Экзаменационные вопросы по строительной и теплофизике. теплофизика. Конденсация влаги на поверхности ограждения. Меры против конденсации влаги на внутренней поверхности ограждения
 Скачать 4.1 Mb.
|
Полное внутреннее отражение Если световые лучи из оптически более плотной среды 1 падают на границу раздела с оптически менее плотной средой 2 (n1 n2),то угол падения меньше угла преломления . При увеличении угла падения можно подойти к такому его значению пр, когда преломленный луч заскользит по границе раздела двух сред и не попадет во вторую среду,  Угол преломления , при этом вся световая энергия отражается от границы раздела.Предельным углом полного внутреннего отражения пр называется угол, при котором преломленный луч скользит вдоль поверхности двух сред,  При переходе из среды оптически менее плотной в среду более плотную полное внутреннее отражение невозможно. Поглощение света – это уменьшение интенсивности оптического излучения (света), проходящего сквозь прозрачную среду. В идеализированной однородной среде колеблющиеся электроны возвращают всю падающую энергию в виде вторичных волн, и поглощения света не происходит. В реальном теле часть падающей световой энергии переходит в другие формы (главным образом, в тепловую) – наблюдается поглощение света. Особый интерес представляет случай, когда частота световой волны ω совпадает с частотой собственных колебаний электронов ωоi . При этих частотах энергия световой волны полностью поглощается веществом. Такое явление называется резонансным поглощением света, а соответствующая частота – резонансной. Именно в области резонансного поглощения наблюдается аномальное поведение дисперсии. Вещество, состоящее из атомов или молекул с определенным набором частот собственных колебаний электронов ωоi даст в спектре прошедшего через него света узкие линии поглощения. Коэффициент преломления окажется постоянным в областях, далеких от линий поглощения, и будет быстро меняться с частотой и сильно отличаться от единицы вблизи каждой линии поглощения, где взаимодействие света с веществом велико. Экспериментальная зависимость показателя преломления n и коэффициента поглощения  от длины волны  вблизи одной из резонансных частот (  – длина волны, соответствующая резонансной частоте ωо) представлена на рис. 6-1. Рис. 6-1. Зависимость показателя преломления n и коэффициента поглощения  от  вблизи одной из резонансных частот (λо – длина волны, соответствующая резонансной частоте ωо).Из представленной экспериментальной зависимости (рис.6-1) следует, что коэффициент преломления n принимает большие значения с длинноволновой стороны полосы поглощения и малые – с ее коротковолновой стороны. Внутри самой полосы поглощения коэффициент преломления убывает с уменьшением длины волны (аномальная дисперсия). Как видно, коэффициент преломления может быть меньше единицы, значит, фазовая скорость волны может превышать скорость света с. Это не противоречит теории относительности, так как скорость передачи энергии равна групповой скорости, которая не превышает значение  Опыт показывает, что интенсивность I плоской световой волны, прошедшей сквозь прозрачный диэлектрик, обнаруживает уменьшение своего значения согласно закону Бугера (установленного экспериментально Бугером и обоснованного теоретически И. Ламбертом):   Рис.6-2. Иллюстрация к закону поглощения Бугера. I0 – интенсивность световой волны, вступающей в вещество, d – толщина слоя вещества, пройденного светом,  - коэффициент поглощения, зависящий от длины световой волны, химической природы и состояния вещества.Коэффициент поглощения – физическая величина, обратно пропорциональная слою вещества, при прохождении которого интенсивность падающего света убывает в е (е = 2,7) раз. При измерении коэффициента поглощения необходимо учитывать, что часть света отражается от границы исследуемого вещества. Закон справедлив при не слишком больших интенсивностях света и только для монохроматического излучения, так как для каждого вещества  зависит от длины волны  .Для растворов закон Бугера принимает вид:  где, d – толщина слоя раствора, через который прошел свет,  – коэффициент поглощения, не зависящий от концентрации С и характерный только для молекулы поглощающего вещества.В таком виде закон поглощения принято называть законом Бугера – Ламберта – Бера. Оптическая плотность (D) - мера непрозрачности слоя вещества толщиной d для световых лучей; характеризует ослабление оптического излучения в слоях различных веществ (красителях, светофильтрах, растворах, газах и т.п.). Для не отражающего слоя оптическая плотность равна: D = lg I0/I =  , где I – интенсивность излучения,прошедшего поглощающую среду; I0 – интенсивность падающего излучения. Оптическая плотность может быть определена и как логарифм величины, обратной коэффициенту пропускания  , т.е., D = lg (1/  ).Коэффициент поглощения и оптическая плотность D связаны соотношением:  Цветные прозрачные тела, красители, растворы обнаруживают селективность (избирательность) поглощения в области видимых лучей, то есть различно поглощают лучи различных длин волн. Например, красными является стекло или раствор, слабо поглощающие красные и оранжевые лучи и сильно поглощающие зеленые и фиолетовые. В общем случае коэффициент  зависит от длины волны (или частоты) света. Поглощение велико лишь в области частот, близких к частотам собственных колебаний электронов в атомах. У веществ, атомы (молекулы) которых практически не взаимодействуют (газы и пары металлов при невысоком давлении), коэффициент поглощения для большинства длин волн близок к нулю, и лишь для очень узких областей спектра имеет резкие максимумы (рис.6-3). Эти максимумы соответствуют резонансным частотам колебаний электронов. Газы при высоких давлениях, жидкости и твердые тела дают широкие полосы поглощения (рис.6-4). Рис.6-3. Зависимость коэффициента поглощения вещества от частоты света для газов и паров металлов при невысоких давлениях.  Рис.6-4. Зависимость коэффициента поглощения вещества от частоты света для жидкостей, твердых тел, а также для газов при высоком давлении.Естественное освещение, КЕО, расчет КЕО боковое освещение Естественное освещение – это освещение, создаваемое направленным или рассеянным солнечным светом или светом неба, проникающим через световые проёмы помещения. Естественное освещение делится на следующие виды: верхнее естественное освещение; боковое естественное освещение; комбинированное естественное освещение. Согласно санитарным нормам все помещения, в которых постоянно находятся люди, должны иметь естественное освещение. Расчёт естественного освещения должен обеспечить оптимальное выполнение требований, предъявляемых для естественного освещения конкретных помещений. Величина естественного освещения изменяется в зависимости от широты местности, времени года и дня, состояние погоды. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. Естественное освещение в помещении определяется коэффициентом естественного освещения (КЕО). Значение коэффициента естественного освещения в помещениях устанавливается нормами СНиП ІІ479.  ,где  - освещенность в фиксированной точке внутри помещения, лк - освещенность снаружи помещения, лк.Выбор коэффициента естественной освещенности по СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» зависит от характера зрительной работы, пояса светового климата и вида естественного освещения. Для поясов световых климатов РФ (2,3,4 и 5) нормируемые значения КЕО следует определять по формуле  ,где N – номер группы обеспеченности естественным светом (СНиП 23-05-95)  – значение КЕО для 1 светового климата; - значение светового климата.Снижение расчетного коэффициента естественного освещения по отношению к нормированному допускается только на 10%. Расчитывать норму естественного освещения нужно исключая помехи, создаваемые мебелью и деревьями. Верхнее и комбинированное естественное освещение имеют то преимущество, что обеспечивают более равномерное освещение помещения. Боковое естественное освещение создаёт значительную неравномерность в освещении участков, расположенных вблизи окон или вдали от них. При верхнем или комбинированном естественном освещении среднее значение коэффициента естественного освещения устанавливается в точках, которые располагаются на пересечении рабочей поверхности и вертикальной плоскости характерного разреза помещения. В качестве расчётной точки принимается геометрический центр помещения или место, расположенное на расстоянии 1 метр от поверхности стены, находящейся напротив бокового светопроёма. Если в помещении организовано комбинированное естественное освещение, комната может быть поделена на зоны с верхним и боковым естественным освещением. В каждой из зон производится отдельный расчёт естественного освещения. При недостаточности естественного освещения используется комбинированное (совмещенное) освещение. Комбинированное освещение представляет собой освещение, при котором в светлое время суток используется одновременно искусственный и естественный свет. Расчет КЕО (  ) при боковом освещении в соответствии с [4] выполняется по зависимости: , (68)где  - значение КЕО в расчетных точках при боковом освещении, создаваемое прямым светом участков неба, видимых через световые проемы (с учетом распределения яркости по облачному небу МКО);βа–коэффициент ориентации сп, учитывающий ресурс естественного света по кругу горизонта; εзд– геометрический КЕО от участка фасада противостоящего здания; вф–средняя относительная яркость противостоящих зданий; γа– коэффициент ориентации фасада здания, учитывающий зависимости его яркости от ориентации по сторонам горизонта; Кзд- коэффициент, учитывающий изменение внутренней отраженной составляющий КЕО в помещении при наличии противостоящих зданий; ro– коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя; Kз -коэффициент запаса; tо –общий коэффициент светопропускания. При рассмотрении составляющих зависимости (68), расчет геометрический КЕО  предлагается осуществлять графоаналитическим методом, основоположником которого является А.М. Данилюк.      Нормирование КЕО, коэффициент светового климата При естественном освещении создаваемая освещенность изменяется в очень широких пределах. Эти изменения обусловлены временем дня, года и метеорологическими факторами: характером облачности и отражающими свойствами земного покрова. Поэтому естественное освещение нельзя количественно задавать величиной освещенности. В качестве нормируемой величины для естественного освещения принята, относительная величина коэффициент естественной освещенности КЕО. КЕО есть выраженное в процентах отношение освещенности в данной точке внутри помещения Ев к одновременному значению наружной горизонтальной освещенности Ен, создаваемой светом всего небосвода;  Таким образом, КЕО оценивает размеры оконных проемов, вид остекления и переплетов, их загрязнение, т.е. способность системы естественного освещения пропускать свет. Естественное освещение в помещении регламентируется нормами СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение". Нормативное значение КЕО с учетом характера выполняемой зрительной работы, системы естественного освещения, района расположения здания следует рассчитывать по формуле:  где Ен - нормированное значение КЕО (%); Ет – табличное значение КЕО (%), определяемое по СНиП 23-05-95 m - коэффициент светового климата, определяемый в зависимости от района расположения здания; Значения коэффициента светового климата m
с - коэффициент солнечности климата, определяемый в зависимости от ориентации здания относительно сторон света. Освещенность помещения естественным светом характеризуется коэффициентом естественной освещенности ряда точек, расположенных в пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и горизонтальной плоскости, находящейся на высоте 0,8 м над уровнем пола и принимаемой за условную рабочую поверхность. При боковом естественном освещении минимальное значение освещенности нормируется : - при одностороннем - в точке, расположенной на расстоянии 1 м от стены, наиболее удаленной от световых проемов; - при двустороннем - в точке посередине помещения на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности. При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО. Графики Данилюка, расчет КЕО Метод Данилюка получил широкое распространение для практических целей. Метод основан по положении, что освещенность пропорциональна проекции телесного угла на освещаемую плоскость участка неба, который виден через светопроем. А.М. Данилюк предложил разделить полусферу небосвода 100 меридианами и 100 параллелями на 10000 клеток, горизонтальные проекции которых равновелики между собой (рисунок 56). Получившиеся таким способом графики позволяют определить КЕО в заданной точке.
s1 = s2 = s3 =…= sn = n1; S1 = S2 = S3 = S4 =…= Sn = n2; e = 0,01 n1n2 , % Рисунок 56 – Схема к расчету освещенности методом А.М. Данилюка КЕО определяется простым умножением количества лучей, определенного по графику 1 (этим мы определяем количество двухгранников, видимых из расчетной точки через проем) на количество лучей, определенных по графику 2 (этим мы определяем количеств поясов неба, попавших в пределы проема). В результате, КЕО по методу А.М. Данилюка определяется из зависимости:  (65)где n1 – количество лучей, определенное по графику 1 на поперечном разрезе помещения; n2 – количество лучей, определенное по графику 2 на плане или продольном разрезе помещения. Площадь световых проемов Fок в процентах от площади пола Fп, при которой обеспечиваются нормативные значения КЕО, приближенно определяется по следующим формулам: При боковом освещении помещений:  (66)где ен – нормированное значение КЕО при боковом освещении помещения; t0 – общий коэффициент светопропускания светового проема; r1 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении светом, отраженным от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию; h0 – световая характеристика окна; Кзд – коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями; При верхнем освещении помещений:  (67)где Fф – площадь световых фонарей; ен – нормированное значение КЕО при верхнем освещении помещения; r2 – коэффициент, учитывающий повышение КЕО при верхнем освещении светом, отраженным от поверхностей помещения; hф – световая характеристика фонаря или светового проема в плоскости покрытия. При проектировании естественного освещения нужно иметь в виду что стоимость заполнения световых проемов, как правило, больше стоимости самого ограждения (стены или покрытия). Кроме того, излишнее остекление увеличивает эксплуатационные расходы в частности за отопление зданий. Поэтому нельзя допускать чрезмерных площадей остекления и без нужды применять светопрозрачные ограждения. Закон проекции телесного угла Закон проекции телесного угла показывает, что освещенность ЕМ в какой-либо точке поверхности помещения, создаваемая равномерно светящейся поверхностью неба, прямо пропорциональна яркости неба L и площади проекции  на освещаемую поверхность телесного угла, под которым из данной точки виден участок неба (рис. 3.7).Для пояснения вывода закона проекции телесного угла приняты следующие допущения: - освещаемая поверхность располагается в помещении горизонтально; - радиус полусферы R принимается равным единице; - яркость неба во всех точках одинакова; - не учитываются влияние отраженного света и остекление светового проема. Для доказательства закона телесного угла из точки  проведем полусферу с радиусом  1. Яркость полусферы обозначим через  . На полусфере выделим весьма малый участок полусферы  , который можно принять за точечный источник света. Рис. 3.7. Схема к закону телесного угла – участок неба видимый из точки ;  – небосвод;  – линия горизонта;  – зенит; – центр небосвода, совмещенный с исследуемой точкой ; – яркость небосвода, кд/м2; – площадь проекции участка неба, освещающего точку .Определим освещенность в точке , создаваемую в помещении через окно участком полусферы S , выражая в ней силу света  через яркость согласно формуле (3.5): =  . (3.15)Но  = , то есть площади проекции участка неба на освещаемую поверхность. Таким образом, закон проекции телесного угла выражается формулой =  . (3.16)Освещенной в какой-либо точке помещения равна произведению яркости участка неба, видимого из данной точки через световой проем, на проекцию этого участка неба на освещаемую поверхность. В случае, когда точка находится не в помещении, а на открытом месте и освещается всей полусферой небосвода с равномерно распределенной яркостью, тогда =  , (3.17)где  - площадь полусферы небосвода на горизонтальную поверхность, но  = 1, следовательно, =  (3.18)Пользуясь формулой (3.14), определим значение коэффициента естественной освещенности в точке М =   (3.19)т.е. коэффициент естественной освещенности в какой-либо точке горизонтальной поверхности определяется отношением проекции на освещаемую поверхность видимого из данной точки помещения участка небосвода к величине p (равной 3,4). Это отношение представляет собой геометрическое выражение КЕО. Оно отличается от КЕО тем, что не учитывает влияние остекления и внутренней отделки помещения, а также неравномерной яркости небосвода. Практическое значение этого закона заключается в том, что на его основе можно определить относительную световую активность различных световых проемов или одного светового проема, но различно расположенного относительно рабочей поверхности (РП) (рис. 3.8).  Рис. 3.8. Определение относительной световой активности светопроемов с помощью закона проекции телесного угла при расположении точки на горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскости Закон светотехнического подобия Для доказательства закона светотехнического подобия в центре круга с радиусом =1 обозначим точку , из которой проведем телесный угол таким образом, чтобы его граничные стороны проходили через края оконных проемов (в плане) двух зданий. Проведем через точку секущую плоскость 1-1 и изобразим разрез 1-1 (рис. 3.9).Освещенность в точке двух помещений создается через оконные проемы, обладающие яркостью  и  , за счет применения различных видов стекла.На разрезе 1-1 видно, что при различных размерах световых проемов (1 и П), освещенность в точке создается одним и тем же телесным углом, вершина которого находится в точке . Таким образом, на основании закона проекции телесного угла, освещенность в точке остается постоянной при условии, если = =  = const, и не зависит от размеров световых проемов. Рис. 3.9 Схемы к закону светотехнического подобия. Модели помещения в масштабе 1:10 (а) и 1:20 (б) на разрезе 1-1 и плане – условный небосвод.Практическое значение этого закона заключается в том, что освещенность внутри помещений можно оценивать на моделях, выполненных в масштабе не менее чем 1/20, при соблюдении всех геометрических и светотехнических (отделка) параметров интерьера. Эти работы выполняются на специальных установках, называемых искусственным небосводом. Инсоляция, принцип нормирования, продолжительность Инсоляция – облучение прямыми солнечными лучами какой-либо поверхности. В области архитектурно-строительного проектирования термин «инсоляция помещений» означает облучение их солнечными лучами через световые проемы. Воздействие инсоляции на человека и окружающую среду носит двойственный характер: с одной стороны оно благоприятно и экономически выгодно, поэтому необходимо обеспечить доступ солнечного света на территории городской застройки и интерьеры зданий; с другой стороны оно вызывает перегрев помещений и создает световой дискомфорт и перерасход электроэнергии на регулирование микроклимата в зданиях. Обычное оконное стекло в меньшей степени попускает короткие ультрафиолетовые волны (длиной до 400 нм) и в большей степени - видимую (световую) и инфракрасную (тепловую) часть спектра. Ультрафиолетовая часть спектра оказывает оздоровительное влияние на микроклимат помещения. Поэтому инсоляция является важным оздоровляющим фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях и на территории жилой застройки. Особенно это относится к помещениям лечебных, детских и школьных учреждений и зданиям, построенным на Крайнем Севере, где продолжительность инсоляции оказывает положительный психоэмоциональный эффект. Исключения составляют отдельные помещения общественных зданий, где по условиям функционального процесса исключается проникновение прямых солнечных лучей. К ним относятся: операционные, реанимационные залы больниц, выставочные залы музеев, химические лаборатории, книгохранилища, архивы и т.п. Тепловое воздействие инсоляции на ограждающие конструкции зданий в холодное время года позволяет снизить расходы на отопление. В то же время тепловое воздействие инсоляции в теплое время года и особенно в южных районах страны может вызвать перегрев помещений, так как солнечные лучи, проникая в помещения, отдают тепло внутренним поверхностям и оборудованию, которые превращаются в источники излучения тепла. Требования норм инсоляции достигаются соответствующим размещением и ориентацией зданий, а также их объемно-планировочными решениями. Оптимальный инсоляционный режим достигается путем прямого солнечного облучения в необходимом количестве, поскольку избыточная инсоляция может вызвать и отрицательные воздействия: - относительный перегрев поверхностей пола, стен, оборудования и т.п.; - явление блескости при отражении лучей от гладкой поверхности; Требования к ограничению избыточного теплового и слепящего действия инсоляции на человека и окружающую его среду распространяются на: - жилые комнаты и кухни квартир, спальные комнаты общежитий, помещения общественных зданий, детских дошкольных учреждений, учебные помещения общеобразовательных школ, школ-интернатов, ПТУ и других средних специальных учебных заведений, лечебно-профилактических и оздоровительных учреждений и т.п. - территории жилой застройки, где защита от перегрева должна быть предусмотрена не менее чем для половины игровых площадок, мест размещения игровых устройств, спортивных снарядов и скамей для отдыха или не менее чем для двух третей тротуаров и пешеходных дорожек; - жилых помещений и территорий, находящихся в Средней Азии. Инсоляционный режим учитывается: - при проектировании зданий и сооружений путем размещения и ориентации по сторонам света помещений, лоджий, веранд и т.п. - при застройке территорий путем устройства между зданиями, расположения зеленых насаждений и выбором этажности застройки. Требования к инсоляции не распространяются на проектирование застройки промышленных зон и производственных зон сельскохозяйственных предприятий. Эффект солнечного облучения зависит от длительности процесса, поэтому инсоляцию измеряют в часах. Продолжительность инсоляции в течение суток для каждой местности определяется временем движения солнца по небосводу (рис. 3.43). Траектория движения солнца и период суточной инсоляции для каждой географической широты и для каждого времени года различны: в северных районах траектория более пологая и протяженная, в южных - более крутая и короткая. Горизонтальные углы положения солнца определяются азимутами (Ао), т.е. углом между плоскостью меридиана и вертикальной плоскостью, проходящей через солнце. Азимут отсчитывается от южной части меридиана по часовой стрелке (на запад) от 00 до 3600 или в двух направлениях (на запад и восток) от 00 до 1800 с обозначением «юго-западный» и «юго-восточный». Р  ис. 3.43. Видимый путь солнца и облучение здания для периода равноденствияВозвышение солнца над горизонтом измеряется вертикальным углом, образованным линией луча солнца к точке на земле и проходящей через нее горизонтальной линией в той же вертикальной плоскости (h0). Траектории солнца в характерные для летнего солнцестояния, весенне-осеннего равноденствия и зимнего солнцестояния для географической широты Москвы ( = 560 с.ш.) показаны на рис. 3.44. Из рисунка следует, что склонение солнца весной и осенью равно нулю и определяет высоту солнца (h0) в полдень, а летом и зимой склонение солнца в полдень равно соответственно +23,5 и -23,50.  Рис. 3.44. Траектория солнца в течение характерных дней года и способ определения его положения в полдень в дни летнего и зимнего солнцестояний при заданной географической широте Дни, характеризующие инсоляцию для различных периодов времени года, принимают: 22 июня - день летнего солнцестояния; 22 марта и 22 сентября - дни весеннего и осеннего равноденствия; 22 декабря - день зимнего солнцестояния. В дни осеннего и весеннего равноденствия продолжительность инсоляции составляет 12 ч, так как в эти дни солнце восходит точно на востоке и заходит на западе, описывая дугу в 1800. Продолжительность теплового воздействия инсоляции на помещения и территории определяется на день летнего солнцестояния - 22 июня. В дни равноденствия при ориентации плоскости фасада здания на юг период активной инсоляции составляет 8-10 ч, на восток или запад - 3,5-4 ч. В дни летнего солнцестояния в каждой географической широте солнце проходит наивысшую траекторию. В дни зимнего солнцестояния солнце проходит наинизшую траекторию, солнечные лучи косо пересекают большой слой атмосферы и полезное воздействие инсоляции значительно сокращается. Продолжительность инсоляции для помещений жилых и общественных зданий, детских и дошкольных и школьных учреждений, а также их территории нормируется. Норма зависит от типа квартир, функционального назначения помещений, планировочных зон города и географической широты местности. Согласно СНиП 2.07.01-89* «Планировка и застройка городских и сельских помещений» нормируемая продолжительность непрерывной инсоляции жилых помещений и территорий (за исключением детских дошкольных учреждений, общеобразовательных школ и школ-интернатов) должна составлять: -для северной зоны (севернее58о с.ш.) – не менее 3 часов в день с 22 апреля по 22 августа; -для 58о с.ш. и южнее – не менее 2,5 часов в день на период с 22 марта по 22 сентября. Продолжительность инсоляции в жилых зданиях должна быть обеспечена не менее чем в одной комнате 1 – 3 –комнатных квартир и не менее чем в двух комнатах 4 и более -комнатных квартир. В зданиях общежитий должно инсолироваться не менее 60% жилых комнат. В условиях многоэтажной застройки, когда территория или здания частично облучаются с одноразовым перерывом, нормами предусмотрено увеличение суммарной инсоляции на 0,5 ч, а в условиях плотной и исторически ценной застройки максимальную продолжительность инсоляции допускается сократить, но не более чем на 0,5 ч в течение дня для каждой зоны. В центральной части и исторических зонах города в жилой застройке должна обеспечиваться 1,5-часовая инсоляция территории и не менее чем одной комнаты, независимо от числа комнат в квартире, на период с 22 апреля по 22 августа. По согласованию со службой Госсанэпиднадзора допускается сокращение нормативной инсоляции до 1ч при обоснованиях, связанных с условиями сохранения исторической планировки и застройки и при компенсации повышенной комфортности за счет кубатуры и площади квартир. Все жилые секции в соответствии с этими нормами делятся на секции ограниченной и неограниченной ориентацией. Если планировка секции включает однокомнатные квартиры или двухкомнатные квартиры односторонней ориентации, то эта секция называется секцией ограниченной ориентации. Квартиры в такой секции нельзя располагать окнами на секторы горизонта 45 – 75о и 285 – 315о. В зонах с жарким климатом, расположенных в III-IV климатических районах, не допускается ориентация квартир, в которых все окна жилых комнат выходят на одну сторону дома в пределах сектора горизонта 200 – 290о. Указанная ориентация допускается в III-IV климатических районах в одно и двухэтажных домах, в которых все окна и балконные двери оборудованы наружными регулируемыми солнцезащитными устройствами. В общественных зданиях, размещенных в IV климатическом районе, при ориентации окон и балконных дверей на сектор горизонта в пределах 200-290о, необходимо устраивать солнцезащитные устройства. В случае применения в общественных зданиях повышенного остекления наружных стен, солнцезащитные устройства должны предусматриваться для помещений с ориентацией на 200 - 290о во всех климатических районах, расположенных южнее 58о с. ш. Ориентация и размещение детских дошкольных учреждений, общеобразовательных школ, школ-интернатов должны обеспечивать непрерывную 3 часовую продолжительность инсоляции в помещениях. Минимальное расстояние от детских учреждений до жилой застройки по условиям освещенности допускается принимать равным 1,8 высоты противостоящего здания при двустороннем освещении детских комнат. В помещениях производственных зданий с постоянным пребыванием рабочих, выполняющих работы I – IV зрительных разрядов, необходимо для III и IV климатических районов предусматривать солнцезащитные устройства. В климатических зонах с умеренным климатом, где опасность перегрева практически отсутствует, здания на местности следует располагать так, чтобы максимально увеличить продолжительность инсоляции. Расстояния между жилыми и общественными зданиями должны определяться требованиями обеспечения нормируемой инсоляции и нормами освещенности. По условиям освещенности допускается принимать минимальные расстояния между жилыми зданиями в соответствии с этажностью противостоящего здания согласно табл. 3.43. В том случае, когда между торцами зданий отсутствуют окна из жилых комнат расстояния между ними принимают по нормам противопожарных требований. Для домов протяженностью менее 150 м расстояния определяют интерполяцией между данными пп. 1 и 2 табл. 3.43. При расположении третьего здания перпендикулярно торцам двух параллельно стоящих зданий расстояние между последними должно быть увеличено на 20%. В условиях реконструкции с преобладанием плотной застройки расстояния между зданиями допускается уменьшить с соблюдением норм естественной освещенности. При сложной конфигурации зданий расстояния между ними определяют по расчету с учетом норм естественной освещенности. Таблица 3.43 Расстояния между жилыми зданиями по условиям естественной освещенности при высоких коэффициентов отражения фасадов
Защита от инсоляции Стремление обеспечить наиболее продолжительную инсоляцию в жилых, лечебных и других зданиях надо умело сочетать с мерами защиты их от перегрева, создаваемого солнечной радиацией в летние месяцы. В ряде зданий (школьных, производственных и др.) прямые лучи солнца являются причиной зрительного дискомфорта, сопровождающегося резким нарушением функций зрения. В этих случаях необходимо предусматривать защиту помещений от прямых лучей солнца в течение всего рабочего времени. Наиболее дешевыми для защиты зданий от инсоляции являются архитектурно-планировочные средства, связанные с расположением зданий на генеральном плане. Опыт показывает, что при одностороннем освещении наименьшая инсоляция помещений обеспечивается при ориентации на северную четверть неба (северо-запад, север, северо-восток). Однако в тропических районах (широта < 20°) ориентация светопроемов на север не защищает помещения от инсоляции в летние месяцы; в этих условиях архитектор при выборе ориентации зданий на участке должен руководствоваться так называемой гелиотермической осью. Расположение зданий вдоль этой оси обеспечивает наименьшее тепловое воздействие солнечной радиации на наружные стены зданий в течение года. Защита от инсоляции в летние месяцы территории отдыха и детских игровых площадок в микрорайонах осуществляется совокупностью зеленых насаждений, тентов, аэросоляриев. Выбор деревьев с густой кроной, их расположение, а также архитектурное решение тентов, аэросоляриев, учитывающих траекторию движения солнца в летние месяцы, использование водоемов позволяют экономичными средствами улучшить микроклимат микрорайона. Архитектурно-конструктивные средства защиты от солнца могут быть: а) постоянными, являющимися органической частью здания; б) временными, представляющими собой предмет оборудования. К постоянным солнцезащитным средствам относятся: козырьки, навесы над световыми проемами, вертикальные экраны, сотообразные устройства, лоджии, веранды, галереи и др. К временным средствам относятся: жалюзи, шторы, маркизы; эти предметы оборудования осуществляются обычно в процессе эксплуатации зданий. По своему типу солнцезащитные устройства делятся на: а) горизонтальные (козырьки, навесы, веранды, жалюзи и др.); б) вертикальные (экраны, жалюзи и т. д.); в) смешанные (сотообразные, лоджии, маркизы и т. п.). По условиям эксплуатации солнцезащитные устройства могут быть: а) регулируемыми (жалюзи, ставни, зонты и др.); б) постоянными, нерегулируемыми (лоджии, веранды, козырьки и др.). Выбор типа солнцезащитного устройства зависит в основном от ориентации светопроемов по странам света. П  ри проектировании аэросоляриев (в больницах и санаториях) целесообразно применять сотообразные решетчатые конструкции.Надежным средством для защиты помещений от светового и теплового действия солнца являются специальные сорта стекол (теплопоглощающее, светорассеивающее стекло), а также пустотелые стеклянные блоки, цементные швы между которыми служат солнцезащитной решеткой. Применение в стеклянных блоках специального рифля при соответствующем расположении блоков по отношению к солнцу значительно уменьшает интенсивность теплового потока, проходящего в помещение через стекложелезобетонное покрытие. Солнцезащитные устройства оказывают положительное влияние на равномерность освещения, поэтому их применение в южных районах оправдывается и требованиями улучшения качества освещения. Расчет инсоляции, солнечная карта Чтобы построить солнечную карту, необходимо задаться окружностью определенного радиуса R=1 – основа для построения солнечной карты. Радиус принимают от 5 до10 сантиметров в зависимости от желаемого масштаба (чем крупнее масштаб, тем больше радиус). Затем необходимо построить проекции траектории движения солнца для определенных времен года и нанести координаты: кольцевые и радиальные. Способ построения солнечной карты, основанный на графической модели небосвода (см. рис. 1.1), для заданной географической широты заключается в следующем: А. Построение горизонтальной проекции траектории движения Солнца | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
