Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf

можно осуществлять, пользуясь графиками.

Метод совместного применения прибора с набором

расчетных

графиков

обладает

значительной

универсальностью

и позволяет в

принципе

выполнять

не только

геометрические

построения,

но и энер­

гетические расчеты

инсоляции,

УФ

облучения

и естественного

осве­

щения для любой точки помещения. Для этого необходим

дополни­

тельный

набор

картограмм

небосвода с данными по прямой и рассеян­

ной радиации

соответствующих

видов.

Они могут

быть,

например,

аналогичными

тем,

которые предложены на

основе

горизонтальной

проекции

небосвода

для

расчета

теплопоступлений

Б. А. Дунаевым

[32], УФ

облучения

Г. С. Терновским

[119], естественного

освещения

Б. Кожичем [145], но должны

быть перестроены с применением

ко­

ординатной сетки центральной

цилиндрической

проекции.

ляции,

выполняемых в процессе

строительного

проектирования,

яв­

ляется

вычисление теплопоступлений

от прямой

солнечной радиации

на различно

ориентированные вертикальные

и наклонные

плоскости.

В § 1 этой

главы была показана

сложность

расчетных формул. Авто­

ром разработан графический метод энергетического расчета

инсоляции,

упрощающий процесс вычислений

при

сохранении достаточной

точ­

ности получаемых результатов [92, 106].

Метод основан на использовании

данных о приходе

прямой

ра­

ляции

ее, облучаемой через квадратный

проем,

размером 1 х

1 м в

стенке

с бесконечно

малой толщиной, имеющей ориентацию и наклон

к горизонту те же,

что и плоскость, для

которой

вычисляются

теп­

сколько

его поступает

на участок

горизонтальной плоскости,

облу­

чаемой

через этот ж е

проем. Умножая поток

тепла, поступающего

на горизонтальную поверхность (см. рис. 5), на

площадь зоны

инсо­

ляции,

получим приход тепла на

заданную плоскость. Таким образом,

Инсоляцию горизонтальной

поверхности проще

всего

рассчитать

по графикам дневного хода тени (рис. 25—27). Зоны

инсоляции в го­

ризонтальной

плоскости

имеют

форму параллелограмма

anmd при

вертикальном

и aked при наклонном проемах (рис. 40). Площадь па­

раллелограмма

численно

равна

его высоте, так как основание ad при­

горизонтальной

плоскостью

и верхней

гранью проема.

При верти­

кальном

проеме

оно равно

единице, а при наклонном — синусу

угла

наклона

плоскости, так как гипотенуза

треугольника dec'

равна

еди­

нице.

чения. Верхние схемы

иллюстрируют

построения для

вертикальной

поверхности юго-западной ориентации

на

12,

14 и 16 часов.

Схемы,

вычерченные в нижней части, показывают методику

расчета

для нак­

лонной поверхности,

ориентированной

на

юго-восток,

в

8,

12 и

14 часов.

Многочисленные

вычисления, выполненные по

формулам,

пред­

ложенным

разными

исследователями

и с помощью

описанного

гра­

фического

метода, показали, что его точность при

масштабе

графи­

ков 1 :100 не уступает

аналитическим

расчетам.

Рис. 40. Схемы к энергетическому

расчету

инсоляции

вертикальных и

наклонных

поверхностей.

/ " = / ; -ctgß =

/n r • ctg A-cos а.

(18)

Углы, входящие в формулу, показаны на рис. 28.

Если есть сведения только о

приходе

тепла

от

прямой радиации

на поверхность, перпендикулярную

лучам

солнца,

то для перерасчета

ностям необходимо в каждый момент

времени знать угол

падения

солнечного луча на заданную

плоскость. Вычисления этих углов очень

трудоемки (формула 7). Имея

полярные координаты тени (табл. 8—10)

или

графики

дневного хода

тени на вертикальных

плоскостях

(см)

рис.

31 и 32),

угол падения солнечного

луча можно

найти

по

отно-

сительнон длине

тени. Из

треугольника

ДОК

(рис.

28) видно,

что

tge = г.

I.

Простота

предлагаемых

способов

энергетического

расчета

инсо­

ляции и наличие

вспомогательных таблиц позволяют быстро

выполнять

разнообразные

вычисления. По этой

методике рассчитаны

потоки пря­

мой радиации, поступающей на вер­

тикальные поверхности

в

Ташкенте

(рис. 41). Летом

теплопоступления

распределяются

неравномерно

по

поверхностям

различной

ориента­

ции. Максимум тепла

получают по­

верхности, ориентированные

на

во­

сток и запад. Наибольший

часовой

приход

тепла

при южной

ориента-

е

a

іо

іг

*s

ig

a

is

13

«

Время

дня

Рис. 41. Теплопоступления от прямой

сол­

Рис. 42. Зависимость коэффициента

теп-

лопропускания

прямой

радиации

от

нечной

радиации

на вертикальные поверх­

тангенса

угла

падения

лучей

для

оди­

ности

различной

ориентации в

Ташкенте

нарного

( 1)

и двойного

(2)

остекления

в

январе (а),

марте

(ff), июле (в):

(з-юз), 5 - в

(3), б-в-св

(з-сз).

7- св (сз), ЦИИ

в

два

с

лишним

раза

меньше.

<у-с-св (с-сз), р-с.

Весной

приход

тепла

возрастает

для поверхностей, ориентированных

на юг,

и

снижается

при

ориентациях,

близких

к

востоку

и

западу.

Зимой

теплопоступления

максимальны

при

южной

и близких к

ней

ориентациях.

ностям (глава / ) , являются

основой

для

оценки

внешних

тепловых

воздействий на здания и теплопоступлений в помещения.

Радиационное тепло, проникающее через светопроем Qc, слагается

из теплопоступлений, обусловленных прямыми лучами Qn ,

рассеянной

радиацией

Qp , отраженной радиацией Qa и тепла от нагретого стекла

Q':

Qc =

Qn+ Q P +

Qo+

Q'.

(19)

Первое

слагаемое можно

определить

двумя

способами. Один

из

ления.

Для

определения

часовых

поступлений

тепла

площадь зоны

инсоляции

Fl умножается

на поток прямой радиации

7 ° ,

приходя­

щей

в

соответствующий

момент

времени

на

поверхности

заданной

ориентации (рис. 41), и на коэффициент

теплопропускания

остекле­

ния

~:

Qn = K

- K - ^

(2°)

относительной длины тени на вертикальной плоскости

г,

которая

связана с

углом падения луча и может быть найдена по

табл. 8 — 10.

Второй способ основан на построении

зон инсоляции

в

горизон­

тальной условной п тоскости, совпадающей с нижним

краем

остекления

(рис. 43).

Внутренние откосы и стены,

освещенные

лучами

солнца,