22Графические методы определения инсоляции (с помощью инсоляционного графика и солнечной карты)
инсоляция - облучение поверхностей и пространств прямыми солнечными лучами. В области архитектурно-строительного проектирования термин «инсоляция помещений» означает облучение их солнечными лучами через световые проемы;
Согласно п. 7.3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Расчет продолжительности инсоляции помещений на весь период, установленный в п. 2.4, проводится на день начала периода (или день его окончания):
для северной зоны (севернее 58° с.ш.) - 22 апреля или 22 августа;
для центральной зоны (58° с.ш.-48° с.ш.) - 22 марта или 22 сентября;
для южной зоны (южнее 48° с.ш.) - 22 февраля или 22 октября».
В общем случае графики для расчета инсоляции представляют собою конус, образованный видимым вращением падающего в расчетную точку солнечного луча. В северной и южной зоне рельеф поверхности конуса изображается семейством гиперболических горизонталей, построить которые довольно хлопотно и трудно. Для центральной зоны в дни равноденствия (22 марта и сентября) конус вырождается в наклонную плоскость небесного экватора, горизонталями которой является семейство параллельных прямых. Построить такой график очень просто.
Проведите взаимно перпендикулярные прямые m и n. Опишите полуокружность небесной сферы произвольного радиуса (6-8 см) с центром в точке O их пересечения. Левую четверть сферы будем считать ее проекцией на плоскость небесного меридиана, а отрезок прямой Om – горизонтом.
Через точку O под углом φ, равным географической широте места строительства, проведем небесный экватор AO, наклоненный к горизонту под углом 90º - φ. Из точки A его пересечения со сферой опустим перпендикуляр на плоскость горизонта и радиусом BO опишем четверть окружности с центром в точке O. Будем считать, что правая четверть окружности есть проекция небесной сферы на истинный горизонт.
Разделим концентрические дуги окружностей на шесть часовых (15-градусных) секторов и на радиальных засечках MN как на гипотенузах построим прямоугольные треугольники MNL. Через вершины L пересечения их катетов, лежащих на эллипсе горизонтальной проекции солнечной параллели, и расчетную точку O проведем азимутальные лучи 13, 14, … и т.д., зафиксированные через равные часовые промежутки. Для повышения точности визуального расчета часовые промежутки следует разбить на 20-минутные (5-градусные) деления.
Для построения горизонталей графика на отрезке On, начиная от расчетной точки O, нанесите метрическую шкалу превышений зданий над расчетной точкой. Шкала проецируется на продолжение экватора AO и проводятся горизонтали графика. Для повышения точности визуальной интерполяции шкалу превышений следует построить с 2-миллиметровой градацией. Метрическая шкала пригодна для работы с чертежами любого масштаба. Например, на генплане масштаба 1:500 превышению в 20 м соответствует горизонталь с отметкой 4 см, в масштабе 1:1000 - горизонталь с отметкой 2 см и т.д.
Правая половина графика симметрична построенной и отличается только часовыми номиналами (от 6 до 12 ч). Построение можно выполнить на компьютере в любом графическом редакторе и записать график в файл для перемещения мышью по генплану на экране видеомонитора или отпечатать на принтере на прозрачную основу (восковую кальку, пленку и т.п.) для расчетов по чертежам.
Если построение сделано тщательно и точно, то можете считать полученный график личным эталоном для проверки правильности построения других аналогичных графиков на данной широте.
Согласно п. 7.2 СанПиН «Инсоляционный график, разработанный для определенной географической широты, может применяться для расчета продолжительности инсоляции в пределах ±2,5°».
Например, построенный для 55º с.ш. график допускается использовать на широтах от 52,5º до 57,5º с.ш. Следует, однако, иметь в виду, что заложение горизонталей на предельных широтах будет примерно на ±9% отличаться от заложения на 55º с.ш. Поэтому при экранировании расчетной точки протяженными зданиями близкой к широтной ориентации расчет по графику для 55º с.ш. может оказаться недостоверным. Например, при превышении экранирующего здания над расчетной точкой в 30 м на 52,5º горизонталь сдвинется в его сторону на 2,88 м и ошибочный расчет покажет, что расчетная точка не инсолируется. На 57,5º наоборот, горизонталь на 2,7 м отодвинется от здания, и расчет может дать фиктивную продолжительность инсоляции, которой в действительности не будет.
Расчет по графику, построенному для широты города, определенной с погрешностью порядка ±0,25°, можно считать вполне надежным и формально соответствующим требованиям СанПиН. Независимая от точности расчетов инсоляции «на день начала (или окончания периода)», принципиальная ошибочность раздела 7 СанПиН подробно разъясняется в статьях «О нормировании и расчете инсоляции»и «Осторожно – куклы инсоляции!» , с которыми можно ознакомиться на сайте.