Оценка климата района (крупных территорий) и микроклимата.

Содержание

Введение

1. Цель работы........................................................................................................5

2. Теоретическая часть...........................................................................................6

2.1 Климатический анализ...............................................................................7

2.1.1 Оценка климата района(крупных терр-ий) и микроклимата........7

2.1.2Гигиенические предпосылки.............................................................8

2.1.3Микроклиматические параметры и их влияние на выбор

архитектурных решений.....................................................................8

2.2 Климатическое районирование...............................................................10

2.2.1 Классификация типов погоды и режимы эксплуатации зданий по стране................................................................................................................11

3.Практическая часть........................................................................................12

4.Использование архитектурно-проектировочных мер и средств.................19

5. Архитектурно-конструктивные меры и средства........................................19

6. Инженерно-технические методы и средства...............................................19

Заключение

Введение

От того, насколько комфортно построен город, здание или сооружение и насколько он вписывается в природу, зависит комфортность жизнедеятельности человека и существование природы.

По существу, архитектурная физика является второй частью новой дисциплины, которую должен изучать современный архитектор, - «Архитектурная экология». Первая часть этой дисциплины – «Архитектурное природопользование» включает основы защиты живой и неживой природы от воздействия на нее урбанистической деятельности человека, принявшей ныне глобальный характер, что вызывает обостренную озабоченность во всем мире.

Архитекту́рная фи́зика - дисциплина, изучающая вопросы архитектурной акустики, светотехники, инсоляции, естественного и искусственного освещения.

Архитектурная физика изучает теоретические основы и методы формирования архитектуры под воздействием солнечного и искусственного света, цвета, тепла, движения воздуха и звука, а также природу их восприятия человеком с оценкой социологических, гигиенических и экономических факторов.

Кроме того, эта наука-фундамент, на котором базируется важнейшие положения основных строительных документов- СНиПов, регламентирующих комфортность, плотность и экономичность застройки.

Архитектурная физика как часть архитектурной экологии непосредственно помогает определить качество проекта на всех стадиях по нескольким основным группам критериев: 1) комфортность городских пространств и интерьеров зданий и их функциональность; 2) надежность сооружений; 3) выразительность; 4) экономическая эффективность.

Все эти критерии в значительной степени предопределяются при проектировании профессиональным учетом светоклиматических и акустических параметров среды и элементов зданий.

Следовательно, архитектурная физика имеет самые непосредственные связи с профилирующими дисциплинами –«Архитектурное проектирование», «Теория, история и критика архитектуры» , «Архитектурные конструкции», «Архитектурная климатология».

Архитектурная климатология - это наука изучающая связи между климатическими условиями и архитектурой зданий , а также градостроительных образований. Познание этих знаний позволяет архитектору правильно оценить и учесть климатическое воздействие при проектировании и создать в формированной или материальной среде благоприятную экологическую обстановку , найти выразительную архитектурную форму , индивидуальный образ, обусловленные объективными природно-климатическими факторами места строительства.

Климат- это многолетний режим погоды наблюденный в данной мместности.

Цель работы

1. Изучение связи между климатическими условиями и архитектурой зданий, а также градостроительных образований в целом;

2. Ознакомление с объектными природно-климатическими факторами места строительства , а также климатической типологией и архитектурных сооружений, обогащающих архитектора знаниями приемов и средств по улучшению среды для защиты человека от холода и перегрева, в целом регулирования микроклимата;

3. Получение практических навыков, накопления информации о климате в районе(строительства) проектирование, о климатических факторах и измерениях во времени и пространстве, о методах анализа климата, оценке погодных комплексов.

Теоретическая часть

Климат- многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности. Важнейшими для архитектурного проектирования климатическими факторами являются :

1) Солнечная радиация- прямая и рассеянная, которая поступает на разных широтах, на горизонтальные и вертикальные поверхности разной ориентации при безоблачном небе или при облачности в разные сроки в [вт/ ] .

2) Температурные факторы-t - температура воздуха, например:

а) средняя по месяцам

б) абсолютная минимальная

в) абсолютная максимальная

г) средняя максимальная наиболее жаркого месяца

д) наиболее холодных суток максимальная

е) наиболее холодной пятидневки

ж) средняя температура наиболее холодного периода ( С)

з) период со средней сут. темп. меньше 8 С или 10 С

и) амплитуда температуры, средняя или максимальная по месяцам и др.

3) Влажностные факторы - влажность воздуха :

а) относительная, среднемесячная в 13:00 дня (%)

б) абсолютная - упругость водяного пара по месяцам (ГПА)

в) количество осадков за год, месяц ,сутки

г) осадки жидкие, смешанные и др. (мм)

4) Ветер :

а) повторяемость направлений ветра (%)

б) повторяемость штилей

в) средняя скорость - - по направлениям

г) максимальная - (м/с)

д) минимальная - (м/c) и др.

Климат формируется под влиянием следующих факторов :

а) солнечной радиации - она поступает на землю в разных количествах в зависимости от широты местности (при безоблачном небе поступления солнечной радиации "прямой"- на горизонтальные поверхности за сутки составляет 6490 вт/ на широте 38 и 6332 вт/ на широте 60 ) и облачности; высоты места над уровнем моря (на каждые 100 метров подъема температура снижается на 0,5 С).

б) циклонической деятельности - т.е переноса крупных воздушных масс над океанами и сушей, в результате нагрева поверхностей и движения Земли.

Климатический анализ

Гигиенические предпосылки

Поскольку архитектурная среда создается для человека, архитектору необходимо знать требования организма к среде. "Архитектура — настоящая — только та, для которой человек в центре внимания" (А. Аалто).

Организм человека постоянно вырабатывает и отдает тепло во внешнюю среду. "Жарко" — это когда среда не может достаточно активно поглощать тепло, "холодно" — когда тепла поглощается больше, чем вырабатывает организм. Отдача тепла в определённых пропорциях осуществляется конвекцией (от тела воздуху), кон — дукцией (при контакте тела с поверхностью, например пола, стола и др.), радиацией (излучением от теплого тела на более холодные поверхности) и испарением влаги (с поверхности кожи и при дыхании)

Ограждающие конструкции зданий, планировка, инженерное оборудование должны обеспечивать благоприятные микроклиматические условия среды (оптимальные температуру, влажность, подвижность воздуха, благоприятный радиационный режим). Вне зданий микроклимат в зонах нахождения человека может быть улучшен за счет соответствующего использования элементов застройки и малых форм, зеленых насаждений, рельефа, акваторий, покрытий и др.

2.1.3Микроклиматические параметры и их влияние на выбор архитектурных решений.

Требования к микроклимату помещений изменяются в определенных пределах в зависимости от адаптации человека к климату местности и сезону года, от характера поведения человека (при большей физической нагрузке в организме вырабатывается больше тепла), от вида одежды, состояния здоровья, возраста и т. п. (табл. 2.1 и 2.2). В районах с умеренным климатом температура в жилище зимой должна составлять 18— 20°С, на севере — 21—22°С, в южных Районах — 17—19°С. Летом в районах с умеренным климатом для жилища предпочтительна температура 23— 24°С, на юге нашей страны — 25— 26°с, при кондиционировании 26°С, а при радиационном охлаждении 28°С. В Дели, например, комфортной тем­пературой для местных жителей летом считается 31—32°С. Некоторые микроклиматические параметры и их сочетания непосред­ственно влияют на выбор архитек­турных решений. Температура воздуха Является первым, отправным критери­ем среды, тепловым фоном, без кото­рого трудно оценивать другие парамет­ры. Влияние температуры поверхно­стей сказывается на выборе материа­лов, например для полов.

Большое теплоусвоение каменных, в том числе мраморных, полов предопределяет их использование в странах с жарким климатом, а в умеренном климате и на севере предпочитают "теплые" де­ревянные полы, и даже линолеум ка­жется "холодным". Зимой холодная по­верхность оконного заполнения (тем­пература ниже 8°С) вызывает сильную отдачу тепла от организма на эту по­верхность, что даже при хорошем уп­лотнении притворов создает ощущение дискомфорта. Летом нагретый через крышу потолок может вредно отра­зиться на самочувствии человека.

Архитектор как организатор про­странства в большей степени "владеет" ветром, чем температурой и влажно­стью, и эту возможность должен пра­вильно использовать Чем Холоднее, тем сильнее охлаждающее действие ветра: при температуре —30°С даже слабый ветер (2—3 м/с) делает прогулку на воздухе недопу­стимой. П ри те мп ературе от +5 до +20°С охлаждающее влияние такого ветра значительно, а при +25°С пред­почтительна скорость ветра 1—3 м/с, Так как она создает комфорт, снижая перегрев.

При температуре более 20°С боль­шую роль играет влажность воздуха. В сухом воздухе влага, выделяемая потовыми железами человека, легко испаряется, и человек, отдавая с потом много тепла, чувствует себя нормаль­но (лето в Крыму, осень в Средней Азии). Во влажном воздухе испарение затруднено, и только ветер (подвиж­ность воздуха в помещении) способст­вует охлаждению организма (лето в Западной Грузии). При повышении температуры с 19 до 29°С относитель­ная влажность воздуха должна сни­жаться с 50-70 до 30—50% (рис. 2.3). Только в этом случае сохраняется ощущение, близкое к комфортному, и подвижность воздуха не играет боль­шой роли. Если влажность не снижа­ется, то проветривание и аэрация про­странства приобретают первостепенное значение.

Весьма показателен и нагляден биоклиматический график комфортаВ. Олгея, на котором для жителей, адаптированных к климату США, на­несены характеристики температуры, а также движения воздуха и солнечной радиации, как бы "возвращающие" ощущение комфорта при выходе (по­вышении или снижении) температуры за границы зоны комфорта (рис. 2.4). ЭДилн и Гивони предлагают на базе подобного биоклиматического графика определять для стран с жарким кли­матом стратегию проектирования зда­ний путем выделения температурно — влажностных зон, обусловливающих необходимость в испарительном ох­лаждении, солнечном отоплении, аэра­ции, большой теплоемкости конструк­ций и т. п. (рис. 2.5). Оба графика хо­рошо раскрывают взаимосвязь теплого и жаркого климата, человека и архи­тектуры.

Практическая часть

Метод оценки погодных комплексов -это более совершенный инструмент, который позволяет использовать климатические факторы на микроуровне за период в1 год.

Осадки

Месяц	Норма	Месячный минимум	Месячный максимум	Суточный максимум
январь		4 (1984)	66 (2010)	21 (1943)
февраль		4 (1961)	53 (1975)	27 (2016)
март		2 (1951)	62 (1964)	30 (1964)
апрель		3 (1957)	107 (1978)	46 (1978)
май		17 (1949)	166 (2016)	69 (2012)
июнь		1 (1986)	207 (2002)	78 (1953)
июль		2 (2011)	186 (1958)	72 (1958)
август		3 (1979)	137 (2011)	72 (1956)
сентябрь		4 (1940)	190 (2009)	90 (1956)
октябрь		0.0 (1974)	140 (2010)	54 (2011)
ноябрь		2 (1949)	104 (2009)	25 (1952)
декабрь		4 (1944)	81 (2015)	31 (2012)
год		253 (1986)	788 (2009)	90 (1956)

Заключение

С характером погодных условий связаны категории архитектурных композиций ,например архитектурное пространство , масса (пластика объемного решения), пластика поверхности. Так для классов погоды "комфортная","теплая" типичны открытый характер открытых пространств (свободная застройка микрорайонов), площадей, планировка внутренних помещений , обеспечивающая аэрацию и раскрытые во внешнюю среду , расчлененная масса здания, дворики, курдонеры, (разделение зданий на блоки), расчлененная (нередко активно расчлененная)пластика поверхности (лоджии, балконы, окна значительных размеров, затеняющие козырьки, навесы, перфорированные стены). Для классов погоды "суровая", "холодная", "засушливая" типичны замкнутый и полузамкнутый характер архитектурных пространств (плотная , ячеистая, периметральная застройка кварталов, закрытый тип площадей, закрытые связи-галереи между зданиями, односторонняя планировка квартир), нерасчлененная или мало расчлененная масса здания(компактная планировка , простая конфигурация, объемы близкие к кубу, шару, внутренние закрытые атриумы), нерасчлененная пластика поверхности(небольшие окна , отсутствие лоджий, преобладание гладких поверхностей стен).

Содержание

Введение

1. Цель работы........................................................................................................5

2. Теоретическая часть...........................................................................................6

2.1 Климатический анализ...............................................................................7

2.1.1 Оценка климата района(крупных терр-ий) и микроклимата........7

2.1.2Гигиенические предпосылки.............................................................8

2.1.3Микроклиматические параметры и их влияние на выбор

архитектурных решений.....................................................................8

2.2 Климатическое районирование...............................................................10

2.2.1 Классификация типов погоды и режимы эксплуатации зданий по стране................................................................................................................11

3.Практическая часть........................................................................................12

4.Использование архитектурно-проектировочных мер и средств.................19

5. Архитектурно-конструктивные меры и средства........................................19

6. Инженерно-технические методы и средства...............................................19

Заключение

Введение

От того, насколько комфортно построен город, здание или сооружение и насколько он вписывается в природу, зависит комфортность жизнедеятельности человека и существование природы.

По существу, архитектурная физика является второй частью новой дисциплины, которую должен изучать современный архитектор, - «Архитектурная экология». Первая часть этой дисциплины – «Архитектурное природопользование» включает основы защиты живой и неживой природы от воздействия на нее урбанистической деятельности человека, принявшей ныне глобальный характер, что вызывает обостренную озабоченность во всем мире.

Архитекту́рная фи́зика - дисциплина, изучающая вопросы архитектурной акустики, светотехники, инсоляции, естественного и искусственного освещения.

Архитектурная физика изучает теоретические основы и методы формирования архитектуры под воздействием солнечного и искусственного света, цвета, тепла, движения воздуха и звука, а также природу их восприятия человеком с оценкой социологических, гигиенических и экономических факторов.

Кроме того, эта наука-фундамент, на котором базируется важнейшие положения основных строительных документов- СНиПов, регламентирующих комфортность, плотность и экономичность застройки.

Архитектурная физика как часть архитектурной экологии непосредственно помогает определить качество проекта на всех стадиях по нескольким основным группам критериев: 1) комфортность городских пространств и интерьеров зданий и их функциональность; 2) надежность сооружений; 3) выразительность; 4) экономическая эффективность.

Все эти критерии в значительной степени предопределяются при проектировании профессиональным учетом светоклиматических и акустических параметров среды и элементов зданий.

Следовательно, архитектурная физика имеет самые непосредственные связи с профилирующими дисциплинами –«Архитектурное проектирование», «Теория, история и критика архитектуры» , «Архитектурные конструкции», «Архитектурная климатология».

Архитектурная климатология - это наука изучающая связи между климатическими условиями и архитектурой зданий , а также градостроительных образований. Познание этих знаний позволяет архитектору правильно оценить и учесть климатическое воздействие при проектировании и создать в формированной или материальной среде благоприятную экологическую обстановку , найти выразительную архитектурную форму , индивидуальный образ, обусловленные объективными природно-климатическими факторами места строительства.

Климат- это многолетний режим погоды наблюденный в данной мместности.

Цель работы

1. Изучение связи между климатическими условиями и архитектурой зданий, а также градостроительных образований в целом;

2. Ознакомление с объектными природно-климатическими факторами места строительства , а также климатической типологией и архитектурных сооружений, обогащающих архитектора знаниями приемов и средств по улучшению среды для защиты человека от холода и перегрева, в целом регулирования микроклимата;

3. Получение практических навыков, накопления информации о климате в районе(строительства) проектирование, о климатических факторах и измерениях во времени и пространстве, о методах анализа климата, оценке погодных комплексов.

Теоретическая часть

Климат- многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности. Важнейшими для архитектурного проектирования климатическими факторами являются :

1) Солнечная радиация- прямая и рассеянная, которая поступает на разных широтах, на горизонтальные и вертикальные поверхности разной ориентации при безоблачном небе или при облачности в разные сроки в [вт/ ] .

2) Температурные факторы-t - температура воздуха, например:

а) средняя по месяцам

б) абсолютная минимальная

в) абсолютная максимальная

г) средняя максимальная наиболее жаркого месяца

д) наиболее холодных суток максимальная

е) наиболее холодной пятидневки

ж) средняя температура наиболее холодного периода ( С)

з) период со средней сут. темп. меньше 8 С или 10 С

и) амплитуда температуры, средняя или максимальная по месяцам и др.

3) Влажностные факторы - влажность воздуха :

а) относительная, среднемесячная в 13:00 дня (%)

б) абсолютная - упругость водяного пара по месяцам (ГПА)

в) количество осадков за год, месяц ,сутки

г) осадки жидкие, смешанные и др. (мм)

4) Ветер :

а) повторяемость направлений ветра (%)

б) повторяемость штилей

в) средняя скорость - - по направлениям

г) максимальная - (м/с)

д) минимальная - (м/c) и др.

Климат формируется под влиянием следующих факторов :

а) солнечной радиации - она поступает на землю в разных количествах в зависимости от широты местности (при безоблачном небе поступления солнечной радиации "прямой"- на горизонтальные поверхности за сутки составляет 6490 вт/ на широте 38 и 6332 вт/ на широте 60 ) и облачности; высоты места над уровнем моря (на каждые 100 метров подъема температура снижается на 0,5 С).

б) циклонической деятельности - т.е переноса крупных воздушных масс над океанами и сушей, в результате нагрева поверхностей и движения Земли.

Климатический анализ

Оценка климата района (крупных территорий) и микроклимата.

Климатический анализ в архитектурном проектировании ведется "от общего к частному", от оценки наиболее общих фоновых закономерностей климата, характерных для крупных территорий (климат района Южного Урала , климат подрайона 1УБ по СНиП, климат Калуги и др.), к оценке микроклимата локальных конкретных выбранных для строительства участков, расположенных в определённых условиях подстилающей поверхности (рельеф, акватории, растительность, покрытие, характер застройки) , которая изменяет фоновые условия, преломляет их. На фоновом уровне архитектор, используя готовые климатические данные, ведет анализ климата, оценивает условия широтного пояса земли, определяет район, в котором предстоит строительство (например, используя карты районирования территории страны, приведённые в СНиПе [10]), выявляет сезоны года, определяющие типологию в данном пункте, оценивает роль каждого климатического фактора, устанавливает наиболее благоприятные и неблагоприятные стороны горизонта для решения вопроса о направлениях раскрытия архитектурного пространства или его защиты.

На уровне оценки микроклимата архитектор изучает ландшафт, рельеф площадки, делает поправки на микроклимат склонов разной ориентации, устанавливает условия обдувания объекта ветром, рассчитывает инсоляцию и др. Данных, помещаемых в климатических справочниках, может оказаться недостаточно для такого анализа, поэтому приходится использовать геодезические подосновы участков строительства с нанесенными горизонталями рельефа, таблицы поправок микроклимата на склонах и др.

Гигиенические предпосылки

Поскольку архитектурная среда создается для человека, архитектору необходимо знать требования организма к среде. "Архитектура — настоящая — только та, для которой человек в центре внимания" (А. Аалто).

Организм человека постоянно вырабатывает и отдает тепло во внешнюю среду. "Жарко" — это когда среда не может достаточно активно поглощать тепло, "холодно" — когда тепла поглощается больше, чем вырабатывает организм. Отдача тепла в определённых пропорциях осуществляется конвекцией (от тела воздуху), кон — дукцией (при контакте тела с поверхностью, например пола, стола и др.), радиацией (излучением от теплого тела на более холодные поверхности) и испарением влаги (с поверхности кожи и при дыхании)

Ограждающие конструкции зданий, планировка, инженерное оборудование должны обеспечивать благоприятные микроклиматические условия среды (оптимальные температуру, влажность, подвижность воздуха, благоприятный радиационный режим). Вне зданий микроклимат в зонах нахождения человека может быть улучшен за счет соответствующего использования элементов застройки и малых форм, зеленых насаждений, рельефа, акваторий, покрытий и др.

2.1.3Микроклиматические параметры и их влияние на выбор архитектурных решений.

Требования к микроклимату помещений изменяются в определенных пределах в зависимости от адаптации человека к климату местности и сезону года, от характера поведения человека (при большей физической нагрузке в организме вырабатывается больше тепла), от вида одежды, состояния здоровья, возраста и т. п. (табл. 2.1 и 2.2). В районах с умеренным климатом температура в жилище зимой должна составлять 18— 20°С, на севере — 21—22°С, в южных Районах — 17—19°С. Летом в районах с умеренным климатом для жилища предпочтительна температура 23— 24°С, на юге нашей страны — 25— 26°с, при кондиционировании 26°С, а при радиационном охлаждении 28°С. В Дели, например, комфортной тем­пературой для местных жителей летом считается 31—32°С. Некоторые микроклиматические параметры и их сочетания непосред­ственно влияют на выбор архитек­турных решений. Температура воздуха Является первым, отправным критери­ем среды, тепловым фоном, без кото­рого трудно оценивать другие парамет­ры. Влияние температуры поверхно­стей сказывается на выборе материа­лов, например для полов.

Большое теплоусвоение каменных, в том числе мраморных, полов предопределяет их использование в странах с жарким климатом, а в умеренном климате и на севере предпочитают "теплые" де­ревянные полы, и даже линолеум ка­жется "холодным". Зимой холодная по­верхность оконного заполнения (тем­пература ниже 8°С) вызывает сильную отдачу тепла от организма на эту по­верхность, что даже при хорошем уп­лотнении притворов создает ощущение дискомфорта. Летом нагретый через крышу потолок может вредно отра­зиться на самочувствии человека.

Архитектор как организатор про­странства в большей степени "владеет" ветром, чем температурой и влажно­стью, и эту возможность должен пра­вильно использовать Чем Холоднее, тем сильнее охлаждающее действие ветра: при температуре —30°С даже слабый ветер (2—3 м/с) делает прогулку на воздухе недопу­стимой. П ри те мп ературе от +5 до +20°С охлаждающее влияние такого ветра значительно, а при +25°С пред­почтительна скорость ветра 1—3 м/с, Так как она создает комфорт, снижая перегрев.

При температуре более 20°С боль­шую роль играет влажность воздуха. В сухом воздухе влага, выделяемая потовыми железами человека, легко испаряется, и человек, отдавая с потом много тепла, чувствует себя нормаль­но (лето в Крыму, осень в Средней Азии). Во влажном воздухе испарение затруднено, и только ветер (подвиж­ность воздуха в помещении) способст­вует охлаждению организма (лето в Западной Грузии). При повышении температуры с 19 до 29°С относитель­ная влажность воздуха должна сни­жаться с 50-70 до 30—50% (рис. 2.3). Только в этом случае сохраняется ощущение, близкое к комфортному, и подвижность воздуха не играет боль­шой роли. Если влажность не снижа­ется, то проветривание и аэрация про­странства приобретают первостепенное значение.

Весьма показателен и нагляден биоклиматический график комфортаВ. Олгея, на котором для жителей, адаптированных к климату США, на­несены характеристики температуры, а также движения воздуха и солнечной радиации, как бы "возвращающие" ощущение комфорта при выходе (по­вышении или снижении) температуры за границы зоны комфорта (рис. 2.4). ЭДилн и Гивони предлагают на базе подобного биоклиматического графика определять для стран с жарким кли­матом стратегию проектирования зда­ний путем выделения температурно — влажностных зон, обусловливающих необходимость в испарительном ох­лаждении, солнечном отоплении, аэра­ции, большой теплоемкости конструк­ций и т. п. (рис. 2.5). Оба графика хо­рошо раскрывают взаимосвязь теплого и жаркого климата, человека и архи­тектуры.