Таблиця 5.9
Потужність повного сонячного променистого потоку, який проникає через одинарно засклену поверхню в Вт/м2
(величини з VDI 2078 (08.77); Т – показник (коефіцієнт) захмарення
|
Пора року |
Стіна |
Час сонячний, година |
||||||||||||
|
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
20 лютого Т = 3,0 |
північно-східна |
|
33 |
85 |
52 |
65 |
72 |
77 |
72 |
65 |
51 |
29 |
2 |
|
|
східна |
|
76 |
341 |
414 |
348 |
185 |
77 |
72 |
65 |
51 |
29 |
2 |
|
|
|
південно-східна |
|
72 |
377 |
572 |
654 |
607 |
494 |
352 |
134 |
51 |
29 |
2 |
|
|
|
південна |
|
21 |
198 |
398 |
561 |
662 |
694 |
662 |
561 |
398 |
198 |
21 |
|
|
|
південно-західна |
|
2 |
29 |
51 |
134 |
352 |
494 |
607 |
654 |
572 |
377 |
72 |
|
|
|
західна |
|
2 |
29 |
51 |
65 |
72 |
77 |
185 |
348 |
414 |
341 |
76 |
|
|
|
північно-західна |
|
2 |
29 |
51 |
65 |
72 |
77 |
72 |
65 |
52 |
85 |
33 |
|
|
|
північна |
|
2 |
29 |
51 |
65 |
72 |
77 |
72 |
65 |
51 |
29 |
2 |
|
|
|
горизонтальна |
|
3 |
63 |
172 |
279 |
350 |
378 |
350 |
279 |
172 |
62 |
3 |
|
|
|
22 березня Т = 3,3 |
північно-східна |
|
209 |
193 |
102 |
87 |
95 |
98 |
95 |
87 |
73 |
56 |
33 |
|
|
східна |
|
363 |
516 |
520 |
409 |
221 |
98 |
95 |
87 |
73 |
56 |
33 |
|
|
|
південно-східна |
|
311 |
523 |
641 |
669 |
612 |
483 |
278 |
117 |
73 |
56 |
33 |
|
|
|
південна |
|
65 |
223 |
399 |
545 |
636 |
666 |
636 |
545 |
399 |
223 |
65 |
|
|
|
південно-західна |
|
33 |
56 |
73 |
117 |
278 |
483 |
612 |
669 |
641 |
523 |
311 |
|
|
|
західна |
|
33 |
56 |
73 |
87 |
95 |
98 |
221 |
409 |
520 |
516 |
363 |
|
|
|
північно-західна |
|
33 |
56 |
75 |
87 |
95 |
98 |
95 |
87 |
102 |
193 |
209 |
|
|
|
північна |
|
33 |
56 |
75 |
87 |
95 |
98 |
95 |
87 |
73 |
56 |
33 |
|
|
|
горизонтальна |
|
74 |
194 |
334 |
459 |
543 |
556 |
543 |
459 |
334 |
194 |
74 |
|
|
|
Продовження табл.5.9 |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
20 квітня Т = 3,6 |
північно-східна |
243 |
335 |
297 |
172 |
104 |
110 |
114 |
110 |
104 |
92 |
76 |
53 |
30 |
|
східна |
298 |
497 |
591 |
558 |
427 |
235 |
114 |
110 |
104 |
92 |
76 |
53 |
30 |
|
|
південно-східна |
188 |
381 |
538 |
618 |
619 |
551 |
408 |
226 |
105 |
92 |
76 |
53 |
30 |
|
|
південна |
30 |
60 |
166 |
324 |
463 |
545 |
580 |
545 |
463 |
324 |
166 |
60 |
30 |
|
|
південно-західна |
30 |
53 |
76 |
92 |
105 |
226 |
408 |
551 |
619 |
618 |
538 |
381 |
188 |
|
|
західна |
30 |
53 |
76 |
92 |
105 |
110 |
114 |
235 |
427 |
558 |
591 |
497 |
298 |
|
|
північно-західна |
30 |
53 |
76 |
92 |
105 |
110 |
114 |
110 |
104 |
172 |
297 |
335 |
243 |
|
|
північна |
42 |
53 |
76 |
92 |
105 |
110 |
114 |
110 |
104 |
92 |
76 |
53 |
42 |
|
|
горизонтальна |
63 |
171 |
335 |
487 |
593 |
664 |
695 |
664 |
593 |
487 |
335 |
171 |
63 |
|
|
21 травня і 23 липня Т= 4,0 |
північно-східна |
336 |
420 |
351 |
220 |
122 |
127 |
128 |
127 |
119 |
107 |
90 |
70 |
47 |
|
східна |
379 |
564 |
590 |
541 |
413 |
252 |
128 |
127 |
119 |
107 |
90 |
70 |
47 |
|
|
південно-східна |
209 |
392 |
497 |
555 |
451 |
469 |
337 |
178 |
119 |
107 |
90 |
70 |
47 |
|
|
південна |
47 |
70 |
125 |
245 |
362 |
435 |
471 |
435 |
362 |
245 |
126 |
70 |
47 |
|
|
південно-західна |
47 |
70 |
90 |
107 |
119 |
178 |
337 |
469 |
541 |
555 |
497 |
392 |
209 |
|
|
західна |
47 |
70 |
90 |
107 |
119 |
127 |
128 |
252 |
413 |
541 |
590 |
564 |
379 |
|
|
північно-західна |
47 |
70 |
90 |
107 |
119 |
127 |
128 |
127 |
122 |
220 |
351 |
420 |
336 |
|
|
північна |
92 |
72 |
90 |
107 |
119 |
127 |
128 |
127 |
119 |
107 |
90 |
72 |
92 |
|
|
горизонтальна |
123 |
279 |
421 |
570 |
682 |
745 |
766 |
745 |
682 |
570 |
421 |
279 |
123 |
|
|
21 червня Т = 4,0 |
північно-східна |
380 |
436 |
374 |
247 |
134 |
127 |
129 |
127 |
121 |
108 |
93 |
74 |
55 |
|
східна |
415 |
556 |
594 |
544 |
415 |
235 |
129 |
127 |
121 |
108 |
93 |
74 |
55 |
|
|
південно-східна |
215 |
368 |
480 |
528 |
514 |
437 |
307 |
171 |
121 |
108 |
93 |
74 |
55 |
|
|
південна |
55 |
74 |
112 |
209 |
322 |
398 |
429 |
398 |
322 |
209 |
112 |
74 |
55 |
|
|
Продовження табл.5.9 |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
21 червня Т = 4,0 |
південно-західна |
55 |
74 |
93 |
108 |
121 |
171 |
307 |
437 |
514 |
528 |
480 |
368 |
215 |
|
західна |
55 |
74 |
93 |
108 |
121 |
127 |
129 |
235 |
415 |
544 |
594 |
556 |
415 |
|
|
північно-західна |
55 |
74 |
93 |
108 |
121 |
127 |
129 |
127 |
134 |
247 |
374 |
436 |
380 |
|
|
північна |
122 |
86 |
93 |
108 |
121 |
127 |
129 |
127 |
121 |
108 |
93 |
86 |
122 |
|
|
горизонтальна |
160 |
302 |
463 |
592 |
709 |
769 |
787 |
769 |
709 |
592 |
463 |
302 |
160 |
|
|
24 серпня Т = 3,9 |
північно-східна |
216 |
313 |
284 |
169 |
105 |
112 |
115 |
112 |
105 |
93 |
76 |
55 |
30 |
|
східна |
265 |
534 |
559 |
534 |
412 |
230 |
115 |
112 |
105 |
93 |
76 |
55 |
30 |
|
|
південно-східна |
169 |
355 |
509 |
602 |
594 |
531 |
397 |
221 |
115 |
93 |
76 |
55 |
30 |
|
|
південна |
30 |
60 |
162 |
313 |
447 |
530 |
561 |
530 |
447 |
313 |
162 |
60 |
30 |
|
|
південно-західна |
30 |
55 |
76 |
93 |
115 |
221 |
397 |
531 |
594 |
602 |
509 |
355 |
169 |
|
|
західна |
30 |
55 |
76 |
93 |
105 |
112 |
115 |
230 |
412 |
534 |
559 |
459 |
265 |
|
|
північно-західна |
30 |
55 |
76 |
93 |
105 |
112 |
115 |
112 |
105 |
169 |
284 |
313 |
216 |
|
|
північна |
41 |
55 |
76 |
93 |
105 |
112 |
115 |
112 |
105 |
93 |
76 |
55 |
41 |
|
|
горизонтальна |
60 |
165 |
323 |
471 |
226 |
644 |
675 |
644 |
575 |
471 |
323 |
165 |
60 |
|
|
22 вересня Т = 3,7 |
північно-східна |
|
184 |
174 |
101 |
88 |
97 |
99 |
97 |
88 |
74 |
57 |
33 |
|
|
східна |
|
313 |
485 |
484 |
387 |
214 |
99 |
97 |
88 |
74 |
57 |
33 |
|
|
|
південно-східна |
|
269 |
455 |
594 |
628 |
578 |
457 |
266 |
116 |
74 |
57 |
33 |
|
|
|
південна |
|
60 |
200 |
372 |
513 |
600 |
630 |
600 |
513 |
372 |
200 |
60 |
|
|
|
південно-західна |
|
33 |
57 |
74 |
116 |
266 |
457 |
578 |
628 |
594 |
455 |
269 |
|
|
|
західна |
|
33 |
57 |
74 |
88 |
97 |
99 |
214 |
387 |
484 |
485 |
313 |
|
|
|
північно-західна |
|
33 |
57 |
74 |
88 |
97 |
99 |
97 |
88 |
101 |
174 |
184 |
|
|
|
північна |
|
33 |
57 |
74 |
88 |
97 |
99 |
97 |
88 |
74 |
57 |
33 |
|
|
|
горизонтальна |
|
72 |
183 |
317 |
438 |
519 |
531 |
519 |
438 |
317 |
183 |
72 |
|
|
|
Продовження табл.5.9 |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
23 листопада Т = 3,4 |
північно-східна |
|
22 |
32 |
53 |
66 |
76 |
78 |
76 |
66 |
52 |
30 |
2 |
|
|
східна |
|
52 |
294 |
376 |
324 |
179 |
78 |
76 |
66 |
52 |
30 |
2 |
|
|
|
південно-східна |
|
50 |
326 |
518 |
592 |
569 |
464 |
334 |
128 |
52 |
30 |
2 |
|
|
|
південна |
|
15 |
173 |
362 |
518 |
619 |
648 |
619 |
518 |
362 |
173 |
15 |
|
|
|
південно-західна |
|
2 |
30 |
52 |
128 |
334 |
464 |
569 |
592 |
518 |
326 |
50 |
|
|
|
західна |
|
2 |
30 |
52 |
66 |
76 |
78 |
179 |
324 |
376 |
294 |
52 |
|
|
|
північно-західна |
|
2 |
30 |
52 |
66 |
76 |
78 |
76 |
66 |
53 |
78 |
22 |
|
|
|
північна |
|
2 |
30 |
52 |
66 |
76 |
78 |
76 |
66 |
52 |
30 |
2 |
|
|
|
горизонтальна |
|
3 |
60 |
165 |
266 |
335 |
362 |
335 |
266 |
165 |
60 |
3 |
|
|
|
Поправний коефіцієнт а для різного типу забруднень атмосфери |
Тип атмосфери: |
Північна стіна затінена, а = 1 |
Всі інші орієнтації стіни |
|
Чиста |
а = 1,15 |
||
|
Великого міста |
1,00 |
||
|
Промислового майданчика |
0,87 |
Зауваги: 1. Курсивом – подані максимальні місячні величини;
2. Жирним друком – максимальні річні величини для стіни даного скерування (орієнтації).
Для практичних швидких розрахунків служить табл. 5.9. Наведені в ній дані стосуються віконних блоків з одинарною шибкою без протисонячних заслонів. Якщо при проєктуванні ще не є відомою поверхня скла віконних блоків, то її можна наближено визначити за допомогою табл. 5.10 (у залежності від конструкції вікон).
Таблиця 5.10
Частка поверхні скла g* в різних конструкціях віконних блоків [9]
|
Тип конструкції віконного блока |
Загальна поверхня віконного блока, м2 |
|||||||||
|
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
|
|
Вікно з дерев’яними рама-ми і одинарною шибкою або вікно зі спареними (зблокованими) рамами і подвійними шибками |
0,47 |
0,58 |
0,63 |
0,67 |
0,69 |
0,71 |
0,72 |
0,73 |
0,74 |
0,75 |
|
Вікно з дерев’яною рамою, і подвійними шибками |
0,36 |
0,48 |
0,55 |
0,60 |
0,62 |
0,65 |
0,68 |
0,69 |
0,70 |
0,71 |
|
Вікно в сталевій рамі, з одинарною шибкою |
0,56 |
0,77 |
0,83 |
0,86 |
0,87 |
0,88 |
0,90 |
0,90 |
0,90 |
0,90 |
|
Вікно вітринне |
0,90 |
|||||||||
|
Двері балконні засклені |
0,50 |
|||||||||
Зауваги: Подані в таблиці величини g* поєднані з наведеними нижче коефіцієнтами для: аркових (арочних) вікон – 0,05; вікон з перетинкою посередині (двочастинною) – 0,05; вікон з горизонтальними щабельками – 0,03.
Згідно рекомендацій щодо теплової ізоляції будівель належить, в будинках з нормальним обігріванням, передбачати віконні блоки з подвійними шибками. Тому величини з табл. 5.9 потрібно, відповідно до даних табл. 5.10 зменшувати, застосовуючи коефіцієнт 0,9 [9]. В табл. 5.9 не врахована теплота, яка проникає в приміщення з причини різниці температур зовнішнього і внутрішнього повітря. Цей тепловий потік можна розрахувати на підставі загального рівняння теплопередачі
,
Вт. (5.26)
Існують
“термоізоляційні шибки”, які
застосовуються для теплової ізоляції
в зимовий період. За дуже високого рівня
безбарвності подвійних шибок і відстані
між ними 12…16 мм коефіцієнт теплопередачі
вікна має величину
Вт/(м2·K).
Простір між шибками заповнений аргоном,
а на зовнішніх поверхнях цих шибок є
напилений дуже тонкий шар (плівка) металу
(золота і переважно срібла). Металева
плівка забезпечує високу частку відбиття
інфрачервоного випромінення і, завдяки
цьому, зменшення проникання теплоти.
Пропускальність видимих світлових
променів при
(див. рис. 5.8) є відносно значною.
Приклад 5.2. Скільки теплоти сонячного випромінення проникає в приміщення через вікно в стіні південного скерування (орієнтації). Вікно не затінене з одинарною шибкою зі звичайного скла та дерев’яною прямокутною рамою без середньої перегородки: в липні о 14.00 год. доби, в місцевості, яка лежить на 50 о північної широти; поверхня віконного прорізу в стіні Авік = 4 м2. Температура назовні будинку tз = 32 оС, а температура внутрішнього повітря tв = 26 oC.
Розв’язування.
Згідно табл. 5.10 частка поверхні скла у віконному блоці виносить g* = 0,72.
Безпосереднє проникання теплоти сонячного випромінення з табл. 5.8:
І · Aвік · g* = 362 · 4 · 0,72 = 1043 Вт.
Проникання теплоти за рахунок різниці температур
Kвік · Aвік · (tз – tв) = 5,2 · 4 · (32 – 26) = 125 Вт.
Сумарні теплонадходження в приміщення
1043 + 125 = 1168 Вт.
В наближених розрахунках можна приймати наступні максимальні величини теплоти сонячного випромінення, що проникає в приміщення у липні/серпні через вікно, яке не оснащене сонцезахистом і не затінене, або тільки незначно затінене [9]: вікно з одинарною шибкою в стіні східного або західного скерування – 500 Вт/м2; вікно з одинарною шибкою в південній стіні – 400 Вт/м2; вікно з двома шибками (подвійне) в стіні східного або західного скерування – 450 Вт/м2; вікно з двома шибками (подвійне) в південній стіні – 350 Вт/м2.
Належить звертати увагу на те, що сонячні промені, які проникають через вікна в приміщення, не перетворюються відразу в теплоту повітря. Настає це завдяки нагріванню підлоги, стін, меблів тощо, а саме повітря нагрівається завжди з певним запізненням. З цієї причини, а також з погляду на вищу температуру назовні будинку, приміщення при східній стіні будинку є завжди холодніші від приміщень при західній стіні будинку, хоча кількість теплоти сонячного випромінення, що проникає в них через вікна однакового розміру, за величиною однакова.
Протисонячні заслони
Завдяки протисонячним заслонам, за значних поверхонь вікон, можна зменшити величину холодильної навантаги СВ. Коефіцієнт проникання сонячного випромінення характеризує залежність сонячної енергії Qs , яка падає на віконний блок (з протисонячним захистом або без нього), від енергії Q1, що проникає через одинарно засклену шибку (див. табл. 5.9). Тобто
(5.27)
Величини коефіцієнта b подані в табл. 5.11.
Таблиця 5.11
Коефіцієнт пропускальності сонячного проміння b для різних типів скла
і різних протисонячних заслонів [9]
|
Тип скла |
b |
|
Скло віконне звичайне: - заскління одинарне (одна шибка) - заскління подвійне (дві шибки) |
1,0 0,9 |
|
Скло поглинальне (вбирне): - заскління одинарне - заскління подвійне (назовні – скло поглинальне, зсередини – скло звичайне) |
0,7 0,6 |
|
Скло поглинальне (вбирне) розміщене назовні з утворенням повітряного проміжку щонайменше 5 см |
0,5 |
|
Скло відбивальне: - заскління одинарне з тепловідбивальною металевою плівкою назовні |
0,6 |
|
- заскління подвійне (найчастіше – внутрішня шибка зі звичайного скла, зовнішня шибка – тепловідбивальна, з плівкою на внутрішній стороні): а) відбивальна плівка зі звичайного металу; б) відбивальна плівка з благородного металу (золота) |
0,5 0,4 |
|
Пустотні скляні блоки (100 мм) безбарвні: - з гладкою зовнішньою поверхнею без наповнення скловолокном - те ж, з наповненням скловолокном - з негладкою зовнішньою поверхнею(зебра, різні узори) без наповнення скловолокном - те ж, з наповненням скловолокном |
0,6 0,4 0,4 0,3 |
|
Додаткові протисонячні заслони |
|
|
Назовні: - жалюзі з кутом відкриття 45о - маркіза з тканини, яка вентилюється зверху і з боків - маркіза з тканини, яка прилягає зверху і з боків Поміж шибками: - жалюзі з кутом відкриття 45о з непровітрюваним міжшибковим простором Всередині (зі сторони приміщення): - жалюзі з кутом відкриття 45о - світла штора з бавовни, штучних матеріялів - плівка (фольга) з штучних матеріялів (розміщена всередині) |
0,15 0,3 0,4 0,15 0,7 0,5 0,7 |
Зауваги: а) повне заслонення шибок маркізою; б) якщо скло темне - збільшити на 0,2;
в) плівка (фольга) зовнішня b = 0,1.
Приклад 5.3. Оскління віконного блоку подвійне, зовнішня шибка тепловідбивна з металевою плівкою: b1 = 0,5. Протисонячна заслона – штори з ясного матеріялу b2 = 0,5 (табл. 5.7).
Розв’язування.
Величина коефіцієнта пропускання сонячного проміння заштореним віконним блоком буде
b = b1 · b2 = 0,5 · 0,5 = 0,25.
В будівництві, а також згідно норми DIN 4108, ч.2 (08.81) [15] розглядається безпосереднє сонячне випромінення Qо, яке діє на огорожі різної орієнтації для 50о Пн.ш в липні. Тоді кількість теплоти сонячного випромінення, яка проникає в приміщення через віконний блок, можна розрахувати за формулою
, Вт (5.28)
де
– коефіцієнт пропускання повного
сонячного випромінення віконною шибкою;
- коефіцієнт пропускання повного
сонячного випромінення віконним блоком;
– зменшувальний коефіцієнт, який
враховує протисонячний захист (табл.
5.12).
Величини
і
,
згідно DIN
4108 [15],
подані в табл. 5.12.
Таблиця 5.12
Коефіцієнти пропускальності повного сонячного випромінення gпр віконними шибками з різними видами скла, а також коефіцієнти зменшення z для протисонячного захисту, згідно DIN 4108, частина 2 (08.81) [15]
|
Вид оскління |
gпр |
Протисонячний захист |
z |
|
Подвійні шибки зі звичайним прозорим склом |
0,8 |
Внутрішній, або між шибками: - з тканини або фольги* - жалюзі |
0,4…0,7 0,5 |
|
Потрійні шибки зі звичайним прозорим склом |
0,7 |
||
|
Скляні пустотні блоки |
0,6 |
Зовнішній : - жалюзі вентильовані ззовні, - ролокасети (опускні жалюзі), віконниці, - маркізи |
0,25 0,3 0,4 ... 0,5 |
|
Поглинальне (вбирне) скло, а також скло відбивне |
0,2…0,8 |
* - Належить уточнити згідно DIN 67507 (06.80) [16], а в іншому випадку належить приймати менші величини.
Наближено величину
можна знайти за залежністю (згідно DIN
4108 [15]):
.
У зв’язку з
загальним (річним) споживанням енергії,
яка проникає в даний будинок від сонячного
випромінення, належить при виборі
величини вікон і типу протисонячного
захисту, звертати увагу не тільки на
зменшення теплонадходжень в літній
період (зменшення холодильної навантаги
СВ) але і на освітленість приміщень і
збільшення теплонадходжень в зимовий
і перехідні періоди року. Тому з погляду
енергетичної доцільності найкорисніше
застосовувати рухливий протисонячний
захист, наприклад з обертальними
ламелями, який літом характеризується
високими коефіцієнтами
чи
,
але пропускає достатньо багато видимого
сонячного проміння, так що протягом
всього світлового дня не потрібно
вживати електричного освітлення.
Пропускальність сонячного випромінення різними видами скла графічно зображена на рис 5.6:
– коефіцієнт
пропускання повного сонячного
випромінення,
для
;
– коефіцієнт пропускання повного
сонячного випромінення (для
);
– теплота, яка надходить в приміщення.