Анализ климатических характеристик при архитектурном проектировании

Анализ климатических параметров необходим проектировщикам и архитекторам для оценки климата района строительства и установления типологических рекомендаций к проектируемым зданиям.

Климатический анализ ведется по принципу ”от общего к частному”, то есть от оценки общих фоновых закономерностей климата района строительства к локальным данным для конкретного участка строительства. При оценке фоновых условий используются климатические характеристики, включающие данные строительно-климатического районирования, погодные условия, световой климат, радиационный и тепловой режим, снегоперенос, пылеперенос. Поэтому особое внимание уделяют пофакторным климатическим характеристикам. К ним относятся солнечная радиация, температура и влажность воздуха, осадки, ветер.

Фоновые условия – это наиболее общие условия, характерные для крупной территории. Для их характеристики производят: учет требований, предъявляемые нормами проектирования жилых зданий в соответствии с климатическим районом и подрайоном; анализ типов погоды и их продолжительности с выявлением типологических требований; оценку степени благоприятности климата для человека на основе пофакторной оценки всего круга горизонта и выявление особенностей местных климатических условий. Особенности местных климатических условий возникают под воздействием рельефа, растительного покрова, наличием акваторий, а в пределах города застройкой разной этажности, различными покрытиями территории и др.

Последовательность выполнения анализа от общего к частному связана с особенностью типового проектирования. Типовые проекты создаются в расчете на многократное применение в пределах крупной территории, таких как подрайоны с учетом их последующей индивидуальной привязки к конкретному участку застройки с учетом местных особенностей.

Результаты климатических условий района строительства представляют в виде строительно-климатического паспорта.

Строительно-климатический паспорт – это свод метеорологических и геофизических данных, используемых в градостроительной практике. Исходными данными для его составления являются общие и комплексные характеристики или показатели по элементам климата.

К общим характеристикам относятся: солнечная радиация (приход на горизонтальную и вертикальные поверхности, ультрафиолетовая радиация); температура воздуха; ветер (направление, скорость, повторяемость); влажность воздуха (относительная, абсолютная); осадки, снежный покров, гололед, промерзание грунтов (глубина, ход нулевой изотермы в зимнее время).

Комплексные характеристики включают: климатическое районирование; радиационный и тепловлажностный режимы; погодные условия; снегоперенос; пылеперенос, косые дожди.

Ниже излагаются принципы получения основных характеристик, необходимых для заполнения строительно-климатического паспорта.

1. Краткая характеристика климатических элементов.

Климатическими элементами являются: температура и влажность воздуха, ветер, солнечная радиация, осадки и т.д. Из них основными определяющими погоду являются: температура воздуха, относительная влажность воздуха и ветер. Критические значения основных климатических факторов помогают составить характеристику климата, причем, критические значения различных климатических факторов функционально связаны между собой.

При температуре воздуха более 21⁰С уже возможен перегрев помещений, особенно при наличии инсоляции. При температуре более 28^оС начинается перегрев человека и необходима защита от солнца и использование ветра не только в помещении, но и на территории городской застройки. При температуре близкой к 0^оС и влажности 70% и более необходима защита пешехода от любого ветра. Зимой при температурах не ниже -15^оС желательна защита пешехода от ветра и эта защита обязательна при следующих сочетаниях температуры и ветра:

При температурах ниже -35^оС пешехода надо активно защищать от ветра и низкой температуры, например, крытыми галереями – переходами.

Ветер со скоростью более 4м/сек раздражает (дискомфорт). Ветер со скоростью более 5 м/сек при отрицательных температурах вызывает резкое увеличение охлаждения зданий (на 10 – 25%) и человека.

Ветер со скоростью более 6 м/сек вызывает снего- и пескоперенос, от которого требуется защита жилых территорий. Ветер со скоростью более 12 м/сек вызывает механические разрушения.

На рис.1 дана характеристика температуры и ветра.

Относительная влажность воздуха менее 30% и более 70% неблагоприятна для человека. Значения относительной влажности воздуха от 30% до 70% могут быть благоприятны для человека в зависимости от температуры (рис.3).

Для заданного города определяются основные климатические характеристики: температуры и влажности, ветра, солнечной радиации. (СНиП 23-01-99 "Строительная климатология"). Полученные значения заносятся в таблицу 1.

Таблица 1.