RUS_posobie

21

Âû ñî òà

çäàí èÿ

а

б

2

1

3

1

Север

56

2

ÐÒ

48

го ризо н тальн ы й

34

уго л затен ен ия

ÐÒ

3

в

г

Ñ ÂD AG F Å

4541

ÐÒ

47

A

49

54

58

53°

Â

ÐÒ

Ñ

G

D

F

го ризо н тальн ы й

Å

уго л ин со ляции

350

0

10

20

340

д

330

30

320

10°

40

310

20°

50

20

30°

4

300

34°

60

40°

Í

àï

равлен

290

19

48°

5

70

í à

50°

ò.

èå

55°

À

60°

18

6

280

70°

80

Н ап равлен

èå

17

80°

7

í

à ò. 1

16

270

8

90

15

10

9

èå

14

13

12

11

Í àï

равлен

260

100

í à ò. 2

VI

V-VII

èå

250

IV-VIII

110

равлен

Í

àï

Â

.

íà

ò

240

III-IX

120

II-X

230

130

I-XI

èå

Í

XII

равлен

220

140

í

àï

à

ò

.

210

150

G

1

равлен

Í

àï .

Í

èå

ò

èå

í àï

à

200

160

í

170

à

равлен С

190

180

Í

ò

í

.

èå

ààï

равлен

F

ò

.

àï

ò

.

равлен

Å

èå

Í

à

равлен

í

D

ò.

èå

àï

à

Íí

Рис. 7.7. Пример расчета продолжительности инсоляции помещения по методу РТ.

а – определение горизонтального угла затенения соседним зданием и направлений для

построения теневой маски застройки; б – определение вертикальных углов затенения

соседним зданием;

в –

определение горизонтального угла инсоляции и направлений для

22

построения теневой маски светопроема; г – определение вертикальных углов инсоляции; д – построение теневой маски для расчета продолжительности инсоляции помещения.

Расчетная продолжительность инсоляции приводится в таблице 7.3 по времени, которое соответствует точкам пересечения соответствующих проекций траекторий Солнца с контуром совмещенной теневой маски.

Таблица 7.3. Определение расчетной продолжительности инсоляции помещений

Месяц		Характеристики расчетной инсоляции, час							Нормативная
	НачалоОконча		Перерывы				Продолжительность		продолжительность
		ние	начало-окончание			ОбщаяРасчетная		Наибольшая	инсоляции, час
			продолжительность					непрерывная
XII	903	1457		-		554	554	554	-
I,XI	842	1518		-		636	636	636	-
II,X	855	1500		-		605	605	605	-
III, IX	921	1435		-		514	514	514	230
IV, VIII	943	1756	1025 - 1148		1435 - 1740	345	329	247	230
			123		305
V, VII	1255	1807	1440 – 1708			244	244	145	300
				228
VI	1325	1756	1445 – 1656			221	221	120	300
				210

23

8 ОЦЕНКА АЭРАЦИИ ЗАСТРОЙКИ 8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В качестве приближенного варианта оценки аэрации застройки рекомендуется методика трансформации воздушного потока Ф.Л. Серебровского [10]. Суть методики заключается в использовании коэффициентов трансформации (τ), которые показывает долю уменьшения или увеличения скорости свободного воздушного потока под воздействием какого-либо вида преграды.

Скорость в і – ой точке на территории застройки определяется по значению скорости на метеостанции и м , умноженной на общий коэффициент трансформации К по формуле

					(8.1)
	ui uм K .
Общий коэффициент трансформации К представляет собою произведение четырех
основных коэффициентов трансформации в виде
	K 1 2 3 4				(8.2)

С целью упрощения расчетов данная методика применяется со следующими допущениями:

-рельеф территории строительства спокойный и совпадает с рельефом метеостанции, поэтому 1 = 1;

- коэффициент трансформации городской застройкой 2 = 1;

-при определении коэффициента трансформации зданиями ( 3 ) рассматриваются только направление ветра перпендикулярное к плоскости фасадов зданий как наиболее характерное;

-коэффициент трансформации малыми архитектурными средствами и благоустройством

( 4 ) учитывается только		в	рекомендациях по улучшению		ветрового режима в
характерных точках территории застройки.
	Значения коэффициента	4	в первом приближении можно принимать по табл. 8.1.
Использование зеленых насаждений и экранов рассмотрено в Приложениях Б и В.
					Таблица 8.1
	Значения 4 для различных поверхностей
	Наименование поверхности				4
	Газоны				1,0
	Асфальтовые проезды и тротуары				1,4
	Площадки				1,3
	Кустарники до 0,5 м				0,7
	Кустарники до 1,0 м				0,5

Выполняемый расчет сводится к нахождению коэффициента трансформации 3 , который указывает на изменение скорости свободного потока u2 под воздействием здания. За

зданием образуется некая ветровая тень. Под ветровой тенью в градостроительстве понимается область за зданием, где скорость свободного потока уменьшается в 2 и более раз (в некоторых источниках говорится на 50 %). При максимальном значении скорости свободного потока u2 = 7 м/с в области ветровой тени скорость не превысит при этом 3,5 м/с,

что близко к комфорту. Однако при больших значениях скорости свободного потока скорость в ветровой тени может оказаться больше комфортной или, наоборот, при меньших значениях в области ветровой тени появятся дискомфортные застойные зоны. В этой связи, задаваясь значением комфортной скорости ик , правильнее будет находить области комфортных и дискомфортных скоростей.

24

8.2 ЗНАЧЕНИЯ КОМФОРТНЫХ СКОРОСТЕЙ

По данным К.И. Семашко [8] значения комфортных скоростей ( uк ) для температур наружного воздуха tз следует считать:

- от 10	до 25 оС – в пределах 1 – 3 м/с (нижний предел для выявления застойных зон);
- от 10	до -15 оС – в пределах 0,6 – 2,5 м/с;
- от -15	до -30 оС – в пределах 0,5 – 2 м/с.

Данные скорости относятся к зоне обитания человека – около 2 м от поверхности земли.

8.3 ПЕРЕСЧЕТ СКОРОСТИ С УРОВНЯ ФЛЮГЕРА НА УРОВЕНЬ ОБИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА

В первом приближении изменение скорости ветра по высоте может быть описано по степенному закону [11, 12]. Пересчет значения расчетной скорости для высоты 2 м от поверхности земли ведется по формуле

						H		0,2
							2
u2			u						(8.3)
					м	H
							м

где Н2 и Нм – соответственно высота 2 м и уровень флюгера метеостанции; и2 и и м - соответственно скорости на высоте 2 м и уровне флюгера метеостанции. Обычно Нм = 10 м, тогда формула (8.3) приобретает вид

H

0,2

2

0,2

2

u

u

0,725uм

u2

м

м

(8.3а)

H

м

10

8.4 ВЕТРОВОЙ РЕЖИМ В ПРИЗЕМНОЙ ОБЛАСТИ ОДИНОЧНОГО ЗДАНИЯ

При движении ветра перпендикулярно зданию образуются три основных зоны:

-зона вихревого движения за зданием, характерная снижением скорости свободного потока, как отмечалось выше, “ветровой тенью”. Хотя правильнее отыскивать область “комфортной тени”, которая должна определять пространство с комфортным ветровым режимом. Такое направление характеризуется тем, что за зданием образуется наибольшая по площади ветровая тень.

-зона пониженных скоростей перед зданием, характеризующаяся квазистационарным вихрем (по Э.И. Реттеру [12]);

-зона угловых течений, характерная срывами потока с углов здания с увеличением начальной скорости движения.

Для приближенной оценки рассматривается первая зона. Графическое построение теней выполняется за каждым зданием (длиной L и высотой H) отдельно. Для протяженных

(L 2H) зданий тень (см. рис. 8.1а) представляет собой трапецию. а) б)

u2

L

= 900

Н
L	u2
Н
lm

Н

Н

Рис. 8.1. Пример построения ветровой тени за зданием при = 90о: а – в виде трапеции, б – треугольника.

25

Одной стороной трапеции является заветренная сторона здания, а другой отрезок, укороченный с обеих сторон на величину высоты здания. Высотой этой трапеции является длина тени lт . В некоторых случаях при коротких зданиях или значительной их

высоте (L 2H) трапеция превращается в треугольник (см. рис. 8.1б). Тени от зданий, расположенных в застройке, могут налагаться друг на друга или выходить за пределы красной линии застройки. Наложенные тени считаются за одну общую, а “вышедшая” тень в расчетах не учитывается.

Длина тени lт представляет собой относительную величину и измеряется в высотах здания. Ее величина определяется зависимостью

lт lт H .			(8.4)

Длина lт - есть расстояние до линии ограничивающей область, где скорость по сравнению со свободным потоком снизилась на величину 3 . Длина тени может быть найдена [11] по графику рис. 8.2.

Рис. 8.2. Зависимость длины ветровой тени отдельного здания от отношения длины фасада здания к высоте при направлении ветра 90о к фасаду. Коэффициент трансформации 3

скорости ветра: 1 – 3 = 0,3; 2 – 3 = 0,4; 3 – 3 = 0,5; 4 – 3 = 0,6 [11].

Для каждого здания застройки находится отношение длины к высоте (L/H). Причем длиной считается сторона здания, перпендикулярная направлению ветра. По графику рис. 8.2 за каждым зданием в отдельности (по отношению L/H и кривой с соответствующим значением 3 ) находится относительная длина соответствующей тени lт . Относительная

длина тени выражена в высотах здания.

Длина тени в метрах рассчитывается по формуле

lт lm H .			(8.5)

8.5АЛГОРИТМ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

а) Устанавливается расчетное направление ветра по отношению к зданиям застройки, записывается значение, и м ;

б) По формуле (8.3а) рассчитывается скорость на уровне 2 м от поверхности земли, и2 ; в) Записывается значение верхнего предела комфортности скорости, uкв ;

26

г) Находится коэффициент трансформации						( 3 ), снижающий скорость		2 до уровня
							и
комфортной по формуле
				в /			(8.6)
	3		u		u	м
			к

д) Находится отношение длины здания к высоте L/H.

е) По графику рис. 8.2 по отношению L/H и кривой 3 отыскивается относительная длина

тени в высотах, lтi ;

ж) Определяется длина тени в метрах lmi lтi Hi ;

и) Строится область комфортных теней за зданием (см. рис. 8.3);

к) Вычисляются площади теней Sтi за каждым зданием в пределах красной линии застройки. л) Вычисляется коэффициент продуваемости застройки по формуле

		Km Sтi / So ,	(8.7)
где S	mi	- сумма площадей теней (в пределах красной линии) за всеми зданиями, м2;

So - площадь территории застройки в пределах красной линии, не занятая зданиями,

м2.

Если тени от зданий налагаются друг на друга, то в расчете учитывается только результирующая тень.

м) Делается вывод о защищенности территории застройки:

-если Кт 0,5 – территория защищена от ветра;

-если Кт 0,5 – территория не защищена от ветра.

Рис. 8.3. Пример построения комфортных теней за зданиями.

27

Литература

1.ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010. Будівельна кліматологія.

2.ДБН В.1.1-2:2006. Нагрузки и воздействия, Нормы проектирования. – К.: Минстрой Украины, 2006. – 60 с.

3.ДСТУ Б EN ISO 13790:2012. Енергоефективність будівель. Розрахунок енергоспоживання при опаленні та охолодженні (EN ISO 13790:2008, ІDТ). – К.: Мінрегіонбуд України, 2012. – 120 с.

4.Лицкевич В.К. Жилище и климат. – М.: Стройиздат, 1988.

5.ДБН 360-92*. Градостроительство. Планировка городских и сельских поселений. –

Киев. 1993.

6.Дунаев Б.А. Инсоляция жилища. – М.: Стройиздат, 1979.

7.Гусев Н.М. Основы строительной физики. – М.: Стройиздат, 1975.

8.Елагин Б.Т. Учет лучистой энергии солнца в архитектуре: Учеб. пособие. – К.:

НМК ВО, 1992.–140 с.

9Серебровский Ф.Л. Аэрация населенных мест. – М.: Стройиздат, 1985.

10Руководство по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки/ ЦНИИП градостроительства. – М.: Стройиздат, 1986. 59 с.

11Реттер Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика. – М.: Стройиздат, 1984.

12La protection contre le vent. J. Gandemer, A. Guyot. Nant, Marseille, 1981.

13Коваленко П.П., Орлова Л.Н. Городская климатология: Учеб. пособие для вузов. –

М.: Стройиздат, 1993. – 144 с.: ил.

14.ДСТУ –Н Б В.2.2-27:2010 Настанова з розрахунку інсоляції об’єктів цивільного призначення. – Київ, Мінрегіонбуд України, 2010.

28

ПРИЛОЖЕНИЕ А ЗНАЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ УПРУГОСТИ ВОДЯНОГО ПАРА Е (Па) ДЛЯ

РАЗНЫХ ТЕМПЕРАТУР

А. Для температур от 0 оС до – 40 оС

t, 0С	Е	t, 0С	Е	t, 0С	Е	t, 0С	Е	t, 0С	Е
0,0	611	-5,4	388	-10,6	245	-16,0	151	-23,0	77
-0,2	601	-5,6	381	-10,8	241	-16,2	148	-23,5	73
-0,4	592	-5,8	375	-11,0	237	-16,4	145	-24,0	69
-0,6	581	-6,0	368	-11,2	233	-16,6	143	-24,5	65
-0,8	573	-6,2	363	-11,4	229	-16,8	140	-25,0	63
-1,0	563	-6,4	356	-11,6	225	-17,0	137	-25,5	60
-1,2	553	-6,6	351	-11,8	221	-17,2	135	-26,0	56
-1,4	544	-6,8	344	-12,0	217	-17,4	132	-26,5	53
-1,6	535	-7,0	337	-12,2	213	-17,6	129	-27,0	51
-1,8	527	-7,2	332	-12,4	209	-17,8	128	-27,5	48
-2,0	517	-7,4	327	-12,6	207	-18,0	125	-28,0	45
2,2	509	-7,6	321	-12,8	203	-18,2	123	-28,5	44
-2,4	500	-7,8	315	-13,0	199	-18,4	120	-29,0	41
-2,6	492	-8,0	309	-13,2	195	-18,6	117	-29,5	39
-2,8	484	-8,2	304	-13,4	191	-18,8	116
-3,0	476	-8,4	299	-13,6	188	-19,0	113	-30	37
-3,2	468	-8,6	293	-13,8	184	-19,2	111	-31	34
-3,4	460	-8,8	289	-14,0	181	-19,4	109	-32	30
-3,6	452	-9,0	284	-14,2	179	-19,6	107	-33	27
-3,8	445	-9,2	279	-14,4	175	-19,8	105	-34	25
-4,0	437	-9,4	273	-14,6	172			-35	22
-4,2	429	-9,6	268	-14,8	168	-20,0	103	-36	20
-4,4	423	-9,8	264	-15,0	165	-20,5	99	-37	18
-4,6	415			-15,2	163	-21,0	93	-38	16
-4,8	408	-10,0	260	-15,4	159	-21,5	89	-39	14
-5,0	401	-10,2	255	-15,6	156	-22,0	85	-40	12
-5,2	395	-10,4	251	-15,8	153	-22,5	81	-41	11

Б. Для температур от 0 оС до + 30 оС

t, 0С	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
0	611	615	620	624	629	633	639	643	648	652
1	657	661	667	671	676	681	685	691	696	701
2	705	711	716	721	727	732	737	743	748	753
3	759	764	769	775	780	785	791	796	803	808
4	813	819	825	831	836	843	848	855	860	867
5	872	879	885	891	897	904	909	916	923	929
6	935	941	948	955	961	968	975	981	988	995
7	1001	1009	1016	1023	1029	1037	1044	1051	1059	1065
8	1072	1080	1088	1095	1103	1109	1117	1125	1132	1140
9	1148	1156	1164	1172	1180	1188	1196	1204	1212	1220
10	1228	1236	1244	1253	1261	1269	1279	1287	1295	1304
11	1312	1321	1331	1339	1348	1355	1365	1375	1384	1393
12	1403	1412	1421	1431	1440	1449	1459	1468	1479	1488
13	1497	1508	1517	1527	1537	1547	1557	1568	1577	1588
14	1599	1609	1619	1629	1640	1651	1661	1672	1683	1695
15	1705	1716	1727	1739	1749	1761	1772	1784	1795	1807
16	1817	1829	1841	1853	1865	1877	1889	1901	1913	1925
17	1937	1949	1962	1974	1986	2000	2012	2025	2037	2050
18	2064	2077	2089	2102	2115	2129	2142	2156	2169	2182
19	2197	2210	2225	2238	2252	2266	2281	2294	2309	2324
20	2338	2352	2366	2381	2396	2412	2426	2441	2456	2472
21	2486	2502	2517	2533	2548	2564	2580	2596	2612	2628
22	2644	2660	2676	2691	2709	2725	2742	2758	2776	2792
23	2809	2826	2842	2860	2877	2894	2913	2930	2948	2965
24	2984	3001	3020	3038	3056	3074	3093	3112	3130	3149
25	3168	3186	3205	3224	3244	3262	3282	3301	3321	3341
26	3361	3381	3401	3421	3441	3461	3482	3502	3523	3544
27	3565	3586	3608	3628	3649	3672	3693	3714	3736	3758
28	3780	3801	3824	3846	3869	3890	3913	3937	3960	3982
29	4005	4029	4052	4076	4100	4122	2146	4170	4194	4218
30	4242	4268	4292	4317	4341	4366	4390	4416	4441	4466

29

ПРИЛОЖЕНИЕ Б ПРИМЕНЕНИЕ ОЗЕЛЕНЕНИЯ В РЕГУЛИРОВАНИИ МИКРОКЛИМАТА

ТЕРРИТОРИИ

Зеленые насаждения могут выполнять функцию коррекции аэрационного режима территории жилой застройки. Для успешной реализации задач реконструкции к разработке проекта озеленения привлекаются специалисты - дендрологи. Общие рекомендации для архитекторов можно позаимствовать в работах Ф.Л. Серебровского [10], J. Gandemer и A.Guyot [13].

Зеленые насаждения представляют собой воздухопроницаемые преграды, ветрозащитные свойства которых зависят от их просветности. Просветность или ажурность (γ) может определяться отношением суммы площадей просветов Fпр к общей площади преграды Fо

Fпр Fо .

(Б .1)

Для наиболее применяемых в озеленении дворовых пространств зеленых насаждений с равномерной по высоте (Н) просветностью γ = 0,2 и 0,3 предлагается зависимость

коэффициента трансформации в виде

4 A cos B

C D

при – 8 <

< G;

x

x

e F

G K

x

при – G <

< 40,

(Б.2)

4

x

где

= х/Н - относительное расстояние от центра зеленого насаждения.

Значения

x

эмпирических коэффициентов A, B, C, D, F, G, K приведено в таблице Б.1.

Таблица П.1 – Значения эмпирических коэффициентов и членов формулы Б.2 [10]

γ

A

B

C

D

F

G

K

0,2

0,4

0,09

0,73

0,6

0,04

3

1,2

0,3

0,31

0,077

0,62

0,62

0,025

5

1,38

Для практических целей используются различные сочетания зеленых насаждений по просветности и конструктивным решениям. Следует помнить, что непродуваемые зеленые насаждения могут вызывать эффект увеличения начальной скорости. Например, если зеленые насаждения находятся на расстоянии ≤ 2Н от торцов линейных зданий, то начальная скорость возрастает на 10-20%. В целом, ветрозащитный эффект от зеленых насаждений распространяется примерно на расстояние около 40 высот.

ПРИЛОЖЕНИЕ В ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВЕТРОЗАЩИТНЫХ ПРЕГРАД

Очень подробное исследование возможностей применения ветрозащитных преград различных конструкции имеется в работе J. Gandemer и A.Guyot [13]. Даются рекомендации для использования крупных экранирующих преград в виде сплошных или продуваемых стен выполненных из бетона или дерева. Отверстия могут быть различные – сотовые, ромбические или в виде горизонтальных сквозных полос. Такие преграды ставятся в разрывах между зданиями, при этом в них для пешеходов устраиваются узкие проходы, или непосредственно перед защищаемыми территориями, например, акваториями небольшого порта, торговыми площадями, зонами отдыха, детскими площадками и т.п. Кроме этого используются различного рода барьеры, сетчатые конструкции, навесы и даже пластичные архитектурные формы. Помимо ветрозащитного назначения предлагаемые преграды служат для защиты от шума магистралей, избыточной солнечной радиации или являются визуальными экранами, скрывающими промышленную застройку. Доказанным фактом является то, что наибольший эффект ветрозащиты вблизи высотного здания дают примыкающие к фасаду горизонтальные навесы. Для обеспечения минимальной продолжительности инсоляции их конструкция может быть выполнена в виде жалюзей.

Эффект ветрозащиты оценивается коэффициентом ветрозащиты, который представляет собой отношение

30

где U z

и

z z

j

P

U

z

z

,

(В.1)

j

v

U

j

z

z

иU z - средние скорости в приземном слое без преграды и с преградой;

-соответствующие указанным скоростям среднеквадратичные отклонения.

Если нет информации о среднеквадратичных отклонениях, то принимают значения средних скоростей.

Ветрозащита рассматривается для трех случаев, когда Р = 3, 2 и 1,2, для которых

рассчитывается площади соответствующих зон S3 , S2 и S1,2 . Общая	формула для
определения указанных площадей имеет вид
S p So k p Ch CL C C K ,	(В.2)

где So – площадь экрана, м2;

kp – константа, которая связана со значением коэффициента ветрозащиты (kp = 0,6 при

Р = 3, kp = 1,6 при Р = 2 и kp = 16,5 при Р = 1,2);

Ch – коэффициент, учитывающий высоту экрана, его значение в пределах 2 ÷ 10 м находится по графику (см. рис. В.1а);

CL - коэффициент, учитывающий длину экрана, его значение для длин в пределах 20 –

120 м определяется зависимостями (см. рис. В.1б);
а)	б)

Рис. В.1. Значения коэффициентов Ch и CL.

CΦ – коэффициент учитывающий просветность экрана Ф, находится по графику рис П.2. (Величина Ф определяется также как у Ф.Л. Серебровского по формуле В.1);

Cθ – коэффициент, зависящий от направления действия ветра. В пределах θ = 0 ÷ 30о находится по графику рис. В.2. Угол θ = 0о соответствует направлению ветра, перпендикулярном к плоскости экрана;

K – коэффициент, зависящий от категории территории и просветности экрана. Его значения приведены в таблице В.2.

			Таблица В.2
	Значение коэффициента К [13]
Ветер над территорией	Просветность экрана, Фm		K
Класса II – свободная	0 ÷ 0,7		1
территория
Класса IV – жилая	0,2		0,8
урбанизированная
территория	0,5		0,7