ от 16 февраля 2008 года. Хотя его роль не до конца ясна, он необходим в соответствии с СанПин 2. 2. 1/2. 1. 1. 1. 1076-01.
В этой статье рассматривается вопрос «Работа с солнечной радиацией, зачем она нужна и как рассчитывается».
Что такое освещенное солнцем место или солнечная радиация?
Этот термин широко используется в области строительной светотехники и трактуется как облучение поверхностей и участков прямыми солнечными лучами. Проще говоря, каждая поверхность в помещении напротив окна получает определенное количество солнечной энергии, измеряемое в кВт-ч/м2 .
В расчетах используются два метода.
Зачем нужна солнечная радиация в дизайне?
Воздействие прямого солнечного света в жилых помещениях очень важно для здоровья человека, так как солнечный свет является источником питания и энергии для организма. Из-за дефицита витамина D суточная потребность составляет около 400 единиц, что может привести к различным заболеваниям, таким как скорбут, рахит, туберкулез и остеопороз. Польза от нормального пребывания на солнце:
Несмотря на потенциал помещений и офисного оборудования с различными осветительными приборами, проектирование зданий всегда связано с темой естественного освещения. Элиасные нормы регламентируются СанПин 2. 2. 1/2. 1. 1. 1. 1076-01.
В то же время, начиная с 2004 года, государственный санитарно-эпидемиологический надзор больше не рассматривает и не утверждает проекты в обязательном порядке. Это связано с принятием Федерального закона «О градостроительных нормативах Российской Федерации». С тех пор можно заметить, что хотя работы по солнечной радиации больше не являются обязательными, это не отменяет их важности.
Рассмотрим шесть случаев, когда документальное подтверждение закона может положить конец сложной/противоречивой ситуации.
Во всех этих примерах отсутствие подтверждающей документации не является защитой того, кому адресованы «претензии».
Основные программы для расчета солнечной радиации и ее свойств
Одним из основных автоматизированных рабочих инструментов является программа «Sitis. Solaris». Графический процессор уменьшает трехмерную часть городского пространства. Задается направление на север и масштаб рассчитываемой сцены. В автоматическом режиме программа вычисляет точку, в которой рассчитывается фактическая солнечная радиация для каждого окна, по заданным параметрам, отражающим данные об оконных проемах. Для комнат и квартир существует еще одна возможность создания сложных объектов. В конце строительства на объекте можно построить парапеты или крыши.
К преимуществам этой программы относятся точность расчетов и соответствие нормативным требованиям Российской Федерации. В результате со временем создаются короткие экспозиции с естественным освещением. Проемы и помещения, не соответствующие требованиям, отмечаются индивидуально.
Сложность заключается в том, что московская экспертиза не доверяет расчетам авторов «Ситиса». Солярис». Солнечные карты создаются с помощью изображений, фигур и конструкций, показывающих цветовые области для разного времени солнечной радиации. Поэтому информация может отличаться от автоматических расчетов, полученных программой, примерно на 10 минут. Выходом из этой ситуации является создание в Solaris выбора для управления продолжительностью естественного освещения на основе программы солнечной радиации.
Какие еще есть сложности при проектировании?
Сложность расчета солнечной радиации определяется тем, на каком этапе к нам обращается заказчик. На практике работа может быть выполнена в три этапа.
Важность расчета солнечной радиации в современных реалиях
Сегодня качество реализуемых проектов гарантируется незамедлительным исполнением. В случае несоблюдения норм государство привлекает к ответственности производителей и ученых. В любом случае, если требования не нарушаются, отвечать приходится по закону. Обследования, направленные на выявление уровня освещенности и соответствия помещений нормам, могут заказать как простые граждане, так и юридические лица. Чрезмерное затемнение оконных проемов жилых домов и придомовых участков считается административным нарушением.
Вывод: проект не является обязательным, но необходим для перестраховки и разрешения спорных ситуаций.
Практические способы улучшения солнечной радиации в ширококорпусных зданиях, подземных сооружениях.
Большие размеры и массивность подземных сооружений в современной городской застройке обусловлены рядом факторов, в том числе более рациональным использованием участков. Серьезной проблемой является повышение энергоэффективности этих сооружений, особенно ранее эксплуатируемых. Кроме того, во многих городах есть исторические здания, которые необходимо реконструировать, сохранив их фасады. Однако, несмотря на то, что их назначение и архитектурный облик могут казаться совершенно разными, существует общая и важная проблема обеспечения регулирования солнечной радиации. Общепринятый подход к решению этой проблемы — усиленное освещение, то есть частично светопрозрачные крыши. Преимущественно используются объемные конструкции и подземные сооружения. Необходимость привлечения инвесторов для восстановления исторических зданий обуславливает создание определенных крупных торговых и офисных помещений в сочетании с сохранением многих зданий (кварталов) и внешней архитектуры. Единственным решением в этом случае является внутренний дворик или дорожка. Кроме того, это здание с воздушным освещением. Поэтому фонари Zenith присутствуют во всех рассматриваемых объектах и с их помощью гарантируют регулируемое естественное освещение. Влияние окон на большие здания незначительно и полностью отсутствует в подземных сооружениях.
Несмотря на многолетнюю практику использования фонарей Zenith, пока не удалось устранить три основных недостатка
— Дополнительные теплопотери: rtr. F. j 0. 25m2-c°/w. Это часто меньше требуемого термического сопротивления оболочки. Кроме того, традиционная система (рис. 1) создает дополнительный отопительный объем в верхней части помещения, который фактически является «мостиком холода» — сложность регулирования избыточного светового потока (а значит, и дополнительного притока тепла) в летний период.
Однако такое решение от проекта к работе, от объекта к объекту отличается завидной стабильностью. Подобной участи не избежало и строительство общественно-торгового центра на площади Независимости. Здесь также имеют место нетрадиционные, но неэффективные источники воздушного пространства.
Ситуация может существенно измениться с помощью авторских разработок. В основе этого лежит использование в конструкции зенитных фонарей управляющих зеркал, которые являются дополнительными рассеивателями, позволяющими оптимизировать геометрические размеры кровельных проемов и внешних стеклянных панелей. Действительно, простое графическое сравнение концепций солнечных потоков с плоскими зеркалами и без них (рис. 2) показывает резкое увеличение визуальной эффективности современных отражателей, которая может достигать 95 %. Однако такие решения не могут эффективно контролировать солнце в течение всего дня и поднимать все углы. Выходом является использование вращающихся кривых зеркал. Основное предлагаемое решение для круглых апертур показано на рисунке 3. Сравнительные характеристики освещенности основаны на коэффициенте импорта K и характеризуют отношение поверхности апертуры SPR к поверхности прямого обязательства солнечного света SAF. Графически эта зависимость проиллюстрирована на рисунке 4. При расчетных характеристиках традиционного светового люка до угла до 1 минуты (рис. 1) прямой солнечный свет в проем не попадает. Открытие. Угол A Max характеризует высоту солнца в полдень 21 июня в Минске «57°». В этих пределах КТР плавно увеличивается от 0 до 0,8. Однако следует иметь в виду, что
Рисунок 3. Несколько типов вращающихся зеркал в круглых апертурах: а) вид сбоку, б) вид сверху, в) освещенная солнцем площадь по сравнению с площадью апертуры. 1 — параболоцилиндр, тип 1; 2 — параболоцилиндр, тип 2; 3 — параболоиндуцированное или; 4 — пирамида (коническое); 5 — сферическое; 6 — традиционная конструкция.
Сравнительный анализ показывает, что при прямом солнечном освещении предлагаемое устройство обеспечивает многократное усиление дневного света на различных объектах. Учитывая это, площадь светового проема (до 5,8 % поверхности крыши) можно значительно уменьшить, сохранив стандартное естественное освещение при существенном снижении теплопотерь. Важно также отметить, что применяемый рассеиватель не добавляет отапливаемого пространства и увеличивает общее термическое сопротивление светового люка. Кроме того, верхний источник света становится регулируемым, что исключает избыточный свет и чрезмерную жару в летние месяцы. Дополнительным важным преимуществом авторского решения является то, что оно автоматизировано. Это может стать основой для создания стационарной системы поддержания освещения (CIM), если добавление искусственных источников света будет происходить только при недостатке естественного освещения. Программируемые функции. Это дает серьезные преимущества в экономии затрат на электрическое освещение (до 40-50 % на некоторых объектах).
Таким образом, разработка «солнечных парусов» служит основой для проектирования и производства энергоэффективных установок и используется при реконструкции существующих зданий самого разного назначения. Практическое применение подобных устройств для крупногабаритных конструкций может быть выявлено от формы к форме. 5. Следует отметить, что фактическая эффективность их работы напрямую зависит от наличия прямых солнечных лучей, поэтому необходимо проектировать открывающиеся запасы на пасмурные дни и расчеты рассеянного освещения.
Основными потребителями таких систем являются супермаркеты, крупные торговые центры, промышленные и складские здания, спортивные и культурные объекты, места отдыха, подземные сооружения и коридоры. Практическое применение также позволяет строить большие дома со светильниками на пяти этажах. Однако к каждому объекту должен применяться индивидуальный подход. Многое зависит от его расположения, окружающих зданий, направления относительно меридиана и т.д. Лучше всего подходят плоские, незатененные крыши и освещенные помещения на первом этаже.
Кстати, подробные рекомендации по внедрению системы «солнечный парус», признанной победителем конкурса достижений в научно-техническом развитии строительной отрасли 2004 года, можно получить по адресу Автор (e-mail: [email protected]).
Солнечная радиация в массовом жилищном строительстве.
В рассматриваемой мною теме, касающейся серии панельных и многоквартирных домов в Москве советского периода, не лишним будет упомянуть такое понятие, как солнечная радиация. Разумеется, это мое личное мнение, которое может быть изменено или дополнено в комментариях. В Википедии есть следующее определение. «Фактическая солнечная радиация всегда отличается от потенциальной и может быть определена только путем физических наблюдений». Фактическая солнечная радиация зависит от ориентации и конфигурации здания, оконных проемов, расчетных площадей и положения балконов и лоджий.
Правила и расчеты солнечной радиации являются, пожалуй, самыми серьезными светотехническими, экономическими и социально-правовыми вопросами на сегодняшний день. В связи с изменениями в землепользовании и строительстве на рыночной основе требования к регулированию солнечной активности жилых зданий стали одним из основных факторов, сдерживающих амбиции земельных инвесторов, владельцев и арендаторов по сверхинтенсивному развитию городов. Максимизация прибыли».
Например, критерий солнечной радиации в СНиПах 1982: 2. Солнечная радиация является важным фактором, способствующим укреплению здоровья, и должна использоваться во всех жилых и общественных зданиях, а также на участках жилой застройки. Оптимальная эффективность солнечной радиации, т.е. общеукрепляющий, психофизиологический, бактерицидный и тепловой эффекты, достигается при ежедневном непрерывном воздействии прямой солнечной радиации на участок и почву в течение 3-4 часов. Весенние и осенние спецификации учитывают световые и климатические особенности различных регионов страны и характер здания. Требования стандарта достигаются за счет правильного расположения, ориентации и планировки здания.
Понимаете ли вы, насколько это важно? Речь идет не только об обычном дневном свете с точки зрения яркости и освещения, но и о микроклимате в помещении, отоплении и даже сушке.
Теперь примените это к своему дому. Обратите внимание, что помимо прямых причин, влияющих на солнечную радиацию, существуют также косвенные причины, влияющие на солнечную радиацию. Если к прямым относится расположение дома и других домов, то к косвенным — наличие или отсутствие растений перед окнами, остекление балкона (если оно есть), высота потолков и отражающие материалы. А также поглощающие поверхности и, что самое важное, на мой взгляд, соотношение площади остекления и площади перекрытия. И вот на днях я захотел зайти в квартиру 1MG-601D, где случайно обратил внимание на размер окон… Я не знала, что означает это измерение, но площадь была значительно больше! И когда я жила в таких домах, комнаты всегда были светлыми и медленно освещались, но в больших комнатах квартир серии И-155Б на третьем этаже меня сразу осенила догадка. Комната казалась тусклой даже при прямом солнечном свете. Это объяснялось не только темными обоями, но и тем, что оконные проемы были шириной 140 см, половина из которых выходила на балконные двери. Балкон был застеклен подрядчиком, а затем заново застеклен другой компанией, но света все равно было мало. Упс… В одном из домов СУ-155 в Домодедово по той же причине не хватало света на кухне даже днем. А в II-68, например, высота потолка из-за наличия лоджии тоже оказывает (менее) негативное влияние на освещенность комнаты, хотя и не такое значительное, как в более новых домах. В моей П-46 ширина комнатной доски 420 см, оконного блока — 225 см, балконной двери — те же 70 см. Высота окна — 150 см, высота балконной двери — 220 см, а высота потолка — 264. В кухне высота окна 150х150 см, балконная дверь такой же высоты. Ширина кухни составляет 2,8 метра. Понятно, что это «грязные» проемы (т.е. без учета рам, перемычек и т.д.) и возможны модифицирующие факторы. Освещение и дневной свет достаточны для моих глаз, а с учетом того, что солнце загорается позже, свет включается медленно: до 23 часов летом. Это означает, что солнечное излучение также экономит энергию, необходимую для освещения комнат. Чем больше дом, тем больше расстояние между домами.
Что бы вы ни говорили, в советское время это еще считалось важным параметром, а сейчас мы стараемся свести его к минимуму, отбросив логику и соображения во имя собственных интересов.
Как всегда, комментарии дополнены, изменены или неточны. Спасибо авторам за фотографии.