Что такое солнечная инсоляция
Слово «инсоляция» буквально переводится с латинского как «из солнца». Этим термином обозначен процесс облучения земной поверхности светом Солнца (солнечной радиации). Радиоактивное излучение, вырабатываемое небесным светилом, поступает в пространство атмосферы и на поверхность Земли в виде пучка лучей.
Уровень инсоляции неодинаков на разных участках. Для проведения расчетов выбирается видимый поток света и то направление, в котором на текущий момент находится диск солнца.
Главный вопрос — от чего зависит уровень солнечной инсоляции? Эта величина связана с положением оси Земли относительно плоскости орбиты. Земная ось расположена не перпендикулярно, а с отклонением от линии перпендикуляра в сторону плоскости орбиты на 23. Если бы ось располагалась строго по перпендикуляру, то в любой точке нашей планеты расстояние между положением диска Солнца над линией горизонта и земной поверхностью было бы одинаковым. Незначительные изменения в показаниях уровня инсоляции наблюдались бы при смене времён года, когда Солнце удаляется или приближается к Земле. Но, поскольку ось несколько отклонена от линии перпендикуляра, то угол падения пучков лучей зависит от того, какое положение Земля занимает на орбите.
Как рассчитывают инсоляцию
Для расчета инсоляции солнечных лучей применяются геометрические и энергетические методики измерения. Цель геометрических расчетов — определение направления источника энергии, показателя площади сечения
Также важно найти точку, на которую поступает поток света. Учитываются сезонные показатели и состояние погоды на момент измерений
Энергетические методики нужны для того, чтобы выяснить уровень плотности ультрафиолетовых частиц в пучке лучей, выяснить, какую облученность создает поток, каково количество получаемого излучения.
При проведении расчета солнечной инсоляции в обязательном порядке учитываются следующие показатели:
- сезон: зимой освещенность падает — летом возрастает;
- погодные условия, характерные для конкретной местности (частые дожди, пасмурность, туман);
- характер рельефа исследуемой местности (есть ли детали, которые загораживают лучи солнца);
- продолжительность светового дня;
- угол наклона падающих лучей — при малом наклоне (закат, восход) эффективность от использования света низкая.
Исследовать рельеф местности необходимо потому, что при столкновении с преградой в виде скал, густых зарослей леса угол падения пучка лучей преломляется и поток света становится более рассеянным — а соответственно, его энергетический потенциал слабее.
Что касается определения угла наклона, то определить его не так уж сложно. Нужно запомнить одно правило: чем выше температура за окном — тем более приближается значение показателя угла наклона к отметке 90. В полдень, в самый солнцепек, лучи Солнца падают на Землю под прямым углом. Утром же и вечером, когда становится прохладнее, угол наклона острый (в ранние часы), или тупой (ближе к ночи).
Чтобы более точно определить коэффициент солнечной инсоляции, нужно учесть значение географической широты. Поскольку, как уже было сказано, из-за отклонения земной оси от линии перпендикуляра угол падения света неодинаков на всех участках, следует добавить к показателю широты размер допустимой погрешности.
Солнечная инсоляция имеет свое обозначение в системе расчетов — кВт*ч/м2 в сутки. Эта величина означает количество энергии Солнца, которая поступает на участок величиной в один квадратный метр в течение 24 часов.
Виды
Полная инсоляция включает диффузное, прямое и рассеянный типы излучения. В зависимости от перечисленных факторов, поверхности Земли достигает порядка 45-50% солнечных лучей.
Диффузное излучение, представляет собой радиацию, аккумулированную частицами воды, воздуха и пыли из состава атмосферы Земли.
Помимо этого, выделяют следующие виды солнечной радиации:
- Астрономическая связанная с вращением Земли вокруг собственной оси и Солнца и учитывающая отклонение от перпендикуляра на 23°, что влияет на угол падения солнечных лучей при движении планеты по орбите.
- Вероятная вычисляется как процентное отношение от астрономического значения с учетом таких показателей, как состояние атмосферы и облачность.
- Фактическая определяется в результате реального изучения объекта и его оценкой по сравнению с ожидаемым уровнем поступления радиации. На этот вид оказывают воздействие архитектурные особенности сооружения, рельеф местности, расположение близлежащих объектов и множество других факторов.
Нормы инсоляции в кратком изложении
Изменения норм инсоляции, принятые в мае 2017 года, касаются двух положений СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01:
- Перенос расчетных дат для центральной географической зоны с 22 марта / 22 сентября на 22 апреля / 22 августа.
- Нормы и расчет инсоляции участков территорий.
Нормативные требования к инсоляции помещений жилых зданий определены в Санитарных правилах и нормах СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01
«Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий»
(скачать сканированную копию)
Далее по тексту даны ссылки на отдельные пункты именно этого документа.
Требования к инсоляции квартир, изложенные в СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях
и помещениях», повторяют изложенные в первом документе. К жилым зданиям, согласно СанПиН, относятся жилые дома и общежития.
В данном обзоре требования к инсоляции жилых ячеек общежитий не рассматриваются. Всё нижеизложенное относится к квартирам жилых домов.
Согласно указанным выше документам, в жилых помещениях должна обеспечиваться нормативная продолжительность инсоляции,
измеряемая в часах и минутах и определяемая расчетом. Нормативная продолжительность инсоляции зависит от географической широты,
на которой расположено здание. Определено три зоны (северная, центральная и южная) для которых продолжительность инсоляции различна.
Зоны различаются не только продолжительностью нормативной инсоляции, но и периодом года (календарный период),
в котором инсоляция учитывается (п. 2.4, 2.5). Чем больше продолжительность календарного (расчетного) периода,
тем большая часть горизонта может обеспечивать полноценную инсоляцию, расширяя сектор допустимой ориентации окон и фасадов жилых зданий.
Календарный период определяет даты, на которые выполняется проверочный расчет на соответствие нормам. Контрольные даты являются днями начала
и окончания периода (п. 7.3). Кроме того, расчетные даты определяют форму расчетного графика при расчете по официальной методике.
Границы зон по широтам, расчетные дни (начало и конец календарного периода) и нормативная продолжительность инсоляции жилых помещений (квартир) представлены в таблице:
В таблице указана продолжительность непрерывной инсоляции. Прерывистая инсоляция также допускается, но с соблюдением следующих требований (п. 3.3):
общая продолжительность периодов прерывистой инсоляции должна быть на 30 минут больше нормативной (указанной в таблице);
продолжительность одного из периодов должна быть не менее 1 часа.
Нормативная продолжительность инсоляции в жилых зданиях должна быть обеспечена не менее чем (п. 3.1):
в жилой комнате однокомнатной квартиры;
в одной из жилых комнат двух- и трехкомнатных квартир;
в двух жилых комнатах квартир, имеющих больше трех комнат (многокомнатных).
Кроме того, в северной и центральной зонах допускается сокращение нормативной продолжительности инсоляции на 30 минут в двух случаях (п. 3.4):
если инсоляция при этом обеспечивается в двух комнатах двух- и трехкомнатных квартир либо в трех комнатах многокомнатных квартир;
если здание расположено в центральной, исторической зоне города.
Инсоляция в помещениях жилых зданий регламентируется только в жилых комнатах. В кухнях, на верандах и в других помещениях инсоляция не регламентируется.
Измерение инсоляции нормативными документами не предусмотрено и на практике не применяется. Определение соответствия продолжительности инсоляции как в проектируемых, так и в существующих зданиях, выполняется расчетными методами, в отличие от коэффициента естественной освещенности, который в помещениях существующих зданий может быть определен измерениями. Расчет инсоляции (п. 7.1 – 7.8) допускает точность плюс-минус 10 минут.
ООО «ИНСОЛЯЦИЯ» — мы знаем ответы на все вопросы по нормам естественного освещения и инсоляции.
Пишите: 01@insolation.pro
Звоните: +7 (495) 643 34 40
Что такое инсоляция жилых помещений
Под инсоляцией жилых помещений понимается количество солнечного света попадающего на окна того или иного помещения и проникающего внутрь.
К сведению! Инсоляция, как показатель получаемой солнечной энергии, важен для формирования здоровья человека, т.к. от количества солнечного света зависят многие процессы происходящие в нашем организме: обмен веществ и работоспособность мозга, функционирование эндокринной системы, а также работа сердца и легких.
Солнечные лучи попадают на землю в ультрафиолетовом (УФ) и инфракрасном (ИК) диапазонах, при этом УФ-лучи оздоравливают внутреннее пространство помещений, а ИК-лучи нагревают его.
В южных регионах нашей страны возможна избыточная инсоляция, выражающаяся в перегреве помещений, а в северных – наоборот недостаточная. В связи с этим, при «посадке» здания или сооружения на место привязки к конкретному земельному участку необходимо учитывать стороны света и регион, в котором размещается здание.
Показатели уровня инсоляции по регионам
Измерения уровня солнечной радиации, расчет мощности светового потока самостоятельно провести сложно. Для этого необходимо иметь специальное оборудование и наблюдать за Солнцем круглый год. Поэтому лучше всего обратиться к результатам исследований ученых. Ниже представлена карта солнечной инсоляции в городах России.
При расчетах непременно учитывается угол, под которым будут расположены солнечные модули. От положения панели по отношению к Солнцу зависит производительность всей установки. Всегда определяются возможности излучения при попадании его на поверхность солнечной батареи в двух положениях: горизонтальном и вертикальном. Для наглядности и будущего пользования при покупке модулей ниже представлены расчеты солнечной инсоляции в справочных таблицах.
Зная значение показателя инсоляции, несложно вычислить производительность солнечной батареи. Для этого следует умножить между собой несколько значений — это показатели месячной и максимальной величины радиоактивного солнечного излучения и номинальная мощность теплового модуля. Эта формула подходит, если планируется использовать низковольтное напряжение. В других случаях следует нужно знать значение коэффициента полезного действия инвертора (величина, получаемая в момент, когда напряжение преобразуется в постоянное). Это число следует разделить на значение максимальной инсоляции, а потом произвести умножение.
Производитель всегда указывает в описании товара информацию о максимальной мощности модуля. Но следует учесть, что на упаковке указано напряжение, получаемое на выходе, а оно всегда на 10-15 % выше того, что вырабатывают аккумуляторы. Поэтому при проведении расчета коэффициента полезного действия желательно уменьшить результат на эти доли процентов.
Как расположение окон влияет на инсоляцию помещений?
Что же все-таки выбрать — окна на юг, восток, запад или север?Какое решение самое взвешенное?
Выбор здесь должен зависеть в первую очередь от вашего региона проживания. Приведем варианты:
К примеру, Вы живете в Москве, где столбик термометра не так уж и часто зашкаливает отметку + 30 градусов цельсия. Учтем барьер для тепла в виде стены помещения, и — можно особенно не переживать о перегреве вашей квартиры в летний период. Зато в холодные и короткие зимние дни солнышко в вашем окне будет радовать вас несказанно.
Делайте вывод – если ваши окна выходят на северо-восток и северо-запад, то летом, конечно, не будет докучать солнечный свет, но зимой, особенно в пасмурные дни, некоторый недостаток солнечного света и тепла может ощущаться. Некоторые процессы в человеческом организме происходят только под воздействием солнечного света. Человек просто «хиреет» без солнца. Он не может без него жить.
Если же брать города нашей большой страны, лежащие в еще более северных широтах, такие как Санкт-Петербург, Архангельск, Мурманск, Екатеринбург, Омск, Томск и другие, то эта проблема становиться еще актуальнее. Ведь кроме широты на наличие солнечного света влияет так же и среднестатистическое значение количества солнечных дней в году для определенной местности.
При российском суровом, дождливом и снежном климате показатель этот не везде высок. Здесь так же не нужно забывать, что при южном юго-западном и юго-восточном расположении окон в квартире она будет все равно хоть немного, но теплее.
В случае установленных поквартирных счетчиков тепла – некоторая все же экономия бюджета
Если вы запланировали строить свой дом, то так же обратите внимание, какие комнаты лучше расположить на восток, а какие — на юг или запад
Но один из самых важных моментов, наверное, это — неповторимый уют, даримый нам солнечным светом.
Вывод
При выборе квартиры или проектировании собственного дома очень внимательно отнеситесь к разделу расчета инсоляции жилых помещений. Эта часть проекта обязательно должна быть выполнена высокопрофессиональным инженером-конструктором.
Посмотрите видео на тему инсоляции:
Спальня
При проектировании спальни полезно учесть особенности характера ее хозяина. Если тот, кто будет в ней спать — «жаворонок», то ему наверняка понравится просыпаться от крадущегося по подушке солнечного луча. Такому человеку подойдет восточная или юго-восточная ориентация окон.
Для тех, кому ранние подъемы в тягость, предпочтительна западная или северная сторона. Необходимо также иметь в виду, что комнаты, ориентированные на запад, сильно нагреваются лучами закатного солнца, особенно если они расположены в мансарде и в течение всего дня «впитывают» тепло от разогретой крыши. В такой спальне будет очень жарко ложиться спать. Зато поутру, когда воздух остынет, утреннее солнце не потревожит любителя понежиться в постели.
И напоследок несколько общих рекомендаций относительно ориентации помещений по сторонам света.
Требования к инсоляции общественных зданий
4.1. Нормируемая продолжительность инсоляции устанавливается в основных функциональных помещениях общественных зданий, указанных в п. 2.3.
4.2. К основным функциональным помещениям * относятся:
— в зданиях ДДУ — групповые, игровые, изоляторы и палаты;
— в учебных зданиях — классы и учебные кабинеты;
— в ЛПУ — палаты (не менее 60% общей численности);
— в учреждениях социального обеспечения — палаты, изоляторы.
4.3. Инсоляция не требуется в следующих помещениях:
— патологоанатомических отделениях;
— операционных, реанимационных залах больниц, вивариев, ветлечебниц;
— химических лабораториях;
— выставочных залах музеев;
— книгохранилищах и архивовах.
4.4. Допускается отсутствие инсоляции в учебных кабинетах информатики, физики, химии, рисования и черчения.
Что такое инсоляция?
Расшифровывается сложное слово просто. Это облучение солнцем (светом, ультрафиолетом, радиацией) зданий и территорий. Количество такого излучения довольно точно измеряется. При этом учитывается, куда и откуда светит солнце, продолжительность облучения в разное время года и в разных климатических зонах, плотность потока лучей и другие факторы. Потому что солнца в каждом жилище должно быть в меру. Недостаточная инсоляция создает среду для размножения бактерий (на солнце многие из них гибнут), на людей недостаток света и тепла тоже влияет. На солнце в организме вырабатывается витамин D, который способствует усваиванию кальция. Мало кальция – да здравствует рахит, остеопороз, туберкулез. А еще – прощай радость, здравствуй, депрессия. Каждый хоть раз замечал, как веселее на душе становится, когда выглядывает солнышко. Но переизбыток инсоляции, а значит и радиации, это жара и излучение. Прямые УФ-лучи постепенно разрушают хрусталик и сетчатку глаза, ускоряют старение кожи, ухудшают самочувствие.
Какие существуют нормы инсоляции помещений?
Учитывать облучение при строительстве – фишка не только российская. Во многих странах действуют строгие правила. В Британии минимальная инсоляция — два с половиной часа, а в Нидерландах — три. В нашей стране инсоляцию зданий регламентируют санитарные правила и нормы.
Облучение в зависимости от региона должно продолжаться от полутора до двух с половиной часов. Подсчет ведут в определенный период года. Для центральных и северных регионов – с мая по конец августа, для южных – на пять месяцев дольше.
На деле.
Правила по инсоляции помещений застройщики пока соблюдают, хотя и стараются повлиять на их смягчение. Ведь чем мягче требования, тем меньше головной боли с размещением и выбором конфигурации очередной высотки. Сейчас в расчет берется очень много факторов, от стороны света, на которую смотрит фасад, до размера окон в квартирах.
Хуже инсоляция помещений в старых домах, где дворы заросли высокими деревьями, а вокруг то и дело строятся новые высотки, заслоняющие солнце.
Внешне повлиять на инсоляцию готового дома невозможно, но сделать проживание комфортнее – вполне. Для этого недостаток или переизбыток солнца надо учитывать при оформлении интерьера. Например, для темных комнат подберите светлые обои, добавьте ярких акцентов. А вот в солнечных квартирах сложно обойтись без жалюзи и кондиционера.
Наш совет.
Собрались покупать квартиру? Обязательно посмотрите ее днем. В ней должно быть достаточно солнца и света. Хорошо, когда окна выходят сразу на восток и на запад, или хотя бы на одну из этих сторон. С окнами на юг в квартире будет очень жарко, на север – темно и неуютно.
Оригинал статьи размещен здесь: https://ammis.ru/articles/article226
Подписывайтесь наи заглядывайте насайт!
Нормы инсоляции
Документами, регламентирующими инсоляцию жилых помещений является следующая нормативная литература, а именно:
- СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий» (с изменениями на 10 апреля 2017 года).
- СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*».
Согласно СанПиНа регламентирована продолжительность освещения лучами солнца (в часах) в зависимости от широты места размещения здания, ориентации по сторонам света, а также времени года.
Схема для определения инсоляции здания в расчетной точке «В»
Вот некоторые позиции, отраженные в этом документе:
- Продолжительность освещенности зависит от широты размещения помещений, это: северная, центральная и южная.
- При расчете размеров оконных проемов учитывается широта, ориентированность по сторонам света и календарный период.
- Непрерывная солнечная инсоляция должна продолжаться в каждой из комнат от 1,5 до 2,5 часов;
- Если инсоляция помещения возможна с перерывом (когда имеются сторонние объекты, затеняющие оконные проемы), то продолжительность следует увеличит на 30 минут.
- Если дом размещен в центральных или северных широтах, то допускается снижение уровня инсоляции в одной из комнат на 30 минут, если в остальных данный показатель соответствует норме;
- Гигиенические нормы, отраженные в СанПиНе распространяются только на жилые помещения, для вспомогательных (кухня, веранда и т.д.) они не актуальны.
В отдельных регионах принимаются региональные нормативные документы, регламентирующие инсоляцию в конкретном месте размещения. Так например в г. Москва действуюет следующие документ — ТСН 23-304-99 г.Москвы (МГСН 2.01-99) «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению» в котором приводятся инсоляционные графики для данного региона.
Инсоляционный график для московского региона согласно МГСН 2.01-99
Нормы инсоляции для разных широт приведены в ниже следующей таблице:
|
№
п.п. |
Графическая широта | Календарный период |
Нормируемая продолжительность,
часов |
| 1 | Северная (севернее 58° с.ш.) | 22.04 – 22.08 | 2,5 |
| 2 | Центральная (48 – 58° с.ш.) | 22.03 – 22.09 | 2,0 |
| 3 | Южная (южнее 48° с.ш.) | 22.02 – 22.10 | 1,5 |
Решение проблемы гиперинсоляции
Гиперинсоляция в помещениях недопустима. Она может привести к солнечному или тепловому удару, который может стать угрозой для жизни. Такая проблема, если она возникла, должна решаться специалистами. Для гелиосистемы гиперинсоляции не существует, поскольку вся солнечная энергия идет на энергопотребление. Вопрос только в том, что нет необходимости приобретать слишком мощную установку в тех регионах, где солнце светит часто и мощно
Особенно важно сделать правильный расчет для владельцев частных домов.
При постройке многоквартирных домов работает большая группа специалистов
Житель частного дома:
- должен самостоятельно сделать расчеты;
- либо пригласить грамотного специалиста, который сможет рассчитать потребности в солнечной энергии для данного дома.
Для южных регионов инсоляция применяется более полноценно при использовании гелиосистемы. Там можно обойтись одноконтурной установкой, которая больше пригодна для летнего периода, но для юга может применяться и зимой при отсутствии постоянных отрицательных температур.
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.
