Что такое инсоляция жилых помещений и от чего она зависит

Что такое инсоляция жилых помещений и от чего она зависит

Инсоляция – это количество солнечной энергии получаемое какой-либо поверхностью размещенной внутри помещения напротив оконного проема.

Если же говорить по-простому, то это то время когда лучи солнца попадают в комнату.

К сведению! Инсоляция измеряется числом единиц энергии, попадающей на единицу площади за единицу времени – кВт.час/м 2 .

Инсоляция помещений – это определение количества солнечной энергии попадаемой во внутреннее пространство через оконные проемы в разное время года и суток

Для чего необходимо учитывать инсоляцию

Несмотря на то что мы стремимся закрыться от солнца с помощью штор, гардин и жалюзи, строительные нормы строго регулируют вопрос освещенности и диктуют обустройство помещения соответственно инсоляции, ориентированности по сторонам света и с расчетом на определенные размеры оконных проемов. Для чего же нам так необходимы прямые солнечные лучи?

В солнечном спектре выделяются ультрафиолетовые и инфракрасные лучи.

  • УФ-лучи оздоравливают среду жилых комнат, проникая через оконные стекла, убивают бактерии и микробы;
  • ИК-лучи нагревают помещение естественным образом.

При проектировании жилых зданий следует учитывать оба этих фактора, чтобы обеспечить получение полезной дозы инсоляции и в то же время оградить проживающих от излишней солнечной радиации и теплового воздействия. В местностях с жарким климатом для избежания перегрева комнат ИК-лучами следует располагать большие окна на теневой стороне, а на южной делать их небольшими, чтобы инсоляция помещений была минимально допустимой. При этом для бактерицидного эффекта следует хотя бы в половине комнат устроить оконные проемы таким образом, чтобы солнечная инсоляция отмечалась в них не менее 1,5 часов.

Длительность освещенности прямыми лучами, правила ориентированности оконных проемов по сторонам света регламентируются санитарными нормами, которые следует учитывать при проектировании зданий.

Инсоляция и солнечная энергетика

Во время постоянного подорожания энергоносителей традиционного вида особое значение получает альтернативная энергетика, одной из важнейших частей которой является использование солнечной энергии, то есть – солнечная энергетика.

Этот вид энергетики основан на использовании солнечной энергии с преобразованием ее в электрическую и/или тепловую энергию с помощью соответствующих приборов. Для улавливания энергии солнца используются фотоэлектрические панели, и их эффективность напрямую зависит от уровня инсоляции в данной местности.

Очевидно, что чем выше инсоляция, тем эффективнее работают гелиопанели, так как на них поступает больше энергии. Современные солнечные панели оснащены двигателями, которые позволяют им разворачиваться и следовать за солнцем в течение светового дня (наподобие того, как поворачиваются за солнцем многие цветы) – это повышает КПД солнечных электростанций.

К сожалению, солнечные электростанции имеют существенные ограничения: в темное время суток они не работают, также значительно снижается их эффективность (иногда до нуля) в туманные и пасмурные дни. Поэтому обычно такие электростанции оснащаются «солнечными аккумуляторами», которые запасают энергию в светлое время суток и отдают в темное, таким образом обеспечивается непрерывность работы солнечных электростанций.

В южных широтах, где уровень инсоляции высок практически в течение всего календарного года, гелиоэлектростанции могут быть использованы сами по себе, в то время как в тех широтах, где уровень инсоляции снижен, а также где климатические условия предполагают наличие большого количества туманных и пасмурных дней, приходится к фотоэлектрическим панелям добавлять не только аккумуляторы, но и электростанции другого типа – ветряные или гидроэлектростанции, которые подключаются к выработке электроэнергии (и/или тепловой энергии), когда уровень инсоляции в данной местности существенно снижает производительность гелиоэлектростанций.

Особенно широко в последнее время распространились фотоэлектрические панели, предназначенные для получения энергии в индивидуальных коттеджах и загородных домах. Они используются в сочетании с ветрогенераторами, что позволяет владельцам такой загородной недвижимости постоянно получать собственную электроэнергию и не зависеть от внешних поставщиков.

Инсоляцией (на латыни in solo – выставляю на солнце) называется облучение поверхности параллельных пучком лучей, которые берут свое начало с направления источника света. В нашем случае источником света всегда является Солнце.

Среднегодовая инсоляция (мощность, Вт/м 2 ) в верхней части земной атмосферы (вверху) и на поверхности планеты (внизу, расчетные данные)

Инсоляция значительно отличается в разных точках поверхности Земли. В южных районах России инсоляция значительно выше чем в средней полосе или на севере страны.

Для сравнения приведем суммарные годовые значения инсоляции для различных регионов земного шара: Европа 1000-1800кВт×ч/м2; Центральная Африка примерно 2300 кВт×ч/м2, Ближний Восток — 2000кВт*ч/м*2, Средняя Азия 1800кВт*ч/м*2, Москва 1000кВт*ч/м*2, Сочи 1300кВт*ч/м*2, Архангельск — 850кВт*ч/м*2.

Сезонные колебания значений месячной инсоляции увеличиваются, чем ближе к одному из полюсов Земли. Например в Москве разница между инсоляцией летом и зимой может отличаться более чем в 7-8 раз, а в Краснодаре лишь в 3-4 раза (хотя и это много).

Подобные сезонные колебания инсоляции были бы малоощутимы, будь ось Земли перпендикулярна орбите вращения Земли вокруг Солнца. И тогда такие колебания инсоляции зависели бы лишь от расстояния до Солнца. Но реально земная ось составляет угол в 23° с плоскостью орбиты Земли, и это вносит существенные сезонные колебания в инсоляцию конкретной области Земли.

Изображенные на рисунке выше потоки энергии солнечного света А, Б и В идентичны, но по причине кривизны земной поверхности и атмосферы, энергия потоков А и В после прохождения атмосферы уменьшается сильнее, чем энергия потока Б.

На рисунке показано положение Земли для 21 июня, дня когда лучи Солнца на 23-й параллели попадают на поверхность перпендикулярно. Это день с максимальной долготой дня.

Широта местности учитывается ориентацией «солнечных модулей» при монтаже солнечной установки.

Кроме того инсоляция зависит еще от нескольких важных факторов:

  • времени года, например зимнее время характеризуется малой освещенностью и коротким световым днем;
  • времени суток, т.к. освещенность в течении дня меняется, кроме того солнечные лучи, попадающие на поверхность солнечного модуля под очень острым углом практически не воспринимаются солнечным модулем;
  • рельефа местности, включая предметы загораживающие солнце: здания, деревья, горы и прочее);
  • конкретных погодных условий в режиме реального времени (снег, туман, облака).

Солнечная радиация на верхней границе атмосферы (Вт × ч/м2в сутки)

Широта, ºс.ш. 10 20 30 40 50 60 70 80 90
21 июня 370 410 440 460 475 471 465 481 502 512
21 декабря 401 344 288 214 152 85 24
Среднегодовое значение 404 399 384 354 318 275 222 195 176 168

Согласно таблице инсоляция летом и зимой отличается весьма значительно. Если сравнивать значения инсоляции на разных широтах 21 июня, то можно заметить, что инсоляция колеблется в пределах 370-512Вт*ч/м*2, т.е. не очень сильно. А вот 21 декабря ситуация совершенно иная — значения инсоляции колеблется от 0 до 401Вт*ч/м*2. Т.е. зимой, чем выше широта, тем значительней разница с летним значением инсоляции.

В декабре между северными и южными широты имеет максимальное отличие. Вследствие этого инсоляция сильно различается в зависимости от времени года и географического положения . Об этом не стоит забывать при использовании ВИЭ на основе солнечных коллекторов.

Годовые колебания инсоляции на экваторе совсем незначительны, но весьма сильно нарастают при перемещении к северу. Даже для южных регионов нашей страны, таких как Краснодарский край, из-за низкой облачности в зимний период солнечная радиация в 3-4 раза меньше, чем летом. Для Москвы же эта разница достигает 8-10 раз. Эти годовые колебания на территории России невелики для Восточной Сибири, Дальнего Востока, а также районов высокогорья. Здесь, кроме более менее равномерного распределения инсоляции в течении года, сказывается тот факт, что при одной и той же освещенности эффективность холодной солнечной батареи несколько выше, чем нагретой жарким летним солнцем.

По этой причине при монтаже солнечных модулей на кровле следует обеспечить воздушный зазор для свободной циркуляции воздуха под солнечными модулями для охлаждения рабочей поверхности модуля. Небольшой компенсации влияния сезонности на работу солнечной станции добиваются летним и зимним положением солнечных модулей относительно горизонта — для летнего периода угол наклона на 15° меньше географической широты, а для зимнего периода на 15° больше . Это связано с высотой стояния светила.

При круглогодичном использовании солнечного коллектора с целью получения максимума энергии в целом за год без сезонной регулировки наклона угол должен быть равен географической широте местности .

Фактор времени суток можно учитывать проводя слежение за солнцем. Слежение по азимуту даст прибавку в 20% к снимаемой с солнечной батареи энергии, а дополнительное слежение за светилом по высоте еще 10%. Устройства, обеспечивающие подобное слежение называются трекерами. «Слежение» осуществляется при помощи поворотной платформы на которой закреплены солнечные модули. Платформа непрерывно или дискретно «следит» за Солнцем. Но прежде всего необходимо сопоставить количество дополнительно полученной энергии со стоимостью трекера, его монтажа и обслуживания. В обычной практике ограничиваются стационарной установкой солнечных батарей.

Читайте также  Кормушка из бутылки

В статье «Таблицы инсоляции» опубликованы среднестатистические нормы инсоляции на территории основных территорий РФ и бывшего СССР с градацией по месяцам и ориентации плоскости светоприемника в пространстве. Необходимо учитывать, что в таблице 2 значения солнечной радиации выражены в МДж/м2 и для горизонтальной поверхности. Перевод МДж/м2 в кВт/м2 производится делением на 3.6 значения в МДж/м2.

Заинтересовались?

Для получения подробной информации обратитесь к нам удобным для Вас способом:

solar@andi-grupp.ru +7(495)748-11-76

ПРИМЕРЫ УПОТРЕБЛЕНИЯ

ТАК ГОВОРИТЬ ПРАВИЛЬНО

Показатель инсоляции в этой жилой комнате равняется двум часам. (Азамат Нуров)

ТАК ГОВОРИТЬ НЕПРАВИЛЬНО

Неправильное употребление термина «инсоляция» связано с английским термином insulation, что означает «изоляция», в особенности если речь идёт о термо- или звукоизоляции в архитектуре и строительстве. Insulation и insolation несложно спутать в английском, но нужно учитывать, что в русском термин «инсуляция» не принято использовать. (Азамат Нуров)

Санитарные нормы

В санитарных правилах есть конкретный документ, который описывает нормы получения световых лучей для помещений, находящихся в разных широтах, также эти нормы указаны там в зависимости от времени года и стороны света, на которой стоит здание.

  • В документах существует разделение на широты: северная, центральная и южная, от этого зависит необходимая продолжительность по времени попадания прямых лучей через окна в помещение
  • Также есть норма, гласящая о том, что продолжительность инсоляции независимо от того, в какой широте находится помещение, должна быть летом больше, чем зимой
  • Для того, чтобы рассчитать размер оконного проема, учитывается широта и сторона света, на которой находится окно, в официальных документах представлена специальная формула для расчета
  • Гигиенические требования говорят о том, что прямые солнечные лучи должны попадать через окно минимум 1,5 часа в сутки, а максимум – 2,5. При этом, если лучи попадают в помещение с перерывами из-за каких-либо преград (например, деревьев), то это время должно быть увеличено на 30 минут.
  • Гигиенические требования обязательно должны выполняться только в жилых комнатах
  • Инсоляция может протекать на 30 минут меньше в одной из комнат, если в других комнатах дома в нормативными показателями все будет в порядке, однако, это правило применимо только для северных и центральных районов.

Что такое солнечная инсоляция?

Инсоляция (от латинского in solo – выставлено на солнце) означает облучение пучком параллельных лучей, которые поступают с направления солнечного диска. Другими словами, это количество электромагнитной энергии (радиации), падающей на поверхность земли. То есть инсоляция позволяет измерить, сколько на нас светит солнце.

Солнечная инсоляция существенно изменяется в процессе перехода от одной точки земной поверхности к другой. Огромные просторы Кубани одарены большим количеством света, чем, например, Москва, Якутск или Казань. Существуют специальные таблицы со значениями инсоляции в разных регионах и странах.

Среднегодовое суммарное излучение солнца, попадающее на горизонтальную площадь, составляет: в Средней Азии, Центральной Европе и Канаде – около 1000 кВт/ч/ м 2 ; в Средиземноморье – около 1700 кВт/ч/ м 2 , во многих пустынных регионах Ближнего Востока, Африки и Австралии – около 2200кВт/ч/ м 2 .

Вращение нашей планеты вокруг Солнца не значило бы так много, если бы земная ось располагалась перпендикулярно плоскости орбиты Земли. При этом в одно и то же время в каждой точке земного шара Солнце бы поднималось на одну и ту же высоту над горизонтом и были бы только незначительные изменения солнечной инсоляции по сезонам, обусловленные изменением расстояния от Солнца в зависимости от движения нашей планеты по своей орбите. В действительности ось Земли отклоняется от перпендикуляра к плоскости орбиты на 23°, из-за чего изменяется угол падения лучей Солнца в зависимости от положения нашей планеты на орбите.

Чем полезно знать об уровне инсоляции? Зная уровень солнечной инсоляции в конкретном регионе можно определить подходящий размер солнечного коллектора. В областях с низким уровнем инсоляции необходим коллектор больших размеров, чем в областях с высоким уровнем инсоляции.

Для определения подходящего размера коллектора следует учитывать два фактора: потребность в энергии и уровень инсоляции. В ходе расчета потребности в энергии учитывается объем воды и необходимая температура. Исходя из данных величин, можно установить соответствующий размер коллектора. Чем больше коллектор, тем больше горячей воды, но лучше принимать решение, обоснованное экономически. Зачастую лучше выбирать коллектор, который будет способен обеспечивать 90% потребности в горячей воде в летний период.

Размер коллектора обычно рассчитывается исходя из 100% потребности в энергии для получения летом горячей воды с процентным соотношением других времен года. Данный расчет основан на нормальном расходовании воды, но летом потребление воды нестабильно: в жару температура душа ниже, и есть большая вероятность, что в выходные дома никого не будет. Поэтому, исходя из значения в 90%, система удовлетворит потребность летом в горячей воде на 100% без лишней выработки тепла, которая приводит к потере воды по причине сброса давления, а также потере энергии.

Уровень солнечной инсоляции выражается, как правило в кВт/ч/ м 2 /сутки. Это количество энергии солнца, которая попадает на метр квадратный поверхности Земли в течение суток. Это значение является усредненным, учитывая разницу в длине дня. Есть несколько единиц, которые применяются во всем мире.

Преобразования в зависимости от системы единиц:

1 кВт/ч/м 2 /сутки = 317,1 БТЕ/фут 2 /сутки = 3,6 МДж/м 2 /сутки

Преобразование единиц энергии:

Хельсинки, Финляндия = 2,41 кВт/ч/м 2 /сутки – очень низкое;

Центральная Австралия = 5,89 кВт/ч/м 2 /сутки – очень высокое.

Определяя величину солнечной инсоляции какого-либо района нужно учитывать следующие факторы:

— влияние времени года, которое обуславливает более низкую освещенность и сокращение продолжительности дня зимой;

— местные погодные условия (туман, облачность, дождь);

— характер местности, освещаемой солнцем (присутствие деталей рельефа, загораживающих солнце);

— продолжительность солнечного облучения, так как лучи солнца, падающие на освещаемую поверхность под небольшим углом, малопригодны для использования. Как говорится, «хотя закат восхитителен, лучи его не так энергичны, как бы хотелось…».

Это интересно .

  • Гибкие солнечные батареи Уходя в дальнее путешествие, мы берем с собой различные электронные устройства: радиостанции, телефоны, видеокамеры, фотоаппараты, КПК, GPS-навигаторы и многие другие.
  • Источники солнечной энергии Первые гипотезы. Геология подтверждает, что Солнце освещало и обогревало Землю сотни миллионов лет назад примерно также как сегодня. Значит, температура
  • Солнечные тепловые электростанции Существует множество методов преобразования солнечной энергии в электроэнергию. Применение солнечных фотоэлектрических батарей – один из них. Способ хорош мобильностью и
  • Преобразование солнечной энергии Земля ежедневно получает от Солнца энергии по количеству в тысячу раз больше, чем ее генерируют все электростанции мира. Задача заключается

Последние новости и статьи:

  • Энергия солнечного света Солнце освещает и обогревает нашу планету, иначе на ней была бы невозможна жизнь не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце
  • Поток энергии солнечных лучей в биосфере Живая оболочка нашей планеты (биосфера) непрерывно поглощает солнечную энергию, а также ту энергию, которая идет из недр Земли. Вся энергия
  • Применение солнечной энергии для отопления. Часть 1 Вопрос энергосбережения в процессе отопления решается человечеством уже много десятков лет. Главный вопрос заключается в том, каким образом можно осуществить
  • Солнечная энергия и ее использование Человечество с давних пор желало использовать солнечную энергию без посредников, напрямую. Согласно теории, солнечная энергия, поступающая на Землю в течение
Читайте также  Утепление ворот гаража

Читать @zeleneet

Один комментарий, что уже не плохо. to “Что такое солнечная инсоляция?”

  1. Павел / 13/11/2013

1 кВт/ч/м2/сутки, здесь наверное вот так 1 кВт*ч/м2/сутки, ну и ниже соответственно.

Обоснования требований к количеству и качеству света

Разберемся с терминами. Инсоляция – это степень освещенности любого помещения в течении суток. И не стоит думать, что чем больше солнца – тем круче и замечательней. Те, кто имеет квартиру окнами на юг, летом отгораживаются от обжигающего и ослепляющего света самыми разными методами. Избыток освещения так же вреден, как и его недостаток. Инсоляция – это как раз точный расчет, балансирование между двумя равно неполезными крайностями.

Нормативный расчет инсоляции всегда зависит от географии. Если ориентироваться на 55 градусов северной широты, то основное внимание для высчитывания того, какая инсоляция зданий необходима, уделяется времени, начиная с 22 марта и заканчивая 22 сентября. В других широтах жизненно важный период освещения, понятное дело, сдвигается.

Есть еще один фактор, от которого зависит инсоляция. Это комнатность квартиры. Если число комнат — до трех, то хотя бы одна из них должна освещаться; если их четыре и больше – освещаться должны минимум две.

Расчет инсоляции помещений

Чтобы качественный расчет инсоляции помещений стал возможен, необходимо предоставить нашему эксперту документацию следующего рода:

  • проектную;
  • техническую;
  • разрешительную.

Помимо этого, у заказчика могут запросить сведения о результатах обследования почвы на том земельном участке, где предполагается проведение строительных работ.

Если говорить вкратце, то расчет инсоляции помещений работает преимущественно с геометрическими характеристиками исследуемых зданий и сооружений. Вышеперечисленная документация необходима для того, чтобы эксперт мог определиться с геометрическими характеристиками не только самого будущего строения, но и всех его основных систем. На основании этих показателей и может быть проведён расчет инсоляции помещений.

Сегодня данная процедура может проводиться с применением двух основных методик:

  1. Вручную. Все необходимые расчёты проводятся с помощью инсоляционного графика и подходящих формул.
  2. Автоматизированно. В таком случае расчет инсоляции помещений осуществляется с применением специального программного обеспечения.

Наибольшей точности результатов позволяет добиться именно второй способ. Применение специальных программ при проведении таких мероприятий — это эффективное и современное решение, позволяющее в короткие сроки получить необходимый результат.

Расчет инсоляции помещений вручную, однако, не уходит на второй план в силу своей удобности, универсальности и пригодности к проведению в полевых условиях. Он может быть использован как для получения предварительных сведений, так и для проверки уже имеющейся информации. Обычно чрезмерно высокий разброс между ручным и автоматическим методом расчёта сигнализирует о наличии ошибок при проведении тех или иных работ.

Основываясь на полученных результатах, специалисты смогут определить:

  • время инсоляции;
  • число интервалов инсоляции;
  • инсолируемые участки.

Все выявленные показатели подвергаются проверкам на соответствие существующим нормативам, при необходимости в проект вносятся корректировки.

Расчет инсоляции помещений может проводиться как в составе комплексной строительной экспертизы, так и в частном порядке

Какой порядок имеет расчет инсоляции помещений?

Всё начинается с заявки на проведение соответствующих мероприятий. Клиент получает первичную консультацию по всем интересующим его вопросам, с ним согласуются все основные нюансы услуги:

  • стоимость;
  • сроки проведения;
  • дополнительные мероприятия.

Под дополнительными мероприятиями может подразумеваться, например, помощь эксперта в вопросе согласования проекта в соответствующих органах. Если расчет инсоляции помещений заказывался с целью использования заключения в судебном разбирательстве, наш специалист также сможет лично присутствовать на заседании.

После того, как договорённости по всем вопросам были достигнуты, заключается договор. Это, в свою очередь, становится сигналом к проведению дальнейших мероприятий.

На первом этапе процедуры эксперты занимаются сбором и анализом всей документации, связанной с рассматриваемым объектом. Если заказчик сможет своевременно предоставить полный пакет необходимых документов, срок проведения расчётных мероприятий будет существенно сокращён.

Проверка молниезащиты — непростая процедура, предъявляющая к исполнителю требования не только по квалификации и опыту проведения аналогичных мероприятий

Поскольку расчет инсоляции помещений зачастую заказывается в отношении ещё только запланированного здания, нередко все основные мероприятия ограничиваются работой с документацией с последующим проведением расчётных мероприятий ручным или автоматическим методом. Однако в некоторых случаях данная процедура заказывается для возводимых или сданных в эксплуатацию сооружений. Тогда расчет инсоляции помещений превращается в комплексную экспертизу, поскольку к изучению документации добавляются визуальные, инструментальные и лабораторные обследования непосредственно на объекте строительства.

Вне зависимости от того, на какой именно стадии строительства рассчитывались инсоляционные показатели, по окончании всех проведённых работ составляется экспертное заключение. В последнем отображаются все реализованные мероприятия и их результаты, а также указываются ссылки на соответствующие положения нормативной документации. Экспертное заключение — официальный документ, коим можно уверенно оперировать в рамках судебных и досудебных споров. Опровергнуть сведения, предоставленные аттестованной экспертной организацией, возможно лишь путём проведения ещё одной экспертизы силами другого учреждения.

Зачем нужен расчет инсоляции помещений?

Экспертиза несущих конструкций также входит в состав комплексной строительной экспертизы, подразумевающей полное обследование строения вместе со всеми его элементами и системами.

Чуть ранее мы уже определились с тем, что расчет инсоляции помещений позволяет принять оптимальные проектные решения в отношении строительного объекта и расположить строение таким образом, чтобы оно полностью соответствовал принятым нормам освещённости.

Тогда у читателя мог возникнуть вполне закономерный вопрос: а зачем же нужен расчет инсоляции помещений уже сданного в эксплуатацию здания? Причин может быть множество. Предположим, освещённость помещений объекта значительно ухудшилась вследствие возведения вблизи него нового строения и больше не соответствует существующим нормативам. Данное обстоятельство — серьёзный повод для инициации судебного разбирательства с компанией, ответственной за строительство нового здания. Однако завершить спор в свою пользу истец сможет лишь при наличии должного обоснования своей точки зрения. Наше экспертное заключение на роль такого обоснования подойдёт просто прекрасно.

Помимо прочего, расчет инсоляции помещений может помочь:

  • признать здание или сооружение непригодным для дальнейшего проживания;
  • остановить строительный процесс;
  • добиться снижения или увеличения стоимости строительного объекта.

Иными словами, расчет инсоляции помещений — это крайне полезная процедура, имеющая огромный потенциал. Однако должную эффективность она сможет иметь лишь в том случае, если будет проведена с должной внимательностью и ответственностью. Если Вас интересует качественный расчет инсоляции помещений, обращайтесь в нашу экспертную организацию. Быстро проведём все необходимые мероприятия, бесплатно проконсультируем по множеству вопросов. Работаем добросовестно, по доступным ценам. Гарантируем индивидуальный подход к каждому клиенту.

Будем ждать Вас в нашей экспертной организации!