IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

  1. Методика аналитического определения горизонтальных и вертикальных инсоляционных углов

1) Для аналитического определения горизонтальных теневых углов (β) необходимы следующие исходные параметры:

- ширина светового проема b₀ и размер (ширина) четверти = 0,065 м (для простоты расчета ширина проема более 1,5 м принимается в свету);

- часть глубины светового проема - расстояние от наружной поверхности стены со светопроемом до внутренней поверхности переплета (d_пр), состоящее из глубины «четверти» светового проема с учетом зазора (d_ч) и расстояния от наружной грани коробки до внутренней поверхности переплета (Δ_ОБ).

Размеры Δ_ОБ приведены в таблице 1 для различных конструкций деревянных оконных блоков.

Величину горизонтального теневого угла следует определять по формуле:

Угол β определяется по таблицам натуральных значений тригонометрических функций справочников по математике. Величина горизонтального инсоляционного угла определяется по формуле:

              i_r = 180° - 2β (при равных β) и i_r = 180° - β_л - β_п.     (2)

Горизонтальные углы затенения - (β_з) определяются с учетом глубины балкона (лоджии) и размеров простенков.

2) Вертикальные инсоляционные углы при отсутствии горизонтальных затеняющих элементов фасада над световым проемом расчетного помещения в каждый час инсоляционного периода на 22 апреля (22 августа) и на 22 июня равны высоте стояния солнца.

 

Таблица 1  Рекомендуемые размеры части глубины светопроемов (d_пр) с деревянными оконными блоками различных конструкций для определения горизонтальных и вертикальных теневых и инсоляционных углов

Обозначения на рисунке 1	Основные типы конструкций и остекления деревянных оконных блоков	ΔОБ, м	dпр при глубине «четверти» (dч) с зазором, м
			0,07	0,13	0,26
а	Одинарный оконный блок с одним стеклом	0,060	0,130	0,190	0,320
б	Одинарный оконный блок с однокамерным стеклопакетом	0,090	0,160	0,220	0,350
в	Одинарный оконный блок с двухкамерным стеклопакетом	0,095	0,165	0,225	0,355
г	Спаренный оконный блок с двойным остеклением	0,110	0,180	0,240	0,370
д	Спаренный оконный блок со стеклом и стеклопакетом	0,130	0,200	0,260	0,390
е	Раздельный оконный блок с двойным остеклением	0,155	0,225	0,285	0,415
ж	Раздельно-спаренный оконный блок с тройным остеклением	0,155	0,225	0,285	0,415
з	Раздельный блок со стеклом и однокамерным стеклопакетом	0,205	0,275	0,335	0,465
и	Раздельный оконный блок со стеклом и двухкамерным стеклопакетом	0,210	0,280	0,340	0,470
к	Раздельный оконный блок с двумя однокамерными стеклопакетами	0,200	0,270	0,330	0,460
Примечания 1. Приведенные в таблице 1 размеры ΔОБ могут применяться для определения вертикальных и инсоляционных углов при расчете продолжительности инсоляции помещений при отсутствии чертежей оконных и балконных блоков на стадии предпроектных проработок и стадии «проект». При наличии чертежей оконных и балконных блоков других конструкций, применяемых в проекте, для расчетов инсоляции применяются конкретные размеры. Чертежи блоков прикладываются к расчетам инсоляции. 2. Приведенные в таблице 1 размеры ΔОБ соответствуют округленным размерам толщины блоков для деревянных окон и балконных дверей жилых и общественных зданий.

3) При наличии горизонтальных затеняющих элементов фасада (балкона, эркера, лоджии, навеса, козырька и т.п.), ориентированных на южную сторону горизонта, при расчете продолжительности инсоляции расчетного помещения следует определять вертикальный инсоляционный угол с целью проверки попадания солнечных лучей в помещение при максимальной высоте стояния солнца в 12 часов 22 июня, равной 53°.

Рис. 1. - Основные типы конструкций и варианты заполнения светопрозрачной части деревянных оконных блоков

а - одинарный оконный блок с одним стеклом; б - одинарный оконный блок с однокамерным стеклопакетом; в - одинарный оконный блок с двухкамерным стеклопакетом; г - спаренный оконный блок с двойным остеклением; д - спаренный оконный блок со стеклом и стеклопакетом; е - раздельный оконный блок с двойным остеклением; ж - раздельно-спаренный оконный блок с тройным остеклением; з - раздельный оконный блок со стеклом и однокамерным стеклопакетом; и - раздельный оконный блок со стеклом и двухкамерным стеклопакетом; к - раздельный оконный блок с двумя стеклопакетам

4) Для аналитического определения вертикальных углов затенения (γ_з) необходимы следующие исходные параметры:

- расстояние от плоскости подоконника до нижней плоскости затеняющего горизонтального элемента фасада, которое определяется как:

   h_п - h_пд,  (3)

где h_п - высота помещения в чистоте (от пола до потолка), h_пд - высота подоконника от пола;

- часть глубины светового проема - расстояние от наружной поверхности стены со световым проемом до внутренней поверхности переплета (d_пp), состоящее из глубины «четверти» светового проема с учетом зазора (dч) и расстояния от наружной грани коробки до внутренней поверхности комнатного переплета (Δ_ОБ); размеры Δ_ОБ для различных конструкций деревянных оконных блоков приведены в таблице 1;

- глубина (вынос) затеняющего горизонтального элемента фасада (балкона, лоджии, эркера, навеса, козырька и т.п.) - (d_з).

5) Величину вертикального угла затенения (γ_з) следует определять по формуле (4):

Угол γз определяется по таблицам натуральных значений тригонометрических функций справочников по математике.

Величина вертикального инсоляционного угла определяется по формуле (5):

  i_в = 90º - γ_з (5)

Полученный результат сравнивается с высотой стояния солнца в 12 ч 22 июня (равной 53°).

Если вертикальный инсоляционный угол меньше 53° максимальной высоты стояния солнца в 12 ч 22 июня, лучи солнца попадают в расчетное помещение (см. рисунок Б.3).

При значительной глубине горизонтальных затеняющих элементов фасада продолжительность инсоляции определяется графическим методом на разрезе и плане светового проема. Глубину балкона (лоджии) помещения ориентированного на юг не препятствующего проникновению солнечных лучей предварительно можно определить, умножив расстояние от подоконника до потолка на 0,75 и уменьшив результат на величину глубины проема d_пр.

2. Структурная схема программы

3. Пример работы программы

Для начала работы с программой необходимо открыть файл "Project1.exe". В первой вкладке Рекомендуемые параметры части глубины светопроемов нажать на кнопку Отобразить таблицу рекомендуемых параметров (рис. 2), в результате на экране отобразятся табличные данные, в соответствии с которыми требуется выбрать тип конструкции оконных блоков в раскрывающемся списке (рис. 3).

Рис.2. - Окно программы до ввода исходных данных и выбора табличных значений

Рис. 3. - Выбор типа конструкции оконных блоков

При нажатии на кнопку Примечание можно ознакомиться с примечаниями к таблице Основных типов конструкций и остекления деревянных оконных блоков (рис. 4).

Рис. 4. - Примечания к таблице рекомендуемых параметров

Затем следует перейти на вторую вкладку Расчет горизонтальных углов затенения и вертикальных инсоляционных углов, где требуется выбрать из раскрывающегося списка величину зазора (рис. 5) и ввести с клавиатуры оставшиеся исходные данные (рис. 6). Размер части глубины светопроемов и расстояние от наружной коробки оконного блока до внутренней поверхности переплета не заполняются, эти значения заносятся из таблицы автоматически в соответствии с типом выбранной оконной конструкции и величиной зазора, о чем информируют всплывающие подсказки (рис. 7).

Рис. 5. - Выбор величины зазора

Рис. 6. - Окно программы с полностью введенными исходными данными

Рис. 7. - Всплывающие подсказки при заполнении полей исходными данными

Далее необходимо нажать на кнопку Рассчитать, в результате чего произойдет расчет и вывод на экран всех искомых величин (рис. 8).

Рис. 8. - Результат расчета

Далее при переходе на вкладку Анализ результата, можно получить информацию о вероятности попадания солнечных лучей в расчетное помещение (рис. 9).

Рис. 9. - Анализ результата расчета

Если необходимо произвести повторный расчет, для очистки всех полей с исходными и расчетными данными требуется выбрать пункт главного меню Расчет-> Новый (рис. 10).

Рис. 10. - Функция для очистки данных

Если у пользователя возникли сложности при эксплуатации программы, в любой момент можно вызвать инструкцию по эксплуатации, вызвав Помощь из главного меню программы (рис. 11).

Рис. 11. - Инструкция по эксплуатации программы

При ошибочном введении в качестве исходных данных нечисловых значений, программа не сможет произвести расчет, но выдаст соответствующее сообщение (рис. 12).

Рис. 12. - Сообщение об ошибке при вводе данных

Выводы

Программа для ПК «Методика аналитического определения горизонтальных и вертикальных инсоляционных углов» предназначена для расчёта параметров, необходимых для определения продолжительности инсоляции помещений и территорий при градостроительном проектировании микрорайонов (кварталов) и архитектурно-строительном проектировании жилых и общественных зданий.

Программа состоит из двух этапов: расчета горизонтальных углов затенения и вертикальных инсоляционных углов и анализа полученных результатов. Результатами расчёта являются тангенс и величина горизонтального теневого угла, тангенс и величина вертикального угла затенения, а также величины горизонтальных и вертикальных инсоляционных углов.

Результаты расчётов по предлагаемой программе могут служить основой для проектирования новых и реконструкции существующих микрорайонов и кварталов, проектирования вновь строящихся и реконструируемых объектов жилищно-гражданского назначения, в помещениях которых нормируется продолжительность инсоляции.

Код для цитирования: Скопировать