Инсоляция и КЕО - базовые знания к зачету

Общие понятия

Инсоляция – облучение поверхностей и пространств прямыми солнечными лучами (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01).

Естественное освещение – освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03).

Инсоляция и естественное освещение являются важными гигиеническими, психофизиологическими и эстетическими факторами среды обитания человека, определяющими её безопасность и уровень комфорта.

Нормативная продолжительность инсоляции – законодательно закрепленный показатель светового климата помещений, определяющий возможность попадания прямых солнечных лучей в помещение в определенный календарный период без учета погодных условий, выражается в часах, минутах.

Расчетная продолжительность инсоляции – период попадания солнечных лучей в расчетную точку по астрономическому (солнечному) времени, выражается в часах, минутах. Определяется по инсографику, построенному для определенной географической широты, либо математически по алгоритму, учитывающему траекторию движения солнца. Норматив по инсоляции считается обеспеченным, если расчетная продолжительность инсоляции больше или равна нормативной.

Расчетная точка инсоляции – точка на пересечении горизонтальных лучей солнца, определяющих начало и окончание инсоляции без учета окружающей застройки. (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01)

Астрономическое (солнечное) время – система отсчета времени, при которой солнце в полдень находится строго на юге. Астрономическое время не зависит от географической долготы и не учитывает поясную и сезонную поправки (летнее/зимнее время).

Инсоляционные углы светопроема - горизонтальные и вертикальные углы, в пределах которых на плоскости светопроема возможно поступление прямых солнечных лучей. Инсоляционные углы определяют, исходя из необходимости попадания солнечных лучей на внутреннюю плоскость оконного переплета (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01).

Теневые углы светопроема — горизонтальные и вертикальные углы, ограничивающие возможность попадания прямых солнечных лучей в помещение (на внутреннюю плоскость оконного переплета) из-за затенения выступающими элементами фасада. При расчетах инсоляции теневые углы указываются в часах и минутах или в градусах. Одинаковые теневые углы в градусах могут соответствовать различным периодам затенения в часах, минутах в зависимости от ориентации фасада здания.

Горизонтальный теневой угол — период сокращения потенциально возможной инсоляции, определяемый графически на плане при затенении расчетной точки откосами окна, стенками лоджий, пилястрами и т.д.

Вертикальный теневой угол — период сокращения потенциально возможной инсоляции, при затенении расчетной точки конструкциями, нависающими над светопроемом: перекрытия балконов и лоджий, консоли, козырьки и т. д. Определяется с учетом выноса затеняющей конструкции, её формы и превышения над расчетной точкой или над подоконником.

Коэффициент естественной освещенности (КЕО) – отношение естественной освещенности, создаваемой в некоторой точке внутри помещения светом неба (непосредственным или отраженным), к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности, создаваемой светом полностью открытого небосвода; выражается в процентах. КЕО является законодательно закрепленным показателем естественного освещения помещений.

1

КЕО определяют расчетом или измерением в натурных условиях и на макетах.

Расчеты естественного освещения и инсоляции выполняются в составе проекта для обоснования выполнения требований норм в проектируемых и существующих зданиях.

Совмещенное освещение – освещение, при котором одновременно применяется естественное и искусственное освещение в течение полного рабочего дня (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным (СП 23-102-2003). Норма КЕО при этом снижается.

При совмещенном освещении безопасность и комфорт световой среды обеспечиваются за счет сочетания естественного и искусственного освещения. Назначение помещений, в которых допускается применение совмещенного освещения, и требуемое в этом случае значение КЕО регламентируются теми же документами, что и естественное освещение.

Комбинированное естественное освещение — сочетание верхнего и бокового естественного освещения.

Нормы инсоляции

Требуемая по нормам продолжительность инсоляции зависит от географической широты — в северной - 2 часа 30 минут, в центральной (48-58° с.ш.) - 2 часа, в южной - 1 час 30 минут. Нормативная инсоляция в центральной географической зоне должна обеспечиваться на дни равноденствия - 22 марта/22 сентября, в северной — на дни 22 апреля / 22 августа, в южной — на дни 22 февраля / 22 октября.

Вжилых зданиях нормативная продолжительность инсоляции зависит от числа комнат

вквартире и от числа инсолируемых комнат квартиры. Так, в центральной и северной географических зонах в 1-2-3 комнатных квартирах нормативная инсоляция должна обеспечиваться хотя бы в одной комнате, в многокомнатных квартирах - не менее, чем в двух комнатах. В случае, если в 2- и 3-комн. квартирах инсолируется две комнаты (в многокомнатных — 3 комнаты), норма инсоляции может быть сокращена на 30 минут . В центральной и северной географических зонах нормативная продолжительность инсоляции может быть сокращена на 30 минут при реконструкции жилой застройки в центральной, исторической зоне города. При этом нормативная инсоляция не может быть сокращена более чем на 30 минут (сокращение не суммируется).

Вжилых зданиях допускается прерывистая инсоляция при продолжительности одного из периодов не менее 1 часа. Общая продолжительность нормативной инсоляции при этом увеличивается на 30 минут.

Нормативная инсоляция должна обеспечиваться в 60% жилых комнат общежитий.

В общественных зданиях нормативная инсоляция должна быть обеспечена в игровых и групповых ДОУ, в классах и учебных кабинетах СОШ, в палатах медицинских учреждений (60% общего числа палат). Нормативная инсоляция в общественных зданиях должна обеспечиваться за один период (прерывистая не допускается).

При расчетах по инсографику допускается точность расчетов ±10 минут.

2

Нормы естественного освещения

Нормы естественного освещения включают нормативное значение КЕО, положение точки с нормативным КЕО на плане помещения и по высоте (на полу или на рабочей поверхности - 0,8 м. от пола), неравномерность естественного освещения (отношение КЕО в точках у стены с окнами и у противоположной стены). Расчеты КЕО не учитывают зеленые насаждения, мебель, шторы, жалюзи и выполняются с учетом полностью прозрачного остекления и светлой внутренней отделки. Допускается отклонение расчетного значения КЕО от нормативного на 10%.

Нормативный КЕО имеет разные значения в зависимости от расположения светопроемов (вехнее или боковое освещение), а также в случаях когда в помещениях допускается использование совмещенного освещения (естественное + искусственное).

Нормы естественного освещения жилых помещений

В квартирах и частных жилых домах КЕО нормируется в жилых комнатах (гостиные, спальни, кабинеты, детские), и кухнях (кухнях-нишах). Нормативный КЕО при боковом освещении — 0,5% (в детских и кабинетах — выше, в кухнях и кухнях-нишах при совмещенном осещении — ниже).

Расчетная точка во всех случаях располагается на полу.

Вкухнях расчетная точка располагается в центре помещения (в кухнях-нишах и в кухнях-столовых — в центре кухонной зоны).

Вжилых комнатах расчетная точка может располагаться в центре помещения или в глубине (на расстоянии 1 м от стены наиболее удаленной от окна). Положение точки в этом случае зависит от числа комнат в квартире: в 1-комнатных квартирах и квартирах-студиях — всегда в глубине, в 2-3-комн. квартирах — в одной из комнат в глубине, в другой (других) может располагаться в центре. в многокомнатных квартирах нормативный КЕО должен обеспечиваться в глубине помещения в двух комнатах, в других комнатах достаточно обеспечить норму КЕО в центре.

Нормы естественного освещения помещений общественных зданий

Нормативное значение КЕО и положение точки расчета (или измерения) зависит от назначения помещения. В общественных зданиях расчетная точка располагается, как правило, в центре помещения на высоте 0,8 от пола. На полу — в рекреациях, коридорах, спортивных залах.

При этом допускается применение совмещенного освещения с снижением нормы КЕО на 40%, а также деление помещений на зоны с достаточным и недостаточным естественным освещением (деление должно быть функционально и технологически оправдано). Деление на зоны не допускается в игровых и спальнях ДОУ, учебных помещениях СОШ и в помещениях медицинского назначения. В игровых и спальнях ДОУ также не допускается снижение нормы КЕО при совмещенном освещении.

Вцентральных, исторических зонах городов во всех типах помещений, кроме учебных (СОШ), лечебных и детских (ДОУ), норма КЕО может быть снижена до 0,5% в центре помещения.

Вучебных кабинетах школ КЕО, равный 1,5% должна обеспечиваться в точке на уровне 0,8 м от пола на расстоянии 1,2 м от внутренней стены.

Вигровых ДОУ норма КЕО 1,5% должна обеспечиваться на полу в одном метре от внутренней стены.

3

Расчет КЕО

eр - расчетный КЕО (см. раздел «общие понятия), определяется в процентах - зависит от следующих параметров, отраженных в основной формуле расчета КЕО:

Геометрический КЕО неба и здания - показывает какая часть неба или противостоящего здания (в процентах от условной площади полусферы полностью открытого небосвода) просматривается из расчетной точки и освещает её прямым или отраженным светом. Геометрический КЕО, как и КЕО определяется как 0,01 произведения числа лучей по Графику 1 (по разрезу) и числа лучей по Графику 2 (по плану). Геометрический КЕО зависит от габаритов окна (ширина и высота), высоты подоконника и положения расчетной точки по высоте, а также от смещения окна от оси помещения, на которой находится расчетная точка. Высота подоконника и высота окна определяют положение Среднего луча (см. ниже).

Средний луч по графику 1 - его пересечение с плоскостью переплета на разрезе определяет положение Графика 2 на плане а также табличный коэффициент q, учитывающий неравномерность яркости небосвода в соответствии со стандартом МКО (Международная Комиссия по Освещению). Из двух окон равной площади больший КЕО обеспечивает то, у которого средний луч выше (при небольшой толщине стены).

Коэффициент R (в официальной методике расчетов - Кзд) — учитывает изменение внутренних отражений в помещении при наличии затеняющих зданий. Зависит от габаритов затеняющего здания, расстояния до него и отражающей способности его фасада (средневзвешенный коэффициент отражения), а также от положения расчетной точки в помещении и отметки верха окна.

Коэффициент r0 - учитывает повышение КЕО за счет отражений от внутренних поверхностей помещения. Зависит от пропорций помещения, расположения расчетной точки и отражающей способности внутренних поверхностей помещения (средневзвешенный коэффициент отражения).

Средневзвешенный коэффициент отражения ρср (читается как «ро») - среднее арифметическое значение отражений всех видов отделки затеняющего фасада или внутренних поверхностей помещения (пол, стены, потолок) в зависимости от площади каждого вида отделки. Коэффициент отражения показывает какая часть света, упавшего на поверхность, отражается ею (в долях от единицы). Например, коэффициент отражения серого бетона — 0,4- 0,5, темных фасадных красок и красного кирпича — 0,2. Средневзвешенный коэффициент отражения оконных проемов (с переплетами) в расчетах принимается равным 0,2.

Коэффициент τ0 — общий коэффициент светопропускания. Учитывает потерю света в заполнении светопроема (стекла, переплет), конструкциях фонарей, фермах, стационарных солнцезащитных устройствах, включая балконы, лоджии и козырьки. Показывает какая часть света, попадающего в оконный проем (без учета затеняющих выступов яасада), попадает в расчетную точку (в долях от единицы). Определяется как произведение нескольких понижающих коэффициентов, учитывающих потерю света в каждом препятствии. Например, общий коэффициент светопропускания окна со стандартным стеклопакетом в пластиковом переплете — 0,56-0,60, то же самое но при наличии остекленной лоджии — 0,35-0,40.

Кз — коэффициент запаса — учитывает снижение освещенности и КЕО в процессе эксплуатации за счет загрязнения и старения стекол, снижения отражающих свойств поверхностей помещения. Зависит от условий эксплуатации помещения и угла наклона остекления. Определяется по таблице в долях единицы. Так для нормальных условий среды (напримет, офисы) при вертикальном остеклении (окно) Кз принимается равным 1,2.

4