Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 102
Скачиваний: 0
Близкий к этому микроклиматический эффект обеспечивает солнцезащпта окон, ориентированных на стороны горизонта, симметричные отно сительно направления север—юг, так как суммы тепла, обусловленныесолнечной радиацией, при этом практически не меняются.
Овлиянии солнцезащиты на микроклимат помещений общественных,
ипромышленных зданий, различающихся большим разнообразием, по ка еще недостаточно экспериментального материала для столь же кон кретных выводов. Однако есть основания предполагать: в помещениях с
большими площадями светопрозрачных ограждений за |
счет затеняю |
|
щих устройств максимальная температура внутреннего |
воздуха |
может |
быть снижена на 5—6°,а среднесуточная — на 2—3°. |
|
|
Результаты теоретических расчетов и экспериментальных исследо |
||
ваний показывают, что затеняющие устройства — важное средство |
борь |
бы с летним перегревом помещений и применять их в Средней Азии желательно на светопроемах всех ориентации, за исключением северной
с
ю
Рнс. 77. Рекомендуемые |
пределы применения |
стационарных, |
|
солнцезащитных |
устройств: |
|
|
1—вертикальные жалюзи, |
2—ячейки, |
3—горизонтальные |
жалюзи, |
4—маркизы, 5—козырьки. |
|
124
части горизонта в пределах от востока — северо-востока до запада — се веро-запада.
По данным о теплопоступлениях через светопроемы и теплозащит ной эффективности затеняющих устройств нетрудно показать, что при солнцезащите окон приход инсоляционного тепла через проемы различ ной ориентации выравнивается. Это дает основание по-новому подойти к решению вопросов ориентации и, в частности, пересмотреть запрет, установленный СНиП для ориентации окон жилых комнат на западную часть горизонта. Такое положение мы доказали в результате энергети ческих расчетов инсоляции и впервые сформулировали в 1955 г. Тогда же сделали предложения, касающиеся изменения требований к ориента ции зданий с учетом применения солнцезащиты [92, 94]. Натурные на блюдения [85] подтвердили, что при солнцезащите ориентация светопро-
ю |
ЮВІЮЗ) |
в(3і |
СВІСЗІ |
|
|||
|
f |
f ni |
|
о
о
*
to
Рис. 78. Зоны шісоллции__летних помещений жилых домов серии I-310.
•емов практически не влияет на температурный режим помещений. Вы равнивание микроклиматических характеристик в помещениях разной ориентации наблюдается лишь при эффективной наружной солнце защите.
Большую роль играет правильный выбор типов стационарных солн цезащитных устройств в зависимости от ориентации светопроемов. Ана лиз теплозащитной эффективности затеняющих устройств, выполненных на основе геометрических и энергетических расчетов инсоляции, позво ляет рекомендовать пределы использования (по ориентации) различных
125
типов стационарных средств солнцезащиты (рис. 77). Светопроемы, ориентированные на запад и восток, нельзя надежно защитить стацио нарными устройствами, их нужно затенять регулируемой солнцезащитой.
Солнцезащитой комнат нередко рассматриваются летние помещения жилых домов. За последние годы в жилищном строительстве Средней
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 12 |
|
|
Х а р а к т е р и с т и к а облучения летних |
помещений |
|
|||||
|
Время |
начала н конца инсоляции, |
Продолжительность |
Максимальная площядь |
||||
Ориента |
|
|
час |
|
инсоляции, |
час |
инсоляции, |
% |
ция |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стены |
пол |
|
стены J |
П01 |
стены |
ПОЛ |
|
|
|
|
Лето |
|
(июль) |
|
|
|
ю |
— |
8—16 |
|
0 |
8 |
0 |
36 |
|
ю в |
6-8 |
6-13 |
|
2 |
7 |
15 |
83 |
|
(ЮЗ) |
(16-18) |
(11-18) |
|
|
|
|
|
|
в |
6-9 |
6 - 1 I |
м |
3 |
5,5 |
61 |
100 |
|
(3) |
(15-18) |
()23 0 -18) |
|
2 |
|
|
|
|
с в |
6-8 |
6—10 |
|
4 |
57 |
86 |
||
(СЗ) |
(16-18) |
(14-18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Весна — осень |
(ма,.т — сентябрь) |
|
|
||
ю |
|
|
7—17 |
|
0 |
10 |
0 |
84 |
ю в |
7 |
КГ |
7-14 |
|
3,5 |
7 |
54 |
100 |
(ЮЗ) |
(1330—17) |
(10-17) |
|
|
|
|
|
|
в |
7 _ о з о |
7-113 , 1 |
|
2,5 |
4,5 |
73 |
96 |
|
(3) |
(1430—17) |
(12™—17) |
|
|
|
|
|
|
с в |
7—8 |
7—t3" |
|
1 |
2,5 |
47 |
75 |
|
(СЗ) |
(16-17) |
(143 "-17) |
|
|
|
|
|
Азии широко распространены летние помещения в виде пристроенных террас-лоджий с выходами из кухни и одной жилой комнаты. Микро климат летних помещений и их влияние на температурный режим смеж ных комнат связаны с ориентацией. Инсоляцию летних помещений ха рактеризуют зоны облучения (рис. 78), данные о времени и площадях инсоляции (табл. 12) и расчет теплопоступлений на террасы (рис. 79) весной (осенью) и зимой [93].
126
При южной ориентации глубина инсоляции даже весной — осенью при относи тельно низком положении солнца меньше глубины тер расы, поэтому комнаты, вы ходящие на террасу на про тяжении всего года, практи чески лишены инсоляции. Если квартира двухсторон няя, то и ее комнаты, ориен тированные на север, тоже не инсолируются в течение всего года, за исключением середины лета, когда они об лучаются непродолжитель ное время в ранние утрен ние и поздние вечерние часы.
Р 40\
Ори е н m о ц и я
Рис. 79. Суточные суммы тепла от прямой сол нечной радиации, получаемые тероасами различ ной ориентации в июле (/) и в марте—сентябре (2).
Следовательно, южная ориентация таких летних помещений в пределах от юга — юго-востока до юга — юго-запада неприемлема. Анализ инсо ляции летних помещений разного размера показывает, что это ограниче ние не должно распространяться на террасы с глубиной менее '/* высоты.
Юго-ьосточная и восточная ориентация по характеру инсоляции очень близки. Летние помещения инсолируются в первой половине дня, когда воздух еще не успел нагреться. Жилые комнаты, граничащие с террасами, летом облучаются лишь кратковременно рано утром на не значительную глубину. В остальное время года продолжительная инсо ляция и ее достаточная глубина позволяют в полной мере использовать полезные качества солнечных лучей. Юго-восточная ориентация летних помещений наиболее благоприятна. Продолжительность облучения тер рас и выходящих в них комнат при ориентации на северо-восток в тече ние всего года меньше, причем инсоляция происходит в более ранние часы по сравнению с юго-восточной и восточной ориентациями.
Сокращение инсоляции жилой комнаты за счет затенения конструк циями летнего помещения желательно в летнее время, но в остальные периоды года является недостатком, поэтому северо-восточная ориента ция террас в односторонних квартирах в гигиеническом отношении хуже юго-восточной и восточной. По продолжительности, глубине и площа дям инсоляции ориентация летних помещений на юго-запад, запад и северо-запад не отличается от соответствующих им симметричных отно сительно юга ориентации на юго-восток, восток и северо-восток. Однако при ориентации на западную половину горизонта инсоляция происходит
127
во вторую половину дня, когда максимум тепла, вносимого солнечными лучами, совпадает по времени с максимальной температурой наружного воздуха.
В летних помещениях различной ориентации, как и в комнатах, тем пературные различия меньше, чем разница в теплопоступлениях. Тер расы, ориентированные на западную четверть горизонта, сильно нагре ваются во вторую половину дня. Максимум температуры воздуха нл таких террасах примерно на 5° выше максимальной температуры наруж ного воздуха. Это обстоятельство не дает полноценно использовать лет нее помещение. Перегрев террас неблагоприятной ориентации отрица тельно влияет и на микроклимат смежных комнат.
Для выявления роли террас как средства солнцезащиты жилых комнат А. В. Ершовым в Ташкенте проведены микроклиматические из менения на объектах, ориентированных на юго-восток и юго-запад. По его данным, наилучший тепловой режим наблюдается в комнате за тер расой, ориентированной .на юго-восток. При юго-западной ориентации перегревалась сама терраса и ухудшала микроклимат смежной комна ты, температура в которой ночью была даже выше, чем в комнате той же ориентации, но не защищенной летним помещением. Это свидетельст вует, что летние помещения нельзя рассматривать как меру солнцеза щиты комнат при неблагоприятных ориентацпях, а сами террасы нуждаются в эффективной солнцезащите.
|
Из построения зон инсоляции (см. рис. 78) видно: при ориентации |
на |
юго-запад значительно облучается только правая четверть террасы, |
а |
при ориентации на северо-запад — левая половина. Симметричны |
зоны инсоляции при юго-восточной и юго-западной ориентациях. Для уменьшения перегрева в летнее время можно рекомендовать солнцеза щитные устройства при юго-западной ориентации с левой стороны (смотря снаружи на фасад) на 1U ширины террасы, а при ориентации на северо-запад с правой стороны на половину ширины. Летние помеще
ния, ориентированные |
на юго-восток, должны защищаться на 1U ширины |
с правой стороны, а |
при ориентации на северо-восток — на половину |
ширины с левой стороны. Особенно интенсивно и равномерно почти вся поверхность пола и стен террас облучается при западной и восточной ориентациях. Для таких террас солнцезащита должна предусматри ваться на всю ширину.
Солнцезащита летних помещений имеет специфику, связанную с архитектурно-конструктивным решением и с эксплуатационно-бытовыми условиями. Летние помещения служат связующим звеном между квар тирой и внешней средой, поэтому солнцезащитная конструкция не долж на препятствовать обозрению окружающего пространства. Если окна восточной и западной ориентации должны иметь одинаковую солнцезащиту, то летние помещения, ориентированные на восток, могут затенять-
128
Рис. 80. Схемы солнцезащитных устройств для летних помещений.
ся менее эффективными устройствами ,чем западные, так как поверхно сти летнего помещения, нагретые утром, в течение дня значительно охлаждаются за счет проветривания. Особенность солнцезащиты летних
9-831 |
129 |
помещений-—большой |
масштаб проема, что делает возможным |
приме |
нять крупноразмерные |
элементы солнцезащиты, например вертикаль |
|
ные и ячеистые устройства. Для затенения летних помещений |
можно |
|
рекомендовать схемы, приведенные на рис. 80 [18]. |
|
После разбора вопросов, связанных с солнцезащитой, можно перей ти к рассмотрению ориентации. Наши предложения по ориентации зда ний в условиях Средней Азии следуют из анализа теплопоступлений через проемы, гигиенической роли инсоляции, теплозащитной и мик роклиматической эффективности солнцезащитных устройств и сво дятся к следующему. Ориентация должна решаться в зависимости от
требований к |
инсоляции. С точки зрения требований, |
предъявляемых |
к инсоляции, |
помещения гражданских зданий можно |
разделить на |
три группы. |
|
|
I . .Помещения, в которых инсоляция нежелательна в летнее время, но необходима на протяжении остального периода года вследствие сво их бактерицидных и биологических свойств (жилые комнаты, детские сады-ясли, палаты в больницах и санаториях и т. д.). Причем, к одним из этих помещений (подгруппа А) должны быть предъявлены более строгие требования (детские сады-ясли, больницы и др.), к другим (под группа Б) —менее строгие (жилые комнаты).
I I . Помещения, в которых инсоляция |
нежелательна н;і протяжении |
всего года вследствие: |
|
а) блескости, вызывающей слепимость |
(операционные, конструктор |
ские бюро и др.); |
|
б) разрушения или выцветания экспонатов, хранящихся в помеще нии (книгохранилища в библиотеках, картинные галереи и т. п.);
в) внесения большого количества тепла, нарушающего нормальный
тепловой |
режим в помещениях (кухни в столовых, прачечные |
и др.). |
I I I . |
Помещения, к которым с точки зрения инсоляции |
предъявля |
ются особые требования. К ним, например, относятся летние помещения в жилых домах, в которых инсоляция недопустима во вторую половину дня летом, но возможна в небольших пределах в первой половине дня, а зимой желательна ее максимальная продолжительность. Другим при мером помещений, относящихся к этой группе, являются школьные классы. При односменном использовании их инсоляция недопустима в
первую |
половину |
дня (во время занятий) вследствие блескости и воз |
можного |
местного перегрева, но необходима после окончания уроков |
|
в целях |
санации |
помещений. |
Ориентация светопроемов по странам света и тип солнцезащитного устройства должны выбираться таким образом, чтобы удовлетворять указанным требованиям к инсоляции помещений. Следует отметить, что требования к ориентации могут в некоторых случаях существенно ме няться в зависимости от размеров помещений, характера планировочной
130
структуры, наличия террас, пристроенных по фасаду и т. д. Поэтому, при
ведем лишь общие требования к ориентации помещений. |
|
||
Группа I . Оптимальная ориентация — на южную |
часть |
горизонта |
|
в пределах от юга-—юго-запада до юго-востока. Недопустимой |
является |
||
ориентация на север в |
пределах от востока — северо-востока |
до запа |
|
да — северо-запада для |
помещений, относящихся к подгруппе А, и от |
||
севера—северо-востока |
до севера — северо-запада для |
помещений под |
|
группы Б. Ориентация |
на западную часть горизонта |
от юго-запада |
Рис. 81. Требования к ориентации жилых комнат и летних помещений. Внешний круг—жилые комнаты; средний к р у г - летние помещения с глубиной менее 3/4 высоты; внутренний круг—летние помещения, расположенные по фронту всей квартиры и имеющие глубину более 3/4 высоты:
1—оптимальная; |
2—допустимая, |
желательная солнцезащита; |
3—допустимая |
||
с обязательным |
устройством солнцезащиты; |
4—допустимая |
без |
солнцезащи |
|
|
ты; |
5 — недопус |
т имая . |
|
|
131
до запада — северо-запада допустима лишь в тех случаях, когда предусмотрены эффективные наружные регулируемые солнцезащитные устройства. Остальные румбы нужно рассматривать как допустимые.
|
Группа |
I I . Оптимальная |
ориен |
||||
|
тация для |
помещений, |
относящихся |
||||
|
к подгруппам а и |
б,— на северную |
|||||
|
часть горизонта в пределах от |
севе |
|||||
|
р а — северо-запада |
до |
севера — се |
||||
|
веро-востока. Допустимые пределы |
||||||
|
ориентации |
для этих |
помещений — |
||||
|
северная четверть горизонта от се |
||||||
|
веро-востока до северо-запада. Иная |
||||||
|
ориентация |
для |
указанных |
поме |
|||
|
щений |
является |
неблагоприятной. |
||||
|
Для помещений подгруппы в опти |
||||||
|
мальной |
является |
ориентация |
на |
|||
|
северную четверть горизонта от се |
||||||
|
веро-востока до северо-запада. При |
||||||
IV |
эффективной наружной |
солнцезащи- |
|||||
|
те допустима ориентация на все дру |
||||||
|
гие румбы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
о . |
|
|
|
VI |
к |
|
|
|
о |
|
VII |
|
I |
! I |
! У |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VIII |
|
—о—о—о |
с=- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
I —Г ~1 I |
С |
|
|
|
||
Рис. |
82. |
Требования к |
ориентации ха |
|||
рактерных типов |
жилых |
домов |
в соот |
|||
ветствии |
с |
особенностями их |
планиро |
|||
|
|
вочной |
структуры: |
|
||
1—оптимальная; |
2—допустимая; |
3—недопустимая, |
Группа I I I . Требования к ориен тации устанавливаются в каждом конкретном случае индивидуально, в зависимости от назначения поме щения, характера его эксплуатации •и т. д. т
Как пример развития общих по ложений на рис. 81 приведены тре бования к ориентации жилых и лет них помещений. Оптимальная ориен тация для окон жилых комнат—юж ная часть горизонта в пределах от юго-востока до юга — юго-запада. Ориентация окон жилых комнат на
.северную часть горизонта в преде лах от севера — северо-востока до севера — северо-запада недопусти ма для односторонних квартир. В двухсторонних квартирах на ука занную часть горизонта допускает ся ориентировать в двухкомнатных квартирах не более одной комнаты,
132