Покривен надвес: Изчисления и влияние на географската ширина

Архитектурата е сложна дисциплина – архитектите трябва да вземат под внимание множество фактори, от качеството на почвата до ъгъла на падане на слънчевите лъчи, при проектиране на сграда. Надвесовете, частта от покрива, която излиза над стените, може би изглеждат безобидни на поглед, но те играят ключова роля за контрол на вътрешната температура и намаляване на енергийните разходи. Географската ширина на обекта, ориентацията му и ъгълът на слънцето са решаващи за правилното изчисляване на надвеса.

Надвесове и термичен комфорт

Надвесовете регулират количеството слънчева светлина, която влиза през прозорците, и по този начин контролират топлината в жилището. Зима, когато слънцето е по-ниско, те позволяват на лъчите да проникват през целия ден и да загряват естествено помещенията. Лято, когато слънцето е високо, те предотвратяват директното слънчево заръчване през повечето време от днева. Резултатът е по-топло зимно и по-хладно летно, което води до по-ниски разходи за отопление и климатизация и до по-ефективно енергийно потребление.

Основни принципи за проектиране на надвес

Два са основните фактора, определящи ефективността и изчисленията на надвеса: географската ширина и ориентацията на сградата. Надвесовете работят оптимално само когато сградата е ориентирана приблизително по основните светове на света – с една фасада на север, юг, изток и запад. Според американския Департамент по енергетика, надвесът на сграда, отклонена с повече от 30° от истинския юг, е значително по-малко ефективен от този на сграда в рамките на 30° от южна ориентация. Географската ширина определя основното северно-южно положение на обекта и директно влияе на траекторията на слънцето, следователно – и на необходимите размери на надвеса.

Изчисления за оптимален надвес

Точните изчисления показват какъв трябва да е изстиването на надвеса над стените за да осигури максимална защита. Те са сложни и изискват взимане под внимание на височината на надвеса, разстоянието до прозорците, ъгъла на слънцето при конкретната ширина и други параметри. Архитектите и инженерите използват слънчеви диаграми (sun angle maps), изготвени за всеки градус географска ширина, в комбинация с планираната височина на прозорците, за да определят подходящия размер на надвеса за всеки проект. Такива карти и справочна информация могат да се получат от местни университетски центрове или архитектурни бюра, но самите изчисления изискват сериозна математическа подготовка.

Опростена формула за практическа употреба

Алан Джеферис и Дейвид Мадсен, автори на книгата „Архитектурно чертане и дизайн“, предлагат опростена формула за надвес, осигуряващ 100% сянка в полуден на най-дългия ден от годината. Формулата е: Надвес = Височина на парчета / F, където F е коефициент, зависещ от географската ширина. При ширина 28° (обхващаща части от Флорида и Техас), F = 8,4. При височина на парчета от 4,5 м (около 15 фута) за втори етаж, изстиването е: 4,5 / 8,4 ≈ 0,54 м (1,79 фута). Стойността на F за вашата ширина можете да намерите в местно строително общество, университетско разширение или в споменатата книга.

Допълнителни ресурс и важна бележка

Дружеството на преподавателите по строителни науки (Society of Building Science Educators) публикува безплатен брошюра под заглавие „Проектиране с Pilkington Sun Calculator“. Тя предоставя основна информация за определяне на слънчеви ъгли и изисквания за надвесове, базирана на карта на Земята и прост инструмент, който можете да закупите или изработите сами. Важно е да се има предвид: колкото по-на север е географската ширина, толкова по-дълъг трябва да бъде надвесът. Това е така, защото по-близо до екватора слънцето следва по-прав път през центъра на небесната свода, докато на по-високи широти траекторията е по-ниска и по-коса.