Введение. 
Элементы и способы солнцезащиты зданий

Не секрет, что большие теплопотери здания приходятся на оконные проемы. Та же ситуация обстоит и с перегревом помещений летом — чем больше остекления использовано в соотношении на площадь фасада, тем больший парниковый эффект получится внутри. Чтобы понимать, как бороться с этими факторами, необходимо различать два понятия: коэффициент теплообмена U и солнечный фактор G.

Первый говорит нам о том, какое количества тепла проходит через фасад из помещения на улицу и наоборот. Например, сколько тепла будет терять здание при использовании конкретного типа стекла и профилей. G-фактор показывает, как много инфракрасного излучения от солнца попадет внутрь, другими словами, как сильно нагревается помещение.

Второй коэффициент особенно важен, так как даже энергосберегающее остекление не всегда эффективно сможет защитить, пропуская порядка 60% солнечной радиации. Отдельная солнцезащита позволяет значительно уменьшить этот показатель.

Солнцезащита зданий

Инсоляция и солнцезащита

Инсоляция — это световое и ультрафиолетовое облучение прямыми солнечными лучами помещений и территорий. Она оказывает тепловое и укрепляющее психологическое воздействие на человека, убивает бактерии внутри помещений и на открытых площадках. Тепловое воздействие положительно действует в зимнее время, нагревает помещение, снижает затраты на отопление. Летом тепловое действие прямой солнечной радиации приводит к перегреву помещений. Это требует применение различных методов солнцезащиты. Под ней понимают мероприятия, направленные на уменьшение нарушений внутреннего климата. Это слишком большое нагревание и слишком большой контраст яркости, возникающие вследствие излучения солнца. Наряду с конструктивными мероприятиями по солнцезащите принимают соответствующие проектные решения (ориентация здания по странам света и по отношению к застройке, ориентация отдельных помещений в плане здания), а также мероприятия по регулированию микроклимата (принудительная вентиляция и кондиционирование). [2].

Нормирование инсоляции в России в настоящее время осуществляется по нормам Минздравсоцразвития России СанПиН 2.2.½.1.1.1076−03 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите жилых и общественных зданий». Они определяют количество часов, в течение которых прямые солнечные лучи должны проникать внутрь помещения (на подоконник инсолируемого окна) или на 70% расчетной территории. Нормирование инсоляции, так же как и естественного освещения, позволяет гигиенически обоснованно ограничить стремление инвесторов к чрезмерному повышению плотности застройки городов и населенных пунктов.

Расчет продолжительности инсоляции основан на астрономических закономерностях движения Солнца по небосводу. На рис. 1 приведена схема траекторий движения Солнца по небосводу в дни весенне-осеннего равноденствия (22 марта и 22 сентября) и летнего и зимнего солнцестояния (22 июня и 22 декабря). Угол наклона плоскостей этих траекторий по отношению к горизонтальной плоскости — 90 — <�р, где ц — географическая широта местности.

Рисунок 1? Траектория Солнца в течение характерных дней года и способ определения положения Солнца в полдень в дни летнего и зимнего солнцестояния при заданной географической широте Проекция этих траекторий на горизонтальную плоскость образует солнечную карту, которую можно использовать для расчета продолжительности инсоляции.

Концентрические окружности на солнечной карте образуют кольцевые угловые координаты вертикальных углов Солнца над горизонтом. На солнечную карту наносится линия ориентации фасада здания с расчетным помещением и горизонтальный и вертикальный теневые углы светопроема (рисунок 2). По свободной, не попавшей в теневые углы части траектории движения Солнца, разбитой на часовые отрезки, можно определить продолжительность инсоляции помещения.

Рисунок 2? Определение продолжительности инсоляции по солнечной карте с использованием теневых масок Затенение противостоящими зданиями учитывается путем построения на солнечной карте теневых масок этих зданий: измеряются горизонтальные углы и вычисляются вертикальные углы контура окружающей застройки, видимые из расчетной точки, в соответствии с генпланом или ситуационным планом места строительства (см. рисунок 2). Затем эти углы наносятся на солнечную карту в виде теневых масок, частично закрывающих свободные участки траекторий движения Солнца. Продолжительность инсоляции определяется по оставшимся свободным участкам траекторий.

В проектных организациях России для определения продолжительности инсоляции принято пользоваться инсографиками, которые можно накладывать на генплан и быстро определять продолжительность инсоляции прямо «с листа». Это повышает оперативность работы проектировщиков. Применение этого метода регламентируется СанПиП. Инсографики строятся для определенной широты местности, для определенных контрольных сроков инсоляции (например, для Москвы контрольные сроки инсоляции — 22.03−22.09) и для определенного масштаба генплана (1:500) или ситуационного плана (1:2000). Масштаб инсографика должен обязательно соответствовать масштабу генплана или ситуационного плана. На инсографике (рисунок 3) лучи, выходящие из полюса й-рафика, обозначают проекции лучей Солнца на горизонтальную плоскость в определенное время дня (7, 8, 9, …, 16, 17 часов). Горизонтальные прямые линии для контрольных сроков 22.03 и 22.09, а также кривые линии для других контрольных сроков показывают превышение верха карниза или парапета противостоящего здания над расчетной точкой.

Рисунок 3? Определение продолжительности инсоляции с помощью инсографика Инсографик, как правило, выполняемый на прозрачном материале, накладывается на генплан так, чтобы полюс графика совместился с расчетной точкой. Инсографик ориентируется строго по направлению С-Ю на генплане. Из расчетной точки откладываются горизонтальные теневые углы светопроема. Части планов противостоящих зданий или целые здания, находящиеся ближе к расчетной точке, чем линия превышения карниза или парапета соответствующего противостоящего здания, затеняют расчетную точку. Продолжительность инсоляции определяется «с листа», как показано на рисунке 3 Балконы, лоджии и козырьки уменьшают продолжительность инсоляции Инсоляция может вызвать перегрев помещений и слепящее действие прямых солнечных лучей. Поэтому в таких помещениях, как горячие и ткацкие цехи, книгохранилища, цехи пищевой промышленности и др., инсоляция не допускается. Даже в жилых домах ориентация помещений на юго-запад требует применения солнцезащиты.

инсоляция помещение солнцезащитный рафштора.