1.3. Сонячна радіація

Електромагнітне і корпускулярне випромінювання Сонця в навколишнє середовище є сонячною радіацією. Поверхня землі одержує від Сонця щорічно біля 2010²⁰ кДж (або 1382 Вт/м² на протязі години) промінистої енергії. Біля половини з неї витрачається на випарювання води, яка приймає участь в загальному природному колооберту.

Сонячну радіацію розподіляють на пряму (яка падає на землю паралельними променями від сонця), розсіяну (що розповсюджується з усіх точок небосхилу) та відбиту від земної поверхні. Крім цього частина прямої і розсіяної радіації, що акумулюється земною поверхнею, утворює теплове випромінювання. В свою чергу атмосфера, що нагрілась за рахунок теплообміну з земною по­верхнею, стає джерелом теплового випромінювання, що зветься противипромінюванням атмосфери.

Оптичний спектр сонячної радіації характеризується довжиною хвилі (1 нанометр = 1/10000 мм) на інтервалі 300-5000 нм. Спектр підрозділяється на среднєхвильве ультрафіолетове (280-320 нм), довгохвильове ультрафіалєтове (320-400 нм), світлове (400-760 нм) та інфрачервоне (760-5000 нм) випромінювання. Особливе значення має ультрафіалетове випромінювання (еритемне), що має оздоровчу та антибактерецидну дію.

З п’яти різновидів промінистої енергії прямої, розсіяної, відбитої, теплової і проти випромінювання атмосфери – три перші сконцентровані в короткохвильової частині спектру, дві останні відносяться до довгохвильових.

Сонячне випромінювання земної поверхні зветься інсоляцією. Тривалість інсоляції (її величина нормується) визначає комфорт або дискомфорт території забудови.

Окремо розглядається процес інтермії – підвищеного теплового випромінювання простору біля будинків. Особливо цьому підвержені внутрішні кути будинків, які орієнтовані на південь.

1.4. Температура повітря

Температура виникає в результаті взаємодії промінистого тепла Сонця і теплового противипромінювання земної поверхні. Представляє собою міру кінетичної енергії руху молекул (атомів). Вимірюється у ^о С – Цельсія, К – Кельвіна, ^о F – Фаренгейта і т .п. Із кількості тепла, що поступає, біля 14 % втрачається на нагрів повітря та 86 % - на нагрів поверхні Землі та уходить у космос. Температура повітря являється основною кліматичною характеристикою.

Спостереження за температурою дозволяють фіксувати:

• стале зниження за висотою (1 ^о С на кожні 100 м);

• коливання в горизонтальних шарах атмосфери (циклони та антициклони);

• зниження среднєрічної температури з південно-західного на північно-східний напрямок;

• коливання температури на протязі доби, тижня, місяця і року.

По амплітуді коливань температури (різниці максимальної та мінімальної) в добовому ході судять про різкість зміни клімату, а по річній (амплітуді різниці самого холодного і самого теплого періоду року)- про ступінь континентальності клімату місцевості.

Температурний режим повітря в річному розрізі характеризують наступні показники:

а) середньомісячні температури на протязі всього року;

б) середньомісячні максимуми та мінімуми добової температури повітря;

в) добовий хід температури повітря в червні, липні, серпні та вересні (теплий період);

г) те ж на протязі опалювального сезону;

д) екстремальні значення температури повітря літом і взимку;

е) середня максимальна (влітку) і середня температура найбільш холодних п’яти діб і найбільш холодної доби;

ж) тривалість періоду з середнє добовою температурою повітря менше 8°С (опалювальний період);

з) тривалість періоду з середньодобовою температурою нижче 0°С; 

і) середні температури повітря найбільш холодного періоду, який визначається в 15% періоду за пунктом «ж».

Данні про температурний режим атмосфери використовуються:

а) при кліматичному районуванні території;

б) в теплотехнічних розрахунках огороджувальних конструкцій будівель і споруджень, що опалюються;

в) для розрахунку системи і визначення строків опалювання;

г) при визначенні морозостійкості будівельних матеріалів;

д) в розрахунках тривалості будівельного сезону та визначення заходів для виконання будівельних робіт в зимовий час;

е) для прогнозування біокліматичних показників і визначення ступеню комфортності зовнішнього (житлового) середовища за тепловими відчуваннями людини.

Різниця температур між самим холодним і теплим місяцями визначає ступінь континентальності клімату. За значеннями среднємісячної температури () та амплітуди коливань температури зовнішнього повітря () розраховується среднєдобова температура (t_н) за формулою

. (1.1)

Формула (1.1) відбиває добову циклічність змін температури, що представляє собою (див. рис. 1.1) косинусоїду з максимумом, який приходиться на 15 годин дня та мінімумом – на 3 години ночі

Крім температури повітря будівельниками використовується кліматологічна інформація по промерзанню ґрунтів. Для сугліністих і глинистих ґрунтів глибина промерзання находиться за спеціальною картою (СНиП 2.01.01-82). Так, наприклад, для Донецька вона становить 90 см. Ця інформація необхідна для визначення глибини закладання фундаментів і організації інженерної підготовки території забудови

А_tн

t_н^ср

9 15 21 3 9 годин

Рис. 1.1. Добові зміни температури зовнішнього повітря

Температура повітря вимірюється за допомогою термометрів в фіксовані строки спостережень або ведуться безперервні спостереження з використанням термографів.