Архитектурный анализ Климата

Предусматривает характеристику кли­матических условий, направленную на обоснование архитектурных решений. С этой целью используются рассмот­ренные выше климатическое райони­рование и методика погодных комп­лексов, а также пофакторный анализ климатических данных, завершаю­щийся комплексной оценкой сторон горизонта. Связь факторов, подлежа­щих анализу, с типами погоды дана в табл. 2.13.

Рис. 2.12. Просторная лод­жия-веранда, защищенная трансформируемым остеклен­ным ограждением и озеле­ненная, — необходимый элемент комфортного жили­ща в умеренном климате

Солнечная радиация регламенти­рует ориентацию помещений и зданий в целом, планировку, устройство све — топрозрачных ограждений, солнцеза-

Таблица 2.13. Природно-климатические факторы, подлежащие анализу при различных типах погоды

Природно —

Климатические

Факторы

Тип погоды по табл. 2.8

Суро­

Холод­

Прох­

Ком­

Теп­

Жар­

Жар­

Вая

Ная

Лад­

Форт­

Лая

Кая

Кая

Ная

Ная

Сухая

Солнечная радиация, поступающая на стены разной ориентации

Комплекс температуры с солнечной радиа­цией

Комплекс температуры с влажностью Ветер:

Температурно-ветровой режим ветроснегозаносы ветер с дождем ветер с пылью Влияние подстилающей поверхности на климатические элементы:

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

0

0

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

0

0

0

0

0

0

0

+

+

+

0

+

0

0

+

+

+

+

+

Ветер и солнце

+

+

+

+

+

+

+

Рельеф и ветер

+

+

+

+

+

+

+

Застройка

+

+

+

+

+

+

+

Озеленение

0

0

+

+

+

+

+

Акватории

0

0

+

+

+

+

+

Примечание. +

— факторы, подлежащие учету;

0

— факторы, не подлежащие учету.

Таблица 2.14. Оценка крута горизонта по условиям теплового облучения и солнечной радиации в летний период (май-август)

Территория

Оценка в баллах

1 | 2

3

4

От побережий Северного Ледови­того океана до 65—63° с. ш., включая север Дальнего Востока

От 65—63° с. ш. до 52° с. ш.

К югу от 52° с. ш.

Юг Средней Азии

Юг Дальнего Востока

3

ЮЗ 3

В

В, юз 3, юв в, юз 3, юз

С3—СВ — запретные секторы для квартир односторонней ориентации во всех зонах в з, юв юз, ю

Юв, ю ю, в ю, юв юв, ю

Примечание. Число баллов пропорционально количеству получаемой солнечной радиации и общему тепловому фону.

Щитных экранов, озеленения и др. Данные о поступлениях радиации в июле на горизонтальную и вертикаль­ные поверхности при безоблачном небе можно получить в СНиП 2.01.01—82 (прил. 6 и 7). Результаты архитектур­ного анализа солнечной радиации при­ведены в табл. 2.14.

Число баллов для разных ориен — таций изменяется в зависимости от географического района, что обуслов­лено разным тепловым фоном и ходом облачности в течение суток. Для ши­роты Москвы оценка круга горизонта по условиям теплового облучения дана на рис. 2.13. Рекомендуется учитывать влияние прямой солнечной радиации по шкале, цена деления которой равна 1500 ккал/(м2 • сут) [6279 кДж/ / (м — сут) ] и соответствует дополни­тельному нагреву помещении за счет прямых солнечных лучей на 4°С. Практически малыми можно считать поступления солнечной радиации ме­нее 1500, средними — от 1500 до 3000 и большими — от 3000 до 4500 ккал/(м — сут) [соответственно 6300, 6300—12500 и 12500— 18800 кДж/(м2 сут) ].

НЕДОПУСТИМАЯ ПО СНиЛ

НЕБЛАГОПРИЯТНАЯ

ДОПУСТИМАЯ

ДОПУСТИМАЯ

БЛАГОПРИЯТНАЯ

Рис. 2.13. Оценка круга го­ризонта Москвы в баллах по условиям теплового облу­чения и с учетам ограниче­ния ориентации жилых по­мещений на север

Рис. 2.14. Годовой ход тем­пературы и влажности воз­духа в Москве

I Ж Ж Ж ? Ж ШГ

К X Ж л

V, м/с

Температурный режим характери­зуется данными годового и суточного хода температуры воздуха. На графи­ках годового хода среднемесячной тем­пературы (рис. 2.14) наносятся линии,

Отмечающие продолжительность тех или иных условий, например линия температуры 20 и 21°С (начало пере­грева помещений» необходимость сол­нцезащитных средств на оконных про­емах, площадках отдыха). При про­должительности перегрева менее 20 дней рекомендуются внутренние солнцезащитные устройства, 20— 40 дней — межстекольные или на­ружные, 61—100 дней — наружные или межстекольные в сочетании с теп­лозащитным стеклом, а также искус­ственное охлаждение.

График суточного хода температу­ры (рис. 2.15) позволяет уточнить ус­ловия эксплуатации открытых поме­щений при наличии солнцезащиты (температура 16°С и выше) или при инсоляции (12—16°С).

Влажность воздуха может быть нанесена на один график с темпера­турой (см. рис. 2.3); относительная влажность V7 = (е/Е) 100%, где е — абсолютная влажность воздуха, Е — максимальная абсолютная влаж­ность при данной температуре Линии 30 и 70% относительной влажности на рис. 2.3 ограничивают зоны с низкой и высокой влажностью.

Для уточнения типов проветрива­ния помещений на юге (ночное, днев­ное, круглосуточное) при комфортной, теплой и двух типах жаркой погоды (18—30°С) рекомендуется использо­вать график температурно-влажност — ной характеристики (см. рис. 2.3). С его помощью строят рабочий график (рис. 2.16), для чего используют кли­матические данные, приведенные в табл. 1.1. При средней температуре в 13 ч для каждого месяца с помощью рис. 2.3 определяют критические вер­хние и нижние значения относитель­ной влажности и наносят их на рабо­чий график, что дает зону оптималь­ной влажности в 13 ч. Нанеся линию фактической влажности ЛБ, определим период в апреле—мае с состоянием "сухо" в 13 ч (фактическая влажность

Меньше оптимальной). Если бы линия АБ вышла сверху за пределы зоны, то период характеризовался бы оцен­кой "влажно" в 13 ч и потребова­лись бы дневное проветривание по­мещений и улавливание ветра пла­нировкой.

Нанеся линию фактической влаж­ности в 7 ч ВГ и сравнивая значение влажности с линией, соответствующей 70% (оптимум при ночных и утренних температурах), определяем повышение влажности, которое, однако, не требу­ет сквозного йроветривания, так как температура в эти часы невысока. Проветривание ночью необходимо при температуре около 24°С, а при более высокой желательно кондиционирова­ние.

Ветер оценивается для решения планировочных задач, связанных с ветрозащитой или аэрацией, а также с выбором ориентации, взаимного раз­мещения селитебных и промышленных зон и др. Удобной формой для архи­тектурного анализа ветрового режима является роза ветров — показатель направления и скорости ветра по ме­сяцам (рис. 2.17). Следует обращать внимание на конкретный румб с ми­нимальной повторяемостью 20%, а при пылр — и снегозаносах — 10%. Со­гласно рис. 2.2 при любой температу­ре скорость ветра более 4м/с небла­гоприятна для пешехода, при скорости 6 м/с и более начинается перенос сне­га и песка, а при скорости 12 м/с и более возникают механические разру­шения элементов зданий. При средне­месячной скорости ветра зимой 5 м/с и более здания подвергаются заметно­му ветровому охлаждению, поэтому желательна защита зданий и пешехо­дов от ветра.

На архитектурное решение влияет измеряемый в м объем снега при ме­телях, переносимого через 1 м (пре­пятствия или полосы). Непродуваемая полоса леса шириной более 20—25 м может задержать до 600 м3 на 1 м

Рис. 2.15. Суточный ход температуры воздуха в Мос­кве (арабскими цифрами на графике указаны часы суток, римскими — меся­цы)

Рис. 2.16. Рабочий график оценки температурно-влажно — стных условий в Харькове

ЧАСЫ СУТОК

1,2 — зоны оптимальной влажности соответственно в 7 и 13 ч

Ь

В

Ъз

О

Г

90 80 70 60

50 U0 30 20

10

В

1

ВЛАЖНО

*

Ш

А <

СУХО

2^

T7,°C 2,6 8,9 12,3 14,2 12,8 8,0 2,9 tr3*C 10J 19,5 22,5 25,1 2^0 18t6 ЩО

Ш

Ж

Ж

Ш

Полосы, продуваемая полоса ширинои 7—10 м имеет снегосборность 100— 150 м3/м; система из трех продува­емых полос шириной 12, 12 и 15 м с межполосными разрывами 30— 40 м задерживает до 400 м3 снега на 1 м.

Для районов, где ветры сочетаются с ливнями или запыленностью возду­ха, следует определять наиболее не­благоприятные направления (стороны горизонта) и предусматривать средства защиты (экранирование ограждений, уплотнение стыков, направленная пла­нировка пространств, лесопосадки и

Др.).

На песках и песчаных рыхлых по­чвах большая запыленность возникает при скорости ветра 1—2 м/с, на пес­чаных и супесчаных — 3—4, на лег­ких суглинках — 5, на тяжелых — 5,5—7 м/с. Критическая концентра­ция в воздухе пыли составляет 1,5 мг/м3 и более. Если концентра­ция превышает критическую 30 дней в году и более или если повторяемость пыльных бурь составляет не менее 3 в месяц, то необходима пылезащита.

ЯНВАРЬ

^бпагоприяг*^

Рис. 2.17. Вероятности на­правлений и скоростей вет­ра за январь и июль в Москве

Для защиты жилого района от задымления со стороны промышленного предприятия следует раз­мещать последнее в направлении с наименьшей по­вторяемостью ветра. При невозможности такого решения необходимо определять минимальное расстояние ЛМин от жилого района до промышлен­ной зоны по формуле

Д*ин ~ Лор/роу

Где Ло — допустимое расстояние от жилого района до промзоны при отсутствии ветра; Ло* 1000м; ро — средняя повторяемость ветра по любому на­правлению; ро — 100%/8 — 12,5%; р — повторяе­мость ветра в данном направлении (р>ро)•

В данном случае Лмин — 1000рмакс/12,5.

Направление городских магистра­лей следует выбирать с учетом обес­печения аэрации или ветрозащиты. При совпадении направления ветра с прямой магистралью, застроенной фронтально, возникает эффект усиле­ния скорости ветра до 20%. Если этот эффект нежелателен, здания (особенно длинные) следует разместить под уг­лом 45—90°С к направлению магист­рали.

Ю

Здание, встречающее ветровой по­ток, создает позади ветровую тень (за­тишье) в пределах 3—8 высот здания Я. Для защиты территории здания должны размещаться не дальше 5 Н друг от друга, а для аэрации — на большем расстоянии.

Оценка круга горизонта по комп­лексу факторов — важная стадия уче­та климата, так как она ориентирует архитектора в отношении сторон го­ризонта для "закрытия" или "откры­тия" архитектурного пространства. Пример розы ветров с балльной оцен­кой сторон горизонта для Москвы дан на рис. 2.18. Построение осуществлено с помощью вспомогательной табл. 2.14,а.

Июль

^ГОПРИЯТНЫ* с^

100%

В

Для составления таблицы отбира­ются климатические показатели, су­щественные для Москвы (тепловой фон, солнечная радиация, ветер). Не­характерные факторы опускаются (снегозаносы, пыльные бури и др.). Для каждого из отобранных факторов задается шкала балльной ценности, от­ражающая возможность дифференциа­ции в их оценке: для Москвы по пя­тибалльной шкале можно оценить сол­нечную радиацию, так как ее изме­нение от С до Ю весьма велико (см.

Таблица 2.14, а. Вспомогательная таблица подсчета баллов для оценки круга горизонта на примере Москвы

Сто­

Теп­

Сол­

Ве­

Абсо­

Приведен­

Рона

Ловой

Нечная

Тер

Лютная

Ная сумма

Гори­

Фон

Радиа­

Сумма

Баллов для

Зонта

Ция

Баллов

Построе­ния розы

С

1

1

1

3

1

СВ

1

2

3

6

2

В

3

3

3

9

4

ЮВ

3

5

2

10

5

Ю

3

5

3

11

6

ЮЗ

2

4

3

9

4

3

3

2

3

8

3

Сз

1

2

3

6

2

Рис. 2.13), да и гигиеническое влияние существенно. Меньшая роль и затруд­нительность в дифференцированной оценке обусловливают трехбалльную шкалу для теплового фона и ветра. Тепловой фон оценен с учетом жела­тельности солнечного облучения при всех ориентациях, кроме ЮЗ, где ле­том возможен перегрев. Солнечная ра­диация тоже оценена с учетом пере­грева, а также дефицита инсоляции при ориентации С. Ветровой режим оценен с учетом неблагоприятных вет­ров с севера (более 5 м/с) в январе и июле, а также с юго-востока в ян­варе. Абсолютная сумма баллов опре­деляет "место" каждого румба, а при­веденная сумма наносится на розу.

Типологическое заключение: рас­крытие пространства жилых групп предпочтительно на Ю, а также ЮВ

При условии защиты от ветров посад­ками зелени, и на ЮЗ при услобии сквозной аэрации и хорошего озеле­нения. Оптимальная ориентация жи­лых помещений — Ю, ЮВ, наихуд­шая — С. При ориентации на 3 и ЮЗ необходима защита от солнца.

Оценка микроклимата в архитек­турных целях предусматривает анализ микроклиматической изменчивости ос­новных элементов климата (прямой солнечной радиации и ветра) под вли­янием подстилающей поверхности — ландшафта и застройки данного горо­да.

НАИБОЛЕЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫЙ

НЕБЛАГОПРИЯТНЫЙ

МАЛО­БЛАГОПРИЯТНЫЙ

СРЕДНЕЙ БЛАГОПРИЯТНОСТИ

НЕБЛАГОПРИЯТНЫЙ

СРЕДНЕЙ БЛАГОПРИЯТНОСТИ

БЛАГОПРИЯТНЫЙ С УЧЕТОМ ВЕТРОЗАЩИТЫ ЗИМОЙ

НАИБОЛЕЕ БЛАГОПРИЯТНЫЙ

Рис. 2.18. Комплексная оцен ка секторов горизонта по ряду факторов для Москвы

Для оценки ландшафта использу­ются топографическая подоснова (рельеф) и методы количественной оценки. На подоснове выделяют ори­ентацию склонов (С, Ю, В, 3 и др.) и углы наклона местности, подразде­ляя ровные места на повышенные и пониженные. Для этого треугольник с углами 30—60° следует перемещать по

Подоснове так, чтобы его катеты были параллельны С—Ю и 3—В. В точках касания гипотенузой горизонталей рельефа делают засечки, по которым проводят границы участков разной экспозиции (рис. 2.19). Границы меж­ду участками смежных экспозиций проводят через те точки на горизон­талях, в которых нормали к ним име­ют азимуты 30, 60, 120, 150° и т. д.

Рис. 2.19. Распределение склонов г. Москвы по экспозициям: от 90 до 27(Р (3—В, Ю) — благо­приятные; от 315 до

45° (СЗ—СВ) — неблагоп риятные; от 45 до 9(Р (СВ—В) и от 270 до 315° (З—СЗ) — допусти­

Мые

Оценка территории по уклонам проводится с учетом следующих гра­даций: до 3, 3—10, 10—20 и более 20%. Критерии оценки склонов по солнечной радиации и ветру приведе­ны в табл. 2.15 и 2.16.

Оценка микроклимата застройки проводится на основе установленных закономерностей и данных наблюде­ний метеостанций или натурных об­следований. Целью оценки является выявление территорий города, требу­ющих разного подхода к улучшению микроклимата — ветрозащиты, аэра­ции, солнцезащиты, обводнения и др. Оценка микроклимата в пределах групп зданий и около последних про­водится по специальным методикам. Основные закономерности формирова­ния микроклимата в застройке даны в табл. 2.17.

В целом задачи архитектора в об­ласти архитектурной климатологии за­ключаются в анализе климатических условий места строительства объекта, выявлении нормативных и вненорма — тивных требований к объекту в связи с климатом, отборе среди этих требо­ваний наиболее существенных, влия­ющих на микроклимат и внешний об­лик объекта, и в отражении этих тре­бований в архитектурном проекте. Привлечение к этой работе специа­листов (научных работников, клима­тологов, экологов и др.) является со­ставной частью нормального творче­ского процесса.

Очень теплый и жаркий климат

От 90 до 270 (В-3)

О

Таблица 2.15. Оценка территории по тепловому воздействию солнечной радиации

Климатическая зона

Степень благоприятности ориентации

Благоприятная

Неблагоприятная

Умеренно благоприятная

Холодный и умеренный климат

От 90 до 270° (В-3)

От 315 до 45° (C3-CB)

От 315 до 45 (СЗ-СВ)

О

От 4.5 до 90° (CB-B), от 270 до 315° (3-C3)

От 45 до 90° (СВ-В), от 270 до 315° (З-СЗ)

Таблица 2.16. Оценка территории по ветровому режиму

Общая оценка ветрового режима

Степень благоприятности форм рельефа

Вершины и возвыше­ния с плос­кими вер­шинами и пологими склонами

Наветрен­ные

Склоны

Склоны, параллель­ные ветру

Подвет­ренные склоны

Долины, овраги

Лощины,

1

2

3

1

2

3

1

2

3

Про­дувае­мые

Непро — дувае — мьге

Неблагоприятные

Благоприятные

Умеренно благо­приятные

Примечание. Цифрами 1, 2, 3 обозначены соответственно верхняя, средняя и нижняя части склонов.

Таблица 2.17. Основные закономерности формирования микроклимата в застройке (по данным Г. К. Климовой)

Закономерности формирования микроклимата (по отношению к загородным условиям)

Снижение до 20% в зависимости от степени загрязнения воздуха, времени года и суток

Небла — Благо гоприят — прият

Районы с большими ско­ростями ветра (повто­ряемость скорости более 5 м/с свыше 20%)

То же, с умеренными скоростями (повторяе­мость скорости ветра 3—5 м/с свыше 50%, более 5 м/с — менее 20%)

Ные

Ные

Умеренно благоприятные

Благо­приятные

Неблаго­приятные

Элементы климата

Солнечная радиация

Температура воздуха

Скорость ветра

Повышение на 1—4°С в зависимости от плотности застройки: при плотности до 20% — на 1—2°С, более 20% — на 3—4°С (без учета влияния озеленения на снижение температуры). В городах-оазисах зоны пустынь понижение на 2-3°С

Снижение на 20—70% в зависимости от плотности застройки: при плотности до 20% — на величину до 20%, плотности 20—30% — на 20—50%, плотности более 30% — более чем на 50%

Примечание, Под плотностью застройки понимается отношение площади, занятой зданиями, к общей площади рассматриваемой территории.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

5. Полуй Б. М. Архитектура и градострои­тельство в суровом климате. — Л.: Стройиздат, 1989. — 300 с.

6. Римша А. Н. Градостроительство в условиях жаркого климата: Учеб. для вузов. — М.: Стройиз­дат, 1979. — 312 с.

7. Рекомендации по методике строительно — климатической паспортизации городов для жи­лищного строительства. — М.: 1ДНИИЭП жилища, 1981. —37 с.

8. Рекомендации по учету природно-климати­ческих факторов планировки, застройки и благоуст­ройства городов и групповых систем населенных мест. — М.: ЦНИИП градостроительства, 1980.

9. Романова E. H. Микроклиматическая из­менчивость основных элементов климата. — Л.: Гидрометеоиздат, 1977.

10. СНиП 2.01.01—82. Строительная клима­тология и геофизика.

11. Шевцов К. К. Проектирование зданий для районов с особыми природно-климатическими ус­ловиями: Учеб. пособие для вузов. — M.: Высшая школа, 1986. — 232 с.

12. Яковлев A. B., Ионов Ю. Н., Бронская O. A. Рекомендации по учету природно-климати­ческих условий при проектировании жилых комплексов и поселков в IA, 1Б и 1Г климати­ческих подрайонах. — Л.: ЛенЗНИИЭП, 1978. — 48 с.

13. Olgyay V. Design with Climate. — Princeton University. New Jersey, 1963.

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ

ЛИТЕРАТУРЫ

Губернский Ю. Д., Лицкевич В. К. Жилище для человека. — M.: Стройиздат, 1991. — 280 с.

Давидсон Б. М., Мазаев Г. В. Архитектура ориентированного жилого дома: Учеб. пособие. — M.: МАрхИ, 1977.

Маркус Т. А., Моррис Э. Н. Здания, климат и энергия: Пер. с англ. / Под ред. Н. В.Кобышевой, Е. Г.Малявиной. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985. — 543 с.

Строительная климатология: Справ, пособие к СНиПу. — M.: Стройиздат, 1990. — 88 с.

Evans М. Dwellings, Climate, Comfort. — London, Applied Science publish rs LTD, 1980.

Givoni B. Man, Climate and Architecture. — London, Applied Science publish rs LTD. Second Edition, 1976.



Поисково наблюдательные тепловизоры купить в москве technogenezis.ru.. Kms активатор виндовс 7 скачать aktivator-windows-7.com..