Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

II. Расчет продолжительности инсоляции

ИНСОЛЯЦИЯ ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ

Методические указания к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию для студентов:

направление подготовки 08.03.01 «Строительство»,

профиль: «Проектирование зданий»;

направление подготовки 07.03.01 «Архитектура»;

направление подготовки 07.03.02 «Реставрация и реконструкция архитектурного наследия»

Ростов-на-Дону

УДК 534.84

Инсоляция жилой застройки: Методические указания к практическим занятиям, курсовому и дипломному проектированию / Сост. Л.В.Карасева.- Ростов-на-Дону: РГСУ,2015.- с.

Методические указания являются учебным пособием для оценки инсоляционного режима помещений и территории застройки. Указания содержат современные нормы по инсоляции и солнцезащите. Приведена методика определения продолжительности инсоляции с помощью солнечных карт. Также включен способ определения площадей внутренних поверхностей, подвергающихся солнечному облучению.

I. НОРМИРОВАНИЕ ИНСОЛЯЦИИ

Инсоляция -облучение поверхностей и пространств прямым солнечным светом,оказывающее световое, ультрафиолетовое и тепловое действия.

Прямой солнечный свет повышает гигиенический уровень помещений, имеет большое оздоровительное значение для среды обитания человека. Поэтому инсоляция должна быть использована в жилых, общественных зданиях и на территории жилой застройки.

В то же время следует учитывать необходимость защиты от избыточного теплового воздействия солнечной радиации в помещениях и на территории в жаркое время года. Инсоляция может оказывать слепящее действие (световой дискомфорт) при отражении солнечных лучей от гладких поверхностей. Солнечное излучение оказывает вредное и разрушающее действие на некоторые материалы (бумагу, ткани, продукты, лекарства, краски и т.д.).

Стремление полнее использовать положительные качества солнечного света и устранить его отрицательное действие нашло свое отражение в нормах инсоляции [1].

Согласно нормам, продолжительность инсоляции регламентируется в:

- жилых зданиях;

- детских дошкольных учреждениях (ДДУ);

- учебных учреждениях общеобразовательных, начального, среднего, дополнительного и профессионального образования, школах-интернатах, детских домах и др.;

- лечебно-профилактических (ЛПУ), санаторно-оздоровительных и курортных учреждениях;

- учреждениях социального обеспечения (домах-интернатах для инвалидов и престарелых, хосписах и др.).

Нормируемая продолжительность непрерывной инсоляции для помещений жилых и общественных зданий устанавливается:

- для северной зоны (севернее 58˚с.ш.) – не менее 2,5 часа в день с 22 апреля по 22 августа;

- для центральной зоны (58˚с.ш. - 48˚с.ш.) – не менее 2 часов в день с 22 марта по 22 сентября;

- для южной зоны (южнее 48˚ с.ш.) – не менее 1,5 часа в день с 22 февраля по 22 октября.

Расчет продолжительности инсоляции проводится на день начала периода (или день его окончания). При этом в расчетах не учитывается первый час после восхода и последний час перед заходом солнца для районов южнее 58˚с.ш. и 1,5 часа для районов севернее 58˚с.ш.

ТРЕБОВАНИЯ К ИНСОЛЯЦИИ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙ

1. Продолжительность инсоляции в жилых зданиях должна быть обеспечена не менее чем в одной комнате 1-3 – комнатных квартир и не менее чем в двух комнатах 4-х и более комнатных квартир.

В зданиях общежитий должно инсолироваться не менее 60 % жилых комнат.
Допускается прерывистость продолжительности инсоляции, при которой один из периодов должен быть не менее 1,0 часа. При этом суммарная продолжительность нормируемой инсоляции должна увеличиваться на 0,5 часа для каждой зоны.
Допускается снижение продолжительности инсоляции на 0,5 часа при реконструкции жилой застройки, расположенной в центральной, исторической зонах города.

ТРЕБОВАНИЯ К ИНСОЛЯЦИИ ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

1. Нормируемая продолжительность инсоляции устанавливается в основных функциональных помещениях общественных зданий, указанных выше.

2. К основным функциональным помещениям относятся:

- в зданиях ДДУ – групповые, игровые, изоляторы и палаты;

- в учебных зданиях – классы и учебные кабинеты;

- в ЛПУ – палаты (не менее 60% общей численности);

- в учреждениях социального обеспечения – палаты, изоляторы.

3. Инсоляция не рекомендуется в операционных, реанимационных залах больниц, ветлечебниц; химических лабораториях; выставочных залах музеев; книгохранилищах и архивах.

4. Допускается отсутствие инсоляции в учебных кабинетах информатики, физики, химии, рисования и черчения.

ТРЕБОВАНИЯ К ИНСОЛЯЦИИ ТЕРРИТОРИЙ

На территориях детских игровых площадок, спортивных площадок жилых домов; групповых площадок ДДУ; спортивной зоны, зоны отдыха общеобразовательных школ и школ-интернатов; зоны отдыха ЛПУ стационарного типа продолжительность инсоляции должна составлять не менее 3 часов на 50% площади участка независимо от географической широты.

СОЛНЦЕЗАЩИТА

1. Требования по ограничению избыточного теплового воздействия инсоляции распространяются на жилые комнаты отдельных квартир, общежитий, ДДУ, учебные помещения, ЛПУ и т.д., имеющие юго-западную и западную ориентации светопроемов.

2. На территории жилой застройки 3-го и 4-го климатических районов защита от перегрева должна быть предусмотрена не менее чем для половины игровых площадок, мест размещения игровых и спортивных снарядов и устройств, мест отдыха населения.

3. Ограничение избыточного теплового воздействия инсоляции помещений и территорий в жаркое время года должно обеспечиваться соответствующей планировкой и ориентацией зданий, а при невозможности обеспечения солнцезащиты помещений ориентацией, необходимо предусматривать конструктивные средства солнцезащиты. Ограничение теплового воздействия инсоляции территорий должно обеспечиваться затенением от зданий, специальными затеняющими устройствами и рациональным озеленением.

4. Меры солнцезащиты не должны приводить к нарушению

норм естественного освещения помещений.

II. РАСЧЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ

СОЛНЕЧНАЯ КАРТА

Определение продолжительности инсоляции производится с помощью солнечной карты (рис.1), представляющей собой план полусферы небосвода с нанесенной координатной сеткой в виде:

- концентрических окружностей - линий равных высот стояния солнца hº;

- радиальных линий, служащих для отсчета азимутов солнца Аº.

На координатную сетку нанесены траектории движения солнца в характерные дни года (день начала нормируемого периода инсоляции). Точками отмечено положение солнца в различные часы дня.

На рис. 1 приведена солнечная карта для 50˚с.ш. на 22 марта.

Полученные из солнечных карт данные о продолжительности инсоляции относятся к точке под открытым небосводом, ничем не затененной. В условиях городской застройки необходимо учитывать затенение, создаваемое окружающими зданиями, а для помещений дополнительно архитектурным решением окон (форма, размеры, толщина стен), наличием балконов, лоджий и т.д.

ВЫБОР РАСЧЕТНОЙ ТОЧКИ

Определение продолжительности инсоляции помещений выполняется в расчетной точке, которая принимается с учетом расположения и размеров затеняющих элементов здания (рис.2,3).

На плане и вертикальном разрезе помещения проводят прямые, определяющие горизонтальный и вертикальный инсоляционные углы - углы, в пределах которых возможно поступление прямых солнечных лучей в помещение. При этом глубина световых проемов принимается равной расстоянию от наружной плоскости стены до внутренней плоскости переплета. Расчетная точка образуется на пересечении горизонтальных лучей солнца, определяющих начало и окончание инсоляции без учета окружающей застройки.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ В ПОМЕЩЕНИИ С УЧЕТОМ ЗАТЕНЯЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКЦИИ ОКОННОГО ПРОЕМА

Рассмотрим конкретный пример: задана жилая комната с оконным проемом, ориентированным по азимуту Аº= 130º; географическая широта местности - 50˚с.ш.

В масштабе 1:50 вычерчиваем план помещения и вертикальный продольный разрез по оконному проему (рис.4).
На плане фиксируем расчетную точку О (см предыдущий пункт). Из точки О восстанавливаем перпендикуляр OG к плоскости наружной стены, эта линия называется осью окна. Проводим линию EF, перпендикулярную OG.
С центром в точке О проводим полуокружность такого же радиуса, как радиус солнечной карты. От оси окна OG против часовой стрелки откладываем в градусах азимут, определяющий ориентацию оконного проема по сторонам света и фиксируем направление на север.
Определяем затеняющее влияние боковыми гранями оконного проема. Для этого проводим радиальные линии ОМ и ОN и получаем горизонтальный инсоляционный угол окна MON.
Определяем затеняющее влияние верхней гранью оконного проема. На вертикальном разрезе помещения проводим четверть окружности такого же радиуса. Проводим линии OH (линия горизонта) и OP и получаем вертикальный инсоляционный угол окна POH.
Точку P проецируем на горизонталь OH и отрезок OD откладываем на плане от точки O по направлению OG. Полученную точку D наибольшего затенения верхней гранью окна соединяем плавной дугой с точками пересечения линии EF и окружности солнечной карты.

Дуга E'DF' является горизонтальной проекцией линии пересечения наклонной секущей плоскости OP и полусферы небосвода.

Фиксируем точки пересечения радиальных линий ОМ и ОN с дугой E'DF'. Линия MM'DN'N является контуром затенения оконного проема. Часть круга, лежащая слева от контура затенения на рис.4, называется теневой маской окна. Теневая маска - это часть полусферы небосвода, находясь в которой солнце не инсолирует данное помещение.
Накладываем на план с соблюдением ориентации оконного проема солнечную карту (выполненную на прозрачной основе). Центр солнечной карты совмещаем с точкой О. Пересечение линии MM'DN'N и траектории движения солнца позволяет определить продолжительность инсоляции помещения (рис.4) Результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1

Начало инсоляции	Конец инсоляции	Продолжительность инсоляции

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ В ПОМЕЩЕНИИ С УЧЕТОМ ЗАТЕНЯЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ ПРОТИВОСТОЯЩЕГО ОБЪЕКТА

При наличии окружающей застройки помимо контура затенения оконного проема строим контур затенения противостоящего здания (или зданий). Для этого:

На план и вертикальный продольный разрез помещения наносим противостоящий затеняющий объект; при этом расстояния L между данным помещением и затеняющим объектом изображаем в масштабе высоты H объекта (рис.5). Высота Н отсчитывается от расчетной точки исследуемого помещения до карниза противостоящего здания.
На плане из расчетной точки О через характерные точки затеняющего объекта А, В, С проводим радиальные линии ОА, ОВ и ОС. Угол АОС является максимальным горизонтальным углом затенения.
На разрезе проводим секущие плоскости Оа, Оb, Oc. Точки пересечения полусферы небосвода с секущими плоскостями проецируем на горизонталь, фиксируя точки a¢, b¢, c¢. Полученные отрезки Оa¢, Оb¢, Оc¢ откладываем на

плане от точки О по направлению оси окна OG. Через точки a¢, b¢, c¢ проводим вспомогательные дуги E¢a¢F¢, E¢b¢F¢, E¢c¢F¢. Эти дуги характеризуют затеняющее влияние бесконечно протяженных объектов высоты Н, отстоящих от исследуемого помещения как точки противостоящего здания А, В и С.

Фиксируем точки пересечения радиальных линий ОА, ОВ и ОС с соответствующими дугами и проводим через них плавную кривую А¢В¢С¢. Контур затенения противостоящего объекта - линия А¢¢А¢В¢С¢С¢¢. Часть круга, лежащая справа от контура затенения - это теневая маска противостоящего здания.
Построенный ранее контур затенения оконного проема MM'DN'N и линия А¢¢А¢В¢С¢С¢¢ ограничивают на плане полусферы небосвода участок, находясь в пределах которого солнце инсолирует помещение. Накладываем на план с соблюдением заданной ориентации окна солнечную карту. Пересечение линий А¢¢А¢В¢С¢С¢¢ и MM'DN'N с траекторией движения солнца позволяет определить продолжительность инсоляции помещения. Результаты заносим в таблицу 1.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ИНСОЛЯЦИИ ТЕРРИТОРИИ ЗАСТРОЙКИ

Рассмотренная в предыдущем разделе методика построения контуров затенения противостоящих объектов может быть использована для определения продолжительности инсоляции территории, это позволит правильно выбрать места расположения в застройке детских и спортивных площадок, цветников и т.д.

На рис. 6 изображен фрагмент микрорайона и показано построение контуров затенения окружающей застройки для точки М территории. Высота затеняющих зданий отсчитывается от уровня земли до карниза здания.

ПОСТРОЕНИЕ КОНТУРОВ ИНСОЛИРУЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОМЕЩЕНИЯ

Вычерчиваем план-развертку помещения (рис.7). На чертеже фиксируем расчетную точку О (см рис.2), направление на север. На рис. 7 для удобства показана шкала азимутов.
Принимая, что солнечные лучи параллельны, касательно к откосам оконного проема проводим вертикальные плоскости I-I и II-II, соответствующие азимуту солнца в данный момент времени (например, А°= 120°).
Вычерчиваем разрез помещения по I-I и II-II. Через точки О¢ и О¢¢ проводим параллельные лучи под углом h°; это высота стояния солнца, соответствующая данному азимуту.
В помещение через окно попадает «объем солнечного света», ограниченный двумя вертикальными и двумя наклонными плоскостями. По правилам начертательной геометрии находим следы пересечения лучей, расположенных в плоскостях I-I и II-II, с внутренними поверхностями помещения (точки B, C, C¢, W). Для этого:

- отрезки BV и CV замеряем на разрезе и откладываем на плане от внутренней поверхности наружной стены в направлении плоскости I-I. Полученные точки В и С являются точками пересечения лучей: верхнего О¢В и нижнего О¢¢С с плоскостью пола;

- такие же отрезки С¢V и B¢V откладываем на плане в направлении плоскости II-II. Точка С¢ лежит на полу.

Проводим отрезок СС¢, это граница инсолируемого участка, соответствующая подоконнику. Отрезок B¢V «не укладывается» на полу. Это означает, что верхний луч,

лежащий в плоскости II-II, пересечет не плоскость пола, а продольную стену. Для нахождения этой точки пересечения замеряем на плане отрезок VW¢ - расстояние по направлению II-II от внутренней поверхности наружной стены до продольной стены. Отрезок VW¢ перенесем на разрез, отложив его от внутренней поверхности наружной стены. Из полученной точки W¢ восстановим перпендикуляр до пересечения с верхним лучом (точка W). Полученный отрезок WW¢ перенесем на план (см рис.7). Точка W является точкой пересечения луча О¢В¢ с плоскость продольной стены;

- проведем ломаную BB¢W, это граница «солнечного зайчика», соответствующая верхней грани окна. Проведем отрезок ВС и ломаную С¢W¢W, эти линии соответствуют боковым граням окна. Таким образом, мы получили замкнутую линию CBB¢WW¢C¢, ограничивающую инсолируемую площадь при заданном положении солнца на небосводе в определенный момент времени.

Аналогично строим контуры инсолируемых поверхностей при других положениях солнца. Данные о координатах солнца (азимуте и высоте стояния) определяем по солнечной карте.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий. СанПиН 2.2.1/ 2.1.1.1.76

Воспользуйтесь поиском по сайту: