На большей части Северной Америки разница между средними температурами зимы и лета довольно большая, что характерно для территорий с резко континентальным климатом. Поэтому ориентирование длинной стороны дома на юг позволяет максимально использовать солнечное тепло в зимние месяцы и заметно сократить расходы на отопление. Однако по мере приближения лета средняя температура повышается, и приходится беспокоиться уже об ограничении поступления солнечного тепла в жилище, чтобы снизить затраты на поддержание в нём комфортных условий.

Решений этой проблемы известно много, одно из них — установка оконных стёкол со специальным светоотражающим покрытием, снижающим количество проникающего в помещения солнечного света и тепла. Но ничто не работает так эффективно, как самый обычный навес или тент над окном. Правильный выбор размеров навеса позволяет оптимизировать потоки солнечного света и тепла в течение всего года. Эти относительно дешёвые и лёгкие конструкции дают возможность эффективно регулировать температуру в любом помещении, создавая необходимый комфорт.

Как правило, навес от солнца представляет собой лёгкую конструкцию, закреплённую над окном или застеклённой дверью. Высота прохождения солнца по небосводу изменяется в зависимости от времени года: зимой солнце низкое, летом — непосредственно над головой. Навесы следует использовать на южной стороне дома, где они затеняют окна от летнего солнца в самое жаркое время суток — в полдень, когда солнце поднимается высоко над горизонтом. На фасадах, обращенных на восток или запад, использовать навесы не имеет смысла, так как в утренние и вечерние часы солнце стоит низко над горизонтом, поэтому здесь более эффективную защиту от прямых солнечных лучей окон одно- или двухэтажного дома могут обеспечить быстрорастущие растения с плотной листвой.

Рис 1. Проект навеса над окном

При проектировании навеса важно правильно выбрать его размеры, и самый важный из них — это глубина. Правильно спроектированный навес должен затенять окно в летние полуденные часы, но позволять лучам солнца проникать в дом через окно зимой (рис. 1). Кроме того, навес должен быть обязательно шире окна, чтобы эффективно затенять его в самое жаркое время дня в течение двух-трёх часов до и после полудня, а не только в то время, когда солнце находится в зените. В соответствии с эмпирическим правилом, для окон шириной до 1800 мм и высотой около 1220 мм навес должен выступать за боковые края окна не менее чем на 300-600 мм. Для более широких и высоких окон, а также застеклённых дверей, это расстояние должно быть ещё больше — в пределах от 600 до 900 мм. Эти рекомендации предназначены для случаев, когда окна сориентированы точно на юг или когда отклонения от этого направления не превышают 15°.

Определив размер навеса, можно браться за разработку его конструкции и возможных вариантов отделки. Здесь широкое поле для творчества, но для начала попробуйте оттолкнуться от конструкции и формы основных архитектурных элементов и деталей отделки самого дома. Навес можно выделить цветом или привлекающими внимание деталями, но главное, чтобы он гармонично сочетался со стилем и архитектурой вашего дома. На рис. 2-7 показаны несколько вариантов конструкции навесов, которые можно использовать для затенения окон, выбрав наиболее подходящий для конкретного дома.

Рис. 2. Удлинение свеса крыши

Чтобы затенить окна верхнего этажа в частном доме, можно использовать существующие свесы крыши. В некоторых случаях удаётся увеличить ширину свесов крыши, нарастив нижние концы стропил. Однако при этом не рекомендуется опускать концы стропил ниже  верхнего края оконного проёма. Необходимое затенение лучше обеспечить удлиненным свесом с уклоном, меньшим уклона основного ската крыши. Такое решение смотрится намного лучше. Кроме затенения окон, увеличенные таким образом свесы обеспечивают дополнительную защиту от непогоды для наружных стен дома.

Рис. 3. Навес из деревянных планок

Такая конструкция навеса хорошо подходит для больших домов с рублеными стенами. Изменяя угол и шаг установки планок, можно сделать навес как полностью затеняющим окно, так и частично «прозрачным» для лучей солнца. Конструкция легко поддаётся ремонту и отличается относительно небольшой стоимостью.

Рис. 4. Навес в виде деревянной решётки

Такая конструкция хорошо подходит для домов и коттеджей, построенных в классическом стиле. Удачным может быть решение, если такой решётчатый навес сочетается по форме и размерам с ближайшей перголой, установленной возле дома, или служит продолжением лёгкой настенной шпалеры с вьющимися растениями.

Рис. 5. Навес в виде металлической решётки

Эта конструкция идеально подходит как для современных городских домов, так и для построек производственного назначения. Недостаток у неё только один — относительно высокая цена, так как её придётся изготавливать на заказ в специализированной мастерской — серийно такие изделия не выпускаются. Все стальные детали должны быть обязательно оцинкованы или защищены специальным антикоррозионным покрытием, которое наносят методом напыления.

Определение размеров навеса

Чтобы полностью исключить доступ солнечных лучей в помещение в самые жаркие летние месяцы, нужно правильно определить размеры навеса. Сделать это можно двумя способами. Первый их них — рассчитать глубину навеса по очень простому уравнению:

Глубина навеса = Высота/Кэф ¹,

где: «Высота» — это высота установки навеса, которая определяется как расстояние от нижнего края оконного проёма до нижней поверхности установленного над окном навеса (1525 мм на рис. 1).

Значения Кэф приведены в таблице.

Значения Кэф

К,ф (коэффициент эффективного затенения)
Ориентация окон	Географическая широта
	25°	30°	35°	40°	45°	50°	55°
Юго-восток	1,9	1,6	1,4	1,3	1,1	1,0	0,9
Юг	10,1	5,4	3,6	2,6	2,0	1,7	1,4
Юго-запад	1,9	1,6	1,4	1,3	1,1	1,0	0,9

Примечание 1.В данном уравнении Кзф — коэффициент эффективного затенения, полуэмпирическая переменная, учитывающая географическую широту расположения дома, ориентацию его окон по сторонам света и усреднённые изменения положения солнца на небосводе в зависимости от времени суток в летние месяцы. По своему физическому смыслу определяет, во сколько раз длина отбрасываемой навесом на вертикальную стену тени будет больше его глубины. Размеры навеса, рассчитанные по этому уравнению, обеспечивают полное затенение окон в период от конца июня до начала августа в самые жаркие 2-3 часа до и после полудня.

Чтобы рассчитать глубину навеса, необходимо по таблице, зная географическую широту расположения дома, выбрать Кэф — коэффициент эффективного затенения, исходя из ориентации окон по сторонам света. Например, дом расположен на широте 40° (северной широты), а окна второго этажа выходят на юг. По таблице находим значение Кэф=2,6. Тогда глубина навеса должна быть равна: 1525/2,6 = 586 мм (см. рис. 1).

Второй способ расчёта глубины навеса целесообразно использовать, если вы хотите, чтобы он полностью затенял проём летом, но не мешал проникать лучам солнца через окно зимой. Для этого необходимо в масштабе начертить поперечное сечение стены дома по окну и нанести на рисунок углы, на которые поднимается солнце над горизонтом в период летнего и зимнего солнцестояния. Зная широту, на которой расположен дом, можно рассчитать угол подъёма солнца над горизонтом:

угол солнцестояния зимой = 90°- (широта+23,5°);
угол солнцестояния летом = 90°- (широта-23,5°).

Здесь 23,5° — угол наклона земной оси.

Таким образом, на широте 40° (северной широты) угол подъёма солнца над горизонтом будет равен 73,5° во время летнего солнцестояния и 26,5° во время зимнего солнцестояния (на рис.1 эти углы показаны на чертеже окна первого этажа).

Приняв нижний край оконного проёма за точку отсчёта, начертите на рисунке угол подъёма солнца над горизонтом в период летнего солнцестояния. Чтобы обеспечить полное затенение окна в этот период, удлините навес так, чтобы его передний край пересекал линию летнего угла солнца. Так вы получите минимальную глубину навеса, который будет полностью затенять окно в период летнего солнцестояния. Если вы хотите получить максимум солнца зимой, начертите угол подъёма солнца над горизонтом в период зимнего солнцестояния у верхнего края оконного проёма и определите высоту установки навеса по точке пересечения  двух «солнечных» углов.

Выполненные таким образом геометрические построения позволяют определить минимальную глубину навеса. Но чтобы обеспечить затенение окна в другие летние месяцы, например в июле или августе, когда солнце находится ниже точки летнего солнцестояния, но ещё достаточно жаркое, придётся немного увеличить глубину навеса.

Рис. 6. Парусиновый тент

Эта относительно дешёвая и лёгкосъёмная конструкция подходит практически для любых домов, так как устанавливают её только на два-три летних месяца. Ткань для тента можно подобрать с любым рисунком, который хорошо сочетается как с окружающим ландшафтом, так и с расположенными рядом с домом постройками.

Рис. 7. Солнечная батарея, выполняющая функцию навеса над окном

Солнечные батареи — почти непременный атрибут современных южных загородных домов. Использование их в качестве солнцезащитных экранов возможно при наличии достаточного свободного места над окном, так как солнечные батареи имеют довольно большие размеры и должны устанавливаться строго под определённым углом к горизонту.