Что такое инсоляция – суть понятия, виды и расчет

В обеспечении жизнедеятельности на Земле важное место занимает инсоляция, ее нормы и роль в жизни человека и других живых организмов являются важными показателями комфортности среды обитания. Солнечный свет является необходимым условием для жизни подавляющей части органических форм материи. В то же время, считается, что все альтернативные источники энергии являются преобразованной энергией Солнца. Нормы поступающей на Землю солнечной радиации зависят от характера подстилающей поверхности, облачности, погодно-температурных условий, времени года и положения светила на небосводе.

Важность расчета этого параметра обусловлена тем, что при недостаточном уровне солнечной радиации происходит замедление жизненных процессов, возникновение множества болезней, среди которых рахит, цинга и остеопороз. С другой стороны, избыток солнечных лучей в месте обитания человека приводит к перегреву поверхности, вызывая быструю утомляемость, снижение работоспособности, вялость.

Максимальное количество солнечной энергии поступает на поверхность, расположенную под прямым углом к этой звезде, то есть на экваторе или в различное время в течение дня в зависимости от географической широты местности. Умение вычислять нормы инсоляции для каждой области на территории страны позволит правильно выполнять строительство индивидуальных жилых объектов и рационально организовывать работу солнечных панелей и коллекторов.

Оглавление:

Определение

Инсоляцией называют полную радиацию, полученную поверхностью Земли, в виде лучей идущих параллельно местоположению центра солнечного диска.

До поверхности Земли доходит только часть поступающих от Солнца электромагнитных волн. Это связано со следующими факторами:

• рассеиванием в космическом пространстве;
• их замедлением и поглощением облаками и туманом;
• отражением от частиц воды в атмосфере;
• отражением в зависимости от характера подстилающей поверхности земли, при этом наибольшим коэффициентом отражения обладают лед и снег (0,7), наименьшим темная поверхность земли и асфальт (0,1).

При использовании термина инсоляция в архитектуре имеется в виду обеспечение равномерной освещенности места проживания человека с целью создания комфортных условий.

Уровень инсоляции и тип падающих электромагнитных лучей учитываются при проектировании зданий, поскольку разница в освещенности рассеянным солнечным светом и прямыми лучами отличается почти в 7 раз. Годовые нормы полной солнечной радиации в условиях облачной погоды находятся в диапазоне 1050-1400 кВт∙ч./м².

Виды

Полная инсоляция включает диффузное, прямое и рассеянный типы излучения. В зависимости от перечисленных факторов, поверхности Земли достигает порядка 45-50% солнечных лучей.

Диффузное излучение, представляет собой радиацию, аккумулированную частицами воды, воздуха и пыли из состава атмосферы Земли.

Помимо этого, выделяют следующие виды солнечной радиации:

1. Астрономическая связанная с вращением Земли вокруг собственной оси и Солнца и учитывающая отклонение от перпендикуляра на 23°, что влияет на угол падения солнечных лучей при движении планеты по орбите.
2. Вероятная вычисляется как процентное отношение от астрономического значения с учетом таких показателей, как состояние атмосферы и облачность.
3. Фактическая определяется в результате реального изучения объекта и его оценкой по сравнению с ожидаемым уровнем поступления радиации. На этот вид оказывают воздействие архитектурные особенности сооружения, рельеф местности, расположение близлежащих объектов и множество других факторов.

Определение норм облучения и его расчет

Норма солнечной радиации, попадающей на участок земной поверхности в единицу времени зависит от времени года, наклона поверхности по отношению к Солнцу и географической широты местности.

Эти показатели учитываются при установке солнечных коллекторов сезонного использования, для которых:

• угол установки при использовании в течение года равняется широте местности;
• при использовании только в зимний период угол увеличивается на 15°;
• при необходимости получения теплой воды или воздуха только летом уменьшается на 15°.

Наиболее простым способом вычисления полной суточной радиации поверхности в середине каждого месяца является изучение карт, учитывающих сезон, и географическую широту местности. Однако, вычисление инсоляции по этому способу дает приблизительное значение показателя.

Еще одним методом, используемым для оценки инсоляции на определенном участке поверхности, называется геометрическим. Его суть состоит в определении времени нахождения под воздействием солнечных лучей или в области тени выбранной геометрической единицы. При этом отмечается степень освещенности объекта и характер движения поступающих электромагнитных волн.

Энергетические способы основаны на определении показателей поступающего свето-энергетического потока и конвертирования полученных показателей в световые, лучистые или бактерицидные единицы измерения.

Определение инсоляции при строительстве новых промышленных и гражданских объектов и оценке элементов действующей инфраструктуры относится к одной из нормативно-правовых и санитарно-гигиенических норм. А поскольку воздействие на человеческий организм солнечного света важно переоценить, обеспечение необходимых норм дневной инсоляции помещения относится к одной из наиболее важных норм на этапе проектирования и строительства сооружения.

Что же такое инсоляция, смотрите в следующем видео: