Высокая инсоляция это что
Что такое инсоляция: для чего учитывают ее уровень и каковы ее нормы
Каждый, кто занимается перепланировкой и ремонтом помещений, а также проектированием своего будущего дома, наверняка слышал необычное слово «инсоляция». Оно применяется при характеристике освещенности помещений. Так что такое инсоляция?
Инсоляция – это облучение помещения через оконные проемы солнечным светом. Последний чрезвычайно важен для здоровья человека, и несмотря на возможность оборудования комнат и кабинетов осветительными приборами разного рода, при проектировании зданий вопрос естественной освещенности регулируется СНИПами. Инсоляция жилых помещений – это, по сути, временной отрезок, в течение которого в помещение попадают прямые лучи. Это именно те периоды, когда мы, находясь в комнате, видим в окно солнечный диск.
Солнечный свет обладает тонизирующим эффектом, и многие процессы в нашем организме тесно связаны с лучами дневного светила. Обмен веществ, функциональность эндокринной системы, работа легких, сердца и мозга – все это напрямую зависит от солнечных лучей.
Для чего необходимо учитывать инсоляцию
Несмотря на то что мы стремимся закрыться от солнца с помощью штор, гардин и жалюзи, строительные нормы строго регулируют вопрос освещенности и диктуют обустройство помещения соответственно инсоляции, ориентированности по сторонам света и с расчетом на определенные размеры оконных проемов. Для чего же нам так необходимы прямые солнечные лучи?
В солнечном спектре выделяются ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.
При проектировании жилых зданий следует учитывать оба этих фактора, чтобы обеспечить получение полезной дозы инсоляции и в то же время оградить проживающих от излишней солнечной радиации и теплового воздействия. В местностях с жарким климатом для избежания перегрева комнат ИК-лучами следует располагать большие окна на теневой стороне, а на южной делать их небольшими, чтобы инсоляция помещений была минимально допустимой. При этом для бактерицидного эффекта следует хотя бы в половине комнат устроить оконные проемы таким образом, чтобы солнечная инсоляция отмечалась в них не менее 1,5 часов.
Длительность освещенности прямыми лучами, правила ориентированности оконных проемов по сторонам света регламентируются санитарными нормами, которые следует учитывать при проектировании зданий.
Санитарные нормы
Главный нормативный документ, регулирующий уровень инсоляции жилых помещений – СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01. В нем подробно расписано, какова должна быть продолжительность облучения комнат прямыми солнечными лучами в часах в зависимости от широты, ориентированности по сторонам света и времени года.
Как учитывать освещенность при проектировании
Соответствие длительности освещенности прямыми солнечными лучами жилых помещений обеспечивается за счет тщательных расчетов при проектировании и выполнения определенных мер на этапе строительства и отделки здания.
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:
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.
Что такое инсоляция
Дата публикации: 25 марта 2020
Солнечная энергия – источник жизни на Земле. Это свет и тепло, без которых не может жить человек. При этом существует минимальный уровень солнечной энергии, при котором жизнь человека является комфортной. Под комфортом в данном случае подразумевается не только наличие естественного освещения, но и состояние здоровья – недостаток солнечного света приводит к различным заболеваниям. Кроме того, энергия солнца может быть использована не только для обеспечения комфортного существования живых существ (человека, растений, животных) светом и теплом, но и для получения электро- и тепловой энергии.
Количественным показателем при оценке потока солнечной солнечной энергии служит величина, которая носит название инсоляция. Википедия дает такое определение этой величины:
Инсоля́ция (лат. in-sol от in – внутрь + solis – солнце) — облучение поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией), поток солнечной радиации на поверхность; облучение поверхности или пространства параллельным пучком лучей, поступающих с направления, в котором виден в данный момент центр солнечного диска.
Глобальная карта инсоляции
Величина инсоляции зависит от высоты Солнца над горизонтом, от географической широты места, от угла наклона земной поверхности, от ориентации земной поверхности по отношению к сторонам горизонта.
Показатель инсоляции влияет на множество областей нашей жизни, начиная от комфортности проживания и заканчивая энергетикой.
Инсоляция и комфорт проживания
Комфорт проживания человека в том или ином помещении во многом связан с естественным освещением, которое имеет место в данном помещении в течение суток. Однако показатели инсоляции жилых помещений и уровень освещенности не являются тождественными друг другу.
Следует заметить, что инсоляция – это не только количество солнечного света, попадающего в жилое помещение в течение суток или, как принято при нормативных расчетах, в течение календарного нормативного периода, это еще и наличие либо отсутствие фотобиологического эффекта – естественное облучение помещений оказывает бактерицидное воздействие, то есть, если помещение хорошо освещается солнцем, оно является куда как более полезным для здоровья.
Исследования показали, что для эффективного воздействия такого рода достаточно, чтобы инсоляция помещения составляла около 1,5 часов в день, причем даже не комнаты, а подоконника.
С целью обеспечения комфорта проживания и здоровья населения, устанавливаются санитарно-гигиенические нормы уровня инсоляции жилых помещений, в соответствии с которыми ведется строительство жилых и административных зданий (нормирование можно проверить в разделах, посвященных инсоляции, СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях», а также СанПиН 2.2.1/2.2.2.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»).
Санитарные нормы и правила устанавливают нормативную продолжительность инсоляции в единицах времени, которая должна обеспечиваться для соответствующих зданий и сооружений.
В настоящее время существует несколько методов расчета инсоляции, которые применяются для расчета инсоляции жилых помещений в градостроительстве: геометрические и энергетические. С помощью геометрических методов определяется направление и площадь сечения потока солнечных лучей в определенное время дня и/или года. С помощью энергетических методов определяется плотность потока солнечных лучей, облученность и экспозиция поверхности в различных единицах измерения (эти единицы измерения могут быть световые, бактерицидные, эритемные и так далее).
Расчет инсоляции жилых помещений проводится как вручную, так и с помощью специализированных программ. В России в настоящее время используется «Солярис» — программа для расчета инсоляции. Также активно применяется японская программа MicroShadow for ArchiCA, использующая ручной метод ортогонального проецирования. Однако, некоторые специалисты утверждают, что данные программы не позволяют сделать достаточно корректный расчет, на который можно было бы с уверенностью опираться при проектировании зданий и сооружений, и в результате уровень инсоляции может не соответствовать желаемому и необходимому для комфортного проживания. Например, Д.В.Бахарев предлагает использовать программу, основанную на методе центрального проецирования вместо ортогонального.
Инсоляция и солнечная энергетика
Во время постоянного подорожания энергоносителей традиционного вида особое значение получает альтернативная энергетика, одной из важнейших частей которой является использование солнечной энергии, то есть – солнечная энергетика.
Этот вид энергетики основан на использовании солнечной энергии с преобразованием ее в электрическую и/или тепловую энергию с помощью соответствующих приборов. Для улавливания энергии солнца используются фотоэлектрические панели, и их эффективность напрямую зависит от уровня инсоляции в данной местности.
Очевидно, что чем выше инсоляция, тем эффективнее работают гелиопанели, так как на них поступает больше энергии. Современные солнечные панели оснащены двигателями, которые позволяют им разворачиваться и следовать за солнцем в течение светового дня (наподобие того, как поворачиваются за солнцем многие цветы) – это повышает КПД солнечных электростанций.
К сожалению, солнечные электростанции имеют существенные ограничения: в темное время суток они не работают, также значительно снижается их эффективность (иногда до нуля) в туманные и пасмурные дни. Поэтому обычно такие электростанции оснащаются «солнечными аккумуляторами», которые запасают энергию в светлое время суток и отдают в темное, таким образом обеспечивается непрерывность работы солнечных электростанций.
В южных широтах, где уровень инсоляции высок практически в течение всего календарного года, гелиоэлектростанции могут быть использованы сами по себе, в то время как в тех широтах, где уровень инсоляции снижен, а также где климатические условия предполагают наличие большого количества туманных и пасмурных дней, приходится к фотоэлектрическим панелям добавлять не только аккумуляторы, но и электростанции другого типа – ветряные или гидроэлектростанции, которые подключаются к выработке электроэнергии (и/или тепловой энергии), когда уровень инсоляции в данной местности существенно снижает производительность гелиоэлектростанций.
Особенно широко в последнее время распространились фотоэлектрические панели, предназначенные для получения энергии в индивидуальных коттеджах и загородных домах. Они используются в сочетании с ветрогенераторами, что позволяет владельцам такой загородной недвижимости постоянно получать собственную электроэнергию и не зависеть от внешних поставщиков.
Потенциал солнечной энергетики России
В силу протяженности территории России уровни солнечной радиации в различных регионах существенно варьируются. Так, солнечная радиация в отдаленных северных районах составляет 810 кВт-час/м 2 в год, тогда как в южных районах она превышает 1400 кВт-час/м 2 в год. Ее значения демонстрируют также большие сезонные колебания. Например, на широте 55° (Москва) солнечная радиация составляет в январе 4.69 кВт-час/м 2 в день, а в июле — 11.41 кВт-час/м 2 в день.
Существенное значение имеет также количество часов в сутках, в течение которого в данном месте светит солнце. Эта величина очень различна для разных регионов. Причем на нее влияет не только географическая широта местности, но и другие факторы, например, расположение в гористой местности или просто наличие неподалеку горной гряды, которая закрывает солнце в утренние или вечерние часы.
Во многих труднодоступных регионах нашей страны (даже за полярным кругом), куда проводить линии электроснабжения экономически нецелесообразно, солнечная энергия может обеспечить потребности населения в электричестве, свете и тепле.