2.4. Радиационный и инсоляционный режимы

Радиационный и инсоляционный режимы определяются из следующих показателей:

- солнечной суммарной радиации, состоящей из прямой солнечной радиации, поступающей непосредственно от солнца, и рассеянной, которая поступает от всего небосвода;

- солнечной коротковолновой радиации, отраженной поверхностями, и длинноволнового (теплового) излучения нагретых поверхностей.

Радиационный режим включает в себя фоновые характеристики:

- интенсивности поступающих потоков прямой и диффузной радиации на горизонтальные и перпендикулярные поверхности;

- анализа трансформации радиационных потоков внутри городской территории, то есть взаимного облучения элементов застройки и т. д.

Необходимая инсоляция достигается соответствующей ориентацией по сторонам света и по расстояниям между зданиями.

Помещения жилых и общественных зданий подразделяют по требованиям инсоляции на группы, которые указаны в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Требования к условиям инсоляции помещений

Назначение помещений	Обеспечение нормируемой инсоляции	Ограничение в жаркий период	Ограничение в рабочее время	Инсоляция противопоказана
Жилые комнаты, групповые в детских учреждениях, классы в школах	+	+	-	-
Кухни, летние помещения	-	+	-	-
Детские спортивные площадки и бассейны	+	+	-	-
Рекреации. Лечебные помещения	+	+	-	-
Административные и чертежные помещения	-	-	+	-
Операционные, музеи и библиотеки	-	-	-	+
Цехи I-IVразряда зрительных работ. Учебные помещения	-	-	+	-

Примечания: знак + означает, что данные требования должны быть выполнены; знак - означает, что данные требования не обязательны.

Размещение и ориентация жилых и общественных зданий (за исключением детских дошкольных учреждений, общеобразовательных школ, школ-интернатов) должны обеспечивать непрерывную продолжительность инсоляции жилых помещений и территорий:

- для северной зоны (севернее 58 º с.ш.) не менее 2,5 часов в день с 22 апреля по 22 августа;

- для центральной зоны (58 º с.ш. – 48 º с.ш.) не менее 2 часов в день с 22 марта по 22 сентября;

- для южной зоны (южнее 48 º с.ш.) не менее 1,5 часов в день с 22 февраля по 22 октября.

В условиях многоэтажной застройки (9 и более этажей) допускается одноразовая прерывность инсоляции жилых помещений при условии увеличения суммарной продолжительности инсоляции на 0,5 часов в течение дня соответственно для каждой зоны.

В жилых домах меридионального типа, где все комнаты квартиры имеют инсоляцию, а также при реконструкции жилой застройки или при размещении нового строительства в сложных градостроительных условиях допускается сокращение продолжительности инсоляции на 0,5 часов соответственно для каждой зоны.

Ориентация и размещение детских дошкольных учреждений, общеобразовательных школ, школ-интернатов должны обеспечивать непрерывную трехчасовую продолжительность инсоляции в помещениях, указанных в нормах и правилах обеспечения инсоляцией жилых и общественных зданий и территорий жилой застройки, утвержденных в установленном порядке.

В соответствии с санитарно-гигиеническими требованиями не допускается ориентировать окна всех жилых комнат квартиры и общежитий на северную часть горизонта в пределах от 310° до 50° во всех климатических районах страны и в пределах от 290° до 70° в районах севернее 66° параллели. Кроме того, в южной полосе страны (III-IV климатические районы) не допускается ориентация на юго-западную сторону горизонта в пределах от 200° до 290°. Ориентация жилых помещений из условий обеспечения требуемого времени инсоляции с одновременным исключением перегрева указана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Условия ориентации жилых помещений: а – для I и II климатических районов;

б – для I и II климатических районов при преобладающих северных ветрах; в – для III и IV климатических районов; 1 – допустимая ориентация; 2 – недопустимая ориентация

В северной и средней территории России целесообразно располагать жилые дома продольной осью с севера на юг (меридиональная ориентация). В пределах 45° возможно отклонение от этого направления. В этом случае почти все комнаты облучаются прямым солнечным светом в течение 3-4 часов и более.

В III и IV климатическом поясе целесообразно располагать здания длинной стороной в направлении с востока на запад (широтная ориентация).

Возможно отклонение фасада на восток в пределах до 30°. В этих районах западное направление является самой неблагоприятной частью горизонта. За 5-6 предвечерних часов пологие западные лучи солнца глубоко проникают в нагретые за день помещения и создают значительный перегрев.

Южная ориентация в этих районах вполне благоприятна, так как в полдень солнце стоит высоко. Круто падающие лучи солнца не проникают в глубину комнат. В то же время эти лучи нагревают крышу и чердачный этаж здания, поэтому для устранения перегрева создается двойной проветриваемый чердак, теневые навесы над крышей, опрыскивание крыши и т. п.

Широтная ориентация обеспечивает наименьшее поступление прямой солнечной радиации на вертикальные поверхности зданий, и это обычно учитывается при выборе планировочной сети улиц города. Широтная ориентация зданий, особенно жилых, значительно ограничивает солнечную радиацию и способствует улучшению естественной вентиляции помещений, не ухудшая условий дневного освещения.

В конкретных условиях (направление улиц, рельеф местности и др.) не всегда есть возможность правильно ориентировать все жилые помещения дома, поэтому существуют допуски по ориентированию части комнат на неблагоприятные стороны горизонта:

- не более двух комнат в квартирах из трех и более комнат;

- не более одной комнаты в двухкомнатных квартирах;

- не более 25 % комнат в общежитиях.

Типовые проекты жилых зданий широтной ориентации позволяют размещать часть зданий микрорайона одним из фасадов на неблагоприятную сторону горизонта. Это обусловлено тем, что часть квартир такой секции имеет двустороннюю ориентацию. Такие широтные секции называются секциями с частично ограниченной ориентацией. Они обычно бывают трех- и четырехквартирными. Двухквартирные секции называются секциями свободной ориентации.

Меридиональные секции называются секциями ограниченной ориентации, так как все квартиры имеют только одностороннюю ориентацию. Набор различных секций позволяет применять типовые проекты жилых домов в любых градостроительных условиях (рис. 2.3).

Правильная ориентация зданий детских садов и школ имеет большое значение, так как это необходимо для здоровья детей. Окна детских комнат должны быть ориентированы преимущественно:

- в средней и северной полосе – на Ю, ЮВ, В;

- в южных районах – на все стороны горизонта, кроме ЮЗ.

Ориентацию окон помещений по сторонам света в учебных заведениях следует принимать в следующих пределах:

- для классов, кабинетов, лабораторий (кроме биологии) – Ю, ЮВ, В;

- для кабинетов черчения, изобразительных искусств, информатики и вычислительной техники – С, СВ, СЗ;

- для читальных залов библиотек – С, СВ, В, ЮВ.

Рис. 2.3. Схемы секций жилых домов: широтная: А1 – свободная ориентация; А2 – частично ограниченной ориентации (южная); А3 – частично ограниченной ориентации (северная);

Б1 – меридиональная ограниченной ориентации

Рекомендуемая ориентация окон помещений по сторонам света в лечебных учреждениях приведена в табл. 2.4. В палатах, ориентированных на запад в районах 55º с.ш. и южнее, следует предусматривать защиту помещений от перегрева солнечными лучами.

Таблица 2.4

Ориентация окон в лечебных учреждениях

Помещения	Географическая широта
	55º с.ш. и южнее	севернее 55º с.ш.
Операционные, реанимационные залы, секционные (при естественном освещении), родовые	СЗ, С, СВ	СЗ, С, СВ, В
Лаборатории для бактериологических исследований, для приема инфекционного материала и его разбора, вскрывочные	СЗ, С, СВ, В, ЮВ	СЗ, С, СВ, В, ЮВ, Ю
Палаты туберкулезных и инфекционных больных	В, ЮВ, Ю, СВ*, СЗ*	В, ЮВ, Ю, СВ*, СЗ*
Палаты интенсивной терапии, детских отделений до 3 лет, комнаты игр в детских отделениях	Не допускается на запад, для палат интенсивной терапии − на запад и юго-запад

Примечание: * допускается не более 10 % общего числа коек в отделении.

На условия инсоляции влияет не только ориентация здания, но и его форма в плане. Простая форма плана наиболее благоприятна для проникновения света и солнца во все помещения. Сложная форма плана с внутренними углами создает длительное затенение части помещений.

Необходимо учитывать санитарные разрывы между зданиями. Рядом стоящие здания не должны препятствовать проникновению солнечных лучей в окна первых этажей в течение хотя бы 2-3 часов в сутки. Детские и школьные учреждения со стороны классов и детских комнат должны быть удалены от окружающих зданий на расстояние 2,5 высоты наиболее высокого из них, допускается принимать минимальное расстояние равное 1,8 высоты противостоящего здания при двустороннем освещении комнат.

Примерные расстояния с учетом инсоляции между жилыми и общественными зданиями принимаются в соответствии с этажностью затеняющего здания (табл. 2.5).

Таблица 2.5

Инсоляционные разрывы между параллельно расположенными зданиями

Типы зданий	Разрывы, м, при этажности здания в зонах
	центральной					северной					южной
	2-4	5	9	12	16	2-4	5	9	12	16	2-4	5	9	12	16
Между длинными сторонами зданий: • при меридиональной ориентации	20	30	49	65	87	20	29	52	69	92	20	30	41	54	72
• при широтной ориентации	20	30	42	54	72	20	24	44	58	77	20	30	41	54	72
Между длинными сторонами зданий и торцами зданий: • при ориентации длинного здания по меридиану	15	27	49	65	87	16	28	52	69	92	12	23	41	54	72
• при ориентации длинного здания по широте	10	15	26	33	43	12	17	30	40	53	8	12	22	29	39
Между зданиями башенного типа при расположении их на одной оси	-	-	40	55	60	-	-	50	65	72	-	-	35	45	55
Между торцами зданий без окон из жилых комнат	По нормам противопожарных расстояний согласно СП

При широтном расположении зданий расстояния между ними определяются от высоты здания, которое находится с южной стороны. Расстояния между зданиями допускается изменять в зависимости от конкретных климатических условий. В районах, где мало солнца, рекомендуется несколько увеличивать норму разрывов. В южных районах допускается некоторое сокращение разрывов.

Для достижения комфортных условий жизни и труда в помещениях используются солнцезащитные устройства. Они придают зданию выразительность в объемно-планировочном решении. Однако экраны или лоджии, монолитно связанные с фасадом, превращаются из затеняющего средства в дополнительный источник перегрева помещений.

Для обеспечения эффективной комплексной защиты от перегрева и светового дискомфорта используют сочетание регулируемых солнцезащитных устройств и теплозащитных стекол. Используются также технические средства регулирования микроклимата (кондиционирование воздуха, радиационное охлаждение и т. д.).

Все солнцезащитные устройства можно разделить на три основные группы: 1- архитектурно-планировочные; 2- конструктивные; 3- технические.

В первую группу включены средства, которые относятся к композиции застройки на генеральном плане, планировке зданий и благоустройству территорий. Ко второй группе относятся элементы конструктивного характера: 1- затеняющие элементы зданий; 2- солнцезащитные изделия из стекла и пленок; 3- солнцезащитные устройства для территорий. Третья группа - это средства обеспечения искусственного микроклимата технического характера.

Вопросы для самопроверки

1. Что относится к показателям климатической характеристики района строительства?

2. Какие типы рельефа подбирают для размещения жилого района?

3. Какова продолжительность инсоляции жилых помещений и территорий для северной, южной и центральной зоны?

4. Как располагаются жилые дома меридиональной ориентации?

5. Как располагаются жилые дома широтной ориентации?

6. Как ориентируются окна детских комнат в зданиях детских садов относительно сторон света?

7. В какую сторону ориентируются окна классов в школах относительно сторон света?

8. Какие виды солнцезащитных средств существуют?