Инсоляция помещений — это облучение внутренних и наружных поверхностей архитектурных объектов (жилых и нежилых зданий) солнечным светом (солнечной радиацией). Интенсивность потоков солнечного облучения на поверхности в архитектуре корректируется при помощи подбора остекленных элементов ограждающих конструкций и соответствующего позиционирования дома по сторонам света и с учетом климатических особенностей.
В данном обзоре подробно рассмотрены все доступные рекомендации, нормы и приемы инсоляции помещений жилых зданий.
Инсоляция помещений дома с учетом траектории движения солнца
Солнце приносит в дом не только свет, но и тепло. И решая вопрос инсоляции необходимо обдуманно сопоставлять эти воздействия. Как простой пример — уместное зимой дополнительное тепло в некоторых помещениях может в летние месяцы приносить дискомфорт. Поэтому при размещении окон и световых проемов вопрос увеличения (уменьшения) количества солнечного тепла не менее важен, чем задача увеличения потока дневного света.
Рассмотрим правила размещайте дом на участке так, чтобы инсоляцией можно было легко управлять:
| Размещая здание под углом (по диагонали) к южной стороне горизонта, можно получить максимально возможное количество солнечного света. В течение дня в каждое помещение в определенные часы проникают прямые лучи солнца, а помещения, расположенные в южном конце здания, солнце освещает с утра и до вечера. |
| Затенение окон — действенный прием инсоляции во время дневной жары. По мере того, как солнце перемещается с востока на запад, дневная жара усиливается, а вместе с ней возрастает необходимость затенять помещения, обращенные на южную и западную сторону. Обеспечить проникновение внутрь жилища тепла зимнего солнца, но предотвратить перегрев жилища в летний период помогут решетки с вьющимися растениями, у которых зимой опадают листья, а также солнцезащитные жалюзи (ставни, тенты, зонты) или же расположенные с южной (западной) стороны строений высокие деревья с опадающей зимой листвой. |
| Глубокий свес крыши обеспечивает тень летом, а зимой — хорошее проникновение солнечных лучей в дом. Это обусловлено тем, что в летние месяцы солнце на небосводе стоит выше, чем зимой. |
Выше уже упоминалось о балансе света и тепла при инсоляции помещений. Раскрывая данный вопрос глубже можно отметить, что в большинстве климатических зон утро прохладное. И расположив спальню в восточной зоне о перегреве беспокоиться не стоит. Здесь потребуется лишь минимальная защита от солнца. Если вам приходится рано вставать, то проникающий с восточной стороны прямой свет привнесет тепло и поможет справляться с утренними делами с большим удовольствием.
Следующий важный пункт инсоляции актуален для регионов, расположенных в северном полушарии. В данных климатических условиях северная сторона зданий почти не обогревается солнцем, а следовательно, здесь отсутствует возможность для максимального использования солнечного тепла. Через окна, обращенные на северную сторону строения уходит большая часть тепла. Поэтому, в зависимости от проекта, лучше отказаться от окон в этой зоне или использовать их с большой осторожностью (меньшее количество, небольшие размеры, качественная комплектация и надежное примыкание).
Качественные показатели освещения.
Качественные показатели освещения связаны с явлением отражения светового потока от различных поверхностей.
Отражением называется возвращение излучения объектом без изменения длин волн его составляющих монохроматических излучений.
К качественным показателям относятся показатель ослепленности и коэффициент пульсации светового потока и обобщенный показатель дискомфорта.
Показатель ослепленности Р – критерий оценки слепящего действия осветительной установки.
Р= 103( s -1),
где s –коэффициент ослепленности, равный отношению пороговых разностей яркости при наличии и отсутствии в поле зрения слепящих источников.
Наличие в поле зрения блеских источников снижает уровень практически всех функций зрения, а, значит, и общую работоспособность.
Для снижения влияния блеского источника используются различного рода экранирующие решетки, создающие защитный угол для наблюдателя, варьируется высота подвеса светильников над уровнем рабочей поверхности.
Слепящее действие осветительных установок зависит от светораспределения светильников, попадающих в поле зрения, их мощности, яркости, количества создаваемой ими освещенности и коэффициента отражения рабочей поверхности, на которую адаптирован глаз наблюдателя.
Приспособление глаза к изменившимся условиям освещения называется адаптацией. Различают темновую и световую адаптации.
Темновая адаптация— приспособление глаза к работе в условиях высоких яркостей поля зрения при переходе от дневного видения к ночному (5-6 минут).
Световая адаптация – из темноты на свет (1,5-2 минуты).
В течении того промежутка времени, в который происходит адаптация, человек плохо различает предметы, что может послужить причиной несчастного случая.
При пульсации светового потока возникает стробоскопический эффект, вследствие чего вращающиеся предметы могут казаться неподвижными или имеющими другое направление вращения, что также может привести к травмам.
Коэффициент пульсации освещенности Кп – критерий оценки относительной глубины колебаний освещенности в результате изменения потока газоразрядных ламп, питаемых переменным током.
Кп=(Е max — Emin )/2Еср*100%,
где Еmax, Emin, Еср- максимальное, минимальное и среднее значение освещенности за период колебаний переменного тока (0,02 с), лк.
На Кп существуют нормативные значения: верхний допустимый предел Кп=20%, нижний допустимый предел – 10%.
Еще одно явление – это явление дискомфорта, классифицирующееся как ощущение неудобства или напряженности, возникающее при неудовлетворительном распределении яркости в освещенном пространстве. При этом может не происходить снижение зрительных функций, происходит лишь нарушение условий комфортности зрения, что приводит к отвлечению внимания, уменьшению сосредоточенности, а также к зрительному и общему утомлению.
В нашей стране в качестве количественного критерия, определяющего это явление выступает объединенный показатель дискомфорта UGR –критерий оценки дискомфортной блескости, вызывающей неприятные ощущения при неравномерном распределении яркостей в поле зрения:
,
где: — яркость блеского источника, кд/м2;
— угловой размер блеского источника, стер;
— индекс позиции блеского источника относительно линии зрения;
— яркость адаптации, кд/м2.
Светотехнические расчеты.
Исходными данными для светотехнических расчетов являются: нормируемое значение минимальной или средней освещенности; тип источника света и светильника, высота подвеса светильника над рабочей поверхностью; геометрические размеры освещаемого помещения или открытого пространства; коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.
Освещенность любой точки имеет две составляющие: прямую, создаваемую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется отраженным от потолка и стен световым потоком.
Метод коэффициента использования светового потока. Позволяет производить расчет осветительной установки с учетом прямой и отраженной составляющих освещенности. Под коэффициентом использования светового потока Uoy понимается отношение светового потока, падающего на освещаемую поверхность, к полному световому потоку, всех ламп светильников. Коэффициент использования Uoy зависит от типа светораспределения светильника, высоты подвеса светильника над освещаемой поверхностью, геометрических характеристик освещаемого помещения, а также коэффициентов отражения потолка, стен и рабочей поверхности помещения.
Зависимость Uov от геометрических характеристик определяется индексом помещения:
in= ab/(h(a+b)),
где а — длина, м; b
— ширина, м;
h
— высота от светильника до рабочей поверхности, м.
С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредственно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования повышается также с увеличением коэффициентов отражения потолка стен и рабочей поверхности .
Количество светильников N
, необходимых для создания в освещаемом помещении заданного уровня освещенности Е, определяется по выражению;
N =EszKз/(nФUoy)
где s — площадь помещения, м2; z — отношение средней освещенности к минимальной, характеризует неравномерность освещения и составляет 1,15 для ламп накаливания и ламп ДРЛ, ДРИ и 1,1 — для люминесцентных ламп; К3 — коэффициент запаса, учитывающий снижение со временем светового потока ламп; принимается равным 1,2 для ламп накаливания и 1,4 для газоразрядных ламп; п — число ламп в светильнике, шт.; Ф
— световой поток одной лампы в светильнике, лм; Uoy- коэффициент использования светового потока.
Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока.
При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:
· выбрать систему освещения и тип источника света,
· установить тип светильников,
· произвести размещение светильников,
· уточнить количество светильников.
При этом следует учитывать, что освещенность любой точки внутри помещения имеет две составляющие: прямую, создаваемую непосредственно светильниками, и отраженную, которая образуется отраженным от потолка и стен световым потоком.
Исходными данными для светотехнических расчетов являются:
· нормируемое значение минимальной или средней освещенности,
· тип источника света и светильника,
· высота установки светильника над рабочей поверхностью,
· геометрические размеры освещаемого помещения или открытого пространства,
· коэффициенты отражения потолка, стен и расчетной поверхности помещения.
Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.
Рассматриваемый метод позволяет производить расчет осветительной установки (ОУ) с учетом прямой и отраженной составляющих освещенности и применяется для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей, равновеликих полу, при светильниках любого типа.
Под коэффициентом использования светового потока (или осветительной установки) принято понимать отношение светового потока, падающего на расчетную плоскость, к световому потоку источников света
(1)
где Ф
р – световой поток, падающий на расчетную плоскость;
Ф
л – световой поток источника света; n – число источников света (ламп).
Коэффициент использования ОУ, характеризующий эффективность использования светового потока источников света, определяется, с одной стороны, светораспределением и размещением светильников, а с другой – соотношением размеров освещаемого помещения и отражающими свойствами его поверхностей.
Потребный поток источников света (ламп) в каждом светильнике Ф, для создания нормированной освещенности, находится по формуле:
(2)
где Е
– заданная минимальная освещенность, лк; Кз – коэффициент запаса; S – освещаемая площадь (площадь расчетной поверхности), м2; z – отношение
Е
ср/
Е
мин;
N
– число светильников;
U
оу – коэффициент использования в долях единицы.
По рассчитанному значению светового потока Фл
и напряжению сети выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от
Фл
больше чем на –10% ¸ +20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется N.
При выбранном типе светильника и спектральном типе ламп поток ламп в каждом светильнике Ф
1 может иметь различные значения. Число светильников в ряду
N
определяется как
(3)
где Ф
1 – поток ламп в каждом светильнике.
Суммарная длина N светильников сопоставляется с длиной помещения, причем возможны следующие случаи:
· суммарная длина светильников превышает длину помещения
: необходимо или применить более мощные лампы (у которых поток на единицу длины больше), или увеличить число рядов;
· суммарная длина светильников равна длине помещения
: задача решается устройством непрерывного ряда светильников;
· суммарная длина светильников меньше длины помещения
: принимается ряд с равномерно распределенными вдоль него разрывами l между светильниками. Рекомендуется, чтобы l не превышало примерно 0,5 расчетной высоты (кроме случая использования многоламповых светильников в помещениях общественных и административных зданий).
Входящий в (2) коэффициент z
, характеризующий неравномерность освещения, является функцией многих переменных и в наибольшей степени зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (
L / h
), с увеличением которого
z
резко возрастает. При
L / h
, не превышающем рекомендуемых значений, можно принимать
z
равным 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ и 1,1 для люминесцентных ламп при расположении светильников в виде светящихся линий. Для отраженного освещения можно считать
z
= 1,0.
Для определения коэффициента использования U
оу рассчитывается индекс помещения
i
по формуле:
(4)
где А
– длина помещения,
В
– его ширина,
h
– расчетная высота.
Для помещений практически не ограниченной длины можно считать i
=
B / h
.
Для упрощения определения i
служат специальные справочные таблицы (табл.1).
Во всех случаях i
округляется до ближайших табличных значений; при
i
> 5 принимается
i
= 5.
С увеличением значения индекса помещения повышается коэффициент использования светового потока, так как при этом возрастает доля светового потока, непосредственно падающего на освещаемую поверхность. Коэффициент использования также повышается с увеличением коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности.
При расчетах ОУ со стандартными светильниками U
оу определяется из справочных таблиц с учетом коэффициентов отражения стен, потолка, пола и индекса помещения. Значения коэффициентов использования для светильников с типовыми кривыми силы света (КСС) приводятся в табл. 2.
Порядок расчета ОУ методом коэффициента использования светового потока следующий:
· определяется высота подвеса светильников над рабочей поверхностью h
р, тип и число светильников в помещении (табл. 4);
· устанавливаем коэффициент запаса К
з и поправочный коэффициент
z
;
· для зрительной работы, характерной для заданного помещения, по табл. 3 определяется нормируемое значение освещенности в расчетной плоскости Е
;
· для заданного (с определенными геометрическими размерами) помещения по табл. 1 определяют индекс помещения i
;
· по справочным таблицам, например по табл. 2, в зависимости от типа светильника, коэффициентов отражения потолка, стен, расчетной поверхности определяют коэффициент использования U
оу;
· по формуле (2) рассчитывают световой поток Ф
в светильнике, необходимый для создания на рабочих поверхностях освещенности
Е
не ниже нормируемой на все время эксплуатации осветительной установки;
· по рассчитанному значению светового потока Ф
и напряжению сети из табл. 5 выбирается ближайшая стандартная лампа, поток которой не должен отличаться от
Ф
больше чем на –10 – +20%. При невозможности выбора с таким приближением корректируется
N
.
Иногда решается обратная задача – по известному световому потоку Ф
лампы (ламп) в светильнике определяется необходимое число ламп или светильников
N
для получения нормированной освещенности
Е
.
Таблица 1
Индекс помещения i
при А/В £ 3
| Площадь помещения S, м2 | Значение i п при расчетной высоте | ||||||
| 2,0 | 2.2 | 2,5 | 2,7 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | |
| 20 | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 |
| 40 | 1,5 | 1,5 | 1,25 | 1,1 | 1,0 | 0,9 | 0,8 |
| 60 | 1,75 | 1,75 | 1,5 | 1,5 | 1,25 | 1,1 | 1,0 |
| 80 | 2,25 | 2,0 | 1,75 | 1,5 | 1,5 | 1,25 | 1,1 |
| 100 | 2,5 | 2,25 | 2,0 | 1,75 | 1,5 | 1,5 | 1,25 |
| 200 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,5 | 2,25 | 2,0 | 1,75 |
| 300 | 4,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 | 2,25 | 2,0 |
| 500 | — | 5,0 | 4,0 | 4,0 | 3,5 | 3,0 | 2,5 |
Таблица 2
Коэффициент использования ( U
оу ) светильников с типовой кривой силы света КСС
| Тип КСС | Значение U оу, % | |||||||||||||||||||||||
| при rп=0,7; rс=0,5; rр=0,3 и i равном | при rп=0,7; rс=0,5; rр=0,1 и i равном | при rп=0,7; rс=0,3; rр=0,1 и i равном | при rп=0,5; rс=0,5; rр=0,3 и i равном | |||||||||||||||||||||
| 0,6 | 0,8 | 1,25 | 2 | 3 | 5 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 2 | 3 | 5 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 2 | 3 | 5 | 0,6 | 0,8 | 1,25 | 2 | 3 | 5 | |
| Д –1 | 36 | 50 | 58 | 72 | 81 | 90 | 36 | 47 | 56 | 63 | 73 | 79 | 28 | 40 | 49 | 59 | 68 | 74 | 36 | 48 | 57 | 66 | 76 | 85 |
| Д –2 | 44 | 52 | 68 | 84 | 93 | 103 | 42 | 51 | 64 | 75 | 84 | 92 | 33 | 43 | 56 | 74 | 80 | 76 | 42 | 51 | 65 | 71 | 90 | 85 |
| Л | 32 | 49 | 59 | 71 | 83 | 91 | 31 | 46 | 55 | 65 | 74 | 83 | 24 | 40 | 50 | 62 | 71 | 77 | 32 | 47 | 57 | 69 | 79 | 90 |
Таблица 3
СанПиН 2.2.4.3359-16. «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах»
| Характеристика зрительной работы | Наименьший или эквив. размер объекта различения, мм | Разряд зрительной работы | Подразряд зрительной работы | Контраст объекта с фоном | Характеристика фона | Искусственное освещение | ||||
| Освещенность, лк | Сочетание нормируемых величин объединенного показателя дискомфорта URG и коэффициента пульсации | |||||||||
| при системе комбинированного освещения | при системе общего освещения | |||||||||
| всего | в том числе от общего | URG | Кп, % | |||||||
| Наивысшей точности | Менее 0,15 | I | а | Малый | Темный | 5000 4500 | 500 500 | — — | 22 19 | 10 10 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 4000 3500 | 400 400 | 1250 1000 | 22 19 | 10 10 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2500 2000 | 300 200 | 750 600 | 22 19 | 10 10 | |||
| г | Средний Большой Большой | Светлый Светлый Средний | 1500 1250 | 200 200 | 400 300 | 22 19 | 10 10 | |||
| Очень высокой точности | От 0,15 до 0,30 | II | а | Малый | Темный | 4000 3500 | 400 400 | — — | 22 19 | 10 10 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 3000 2500 | 300 300 | 750 600 | 22 19 | 10 10 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 2000 1500 | 200 200 | 500 400 | 22 19 | 10 10 | |||
| г | Средний Большой Большой | Светлый Светлый Средний | 1000 750 | 200 200 | 300 200 | 22 19 | 10 10 | |||
| Высокой точности | От 0,30 до 0,50 | III | а | Малый | Темный | 2000 1500 | 200 200 | 500 400 | 25 22 | 15 15 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 1000 750 | 200 200 | 300 200 | 25 22 | 15 15 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 750 600 | 200 200 | 300 200 | 25 22 | 15 15 | |||
| г | Средний Большой Большой | Светлый Светлый Средний | 400 | 200 | 200 | 25 | 15 | |||
| Средней точности | От 0,50 до 1,0 | IV | а | Малый | Темный | 750 | 200 | 300 | 25 | 20 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | 500 | 200 | 200 | 25 | 20 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | 400 | 200 | 200 | 25 | 20 | |||
| г | Средний Большой Большой | Светлый Светлый Средний | — | — | 200 | 25 | 20 |
| Малой точности | От 1,0 до 5,0 | V | а | Малый | Темный | 400 | 200 | 300 | 25 | 20 |
| б | Малый Средний | Средний Темный | — | — | 200 | 25 | 20 | |||
| в | Малый Средний Большой | Светлый Средний Темный | — | — | 200 | 25 | 20 | |||
| г | Средний Болыиой Болыиой | Светлый Светлый Средний | — | — | 200 | 25 | 20 | |||
| Грубая (очень малой точности) | Более 5 | VI | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 200 | 25 | 20 | ||
| Работа со светящимися материалами и изделиями в горячих цехах | Более 0,5 | VII | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 200 | 25 | 20 | ||
| Общее наблюдение за ходом производственного процесса: постоянно | VIII | а | Независимо от характеристик фона и контраста объекта с фоном | — | — | 200 | 28 | 20 | ||
Таблица 4
Инсоляция помещений при проектировании окон с учетом климата региона
Для определения оптимальных размеров и размещения окон в значительной мере необходимо руководствоваться климатом региона. Выделим основны правила инсоляции с учетом климата и назначения помещения:
| В регионах, страдающих от недостатка солнечного света, размещение окон высоко в стене позволяет пропускать в помещения глубоко проникающий яркий свет. |
| В регионах с жарким климатом рекомендуется размещать или затенять окна таким образом, чтобы они пропускали только отраженный свет с северной стороны (или неяркий свет раннего утра). |
| Скошенные обвязки оконных коробок (угол рассвета) пропускают большое количество света, не задерживая световые лучи по периметру окна. |
| Окна (или же световые проемы), один из углов которых непосредственно примыкает к смежной стене, позволяют свету струиться по поверхности, создавая приятное свечение без резких контрастов между светом и полумраком. |
В предыдущем пункте уже рассматривались особенности остекления северных стен в холодных регионах. В этих условиях очень важно сохранять тепло. А делается это минимизацией теплопотерь от остекления. Окна, если они предусмотрены проектом в северной зоне, как правило, делают небольшими и размещают в толстых стенах с мощной, надежной теплоизоляцией. При таких ограничениях площади проемов окна следует размещать так, чтобы они гарантированно обеспечивали достаточное количество света в каждом помещении.
В регионах с теплым климатом жестких ограничений по размерам окон не существует. Окна здесь можно делать большими. Но при этом нужно предусмотреть дополнительные возможности ограничения светового потока с помощью ландшафта, зонтов (штор) и жалюзийных решеток на проемах.
1.1. Количественные показатели
К количественным показателям относятся: световой поток, сила света, освещенность, яркость, коэффициент отражения.
Световой поток (Ф) – мощность светового потока излучения, оцениваемая по зрительному ощущению человеческим глазом. Размерность светового потока – люмен (лм).
Сила света (J) – пространственная плотность светового потока в заданном направлении, т.е. световой поток, отнесенный к телесному углу ω , в котором он излучается
, кандела (кд), где
ω – телесный угол в стерадианах (ср).
Освещенность (Е) – плотность светового потока на освещаемой им поверхности – световой поток, отнесенный к площади освещаемой поверхности S, измеряемой в м2, при условии его равномерного распределения по поверхности, когда свет источника падает на нее перпендикулярно
Яркость (В) является световой величиной, непосредственно воспринимаемой глазом. Она определяется отношением силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению излучения
Значения максимальных величин яркости на рабочей поверхности приведены в [4], табл.1, стр. 14.
Коэффициент отражения поверхности r характеризует ее способность отражать падающий на нее световой поток. Он определяется отношением отраженного светового потока к падающему
Значения коэффициента (r ) для поверхностей различного характера приведены в табл. 12., прил. 1.
Размер окна при проектировании инсоляции дома
Качество инсоляции помещений во многом зависит не только от расположения остекленных элементов дома (окон, дверей и световых проемов в крыше), но и от их размеров. Поскольку окнам важно обеспечить в доме необходимую норму дневного света, то очень важно подобрать конструкцию нужного размера. Помочь в этом может следующая таблица расчета на основе площади помещения, требуемой степени освещенности, архитектурных особенностей:
| Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше должны быть окна. Это обусловлено тем, что чем ближе стоят соседние дома и чем они выше, тем больше угол падения и меньше естественного освещения. Недостаточная освещенность должна компенсироваться большими размерами окна. |
| Требуемый размер окна жилой комнаты определяется в зависимости от площади пола. Так, при угле падения 18 — 30° (1) значение 17% означает, что площадь окна (a) равна 17% от площади пола. В комнате площадью 18 м² площадь окна должна быть 18 × 0,17 = 3,06 м². |
| b — требуемый размер окна кухонь. |
| c — требуемый размер окна для других помещений. |
Самым комфортным для человека является такое освещение, при котором ширина окон составляет не менее 55% от ширины всего помещения. Если площадь остекления составляет не менее чем 10 — 12,5% от всей площади комнаты, то освещенность будет недостаточной. Частично вопрос недостаточной освещенности решается заданием оптимального угла рассвета на откосах.
Основной характеристикой естественного освещения служит
Для обеспечения нормальных условий деятельности человека параметры микроклимата нормируются. Нормы производственного микроклимата установлены ГОСТ 12.1.005-88 ССПТ.
Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Они едины для всех производств и всех климатических зон. Параметры микроклимата в рабочей зоне должны соответствовать оптимальным или допустимым микроклиматическим условиям. Оптимальные условия
обеспечивают нормальное функционирование организма без напряжения механизмов терморегуляции.
При допустимых микроклиматических условиях
возможно некоторое напряжение системы терморегуляции без нарушения здоровья человека.
Параметры температуры, влажности и скорости движения воздуха регламентируются с учетом тяжести физического труда: легкая, средняя и тяжелая работа. Помимо этого, учитывается сезон года: холодный период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха ниже +10°С и теплый период с температурой + 10°С и выше.
Для контроля метеоусловий используются приборы: термометры, термограф и парный термометр; актинометр при замерах напряженности излучений; психрометр или гидрограф при измерении относительной влажности; анемометр или кататермометр для замеров скорости движения воздуха.
Вентиляция —
это комплекс устройств для обеспечения нормальных метеорологических условий и удаления вредных веществ из производственных помещений.
Вентиляция может быть естественной (аэрация) и механической в зависимости от способа перемещения воздуха. В зависимости от объема вентилируемого помещения различают обще обменную и местную вентиляцию. Обще обменная вентиляция обеспечивает удаление воздуха из всего объема помещения. Местная вентиляция обеспечивает замену воздуха в месте его загрязнения. По способу действия различают вентиляцию приточную, вытяжную и приточно-вытяжную, а также аварийную. Аварийная предназначена для устранения загазованности помещения в аварийных ситуациях.
Независимо от типа вентиляции к ней предъявляются следующие общие требования: объем приточного воздуха должен быть равен объему вытяжного воздуха; элементы системы вентиляции должны быть правильно размещены в помещении; потоки воздуха не должны поднимать пыль и не должны вызывать переохлаждения работающих; шум от системы вентиляции не должен превышать допустимого уровня.
В основе устройства вентиляции лежит воздухообмен,
то есть объем воздуха помещения, заменяемый в единицу времени L (м/ч). Потребный воздухообмен определяется в соответствии со СНиП 2.04.
05-86 расчетным путем из условий удаления из воздуха помещения избыточных вредных веществ, теплоты и влаги:
а) При выделении в воздух помещения вредных веществ:
,
где Lрз — количество воздуха, удаляемого местной вентиляцией;
М — количество вредных веществ, поступающих в помещение, мг/ч;
Срз — концентрация вредных веществ в воздухе, удаляемом местной вентиляцией, мг/м;
Сп, Сух — концентрация вредных веществ в воздухе, подаваемом в помещение и уходящем из него, мг/м.
б) При удалении избыточной явной теплоты, повышающей температуру воздуха:
где Он — избыточная явная теплота в помещении, Дж/с;
Трз — температура воздуха, удаляемого местной вентиляцией, С;
Тп, Тух — температура воздуха, подаваемого в помещение и уходящего из него, С.
в) При удалении избытка влаги:где W — избыток влаги в помещении, г/ч;
dрз — влагосодержание воздуха, удаляемого местной вентиляцией, г/кг;
dп, dyx — влагосодержание воздуха, подаваемого в помещение и уходящего из него, г/кг.
распределяет воздух по всему производственному помещению. В общем случае в ее состав входят: воздухоприемное устройство, фильтр, калорифер, вентилятор и сеть воздуховодов.
Двухсторонняя инсоляция помещений
Определившись с планировкой и позиционированием дома относительно сторон света, можно перейти к следующему приему инсоляции помещений. Заключается он в обеспечении проникновения в каждое помещение света с двух сторон. Подобное решение, если оно возможно с учетом проекта, позволяет уменьшить слепящий свет и одновременно способствует максимальному проникновению солнечных лучей в каждое помещение.
Рассмотрим примеры планировок, в которых солнечные лучи могут проникать во все важные помещения по крайней мере с двух сторон:
| Простая квадратная конфигурация дома, размещенного так, что одна из его сторон выходит на юг, позволяет дневному свету проникать в каждое угловое помещение с двух сторон. |
| В доме с крыльями дневной свет может проникать в помещения с двух или даже с трех сторон. |
| Помещения дома, расположенного на городском участке с ограниченной площадью, можно организовать вокруг внутреннего двора так, чтобы стены, обращенные в этот двор, имели большие окна. Стены же, обращенные на боковые линии участка, лучше оснастить высоко расположенными окнами, которые обеспечат помещения естественным светом, гарантируя при этом уединенность и безопасность. |
| В доме прямоугольной формы возможность для размещения окон с двух сторон существует в каждом угловом помещении. В длинном, узком доме, либо в доме с длинными крыльями окна можно разместить на противоположных стенах. |
Инсоляция помещений с помощью световых люков
В случае, если свет со второй стороны направить невозможно, следует направить его сверху следующими приемами инсоляции:
| Световой проем, расположенный высоко в наклонном потолке, будет пропускать внутрь помещения мощный сноп света. |
| Световой проем, расположенный в угловой части комнаты, позволит равномерно осветить эту сторону помещения. |
| Световой проем, размещенный в коньковой части крыши, позволит свету с одной стороны строения струиться вниз по противоположной стороне помещения. |
| Фонари верхнего света, слуховые окна и ленточные окна, освещающие помещение сверху, можно затенять. Свет, попадающий в помещение через ленточные окна, можно уравновесить светом, поступающим через окна, размещенные с противоположной стороны строения. |
| Световая полка, расположенная под световым проемом, направит свет в сторону потолка. |
| Рассеивающая панель из дымчатого стекла, размещенная под световым проемом, смягчит свет. |
| В домах с чердаками для направления света в расположенное внизу пространство необходима проходящая через перекрытие шахта. Фильтруя свет, скошенная шахта более четко очертит пространство в расположенном ниже помещении. |
Для помещений, расположенных в центре дома, единственно возможным вариантом освещения могут быть световые проемы в крыше. Самый простой вариант — световой люк в крыше.
Интенсивность солнечных лучей усиливается, как правило, в дневное время, поэтому, чтобы пропустить мощный пучок света, подходят высоко расположенные проемы. В помещениях со сводчатыми потолками световой проем может восприниматься как яркое пятно на фоне темного окружения. Это ощущение становится менее очевидным, если добиться, чтобы проникающий через люк свет отражался от близлежащих поверхностей.
Благодаря рассмотренным приемам инсоляции световыми люками можно получить более освещенное пространство с менее слепящим светом.
Свес крыши при инсоляции помещений
В умеренно холодном климате при хорошо спроектированных свесах крыши через окна на южной стороне зимой в полдень проходит максимум солнечного света, а летом обеспечивается максимальная тень. Также глубокие свесы крыши способствуют защите открытых окон от непогоды во время летних штормовых ливней.
Проектирование свеса крыши лучше начинать с определения углов положения солнца в месте постройки дома. Важными являются два угла — зимнего (солнце находится в самой нижней точке небосвода) и летнего (солнце занимает самое высокое положение) солнцестояния. Точное угловое положение солнца на нужной широте и в нужное время можно найти в справочниках. Также можно воспользоваться правилом:
- В полдень 21 декабря угол зимнего солнцестояния равен 67 градусов минус широта.
- 21 июня угол летнего солнцестояния равен 47 градусов плюс угол, определенный для 21 декабря.
Определившись с этими показателями можно переходить к проектированию венчающих карнизов и деталей свесов на выполненном в масштабе сечении стены:
Нанеся на схему углы положения солнца 21 декабря, 21 июня и углов весеннего и осеннего равноденствия (они одинаковы) на вашей широте определяется проектная точка. Летнюю проектную линию рекомендуется проводить под углом к горизонтали, на 5 градусов меньшим, чем значение угла летнего солнцестояния. Ее проводят из нижнего края окна. Зимнюю проектную линию рекомендуется проводить под углом, на 5 градусов большим, чем угол зимнего солнцестояния. Эта линия выходит из верхнего края окна. Идеальная ширина свеса получится, если он будет выступать до точки пересечения двух проектных линий.
Подводя итог, можно отметить что инсоляция помещений жилых зданий — это важный этап проектирования, который отвечает за комфорт и оптимальный микроклимат на протяжении всего года. И если вы хотите построить уютный дом, пренебрегать рассмотренными выше правилами не стоит.
