Некоммерческое
партнерство
инженеров
Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике
(495) 984-99-72 НП "АВОК"

(495) 621-80-48 Секретарь (тел./факс) ООО ИИП "АВОК-ПРЕСС"
(495) 107-91-50

АВОК ассоциированный
член
Summary:

Солнцезащитные устройства: европейская и российская практика нормирования

Sun Shading Devices: European and Russian Regulatory Practices

A. V. Spiridonov, Candidate of Engineering, Head of Laboratory of the Scientific Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Science
I. L. Shubin, Doctor of Engineering, Director of the Scientific Research Institute of Building Physics of the Russian Academy of Architecture and Building Science
V. I. Rimshin, Doctor of Engineering, Director of the Institute of Housing and Community Complex of the Moscow State Civil University
S. A. Semin, Graduate Student at the Institute of Housing and Community Complex of the Moscow State Civil University

Keywords: sun shading device, thermal comfort, heat gains, building thermal balance

One of the most common methods of providing thermal and visual comfort inside buildings is use of various sun shading devices that vary in installation locations, orientation of fins, control methods, materials used and other functional parameters. According to the article authors, wide-scale implementation of sun shading devices in our country requires, first of all, development of regulatory documents on application of such devices in the construction.

Описание:

Одним из наиболее распространенных способов обеспечения теплового и зрительного комфорта в помещениях является использование разнообразных солнцезащитных устройств, различающихся по месту установки, по ориентации ламелей, по способам управления, по материалам изготовления и другим функциональным показателям. По мнению авторов статьи для широкого внедрения солнцезащитных устройств в нашей стране, прежде всего необходимо разработать нормативные документы по применению таких устройств в строительстве.

Солнцезащитные устройства:
европейская и российская практика нормирования

После принятия Федерального закона № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…»  в конце 2009 года в России начали появляться исследования в области энергосбережения и энергоэффективные здания [1, 2]. На российском строительном рынке получили распространение новые отечественные и зарубежные материалы, технологии, решения, обеспечивающие возможность значительной экономии энергии при эксплуатации зданий в холодный период года.

Однако в отличие от большинства развитых стран, в которых уделяется значительное внимание максимальному использованию естественного света и защите помещений от перегрева в жаркий период года, в России этой проблемой до последнего времени практически не занимались.

В то же время известно, что создание комфортных условий в помещениях летом за счет использования кондиционеров – достаточно затратное мероприятие. Стоимость холода в зданиях в несколько раз дороже стоимости тепловой энергии. В подавляющем большинстве развитых и развивающихся стран нет ни одного проекта жилых, общественных, промышленных зданий, в которых бы не предусматривались специальные меры для защиты от перегрева помещений, а также от зрительного дискомфорта при их облучении прямым солнечным светом.

Одним из наиболее распространенных способов обеспечения теплового и зрительного комфорта в помещениях является использование разнообразных солнцезащитных устройств – как правило, наружных, обладающих лучшими теплотехническими характеристиками. В нашей же стране используются (в лучшем случае) внутренние жалюзи или солнцезащитное остекление, которые не обеспечивают всего спектра возможностей наружных грамотно спроектированных солнцезащитных устройств.

В 1970–1980-х годах в нашей стране проводилось значительное число исследований и разработок, связанных с защитой помещений от перегрева. В НИИСФ, ЦНИИПромзданий, зональных институтах экспериментального проектирования (Киев, Тбилиси, Ташкент) были разработаны методы оценки и проектирования солнцезащитных устройств, а также новые и на тот период эффективные способы солнцезащиты зданий [3].

Однако эти разработки не были широко востребованы в практике строительства. За исключением немногочисленных зданий в Средней Азии и Закавказье в нашей стране практически не строились здания с использованием современных солнцезащитных устройств.

Более того, в 1970–1980-х годах было построено множество зданий со сплошным остеклением, одним из примеров которых является здание института «Гидропроект» в Москве.

В подобных зданиях практически невозможно обеспечить тепловой и зрительный комфорт в помещениях ни зимой, ни летом: зимой холодно от «стеклянных» стен, летом невыносимо жарко от поступающей солнечной радиации. Здание «Гидропроекта» летом выглядело чрезвычайно «весело»: сотрудники завешивали окна ватманом, тряпками, металлизированной пленкой. Эта проблема была известна еще с середины прошлого века – по тем же причинам перестали строить знаменитые американские небоскребы [4]. До тех пор, пока не были разработаны современные системы климатизации зданий.

В то же время в странах ЕС и США проводились и проводятся многочисленные исследования, посвященные как максимальному использованию естественного освещения, так и защите помещений от перегрева, вызванного прямой солнечной радиацией, а также учету поступлений от солнечной радиации в тепловом балансе зданий (см., например, [5, 6]).

Burj Doha (Доха, Катар)

Burj Doha (Доха, Катар).
Постройка высотой 231 м имеет сетчатый металлический фасад, выполняющий роль экрана от жаркого солнца: Доха – город с необычайно жарким климатом (абсолютный максимум в 2010 году составил +50,4 °C!). Цилиндрическая башня стоит на бетонном фундаменте, каркас состоит из металлических прутьев с перекрестным наложением слоев, завершает дизайн широкоформатное остекление

Было показано, что наиболее эффективными с теплотехнической точки зрения являются наружные солнцезащитные устройства, которые помимо ограничения теплопоступлений от солнечной радиации могут быть и эффективным средством снижения теплопотерь из помещения. Эффективность солнцезащитных устройств всех типов зависит от грамотного проектирования, учитывающего климатическую зону строительства, географические характеристики, ход солнца по небосводу в различные периоды года, ориентацию фасада здания, другие параметры.

Внутренние, межстекольные и наружные солнцезащитные устройства могут применяться не только в южных регионах, но и в центральных и даже северных регионах для исключения чрезмерных солнечных поступлений в помещения. Известно, что значительные территории РФ (например, Забайкалье) характеризуются высокими значениями солнечной радиации в зимний период года, что может быть использовано для снижения нагрузок на системы отопления.

В настоящее время существует огромное разнообразие солнцезащитных устройств, различающихся по месту установки (наружные, межстекольные, внутренние), по ориентации ламелей (вертикальные, горизонтальные, наклонные), по способам управления (нерегулируемые, с ручным или механическим управлением, автоматическим слежением за движением солнца), по материалам изготовления (алюминий, дерево, пластик, стекло, полимерные пленки) и по другим функциональным показателям.

Ведущие архитекторы давно используют возможности солнцезащитных устройств не только для обеспечения комфортных условий в помещениях, но и для придания зданиям дополнительной архитектурной выразительности. На рис. 1 приведены примеры зданий с различными солнцезащитными устройствами.

Рисунок 1.

Различные солнцезащитные устройства:
а – горизонтальные;
б– вертикальные;
в – солнцезащитные устройства фонарей верхнего света;
г – наружные солнцезащитные регулируемые экраны

Только в последние годы в России стали появляться исследования, направленные на учет теплопоступлений от солнечной радиации в тепловом балансе зданий [7–9]. Следует рассчитывать, что это приведет к увеличению использования солнцезащитных устройств в отечественном строительстве.

Одним из наиболее эффективных путей широкого внедрения солнцезащитных устройств в нашей стране является разработка нормативных документов по их применению в строительстве. До настоящего времени в РФ практически не существовало стандартов на проектирование, производство, применение и испытания солнцезащитных устройств. Однако в связи с повышением среднегодовых температур в большинстве климатических регионов России, ростом стоимости топливно-энергетических ресурсов, усилением политики энергосбережения в соответствии с Федеральным законом № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности…» назрела необходимость расширения применения солнцезащитных устройств в зданиях различного назначения.

В табл.1 приведены выписки из основных российских нормативных документов, регламентирующие требования к солнцезащите помещений. Проанализировав эти требования, можно сделать вывод, что они носят чисто качественный характер – в соответствии с ними невозможно проводить реальное проектирование солнцезащитных устройств, учитывая и отсутствие соответствующих национальных стандартов.

Таблица 1
Требования основных российских нормативных документов к солнцезащите помещений
Название документа Требования нормативных документов
СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 «Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий (взамен СанПиН 2605-82 и раздела 5 СанПиН 2.1.2.1002-00)» 6.1. Требования по ограничению избыточного теплового воздействия инсоляции распространяются на жилые комнаты отдельных квартир или комнаты коммунальных квартир, общежитии, ДДУ, учебные помещения общеобразовательных школ, школ-интернатов, ПТУ и других средних специальных учебных заведений, ЛПУ, санаторно-оздоровительных и учреждений социального обеспечения, имеющих юго-западную и западную ориентации светопроемов.

6.2. На территории жилой застройки 3-го и 4-го климатических районов защита от перегрева должна быть предусмотрена не менее чем для половины игровых площадок, мест размещения игровых и спортивных снарядов и устройств, мест отдыха населения.

6.3. Ограничение избыточного теплового воздействия инсоляции помещений и территорий в жаркое время года должно обеспечиваться соответствующей планировкой и ориентацией зданий, благоустройством территорий, а при невозможности обеспечения солнцезащиты помещений ориентацией необходимо предусматривать конструктивные и технические средства солнцезащиты (кондиционирование, внутренние системы охлаждения, жалюзи и т. д.). Ограничение теплового воздействия инсоляции территорий должно обеспечиваться затенением от зданий, специальными затеняющими устройствами и рациональным озеленением.

6.4. Меры по ограничению избыточного теплового воздействия инсоляции не должны приводить к нарушению норм естественного освещения помещений.
СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). 6.8. В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше для окон и фонарей зданий жилых, больничных учреждений (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, детских садов, яслей, яслей-садов (комбинатов) и детских домов, а также производственных зданий, в которых должны соблюдаться оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне или по условиям технологии должны поддерживаться постоянными температура или температура и относительная влажность воздуха, следует предусматривать солнцезащитные устройства.

Коэффициент теплопропускания солнцезащитного устройства должен быть не более нормируемой величины, установленной таблицей 8.
СТО НОСТРОЙ 2.23.61 – 2012 «Конструкции ограждающие светопрозрачные. ОКНА. Часть 1. Технические требования к конструкциям и проектированию» 5.3.1 В соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 при устройстве окон юго-западной ориентации в строящихся и реконструируемых зданиях в помещениях жилых комнат квартир, общежитий, основных функциональных помещениях детских дошкольных учреждений, учебных общеобразовательных школ, школ-интернатов, ПТУ и других средних специальных учебных заведений, лечебно-профилактических, санаторно-оздоровительных и учреждений социального обеспечения должны быть предусмотрены средства солнцезащиты.

Наличие солнцезащитных устройств, которые могут повлиять на конструктивное решение оконных блоков и их монтажа, должно быть указано в проекте в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 и СНиП31-06.
«Рекомендации по выбору и устройству современных конструкций окон МДС 56-1.2000» (ОАО ЦНИИПромзданий) 3.6.1. Область применения оконных блоков с солнцезащитными устройствами регламентируется требованиями СНиП 2.07.01-89 и МГСН 2.05-97.

3.6.2. В качестве средств защиты помещений от солнечной инсоляции рекомендуется применять оконные блоки с регулируемыми жалюзи, располагаемыми снаружи, а также солнцезащитные стекла или стеклопакеты с их применением. Наибольший эффект солнцезащиты может быть достигнут сочетанием жалюзи с солнцезащитными стеклами,

3.6.3. В связи с тем, что солнцезащитные стекла изменяют спектральные характеристики естественного освещения в помещении, их применение в окнах жилых помещений, детских, учебных и лечебных учреждений должно быть согласовано с органами госсанинспекции.

3.6.4. В окнах, ориентированных на юг, юго-запад и юго-восток, рекомендуется использовать горизонтальные жалюзи; в окнах, ориентированных на северо-запад, могут быть использованы как горизонтальные, так и вертикальные жалюзи.

В то же время в Европейском союзе наработан значительный опыт нормирования, проектирования, применения, испытаний, расчетов различных солнцезащитных устройств в строительстве. В настоящее время действует более 50 европейских и национальных стандартов на солнцезащитные устройства. Требования к ним и к их использованию имеются как в европейских директивах, так и в национальных документах по проектированию зданий различного назначения. В табл.2 приведены названия некоторых европейских стандартов в области солнцезащитных устройств. Следует отметить, что эти документы постоянно совершенствуются, а перечень их дополняется.

В соответствии с проводимой сегодня в Российской Федерации политикой гармонизации отечественных стандартов с аналогичными документами Европейского союза необходимо, на наш взгляд, активизировать разработку отечественного комплекса стандартов в области солнцезащитных устройств.

Таблица 2
Основные европейские стандарты в области солнцезащитных устройств
Действующие стандарты Европейского союза Перевод названия
EN 410: 1998 «Glass in building - Determination of luminous and solar characteristics of glazing» «Стекло в строительстве - Определение световых и солнечных характеристик остекления»
EN 1627 «Windows, doors, shutters – Burglar resistance – Requirements and classification» «Окна, двери, жалюзи - Взломоустойчивость - Требования и классификация»
EN 1628 «Windows, doors, shutters – Burglar resistance – Test method for the determination of resistance under static loading» «Окна, двери, жалюзи - Взломоустойчивость - Метод испытания для определения сопротивления под статической нагрузкой»
EN 1629 «Windows, doors, shutters – Burglar resistance – Test method for the determination of resistance under dynamic loading» «Окна, двери, жалюзи - Взломоустойчивость - Метод испытания для определения сопротивления при динамической нагрузке»
EN 1630 «Windows, doors, shutters – Burglar resistance – Test method for the determination of resistance to manual burglary attempts» «Окна, двери, жалюзи - Взломоустойчивость - Метод испытания для определения стойкости от попытки взлома вручную»
EN 1932: 2001 «External blinds and shutters - Resistance to wind loads – Method of testing» «Наружные жалюзи и ставни - стойкость к ветровым нагрузкам - Метод испытания»
EN 1933: 1999 « Exterior blinds - Resistance to load due to water accumulation – Test method » «Наружные жалюзи - Водонепроницаемость - Метод испытания»
EN ISO 10077-1 «Thermal performance of windows, doors and shutters - Calculation of thermal transmittance - Part 1 : general» «Тепловые характеристики окон, дверей и жалюзи - Расчет теплопередачи - Часть 1: Полный расчет»
EN ISO 10077-2:2003 «Thermal performance of windows, doors and shutters -- Calculation of thermal transmittance - Part 2: Numerical method for frames» «Тепловые характеристики окон, дверей и жалюзи - Расчет теплопередачи - Часть 2: Численный метод для рам»
EN 12045: 2000 «Shutters and blinds power operated – Safety in use – Measurement of the transmitted force» «Ставни и жалюзи с электрическим приводом - Безопасность использования - Измерение передаваемой силы»
EN 12194: 2000 «Shutters, external and internal blinds – Misuse – Test methods» «Ставни, наружные и внутренние жалюзи - Неправильное использование - Методы испытаний»
EN 12216:2002 «Shutters, external blinds, internal blinds – Terminology, glossary and definitions» «Ставни, наружные жалюзи, внутренние жалюзи - Терминология, глоссарий и определения»
EN 12464-1: 2002 «Light and lighting - Lighting of work places - Part 1: Indoor work places» «Свет и освещение - освещение рабочих мест - Часть 1: Внутренние рабочие места»
EN 12833: 2001 «Skylight and conservatory roller shutters – Resistance to snow load – Test method» «Рольставни для зенитных фонарей и зимних садов - Устойчивость к снеговой нагрузке - Метод испытания»
EN 12835: 2001 «Airtight shutters – Air permeability test» «Воздухонепроницаемые ставни –Проверка на воздухоприницаемость»
EN 13120 «Internal blinds - Performance requirements including safety» «Внутренние жалюзи - Требования к характеристикам, включая безопасность»
EN 13125: 2001 «Blinds and shutters - Additional thermal resistance - Allocation of a class of air permeability to a product» «Жалюзи и ставни - Дополнительное термическое сопротивление - Назначение класса воздухопроницаемости в продукте»
EN 13330 «Shutters - Hard body impact and resistance against intrusion - Test method» «Ставни – Жесткое воздействие на корпус и сопротивление против вторжения - Метод испытания»
EN 13363-1: 2003 «Solar protection devices combined with glazing - calculation of solar and light transmittance - Part 1: Simplified method» «Солнцезащитные устройства, совмещенные с остеклением - расчет светопропускания и пропускания солнечной радиации - Часть 1: Упрощенный метод»
EN 13363-2 «Solar protection devices combined with glazing - calculation of solar and light transmittance - Part 2: Reference method» «Солнцезащитные устройства, совмещенные с остеклением - расчет светопропускания и пропускания солнечной радиации - Часть 2: Контрольный метод»
EN 13527: 1999 «Shutters and blinds – Measurement of operating force – Test methods» «Ставни и жалюзи - Измерение рабочего усилия - Методы испытаний»
EN 13561: 2004 «External blinds - Performance requirements including safety» «Наружные жалюзи - эксплуатационные требования, включая безопасность»
EN 13659: 2004 «Shutters for openings fitted with windows - Performance requirements including safety» «Ставни, встроенные в окна - эксплуатационные требования, включая безопасность»
EN 14201: 2004 «Blinds and shutters – Resistance to repeated operations (mechanical endurance) – Methods of testing» Ставни и жалюзи - Износостойкость (механическая прочность) - Методы испытаний»
EN 14202: 2004 «Blinds and shutters – Suitability for use of tubular and square motorizations - Requirements and test methods» «Жалюзи и ставни - Пригодность для использования различных систем механизации - Требования и методы испытаний»
EN 14203: 2004 «Blinds and shutters – Capability for use of gears with crank handle – Requirements and test methods» «Жалюзи и ставни - Возможность использования шестеренок с рукояткой - Требования и методы испытаний»
EN 14500 «Blinds and shutters - Thermal and visual comfort - Test methods» «Жалюзи и ставни - Тепловой и визуальный комфорт - Методы испытаний»
EN 14501 «Blinds and shutters - Thermal and visual comfort - Performance characteristics and classification» «Жалюзи и ставни - Тепловой и визуальный комфорт - Эксплуатационные характеристики и классификация»
EN 14759 «Shutters - Airborne sound insulation - Statement of performances» «Ставни - Воздушная звукоизоляция – Эксплуатационные характеристики»

Примечание. На основе стандарта EN 13125: 2001 НИИСФ разработан ГОСТ Р 54863-2011 «Жалюзи и ставни. Определение дополнительного термического сопротивления».

В настоящий момент в НИИСФ заканчивается разработка межгосударственного стандарта «Устройства солнцезащитные. Общие технические требования», который должен быть введен в действие в конце 2014 года. В стандарте приведены основные виды солнцезащитных устройств, рекомендации по их применению, общие и технические требования к солнцезащитным устройствам.

По мнению авторов в ближайшее время создание комплекса стандартов по солнцезащите абсолютно необходимо и будет востребовано. В качестве первого этапа разработки межгосударственных (национальных) стандартов НИИСФ предлагает адаптацию следующих европейских стандартов:

  • ЕN 12216:2002 Shutters, external blinds, internal blinds – Terminology, glossary and definitions (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Термины и определения»);
  • ЕN 13561:2004 External blinds – Performance requirements including safety (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Требования к эффективности и безопасности»);
  • ЕN 14501 Blinds and shutters – Thermal and visual comfort – Performance characteristics and classification (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Тепловой и зрительный комфорт. Нормируемые характеристики»);
  • ЕN 14500 Blinds and shutters – Thermal and visual comfort – Test methods (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Тепловой и зрительный комфорт. Методы испытаний»);
  • ЕN 1932:2001 External blinds and shutters – Resistance to wind loads – Method of testing (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Методы определения ветровых нагрузок»);
  • ЕN 13363–1:2003 Solar protection devices combined with glazing – Calculation of solar and light transmittance – Part 1: Simplified method (предварительное российское название – «Устройства солнцезащитные. Упрощенный метод расчета светопропускания и пропускания солнечной радиации»).

Это позволит законодательно обеспечить использование столь необходимых в строительстве солнцезащитных устройств, а также будет способствовать повышению теплового и зрительного комфорта в помещениях, снижению энергетических затрат на эксплуатацию зданий.

НИИСФ направил в ТК 465 «Строительство» и Федеральный центр по сертификации в строительстве заявку на включение указанных выше документов в «Программу разработки национальных и межгосударственных стандартов» и приглашает заинтересованные компании к совместной работе по созданию столь необходимых нормативных документов.

Литература

  1. Шубин И.Л., Спиридонов А.В. Законодательство по энергосбережению в США, Европе и России. Пути решения // Вестник МГСУ. – 2011. – № 3. Т. 1.
  2. Шубин И.Л., Спиридонов А.В. Проблемы энергосбережения в российской строительной отрасли // Энергосбережение. – 2013. – № 1.
  3. Оболенский Н.В. Архитектура и солнце. М. : Стройиздат, 1988.
  4. Спиридонов А.В. Энергосберегающее стекло – основной элемент современных зданий // БСТ. – 2012. – № 2.
  5. Carmody J., Selkowitz S., Arasteh D., Heschong L. Residential Windows New York, W.W. Norton, 2000.
  6. Carmody J., Selkowitz S., Lee E., Arasteh D., Willmert T. Window Systems of High-Performance Buildings. W.W. Norton&Company, 2003.
  7. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М. : АВОК-ПРЕСС, 2002.
  8. Бродач М.М. Оптимальный учет энергетического воздействия наружного климата на здание // АВОК. – 2013. – № 4.
  9. Табунщиков Ю.А. О противоречивости требований к теплозащите зданий в летних и зимних условиях // АВОК. – 2013. – № 3.
купить online журнал подписаться на журнал
Поделиться статьей в социальных сетях:

Статья опубликована в журнале “АВОК” за №5'2014

распечатать статью распечатать статью PDF pdf версия


Статьи по теме

Реклама
Реклама на нашем сайте
Яндекс цитирования

Подписка на журналы

АВОК
АВОК
Энергосбережение
Энергосбережение
Сантехника
Сантехника
Онлайн-словарь АВОК!


Реклама на нашем сайте