При лучистом теплообмене системы «солнечная радиация — атмосфера — здание» происходит облучение солнцем здания в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях электромагнитного спектра.
Эффективность солнечной облученности здания солнечной радиацией зависит от формы здания, ориентации здания, объемно-конструктивного решения стен покрытия, коэффициентов поглощения материалов и конструкций [2].
Рассмотрим характер взаимодействия с солнечной радиацией наружных ограждений здания как геометрического тела.
Сумма солнечной радиации, которая играет роль реального фактора в тепловом балансе зданий в отопительный сезон, учитывает облачность, осредненные данные многолетних наблюдений [3].
Энергетический уровень в поле солнечной радиации у поверхности наружных ограждений зданий можно считать энергетической характеристикой — или солнечной облученностью зданий.
Рассмотрим в общем случае здание произвольной формы, построенное с южной ориентацией, при которой приход лучистой энергии солнца попадет на элементарную площадку наружного ограждения 
[1]
(1)
Где 
-интенсивность солнечной радиации, поступающей на площадку южной ориентации здания; 
- перпендикулярная подающая радиация, поступающая на площадки южной ориентации здания; 
- угол наклон солнечного луча к поверхности площадки здания, имеющего южную ориентацию; 
-угол наклона 
площадки к горизонту; 
- азимут проекции нормали к , отсчитываемый от плоскости меридиана по часовой стрелке; 
- широта местности; 
склонение солнца или координата времени года; 
- часовой угол или координата времени дня.
Влияние формы и ориентация здания на его энергообеспеченность в поле солнечной радиации можно рассчитать, принимая 
и 
а также обозначениями 
часовой угол или координату времени дня заменяем на 
(
часовой угол вращения Земли вокруг своей оси, равный 
час 
-время) и напишем (1) выражение следующем виде:
(2)
С учетом (2) интегрируем выражение (1) по 
(3)
Поставляя в левой части подынтегральное выражение конечной суммой, для зданий и сооружений — многогранников, получим
(4)
Значит, солнечная облученность суммы наружных ограждений здания или сооружения прямой солнечной радиацией в данном случае можно определить двумя путями: суммированием произведений облученности отдельных ограждений на их площади или умножением интенсивности солнечной радиации, поступающей на площадку, перпендикулярную направлению солнечных лучей, на проекцию сооружения в плоскости, нормальной к солнечным лучам. В первом способе можно провести проекцию сооружения плоскости, нормальной к солнечным лучам, простейших отдельно стоящих зданий прямоугольной формы. С вторым способом можно существенно сокращать трудоемкость вычислений для сложных, например, криволинейных сооружений [1].
Учитывая выше изложенное, определения солнечной облученности здания можно представить как отношение общей облученности здания к сумме площадей наружных ограждений:
(5)
Отношение (5) определяем с обозначением
(а) и 
(б)(6)
Теперь отношение (5) можно записать
(7)
Из выражений (6) и (7) видно, что коэффициенты 
и 
характеризуют геометрию сооружения в поле солнечной радиации. Так, представляет собой коэффициент геометрического подобия ограждения. Его скалярная величина отражает удельный вклад данного ограждения в общую сумму наружных ограждений, а вектор дает полную геометрическую характеристику подобия.
Придавая значение вектора нормали к соответствующему ограждению, на основе формулы (6 а), можно написать уравнение геометрического подобия наружных ограждений следующем виде,
(8)
Из уравнения (8) видно, что два или несколько взаимно незатеняемых зданий в направленном поле излучений подобны друг другу, если векторы коэффициентов геометрического подобия их ограждений попарно равны [3].
Из выражений (6) и (7) ясно что приведенная облученность наружных ограждений геометрически подобных и одинаково ориентированных в пространстве сооружений не зависит от масштаба сооружений.
В (6 б) вторая безразмерная величина 
является коэффициентом энергетической эффективности формы сооружения.
Значит, два или более различных взаимно незатеняемых и не отражающих друг на друга объекта имеют в направленном поле солнечной радиации приведенную солнечную облученность, независимо от их конфигурации пропорциональную коэффициенту энергетической эффективности формы [3].
Приведенная солнечная облученность зданий позволяет количественно определить общий потенциальный теплотехнический эффект, создаваемый солнечной радиацией в окрестностях конкретного строительного объекта, а также является удобным инструментом анализа при исследовании влияния формы, ориентации здания, времени суток и года на абсолютную величину «суммарного солнечного эффекта» в тепловом режиме зданий, т. е. является критерием энергетической оптимальности объемно-планировочных решений зданий в направленном или диффузно-направленном поле излучений [2].
Литература:
- Кондратьев К. Я. «Актинометрия». — Л.: Стройиздат, 1965.
- Энергоактивные здания. Под редакцией Э. В. Сарнацкого и Н. П. Селиванова. Москва Стойиздат 1988 ст. 370
- Селиванов Н. П. «Энергоактивные солнечные здания».- М.: Знание. (сер. Стр-во и архитектура), 1982, № 2.
