все лекции

С

53,5

49,5

51,3

52,7

55,2

56,4

56,0

52,7

Ю

Рис. 2.1 Роза ветроохлаждения для января г. Донецка

Гигиенистами установлено следующие рубежные значения:

-и 4 м/с и отрицательные температуры – желательна защита пешехода от ветра;

-и 5 м/с и отрицательные температуры – защита зданий от теплопотерь;

-при tн от –15 до –35 оС – допускаются кратковременные прогулки при ветре от

3,5 до 0 м/с;

-при tн от 20 до 28 оС – ветер до 2,5 м/с - комфортен;

-при tн от 28 до 33 оС – ветер от 1 до 4 м/с – комфортен, необходима аэрация помещений;

-при tн > 33 оС и φ < 25 % - ветер не дает облегчения и раздражает.

В градостроительстве принята следующая шкала комфортных скоростей:

-при tн от -15 до 10 оС - и = 0,6 ÷ 2,5 м/с;

-при tн > 10 оС - и = 1 ÷ 4 м/с.

Теплопотери здания напрямую зависят от его местоположения в застройке. Если теплопотери отдельно стоящего здания принять за 100 % (см. рис. 9), то в условиях защищенности оно будет терять 50 %, а построенное на возвышенности - до 200% тепла. При действии ветра под углом 45 о к фасаду приводит к снижению теплопотерь – до 85 %. Использование остекления лоджий также способствует снижению теплопотерь.

100 %

50 %

200 %

Рис. 2.2. Теплопотери здания при действии ветра

Ветер с дождем. Такому неблагоприятному воздействию подвергаются как правило вертикальные поверхности зданий и сооружений. На вертикальную поверхность может выпадать примерно в 2, а в карнизной части в 4 - 6 раз больше осадков, нежели на горизонтальную поверхность. Поэтому предварительно выясняют степень интенсивности дождей при ветре. Поступают следующим образом.

1.Из климатологических справочников уточняют среднюю многолетнюю сумму осадков, мм, за теплый период.

2.Рассчитывают среднюю многолетнюю скорость ветра за этот период, м/с.

3.Определяют интенсивность как частное от деления первого значения на второе (мм/мин).

4.По интенсивности и скорости ветра по специальным таблицам находится сумма осадков, проходящих через вертикальную поверхность.

5.Устанавливают степень влажности территории и дают рекомендации по конструированию наружных ограждений зданий. Если сумма осадков:

< 100 мм/мин – сухая зона (в крупных панелях, например, применяется закрытый стык);

100 ÷ 200 мм/мин – нормальная зона (открытые дренированные стыки); > 200 мм/мин – влажная зона (стыки открытые с нащельниками, накладками и

профильными перекрытиями зазора, применение стен-экранов).

При наличии полной информации о количестве осадков и скорости ветра при дожде по румбам строится роза дождей. Расчет количества осадков на вертикальную поверхность (Нв) в зависимости от количества выпавших на горизонтальную поверхность (Нг) и среднесуточной скорости при ветре ( и ) ведется по формуле.

Нв 0,19Н г и .

(2.2)

Наибольшему воздействию косых дождей подвергаются жилые дома, выполняющие функции ветрозащитных. Здания, стоящие внутри застройки, более всего подвержены воздействию осадков только на уровне верхних этажей. Подвергающиеся дождю фасады облицовываются водоотталкивающими материалами или растворами, а также могут применяться специальные щиты на относе, остекленные балконы и лоджии и другие конструктивные решения.

Ветер и снег. Частые метели со значительными снегопереносами затрудняют эксплуатацию селитебных территорий. Снегоперенос (м3/п.м) характеризуют следующие объемы : 200, 400 и 600 м3/п.м. Отложение снега зависит от рельефа, растительности, наличия преград и скорости ветра у поверхности земли. Возможные схемы снегоотложения в элементарных формах рельефа приведены на рис. 2.3. Вход в отдельностоящее здание назначается как правило с наветренной стороны, где образуется желоб выдувания. Зеленые насаждения различной конструкции используются (см. табл. 2.1) для защиты территорий от снегопереносов.

Рис. 2.3. Схемы снегоотложения в элементарных формах рельефа

Таблица 2.1 – Эффективность зеленых насаждений при защите от снегопереносов

№№	Характер мелиоративных мероприятий	Снегосборность,
		м3 на 1 пог. м полосы
1	Непродуваемые полосы шириной более 20 – 25 м	до 600
2	Ажурная полоса шириной более 12 – 15 м	до 350
3	Продуваемая полоса шириной не более 7 – 10 м	100 - 200
4	Система из 2-х продуваемых полос шириной 12 и 15 м и
	межполосными разрывами 30 – 40 м	до 250
5	Система из 3-х продуваемых полос шириной 12, 12 и 15 и
	межполосными разрывами 30 – 40 м	до 400

Ветер и пыль (песок). Есть отдельные регионы подверженные запыленности, которая также может возникнуть при неправильном освоении территории для строительства. Установлено, что запыленность возникает при ветрах со скоростью:

1 - 2 м/с - на песках и песчаных рыхлых почвах; 3 - 4 м/с –на песчаных и супесчаных почвах; более 5 м/с – на легких суглинках; 5,5 – 7 м/с – на тяжелых суглинистых почвах.

Если более 30 дней в году концентрация пыли превышает 1,5 мг/м3 или повторяемость пыльных бурь более 3 раз, то требуется защита территорий. В этой связи неблагоприятными считаются направления ветра с повторяемостью более 20 % при скорости превышающей 5 м/с.

Ветры, которые способны поднимать пыль и приводить в движение песок, могут заставить проектировщика отказаться от разработки естественных средств проветривания вплоть до их полного исключения. Во всех случаях весьма необходимы тщательная проверка и учет конкретных обстоятельств. В Адене, например, жители одного прибрежного жилого образования, которое ориентировано в расчете на использование морских бризов, предпочитают изнемогать от зноя в тщательно закрытых помещениях, чем страдать от прохладного, но раздражающего ветра, несущего с собой мелкие частички песка и гравия с обширных прибрежных территорий, покрытых песком.

Эффективными средствами борьбы с песчаными ветрами являются защитные экраны и внутренние дворики. Снижения интенсивности песчаных ветров можно достичь также применением мягкого грунтового покрытия в непосредственной близости к зданию. Если от приносимых ветром песчинок необходимо защитить открытый участок, важно, чтобы окружающая его экранирующая стена не имела проемов.

Оценка летнего температурно-влажностного режима местности

По значениям температуры и относительной влажности наружного воздуха устанавливается (см. рис. 2.4) для периода со среднемесячной температурой воздуха более 10 оС. Температура определяет лето как холодное, теплое, жаркое и очень жаркое, относительная влажность «делает» его влажным или сухим.

Трапеция, изображенная на рисунке очерчивает область сочетаний указанных величин, при которых человек на открытом воздухе чувствует себя комфортно.

Рис. 2.4. График определения температурно-влажностной характеристики воздуха в летнее время

Лекция 3. Типы погоды. Режимы эксплуатации жилья.

3.1.Типы погоды

Встроительной климатологии используют разделение климата на типы погоды (по А. А. Гербут-Гейбовичу) в зависимости от температуры, скорости ветра и относительной влажности воздуха. Выделяют семь типов погоды, их характеристики приведены в табл.

Таблица 3.1 – Классификация типов погоды и режимов эксплуатации жилья [2]

Тип погоды	Режим эксплуатации жилища	Среднемесяч	Среднемесяч	Среднемесячная
		ная темпера-	ная относи-	скорость ветра,
		тура воздуха,	тельная	м/с
		0С	влажность
			воздуха, %
1	2	3	4	5
а) Жаркая	Изолированный. Характерны	40 и выше	24 и менее	-
(сильный	затенение, аэрация, компактное	32 и выше	25-49	-
перегрев при	объемно-планировочное решение	25 и выше	50 и более	-
нормальной и	зданий, полное кондиционирование
высокой	воздуха, побудительная вытяжная

влажности	вентиляция, воздухонепроницаемость и
	теплозащита ограждений
б) Сухая жаркая	Закрытый. Характерны затенение,	32-39,9	24 и менее	-
(сильный	защита от пыльных ветров
перегрев при	искусственное охлаждение помещений
низкой	без снижения влагосодержания,
влажности)	воздухонепроницаемость, теплозащита
	ограждений
в) Теплая	Полуоткрытый. Характерны затенение	24-27,9	50-74	-
(перегрев)	и аэрация, сквозное (угловое,	20-24,9	75 и более	-
	вертикальное) проветривание квартир,	24-31,9	24 и менее	-
	лоджии и веранды, механические	28-31,9	25-49	-
	вентиляторы-фены, трансформация
	ограждений
г) Комфортная	Открытый. Климатозащитная функция	12-23,9*	24 и менее	-
(тепловой	архитектуры не требуется, типичны	12-23,9	50-74	-
комфорт)	лоджии, веранды.	12-27,9	25-49	-
		12-19,9	75-и более	-
д) Прохладная	Полуоткрытый. Защита от ветра,	4-11,9	-	0 и более
	ориентация на солнце, отопление малой
	мощности, трансформация и
	необходимая воздухонепроницаемость
	ограждений
е) Холодная			-	1,9 и ниже
(охлаждение)	Закрытый. Защита от ветра,	-35,9 +4	-	2-4,9
	ориентация на солнце, компактное	-27,9 +4	-	5-9,9
	объемно-планировочное решение,	-19,9 +4	-	10 и более
	закрытые лестницы, шкафы для верхней	-11,9 +4
	одежды, центральное отопление
	средней мощности, вытяжная канальная
	вентиляция, воздухонепроницаемость и
	теплозащита ограждений.
ж) Суровая	Изолированный. Желательны	-36 и ниже	-	1,9 и менее
(сильное	переходы между жилищем и сетью	-28 и ниже	-	2-4,9
охлаждение)	первичного обслуживания,	-20 и ниже	-	5-9,9
	максимальная компактность зданий,	-12 и ниже	-	10 и более
	отопление большой мощности,
	искусственная приточная вентиляция с
	обогревом и увлажнением воздуха,
	высокие воздухонепроницаемость и
	теплозащита зданий, двойной тамбур,
	шкафы для верхней одежды.

Из таблицы 3.1 видно, что для жаркой, теплой и комфортной погоды важным является сочетание температуры и относительной влажности воздуха, а для прохладной, холодной и суровой погоды характерным выступает сочетание температуры воздуха и скорости ветра.

Однако важное значение для определения типа погоды служит информация об облачности. В этой связи следует рассматривать биоклиматическую классификацию погодных условий, представленную на рис. 3.1.

А – теплый период года

Температура	Хмарность в балах

воздуха,				0-4				5-7					8-10
о	С
							скорость ветра, м/с
		0-2		2,1-4		4,1-6	0-2	2,1-4			4,1-6	0-2	2,1-4			4,1-6
41,9-39,0		перегрев среды
38,9-36.0										жаркая погода
35,9-33,0
32,9-30,0										теплая погода
29,9-27,0
26,9-24,0
23,9-21,0								комфортная погода
20,9-18,0
17,9-15,0
14,9-12,0											прохладная погода
11,9-9,0
Б –холодный период года
							Скорость ветра м/с
		0-2			2,1-2,5		2,6-4,0			4,1-4,5		4,6-5,0			больше
															5,0
от 0 до –5,0			прохладная погода 1х
- 5,1 ÷ -10,0
-10,1 ÷ -15,0							холодная погода 2х
-15,1 ÷ -20,0
-20,1 ÷ -25,0
-25,1 ÷ -30,0
-30,1 ÷ -35,0											суровая погода 3х
-35,1 ÷ -40,0

Рис. 3.1 Биоклиматическая классификация погодных условий

Организм человека имеет свойство ощущать колебания метеопоказателей в некоторых пределах, которые имеют названия бытовых порогов ощущения (см. табл. 3.2).

Табл. 3.2 - Метеопоказатели

	Метеопоказатели	Величина порога

	Температура воздуха, °С	0,5
	Суточная амплитуда температуры воздуха, °С	8
	Относительная влажность воздуха, %	10
	Интенсивность прямой солнечной радиации, Вт/м2	50
	Ветер со скоростью до 1м/с, м/с	0,2
	То же, от 1 до 6 м/с, м/с	0,5
	Температура подстилающей поверхности, °С	10
	Интенсивность инфракрасной радиации, Вт/м2	24

С учетом этих пороговых величин определяется биоклиматическая (в баллах) оценка территории и выявляются периоды негативного влияния погоды на человека.

3.2.Режимы эксплуатации жилища

Всоответствии с типом погоды на практике назначаются режимы эксплуатации жилища. Существуют четыре режима: изолированный, закрытый, регулируемый и открытый.

Жилище при комфортной погоде

Жилище не имеет климатозащитных свойств. Режим эксплуатации - открытый. Помещения непосредственно связано с окружающей средой. Не обязательны ограждающие конструкции с высокими теплозащитными свойствами, отопление и охлаждение не нужны. Применяются лоджии, веранды, активный естественный воздухообмен.

Жилище при теплой погоде

Защищает человека (см. рис.3.2а) от легкого перегрева. Режим эксплуатации - регулированный (полуоткрытый). Характерны: активное проветривание помещений, открытыеі помещения - лоджии, веранды, террасы, приквартирные дворики; трансформация среды и ограждения в суточном ходе; открытые окна при наличии солнцезащитных устройств, механические вентиляторы - фены. В городской среде предусматриваются затенение и аэрация.

Жилище при жаркой сухой погоде

Защищает человека (см. рис.3.2б) от сильного перегрева. Режим эксплуатации - закрытый. Характерны: компактное объемно-планировочное решение зданий, открытые пространства для вечернего и ночного пребывания; необходимые воздухопроницаемость и теплозащитные качества ограждений . Окна закрыты, защищены от солнца, искусственное охлаждение; использование охлаждающих свойств грунта. В условиях города активное затенение и обводнения приводят к смягчению внешних условий.

Жилище при жаркой погоде

Защищает человека (см. рис.3.2в) от перегрева, гиперинсоляции и духоты. Режим эксплуатации - изолированный. Характерны: объемно-планировочное решение зданий с минимальным поступлениями внешнего тепла, открытые помещения для вечернего и ночного пребывания, использование охлаждающего действия грунта, окна закрыты, уплотнены, полное кондиционирование, принудительная вентиляция. Исключается испарительное кондиционирование (повышает влажность) и радиационное охлаждение (выпадает конденсат).

В условиях города – затенение и аэрация смягчают, но не создают комфорта, важная задача планировки и застройки – улавливание ветра.

Жилище при прохладной погоде

Защищает человека (см. рис.3.2г) от легкого охлаждения. Режим эксплуатации - регулированный (полуоткрытый). Характерны: ориентация помещений на солнечную

сторону горизонта, в помещениях – достаточность места для хранения верхней одежды; воздухообмен воздуха через форточки, фрамуги; трансформация и необходимая воздухопроницаемость ограждения; отопительные приборы малой мощности, накопление внутреннего тепла.

В условиях города защита от ветра и использование инсоляции создают условия близкие к комфортным.

Рис. 3.2. Иллюстрация типов погоды и режимов эксплуатации жилища

Жилище при холодной погоде

Защищает людей (см. рис.3.2д) от сильного охлаждения. Режим эксплуатации - закрытый. Характерны: компактное объемно-планировочное решение с минимальными теплопотерями, изолированные отапливаемые лестницы шкафы для верхней одежды,

необходимая воздухопроницаемость и достаточные теплозащитные качества ограждений, окна закрыты, уплотнены, центральное отопление средней мощности, вытяжная канальная вентиляция.

В условиях города эффективная защита от ветра и использование солнца смягчают условия охлаждения, но комфорта не создают.

Жилище при суровой погоде
Защищает человека (см. рис.3.2е) от очень	сильного охлаждения. Режим

эксплуатации - изолированный. Характерны: максимально-компактные объемнопланировочные решения минимальные теплопотери, изолированные отапливаемые лестницы, двойные тамбуры при входах, очень большие воздухонепроницаемость и защитные свойства ограждений, отопление большой мощности, принудительная вентиляция с подогревом и увлажнением воздуха.

В условиях города - резкое ограничение пребывания людей на улице, эффективная защита от ветра смягчает условия охлаждения, желательны теплые переходы между жильем и предприятиями, зимние сады и рекреации.

Для каждого района застройки устанавливаются типы погоды по месяцам и назначаются режимы эксплуатации жилища. Кроме этого имеется возможность при использовании дополнительной информации установить тип погоды отдельно для ночи и дня.

Лекция 4. Районирование территории. Типология жилища.

Районирование территории

1 Физико-географическое районирование

Основой для такого районирования является гидротермический показатель – соотношение радиационного тепла и влаги у земной поверхности. Он выражается индексом сухости (по М.И. Будыко)

kc RL r ,

(4.1)

где R – радиационный баланс, Вт/м2; L - годовое количество осадков, м;

r - скрытая теплота парообразования, Вт/м3.

(L r – тепло, необходимое для испарения годового количества осадков).

В тундре гидротермический показатель равен 0,35, в пустыне – 3,4. Для инженерных теплотехнических расчетов принимаются два режима эксплуатации конструкций (А или Б по СНиП ІІ 3- 79**), которые зависят зоны влажности. На Украине севернее линии, проходящей через Винницу, Киев и Сумы, находится нормальная, а южнее этой линии располагается сухая зона.