Инсоляция помещений жилых зданий — нормы, правила и рекомендации

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).

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.

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.

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.

Освещение и инсоляция квартир

ГОСТ Р 57795-2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Методы расчета продолжительности инсоляции

Buildings and structures. Calculation methods for duration of insolation

Дата введения 2018-02-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (ФГБУ "НИИСФ РААСН") при участии Общества с ограниченной ответственностью "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ" (ООО "ЦЕРЕРА-ЭКСПЕРТ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 3, 2021

Введение

Настоящий стандарт содержит методы расчета продолжительности инсоляции помещений жилых и общественных зданий и территорий.

Один метод основан на применении инсоляционных графиков, представляющих из себя проекцию на горизонтальную плоскость солнечных лучей, проходящих через фиксированную точку на протяжении дня, а также линии пересечения их горизонтальными плоскостями, проведенными через определенный шаг по высоте.

Другой метод основан на применении солнечных карт, представляющих собой проекцию небосвода на горизонтальную плоскость в виде круга с нанесением на нем траектории движения солнца в определенный момент времени в зависимости от азимута и высоты стояния солнца.

Положения, представленные в настоящем стандарте, позволяют определять значения расчетной продолжительности инсоляции помещений и территорий на различных стадиях проектирования, строительства и эксплуатации зданий.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает правила расчета продолжительности инсоляции помещений жилых и общественных зданий и территорий.

Стандарт применяется при выполнении проектов застройки, реконструкции и реновации существующих объектов гражданского назначения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

СП 42.13330 "СНиП 2.07.01-89* Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений"

СП 54.13330 "СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные"

СП 160.1325800 "Здания и комплексы многофункциональные. Правила проектирования"

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 азимут солнца: Угол от направления на север до солнечной плоскости. Откладывается по часовой стрелке от 0° до 360°.

3.2 альмукантарат: Сечение небесной полусферы плоскостью, параллельной плоскости горизонта.

Примечание — Параллельный горизонту малый круг небесной полусферы, все точки которого имеют одинаковое зенитное расстояние.

3.3 вертикальный угол затенения: Угол в рассматриваемой вертикальной плоскости, проходящей через расчетную точку, между линией горизонта и лучом, проведенным из расчетной точки, касающимся контура верха противолежащего объекта или поверхности рельефа.

3.4 вертикальный угол инсоляции: Максимальный угол в рассматриваемой вертикальной плоскости между лучами солнца, которые поступают в помещение через расчетную точку с учетом экранирующих элементов светового проема (выступов на фасаде, лоджий, балконов и их вертикальных ограждений), но без учета противолежащих объектов и рельефа.

3.5 высота стояния солнца: Угол в солнечной плоскости между солнечным лучом и горизонталью.

3.6 горизонтальный угол затенения: Максимальный угол между лучами, исходящими из расчетной точки помещения проектируемого здания и касающимися контуров противолежащих объектов в плане, или горизонталями поверхности рельефа, имеющими отметки, превышающие отметки расчетной точки.

3.7 горизонтальный угол инсоляции: Максимальный угол между горизонтальными проекциями лучей солнца, поступающими в помещение через расчетную точку с учетом экранирующих элементов светового проема (выступов на фасаде, лоджий, балконов и их вертикальных ограждений), но без учета противолежащих объектов и рельефа.

3.8 инсоляционный график: Выполненный в определенном масштабе график, представляющий собой проекцию на горизонтальную плоскость солнечных лучей, приходящих в фиксированную точку через определенный временной интервал на протяжении дня, а также линии пересечения их горизонтальными плоскостями, проведенными через определенный шаг по высоте.

Примечание — Для доведения инсоляционных графиков, представленных в приложении Б, до рабочего состояния необходимо определить одну из условных высот данного графика для полудня (12.00) по формуле

,

где — условная высота графика, см;

— высота здания, см;

М — масштаб;

— высота стояния солнца в полдень (12.00), град.

3.9 инсоляция: Прямое солнечное облучение поверхностей и пространств.

3.10 координаты солнца: Углы, с помощью которых фиксируется мгновенное положение солнца на небесной сфере.

3.11 небесная сфера: Воображаемая сфера произвольного радиуса, на которую проецируются небесные тела.

3.12 непрерывная продолжительность инсоляции: Интервал времени дня, в течение которого непрерывно инсолируется помещение или территория.

1 Допускается десятиминутная прерывистость инсоляции. При этом из суммарного интервала времени инсоляции вычитается временной перерыв инсоляции.

2 В помещениях с несколькими окнами, независимо от их ориентации, непрерывная продолжительность инсоляции определяется суммой непрерывных интервалов инсоляции отдельных окон. При этом повторяющиеся интервалы исключаются.

3 Допускается снижение расчетной продолжительности инсоляции по сравнению с нормированной в пределах допускаемой погрешности метода ее определения (см. 5.8).

3.13 нормативная продолжительность инсоляции: Продолжительность инсоляции, предусмотренная действующими санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076 [1].

3.14 прерывистая продолжительность инсоляции: Суммарная продолжительность инсоляции помещения или территории за все интервалы времени дня.

3.15 продолжительность инсоляции: Интервал времени дня, в течение которого инсолируется помещение или территория при условии ясного неба и без учета зеленых насаждений.

3.16 расчетная высота объекта : Превышение противолежащего объекта над уровнем расчетной точки помещения проектируемого здания.

3.17 расчетная продолжительность инсоляции: Непрерывная или прерывистая продолжительность инсоляции помещения или территории без учета первого часа после восхода и последнего часа перед заходом солнца для районов Российской Федерации южнее 58° с.ш. и 1,5 часа для районов Российской Федерации севернее 58° с.ш.

3.18 расчетная точка: Точка на пересечении теневых углов светового проема.

3.19 расчетные помещения: Жилые комнаты и помещения общественных зданий, в которых должна быть обеспечена нормативная продолжительность инсоляции.

3.20 расчетные территории: Территории общественных зданий, в которых должна быть обеспечена нормативная продолжительность инсоляции.

3.21 световые углы светового проема: Горизонтальный и вертикальный углы (с учетом экранирующих элементов: выступов на фасаде, лоджий, балконов и их вертикальных ограждений), в пределах которых в помещение поступают прямые лучи солнца, рассеянный свет от небосвода и отраженный свет от противостоящих зданий и подстилающей поверхности.

Примечание — Время, которое прошло от момента нахождения солнца в самой низкой точке солнечной траектории до рассматриваемого момента. В Северном полушарии солнце в 12.00 по солнечному времени имеет азимут 180°.

3.22 солнечная карта: Выполненный в определенном масштабе график, представляющий собой проекцию полусферы небосвода на горизонтальную плоскость в виде круга с нанесением на нем траектории движения солнца в определенный момент времени в зависимости от азимута и высоты стояния солнца.

3.23 солнечная плоскость: Вертикальная плоскость, которая проходит через солнечный луч.

3.24 солнечная траектория: Кривая на небесной полусфере, по которой движется солнце в течение одного дня на фиксированной географической широте.

3.25 солнечное время: Система отсчета дневного времени, в которой за истинный полдень принят момент прохождения центра солнца через вертикальную плоскость меридиана С-Ю, пересекающего заданную точку на поверхности земли.

3.26 теневой угломер (контурная сетка): Выполненный в определенном масштабе график, представляющий собой горизонтальную проекцию половины небосвода, на которую спроецирована система дуг равных вертикальных углов и прямых радиальных линий равных горизонтальных углов.

3.27 теневые углы светового проема: Горизонтальные на уровне подоконника (правый и левый, считая из помещения) и вертикальный с учетом экранирующих элементов светового проема (выступов на фасаде, лоджий, балконов и их вертикальных ограждений), но без учета противолежащих объектов и рельефа.

Примечание — При определении теневых углов глубина световых проемов принимается равной расстоянию от наружной плоскости стены до внутренней плоскости переплета.

3.28 часовая линия: Кривая на небесной полусфере или ее проекции, соединяющая положения солнца с одинаковым значением солнечного времени всех дней года.

https://poweredhouse.ru/insolyaciya-pomeshchenij-zhilyh-zdanij/
https://docs.cntd.ru/document/1200157352