Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации за отопительный период и естественного освещения помещений зданий

УДК 628.8+628.9 
ББК 38.113  
       К66 
Авторы: 
М.В. Берлинов, Е.Н. Дегаев, Ю.О. Кустикова, А.А. Давидюк 
Рецензенты: 
кандидат технических наук И.А. Шмаров, главный научный сотрудник  
лаборатории строительной светотехники НИИСФ РААСН; 
кандидат географических наук Е.В. Горбаренко, ведущий научный сотрудник  
кафедры метеорологии и климатологии Географического факультета  
МГУ им. М.В. Ломоносова  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Коркина, Е.В. 
К66       Расчёт теплопоступлений от солнечной радиации за отопительный период и естественного освещения помещений зданий [Электронный ресурс] : учебно-методическое 
пособие / Е.В. Коркина ; Министерство науки и высшего образования Российской 
Федерации; 
Национальный 
исследовательский 
Московский 
государственный 
строительный университет, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции. — Электрон. 
дан. и прогр. (4,2 Мб). — Москва : Издательство МИСИ – МГСУ, 2019. — Режим 
доступа 
: 
http://lib.mgsu.ru/Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DB
N=IBIS. — Загл. с титул. экрана. 
ISBN 978-5-7264-2027-1 
Учебно-методическое пособие по дисциплине «Специальные разделы строительной 
физики» предназначено для проведения расчётов теплопоступлений от солнечной 
радиации в здание, расчётов естественного освещения с учётом энергосберегающих 
свойств светопрозрачных ограждающих конструкций. 
Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство по профилю 
«Энергосбережение и энергоэффективность в зданиях» — магистратура. 
 
 
Учебное электронное издание  
© Национальный исследовательский 
    Московский государственный  
    строительный университет, 2019 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Редактор, корректор А.А. Космина 
Компьютерная вёрстка О.Г. Горюновой 
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного 
 
 
Для создания электронного издания использовано: 
Microsoft Word 2013, ПО Adobe Acrobat 
 
Подписано к использованию 02.12.2019 г. Объем данных 4,2 Мб. 
 
 
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования  
«Национальный исследовательский  
Московский государственный строительный университет» 
129337, Москва, Ярославское ш., 26. 
 
Издательство МИСИ – МГСУ 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95 
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru 

Оглавление
Введение................................................................................................................................. 6
1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ....................................................................................... 7
2. ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ...................................................................................... 10
3. РАСЧЕТ СУММАРНЫХ ТЕПЛОПОСТУПЛЕНИЙ 
ОТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ЧЕРЕЗ СВЕТОПРОЁМЫ (ЧАСТЬ 1).
...................... 12
3.1. Общие положения.
..................................................................................................... 12
3.2. Расчёт солнечной радиации, поступающей на фасады и крышу здания, 
при действительных условиях облачности................................................................ 12
3.2.1. Соотношения для расчёта солнечной радиации 
на горизонтальную поверхность........................................................................ 12
3.2.2. Соотношения для расчёта солнечной радиации 
на вертикальную поверхность............................................................................ 13
3.2.3. Соотношения для расчёта солнечной радиации 
на наклонную поверхность.
................................................................................ 13
3.2.4. Представление исходных данных для расчёта.................................................. 14
3.3. Расчет параметров светопроёмов.............................................................................. 15
3.3.1. Соотношения для расчёта.
................................................................................. 15
3.3.2. Представление исходных данных для расчёта.................................................. 15
3.4. Представление результатов расчёта теплопоступлений в здание 
от проникающей солнечной радиации за отопительный период.
............................ 17
3.5. Расчёт удельной характеристики теплопоступлений в здание 
от проникающей солнечной радиации за отопительный период.
............................ 19
3.5.1. Соотношения для расчёта.
................................................................................. 19
3.5.2. Представление исходных данных и результатов расчёта.
................................. 20
3.6. Расчет приведённого сопротивления теплопередаче оконного блока 
с учётом энергосберегающих свойств остекления.................................................... 20
3.6.1. Основные соотношения.................................................................................... 20
3.6.2. Представление исходных данных и результата расчёта.
................................... 21
3.7. Метод приближенного подбора состава оконного блока.
........................................ 22
3.7.1. Последовательность действий........................................................................... 22
3.7.2. Графическое определение удельных потоков теплоты 
через элементы профиля.................................................................................... 23
3.7.3. Представление исходных данных и результата расчёта.
................................... 24
3.8. Подбор энергосберегающего стеклопакета с учётом теплопотерь 
и теплопоступлений через него.
................................................................................. 24
3.8.1. Условие эффективности замены стеклопакета на энергосберегающий.......... 24
3.8.2. Представление исходных данных и результатов расчёта.
................................. 25
3.9. Критерий эффективности замены стеклопакетов в здании 
с целью энергосбережения......................................................................................... 25
3.9.1. Основные соотношения.................................................................................... 25
3.9.2. Представление исходных данных и результатов расчёта.
................................. 26
4. РАСЧЁТ ЕСТЕСТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЙ 
(ЧАСТЬ 2)........................................................................................................................ 28
4.1. Определение нормируемых значений коэффициента 
естественной освещённости.
...................................................................................... 28

4.2. Предварительный расчёт площади световых проёмов 
при боковом освещении.
............................................................................................ 29
4.3. Предварительный расчёт коэффициента естественной освещённости 
при боковом освещении.
............................................................................................ 30
4.4. Проверочный расчёт коэффициента естественной освещённости 
при боковом освещении.
............................................................................................ 31
4.4.1. Определение расчётных точек в помещениях зданий...................................... 31
4.4.2. Методика расчёта коэффициента естественной освещённости 
в расчётных точках.
............................................................................................. 32
4.5. Исходные данные и результаты расчёта коэффициента естественной 
освещённости............................................................................................................. 37
4.6. Критерий равноэффективности оконных блоков.................................................... 38
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................................... 40
Приложение А. Коэффициенты для пересчёта средних суточных сумм 
прямой солнечной радиации с горизонтальной поверхности на наклонную 
с углом наклона 70° [6].
.................................................................................................... 41
Приложение Б. Характеристики оконных блоков............................................................. 44
Приложение В. Характеристики климата различных городов РФ.................................... 46
Приложение Г. Таблицы параметров для расчёта коэффициента естественной 
освещённости.
.................................................................................................................. 48

ВВЕДЕНИЕ
Учебно-методическое пособие (УМП) содержит основные принципы проектирования и методы расчёта теплофизических, теплоэнергетических и светотехнических характеристик элементов жилых и общественных зданий, обеспечивающих безопасную 
эксплуатацию здания с позиции теплового режима помещений и способствующих экономному расходованию энергетических ресурсов. Пособие составлено на основе 
СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», СП 345.1325800.2017 «Здания жилые и 
общественные. Правила проектирования тепловой защиты», методического пособия 
к СП 345.1325800.2017 «Расчёты теплопоступлений в здание от проникающей солнечной радиации за отопительный период», СП 52.13330.2016 «Естественное и искусственное освещение», СП 367.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования естественного и совмещённого освещения».
Цель УМП — дать магистранту представление о методах расчёта теплопоступлений 
от солнечной радиации в здание и о естественной освещённости помещений при учёте энергосберегающих характеристик заполнений светопроёмов.
В части расчётов теплопоступлений от солнечной радиации в УМП приведены методы расчёта поступающей солнечной радиации на вертикальные и наклонные поверхности. Приведены методы подбора энергосберегающих светопрозрачных заполнений на основе рассмотрения трансмиссионных теплопотерь и теплопоступлений от 
солнечной радиации через них как для отдельно рассматриваемого стеклопакета, так 
и для здания в целом. Описан метод расчёта приведённого сопротивления теплопередаче оконного блока по СП 50.13330.2012. Изложенные методы расчёта адаптированы 
к строительной практике путём табулирования необходимых для расчётов параметров, 
представленных в Приложениях.
В части расчётов естественного освещения в УМП подробно описан расчёт коэффициента естественной освещённости (КЕО) при боковом освещении, со вспомогательными таблицами, а также рассмотрено его нормирование. Приведён метод подбора светопрозрачных заполнений светопроёмов при учёте их теплофизических и 
светотехнических характеристик, обеспечивающих наилучшее энергосбережение.
УМП предназначено для выполнения курсовой работы по дисциплине «Специальные разделы строительной физики» магистрантами, обучающимися по направлению 
«Строительство», профиль «Энергосбережение и энергоэффективность в зданиях».
Автор выражает благодарность рецензентам к.т.н. И.А. Шмарову, к.г.н. Е.В. Г
орбаренко за ценные замечания, сотрудникам кафедры ТГВ д.т.н., проф., член-корр. -
РААСН 
В.Г. Гагарину, проф., к.т.н. Е.Г. Малявиной за рекомендации по составлению настоящего УМП, а также аспиранту кафедры ТГВ М.Д. Тюленеву за предоставленные справочные материалы.

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В части расчётов теплопоступлений от солнечной радиации термины и их определения 
принимаются в соответствии с разделом 3 СП 50.13330. Дополнительно используются 
следующие термины1:
Солнечная радиация — энергетическая освещённость (облучённость или поверхностная плотность потока излучения), создаваемая электромагнитным излучением, поступающим от Солнца, атмосферы и земной поверхности; единицы измерения: часовые 
и суточные суммы, МДж/м2.
Коротковолновая солнечная радиация — энергетическая освещённость, создаваемая 
излучением с длиной волны 0,3–4 мкм; единицы измерения: часовые и суточные суммы, МДж/м2.
Длинноволновая солнечная радиация — энергетическая освещённость, создаваемая 
излучением с длиной волны более 4 мкм; единицы измерения: часовые и суточные суммы, МДж/м2.
Прямая солнечная радиация — энергетическая освещённость, создаваемая излучением, поступающим от диска Солнца; единицы измерения: часовые и суточные суммы, МДж/м2.
Рассеянная солнечная радиация — энергетическая освёщенность, создаваемая рассеянным в атмосфере и отражённым от земной поверхности солнечным излучением, 
поступающим из телесного угла 2π, за исключением телесного угла, ограниченного 
солнечным диском; единицы измерения: часовые и суточные суммы, МДж/м2.
Общая (суммарная) солнечная радиация2 — сумма прямой и рассеянной солнечной 
радиации; единицы измерения: часовые и суточные суммы, МДж/м2.
Отражённая солнечная радиация — энергетическая освещённость, создаваемая направленным вверх солнечным излучением, отражённым от земной поверхности и от 
слоя атмосферы между земной поверхностью и точкой наблюдения; часовые и суточные суммы в МДж/м2.
Коротковолновое альбедо — отношение отражённой солнечной радиации к суммарной радиации, %.
Широта места — одна из географических координат: дуга меридиана между экватором и параллелью данного места, или угол между плоскостью экватора и отвесной линией в данном месте земной поверхности. Изменяется от 0 до 90°; от экватора до Северного полюса — северная широта, от экватора до Южного полюса — южная широта.
Склонение Солнца — угловое расстояние от небесного экватора, отсчитываемое по 
кругу склонения (круг, проведённый через светило и полюс перпендикулярно экватору). Склонение к северу от экватора считают положительным, к югу — отрицательным, 
град (°).
Часовой угол Солнца — угол между меридианом данного пункта наблюдений и кругом склонения светила; или дуга экватора между плоскостями меридиана и круга склонения; отсчитывается от меридиана к западу, град (°).
Высота Солнца — угловое расстояние Солнца от горизонта, град (°). Высоты отсчитываются в пределах от 0° до +90° к зениту и от 0° до –90° к надиру.
1 Термины и определения согласно [88].
2 По [8] общая радиация обозначается буквой Q.