книги из ГПНТБ / Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии)

бадеком заводе освоен выпуск теплоотражающего стекла, которое ли­ шено отмеченных недостатков.

При решении солнцезащиты нередко допускаются ошибки, средства затенения оказываются малоэффективными, приходится прибегать к реконструкции или дополнительным мерам. Это удорожает стоимость строительства, увеличивает нагрузки на системы вентиляции и охлаж­ дения. Поэтому целесообразно все проекты сопровождать соответствую­ щими расчетами и обоснованиями, которые позволяли бы судить о теп­ лозащитной эффективности предлагаемых вариантов противоинсоляционпых устройств.

ройств ниже теплозащитной эффективности. Это связано с тем, что солнцезащита уменьшает лишь поток лучистой теплоты через светопроемы, но тепло в помещения проникает еще через несветопрозрачные ограж­ дения и вносится с нагретым воздухом при проветривании и за счет инфильтрации. Игнорировать этот факт — значит переоценить роль солнцезащиты светопроемов в борьбе с летним перегревом.

Микроклиматическая эффективность солнцезащиты зависит от об­ щего коэффициента теплопропускания, ориентации и площади светопро­ емов, режима эксплуатации помещений. Чем выше приход тепла от сол­ нечной радиации через незащищенные светопроемы, тем в большей сте­ пени солнцезащита улучшит микроклимат. Поэтому в борьбе с летним перегревом солнцезащитные устройства наиболее эффективны, если по­ мещения имеют большие светопроемы, ориентированные на неблагопри­ ятные с точки зрения тепловых воздействий стороны горизонта.

Окна южной ориентации летом получают небольшие суммы радиа­ ционного тепла (см. рис. 47—49), и их солнцезащита несущественно снижает температуру воздуха в помещении. Козырьки при такой ори­ ентации уменьшают среднесуточную температуру воздуха в жилых компатах всего на 0,5°, а среднемаксимальную примерно на 1,0° [59]. При ориентации на юг — юго-запад и юго-запад, по данным разных иссле­ дователей, козырьки уменьшают среднемаксимальную температуру внутреннего воздуха на 1,5°.

Деревянные ставни-жалюзи, ориентированные на юг и запад — югозапад, снижают среднесуточную температуру внутреннего воздуха на 0,8—2,2°, а среднемаксимальную на 1,7—5,0° [85]. Такие устройства еще более эффективны при западной ориентации, когда зафиксировано сни­ жение максимальной температуры воздуха на 4,2° в комнате с открыты­ ми окнами [59] и на 4,5—5,0° в помещении с закрытыми окнами [12].

123

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

бы с летним перегревом помещений и применять их в Средней Азии желательно на светопроемах всех ориентации, за исключением северной

с

ю

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-

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

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

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.

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

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

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

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).

б) разрушения или выцветания экспонатов, хранящихся в помеще­ нии (книгохранилища в библиотеках, картинные галереи и т. п.);

в) внесения большого количества тепла, нарушающего нормальный

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

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

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:

131

до запада — северо-запада допустима лишь в тех случаях, когда предусмотрены эффективные наружные регулируемые солнцезащитные устройства. Остальные румбы нужно рассматривать как допустимые.

132