Расчет выступа навеса для правильной инсоляции

[Гоша Мурахин]

Здравствуйте, ув. форумчане.

 

С Новым годом по ныне действующему календарю и Концом Света по старому календарю!

 

Был свободный денек 31-го числа и я решил его потратить с пользой... Попробовать разобраться с углами Солнца относительно горизонта в разное время года и применить на практике. И вот сегодня осмелился выдать свои наброски на суд публики.

 

Предыстория. Начитался я о таком явлении, как инсоляция, о том, что благодаря ей можно зимой обогреваться святым духом солнцем через южные окна, а летом от лучиков благополучно защищаться нависшими над окнами козырьками. Ведь, о чудо, Солнышко-то наше зимой курсирует вдоль горизонта довольно низко, а вот летом парит высоко в небе.

 

Формулируем задачу:

Дано.

• Калькулятор угла солнца по городу, дате и времени planetcalc.ru/320/
  
• Знание о том, что солнце 22 июня в 12-00 (плюс-минус километр) стоит в самой высокой точке в году, а 22 декабря в 12-00 (опять-же, плюс-минус километр) стоит в самой низкой точке в году.
  
• Некая высота установки козырька/навеса относительно горизонта (обозначим ее как H)
  
• Высота установки нижнего края окна относительно горизонта (обозначим ее как b)
  

 

Найти.

• Минимальную длину козырька для того, чтобы 22 июня в 12-00 окно полностью спряталось в его тени от Солнца.
  
• Минимальный отступ верха окна от козырька для того, чтобы даже когда Солнце находится в самой нижней точке - его лучи попали в полном объеме через окно и не отсекались козырьком.
  
• Вычислить максимально возможную высоту окна.
  

 

Решение

Расчеты во вложении (XLS). Скриншот вложения:

 

Пример рассчитан для Одессы.

 

Подозреваю, что в моем решении (либо постановке задачи) есть ошибка. Довольно очевидная, наверное, но я не знаю в какую сторону думать.

 

Козырек рассчитывался мной для угла 22 июня в 12-00, когда солнце в зените, следовательно, все остальное время летом оно будет иметь меньший угол и "выглядывать" из под козырька в окно и серьезно "жарить". Что я сделал не так? Может нужно брать угол не 22 июня в 12-00, а какаго-то другого дня или в другое время?

 

Кто в теме - помогите разобраться. Думаю другим эта тема тоже будет интересна.

 

Спасибо.

Угол солнца.xls

Змінено 3 січня 2013 користувачем Гоша Мурахин
Фотка оч. большая получилась...

[tort]

Козырек может быть наклонен. В итоге вы получите маркизу и вынос (L) меньший.

 

вычисления верны для строго ориентированного на юг окна, иначе - козырек должен быть длиннее по фасаду.

[luk_if]

Ежели я правильно понял задачу,после вчерашнего Посмотрите здеся gazeta.bytdobru.info/statya/1564-raschet-svesa-kryshi

Удачи

[Гоша Мурахин]

Козырек может быть наклонен. В итоге вы получите маркизу и вынос (L) меньший.

Если я не ошибаюсь, то вынос не изменяется от того ровным ли является козырек, или наклонным. Крайняя точка его ведь является границей экрана для солнца, а конфигурация не влияет.

 

вычисления верны для строго ориентированного на юг окна, иначе - козырек должен быть длиннее по фасаду.

Да, окно строго ориентировано. Козырек предполагается не отдельновисящий над каждым окном, а как терраса второго этажа, т.е. протянется на весь фасад.

[Гоша Мурахин]

Откорректировал расчеты в соответствии с рекомендациями по ссылке. См. вложение.

Угол солнца.v2.xls

[tort]

Если я не ошибаюсь, то вынос не изменяется от того ровным ли является козырек, или наклонным. Крайняя точка его ведь является границей экрана для солнца, а конфигурация не влияет.

 

В случае с маркизой одно из условий отпадает: нет надобности рассчитывать угол для зимы, так как ее сворачивают на этот период. Вообще нужны веские основания для рассмотрения капитального козырька только в качестве одной солнце защиты. Какую еще функцию он будет нести?

[FashionFace]

Сталкивался с подобной задачей. Определять угол падения солнца для конструирования правильного навеса необходимо не для пиковых моментов (дней летнего и зимнего солнцестояния) а для конкретного промежутка времени ( чтобы летом захватывали июль и частично август). Оптимальный вынос для Киева по моим расчетом получался 1,86м (при отметке навеса 3,0).

Но мне тоже кажеться что одним лишь этим мероприятием энергоэффективности дома не достичь. Большие площади остекления через которые Вы планируете получать солнечную радиацию для частичного обогрева в зимний период - будут местом куда больших теплопотерь. Так что нужно использовать комплексный подход .

[Гоша Мурахин]

так как ее сворачивают на этот период

Хорошая идея. Даже не рассматривал. Спасибо.

 

веские основания для рассмотрения капитального козырька

Предполагается, что козырек будет по совместительству террасой, точнее наоборот, терраса козырьком.

 

По фотке - там формулу менять не надо (и перерисовывать тоже). Просто отталкиваться от нижней правой точки маркиза, и высоту установки H подставить в формулу на некий Х меньше, где Х - это высота маркиза.

 

Добавлено через 10 минут

одним лишь этим мероприятием энергоэффективности дома не достичь.

Предполагается, что:

- Окна будут с энергосберегающим напылением;

- На севере око не будет вообще;

- На востоке и западе количество окон будет ограничено 5-20% от общей площади остекления;

 

Большие площади остекления через которые Вы планируете получать солнечную радиацию для частичного обогрева в зимний период - будут местом куда больших теплопотерь

Пока в расчеты не вникал, лишь читал что многие так советуют делать (например, Т. Эрнст, все источники по соломенному строительству). Опять же, нужно учитывать, что зима у нас (Одесса) суровая только около 10 дней за зиму (по моим мироощущениям и сбоящей памяти), а остальное время - в районе ноля. Конечно, проверить расчетами очень хотелось бы. Но пока не нашел примера как это делается (либо плохо искал).

 

Так что нужно использовать комплексный подход .

Если у Вас есть что сказать по этому поводу подробнее - буду очень признателен ;)

[FashionFace]

Если у Вас есть что сказать по этому поводу подробнее - буду очень признателен

Утепление полов, фундаментов, отмостки - не заслужено игнорируемая многими часть работ, способна сохранить значительную часть тепла в доме.

Обязательно создание условий для сухости материалов стен и покрытий (удаление конденсата, паропроницаемость)

И к слову о солнечной радиации- стараюсь наблюдать у себя дома за тем как она способна нагревать дом через остекление- в сильный мороз эффекта практически нет, но в пасмурные дни теплопотери через остекление значительные ( у меня тоже двухкамерный стеклопакет, и энергосберегающее напыление).

 

Материал стен какой планируете?

 

Но, правда, я по-севернее нахожусь

[Гоша Мурахин]

Планирую уделять особое внимание утеплению, исключению мостиков холода, правильному пирогу с т.з. паропроницаемости.

 

Касательно сильных морозов - сдается мне, что при выборе площади остекления отталкиваются не от того, что в любой момент времени радиация должна перекрывать потери (иначе бы и отопление не надо было), а от того, что сумма полученной радиации должна перекрывать общую сумму теплопотерь в год.

 

Т.е., возможно, мы будем иметь в сильные морозы перерасход газа (чтобы восполнить потери тепла) из-за больших окон, но в переходные периоды (когда на улице -5...+5) наоборот отопление будет напрочь отключено, т.к. солнце будет восполнять потери. Итого, в год мы будем иметь N отопительных дней против, например, 3N. На фоне того, что в теплую погоду отопление "съедает" 11 кубов в нашем текущем жилище, а при морозах максимум 15 в сутки (т.е. в теплую погоду КПД отопления по непонятным причинам меньше, чем в морозную), становится очевидным, что топить только в морозы но сильно - выгоднее, чем весь отопительный сезон но по-немногу.

 

Все - ИМХО. А как считаете Вы?

 

Касательно стен - в мечтах планирую соломенные (легкий саман) в каркасе (оч. заманчивая технология - стены одновременно утеплителем являются и нет необходимости травиться ЭППС-ом ), но еще не на все вопросы нашел ответы и не все этапы себе представляю. Потому если не решусь на это, то буду строить из ракушечника - там все значительно проще.

[Hover]

А у меня все гораздо проще....

Это малая часть демонстрации по количеству солнца на козырек.;)

[luk_if]

Да в Скетчапе неплохо. Но если под рукой Аркон будет то в нем все наглядней, вплоть до теней на стенах и мебели. Это если сильно ТС вопросом инсоляции заморочится охота

[FashionFace]

 

Т.е., возможно, мы будем иметь в сильные морозы перерасход газа (чтобы восполнить потери тепла) из-за больших окон, но в переходные периоды (когда на улице -5...+5) наоборот отопление будет напрочь отключено, т.к. солнце будет восполнять потери. Итого, в год мы будем иметь N отопительных дней против, например, 3N. На фоне того, что в теплую погоду отопление "съедает" 11 кубов в нашем текущем жилище, а при морозах максимум 15 в сутки (т.е. в теплую погоду КПД отопления по непонятным причинам меньше, чем в морозную), становится очевидным, что топить только в морозы но сильно - выгоднее, чем весь отопительный сезон но по-немногу.

 

.

 

Хочется в это верить но опыт подсказывает, что коэффициент теплопроводности стен должен быть около 4 - чтобы солнце отапливало.

Ваш выбор материала стен очень импонирует, только над вяжущим надо хорошенько подумать.

[Гоша Мурахин]

А у меня все гораздо проще....

СкетчАп ПРО?

 

 

вплоть до теней на стенах и мебели

Мне достаточно рассчитать чтобы летом была тень, а с наступлением холодов - наоборот.

 

 

только над вяжущим надо хорошенько подумать.

Вяжущее - в любом случае глина - она и антисептик, она и антипирен. А вот чтобы не трескалась - это вопрос очень интересный и не дающий покоя. В интернете много информации о том как дома из соломы строят и даже штукатурят глиной, но нет никакой информации об опыте эксплуатации таких домов. Ведь построить - одно дело и совсем другое, чтобы все не развалилось через год от переувлажнения, наример, в результате обильного дождя с ветром.

[S_S]

Ведь построить - одно дело и совсем другое, чтобы все не развалилось через год от переувлажнения, наример, в результате обильного дождя с ветром

 

Летом смыло косым дождем и "ураганом" 3 стены из глины (у нас их 10:)), и это при свесе крыши 1м.

[Гоша Мурахин]

У Вас столько интересных подробностей. Уверен, Ваш опыт пригодился бы всем, кто мечтает о соломенном доме. Может таки начнете свою ветку? Публика просит

[Bid]

Нашел эту тему через гугл. Как раз тоже рассчитываю ширину навеса. Но мне важней играть с высотой, т.к. под навесом будет открытая терраса для летних посиделок с друзьями. Интересует обратное: избавиться от прямых летних лучей в пик жары и осветлять дом ближе к осени.

Итак, мои Коментарии:

1. Летом надо избежать попадания солнца на окно с 10 июня в 8,00 (37,5градусов)

2. Тогда получаем, что заходит в дом 20 августа до 9,50 (37 градусов) и после 16,15 (37гр) что вполне приемлемо для Одессы.

3. Пока переходим на летнее время - максимально высокое солнце в 13.00

 

Надеюсь кому то поможет.

 

Так же легко оказалось посчитать planetcalc.ru/1875/ - рассчитываем длину тени от крайней точки навеса

Змінено 13 травня 2017 користувачем Bid