Инсоляция помещений жилых зданий — нормы, правила и рекомендации
Инсоляция помещений — это облучение внутренних и наружных поверхностей архитектурных объектов (жилых и нежилых зданий) солнечным светом (солнечной радиацией). Интенсивность потоков солнечного облучения на поверхности в архитектуре корректируется при помощи подбора остекленных элементов ограждающих конструкций и соответствующего позиционирования дома по сторонам света и с учетом климатических особенностей.
В данном обзоре подробно рассмотрены все доступные рекомендации, нормы и приемы инсоляции помещений жилых зданий.
Инсоляция помещений дома с учетом траектории движения солнца
Солнце приносит в дом не только свет, но и тепло. И решая вопрос инсоляции необходимо обдуманно сопоставлять эти воздействия. Как простой пример — уместное зимой дополнительное тепло в некоторых помещениях может в летние месяцы приносить дискомфорт. Поэтому при размещении окон и световых проемов вопрос увеличения (уменьшения) количества солнечного тепла не менее важен, чем задача увеличения потока дневного света.
Рассмотрим правила размещайте дом на участке так, чтобы инсоляцией можно было легко управлять:
 |
Размещая здание под углом (по диагонали) к южной стороне горизонта, можно получить максимально возможное количество солнечного света. В течение дня в каждое помещение в определенные часы проникают прямые лучи солнца, а помещения, расположенные в южном конце здания, солнце освещает с утра и до вечера. |
 |
Затенение окон — действенный прием инсоляции во время дневной жары. По мере того, как солнце перемещается с востока на запад, дневная жара усиливается, а вместе с ней возрастает необходимость затенять помещения, обращенные на южную и западную сторону. Обеспечить проникновение внутрь жилища тепла зимнего солнца, но предотвратить перегрев жилища в летний период помогут решетки с вьющимися растениями, у которых зимой опадают листья, а также солнцезащитные жалюзи (ставни, тенты, зонты) или же расположенные с южной (западной) стороны строений высокие деревья с опадающей зимой листвой. |
 |
Глубокий свес крыши обеспечивает тень летом, а зимой — хорошее проникновение солнечных лучей в дом. Это обусловлено тем, что в летние месяцы солнце на небосводе стоит выше, чем зимой. |
Выше уже упоминалось о балансе света и тепла при инсоляции помещений. Раскрывая данный вопрос глубже можно отметить, что в большинстве климатических зон утро прохладное. И расположив спальню в восточной зоне о перегреве беспокоиться не стоит. Здесь потребуется лишь минимальная защита от солнца. Если вам приходится рано вставать, то проникающий с восточной стороны прямой свет привнесет тепло и поможет справляться с утренними делами с большим удовольствием.
Следующий важный пункт инсоляции актуален для регионов, расположенных в северном полушарии. В данных климатических условиях северная сторона зданий почти не обогревается солнцем, а следовательно, здесь отсутствует возможность для максимального использования солнечного тепла. Через окна, обращенные на северную сторону строения уходит большая часть тепла. Поэтому, в зависимости от проекта, лучше отказаться от окон в этой зоне или использовать их с большой осторожностью (меньшее количество, небольшие размеры, качественная комплектация и надежное примыкание).
Инсоляция помещений при проектировании окон с учетом климата региона
Для определения оптимальных размеров и размещения окон в значительной мере необходимо руководствоваться климатом региона. Выделим основны правила инсоляции с учетом климата и назначения помещения:
| В регионах, страдающих от недостатка солнечного света, размещение окон высоко в стене позволяет пропускать в помещения глубоко проникающий яркий свет. |  |
| В регионах с жарким климатом рекомендуется размещать или затенять окна таким образом, чтобы они пропускали только отраженный свет с северной стороны (или неяркий свет раннего утра). |  |
| Скошенные обвязки оконных коробок (угол рассвета) пропускают большое количество света, не задерживая световые лучи по периметру окна. |  |
| Окна (или же световые проемы), один из углов которых непосредственно примыкает к смежной стене, позволяют свету струиться по поверхности, создавая приятное свечение без резких контрастов между светом и полумраком. |  |
В предыдущем пункте уже рассматривались особенности остекления северных стен в холодных регионах. В этих условиях очень важно сохранять тепло. А делается это минимизацией теплопотерь от остекления. Окна, если они предусмотрены проектом в северной зоне, как правило, делают небольшими и размещают в толстых стенах с мощной, надежной теплоизоляцией. При таких ограничениях площади проемов окна следует размещать так, чтобы они гарантированно обеспечивали достаточное количество света в каждом помещении.
В регионах с теплым климатом жестких ограничений по размерам окон не существует. Окна здесь можно делать большими. Но при этом нужно предусмотреть дополнительные возможности ограничения светового потока с помощью ландшафта, зонтов (штор) и жалюзийных решеток на проемах.
Размер окна при проектировании инсоляции дома
Качество инсоляции помещений во многом зависит не только от расположения остекленных элементов дома (окон, дверей и световых проемов в крыше), но и от их размеров. Поскольку окнам важно обеспечить в доме необходимую норму дневного света, то очень важно подобрать конструкцию нужного размера. Помочь в этом может следующая таблица расчета на основе площади помещения, требуемой степени освещенности, архитектурных особенностей:
 |
| Чем больше угол падения солнечных лучей, тем больше должны быть окна. Это обусловлено тем, что чем ближе стоят соседние дома и чем они выше, тем больше угол падения и меньше естественного освещения. Недостаточная освещенность должна компенсироваться большими размерами окна. |
| Требуемый размер окна жилой комнаты определяется в зависимости от площади пола. Так, при угле падения 18 — 30° (1) значение 17% означает, что площадь окна (a) равна 17% от площади пола. В комнате площадью 18 м² площадь окна должна быть 18 × 0,17 = 3,06 м². |
| b — требуемый размер окна кухонь. |
| c — требуемый размер окна для других помещений. |
Самым комфортным для человека является такое освещение, при котором ширина окон составляет не менее 55% от ширины всего помещения. Если площадь остекления составляет не менее чем 10 — 12,5% от всей площади комнаты, то освещенность будет недостаточной. Частично вопрос недостаточной освещенности решается заданием оптимального угла рассвета на откосах.
Двухсторонняя инсоляция помещений
Определившись с планировкой и позиционированием дома относительно сторон света, можно перейти к следующему приему инсоляции помещений. Заключается он в обеспечении проникновения в каждое помещение света с двух сторон. Подобное решение, если оно возможно с учетом проекта, позволяет уменьшить слепящий свет и одновременно способствует максимальному проникновению солнечных лучей в каждое помещение.
Рассмотрим примеры планировок, в которых солнечные лучи могут проникать во все важные помещения по крайней мере с двух сторон:
 |
Простая квадратная конфигурация дома, размещенного так, что одна из его сторон выходит на юг, позволяет дневному свету проникать в каждое угловое помещение с двух сторон. |
 |
В доме с крыльями дневной свет может проникать в помещения с двух или даже с трех сторон. |
 |
Помещения дома, расположенного на городском участке с ограниченной площадью, можно организовать вокруг внутреннего двора так, чтобы стены, обращенные в этот двор, имели большие окна. Стены же, обращенные на боковые линии участка, лучше оснастить высоко расположенными окнами, которые обеспечат помещения естественным светом, гарантируя при этом уединенность и безопасность. |
 |
В доме прямоугольной формы возможность для размещения окон с двух сторон существует в каждом угловом помещении. В длинном, узком доме, либо в доме с длинными крыльями окна можно разместить на противоположных стенах. |
Инсоляция помещений с помощью световых люков
В случае, если свет со второй стороны направить невозможно, следует направить его сверху следующими приемами инсоляции:
| Световой проем, расположенный высоко в наклонном потолке, будет пропускать внутрь помещения мощный сноп света. |  |
| Световой проем, расположенный в угловой части комнаты, позволит равномерно осветить эту сторону помещения. |  |
| Световой проем, размещенный в коньковой части крыши, позволит свету с одной стороны строения струиться вниз по противоположной стороне помещения. |  |
| Фонари верхнего света, слуховые окна и ленточные окна, освещающие помещение сверху, можно затенять. Свет, попадающий в помещение через ленточные окна, можно уравновесить светом, поступающим через окна, размещенные с противоположной стороны строения. |  |
| Световая полка, расположенная под световым проемом, направит свет в сторону потолка. |  |
| Рассеивающая панель из дымчатого стекла, размещенная под световым проемом, смягчит свет. |  |
| В домах с чердаками для направления света в расположенное внизу пространство необходима проходящая через перекрытие шахта. Фильтруя свет, скошенная шахта более четко очертит пространство в расположенном ниже помещении. |  |
Для помещений, расположенных в центре дома, единственно возможным вариантом освещения могут быть световые проемы в крыше. Самый простой вариант — световой люк в крыше.
Интенсивность солнечных лучей усиливается, как правило, в дневное время, поэтому, чтобы пропустить мощный пучок света, подходят высоко расположенные проемы. В помещениях со сводчатыми потолками световой проем может восприниматься как яркое пятно на фоне темного окружения. Это ощущение становится менее очевидным, если добиться, чтобы проникающий через люк свет отражался от близлежащих поверхностей.
Благодаря рассмотренным приемам инсоляции световыми люками можно получить более освещенное пространство с менее слепящим светом.
Свес крыши при инсоляции помещений
В умеренно холодном климате при хорошо спроектированных свесах крыши через окна на южной стороне зимой в полдень проходит максимум солнечного света, а летом обеспечивается максимальная тень. Также глубокие свесы крыши способствуют защите открытых окон от непогоды во время летних штормовых ливней.
Проектирование свеса крыши лучше начинать с определения углов положения солнца в месте постройки дома. Важными являются два угла — зимнего (солнце находится в самой нижней точке небосвода) и летнего (солнце занимает самое высокое положение) солнцестояния. Точное угловое положение солнца на нужной широте и в нужное время можно найти в справочниках. Также можно воспользоваться правилом:
- В полдень 21 декабря угол зимнего солнцестояния равен 67 градусов минус широта.
- 21 июня угол летнего солнцестояния равен 47 градусов плюс угол, определенный для 21 декабря.
Определившись с этими показателями можно переходить к проектированию венчающих карнизов и деталей свесов на выполненном в масштабе сечении стены:
Нанеся на схему углы положения солнца 21 декабря, 21 июня и углов весеннего и осеннего равноденствия (они одинаковы) на вашей широте определяется проектная точка. Летнюю проектную линию рекомендуется проводить под углом к горизонтали, на 5 градусов меньшим, чем значение угла летнего солнцестояния. Ее проводят из нижнего края окна. Зимнюю проектную линию рекомендуется проводить под углом, на 5 градусов большим, чем угол зимнего солнцестояния. Эта линия выходит из верхнего края окна. Идеальная ширина свеса получится, если он будет выступать до точки пересечения двух проектных линий.
Подводя итог, можно отметить что инсоляция помещений жилых зданий — это важный этап проектирования, который отвечает за комфорт и оптимальный микроклимат на протяжении всего года. И если вы хотите построить уютный дом, пренебрегать рассмотренными выше правилами не стоит.