Климатические данные для заданного города строительства

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВУ

Факультет Архитектуры

Кафедра строительства

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ

Теплофизические и климатические принципы архитектурного проектирования

”Анализ и оценка внешних климатических условий для архитектурного проектирования”.

 

 

Специальность: 270301 ”Архитектура”

 

 

Москва 2010

УДК: 628.9 ББК: 551.581:69

Подготовлены и рекомендованы к печати кафедрой строительства Государственного университета по землеустройству

(протокол № 2 от 27 сентября 2010года).

Утверждены к изданию на заседании методической комиссии факультета

(протокол № 2 от 4 октября 2010года).

 

 

Составитель: к.т.н., доцент Маракулина С.П.

 

Рецензенты: д.т.н.,профессор В.Г.Гагарин

 

 

Изложены правила и приемы учета местных климатических условий для архитектурного проектирования. Даны указания по оценке основных климатических элементов, правильному выбору архитектурно-планировочных и инженерно-технических решений в зависимости от типа погоды и режима эксплуатации помещений. Приведены справочные материалы. При разработке методических указаний использовались рекомендации по учету климатических условий В.К.Лицкевич и др.

 

 

Содержание

Стр.

Введение Содержание расчетно-графической работы Рекомендации по выполнению работы
Задание на расчетно-графическую работу
Анализ климатических характеристик при архитектурном проектировании
Краткая характеристика климатических элементов
Годовой ход изменения климатических элементов
Общая оценка погодных условий и выбор основного режима эксплуатации зданий.
Оценка летнего температурно-влажностного режима
Оценка температурно-ветрового режима
Оценка сторон горизонта по комплексу климатических факторов.
Выводы: архитектурно-планировочные схемы городского района и жилой секции, конструктивные и инженерно-технические требования к зданиям с учетом климата местности.
Пример: Анализ и оценка внешних климатических условий для Харькова Варианты задания Литература:

Введение

Учет климата в архитектурном проектировании является важным моментом в решении архитектурных задач. При изучении курса ”Теплофизические и климатические принципы архитектурного проектирования” студенты выполняют расчетно-графическую работу ”Анализ и оценка внешних климатических условий для архитектурного проектирования”, в которой на основе современных методов архитектурно-строительного анализа климатических факторов производят оценку климатических параметров местности (пункта) и устанавливают основные климатические требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям зданий, а также к планировке населенных пунктов. Методические рекомендации предполагают составление климатической характеристики района строительства (пункта) с целью выявления благоприятных и неблагоприятных для человека факторов климата. Итогом выполнения расчетно-графической работы служит проект-предложение создания архитектурной среды, смягчающей действие неблагоприятных факторов климата на человека.

Работа оформляется в виде краткой пояснительной записки и графической части. Записка содержит исходные данные и полученные на основе анализа рекомендации по учету климата, в графической части работы дается строительно-климатический паспорт города. Задание к работе содержит сведения о районе строительства (название города), выдается преподавателем каждому студенту индивидуально.

Указания содержат краткие сведения о порядке выполнения работы и приложения, в которых приведены необходимые для анализа климата данные района строительства.

Задание на расчетно-графическую работу

Цель работы

Ознакомить студентов специальности ”Архитектура” с принципами оценки и практическими методами учета природно-климатических особенностей района строительства при проектировании застройки, зданий и сооружений.

Задачи работы:

1. Составление климатической характеристики района строительства (пункта)

2. Выявление благоприятных и неблагоприятных факторов климата строительства

3. Предложения по созданию искусственной архитектурной среды, смягчающей неблагоприятные проявления климата.

4.

Содержание расчетно-графической работы

1. Оценка годового хода изменения климатических элементов
2. Общая оценка погодных условий и выбор основного режима эксплуатации зданий.
3. Оценка летнего температурно-влажностного режима местности
4. Оценка температурно-ветрового режима местности
5. Оценка сторон горизонта местности по комплексу климатических факторов
6. Выводы: архитектурно-планировочные схемы городского района и жилой секции, конструктивные требования к зданиям с учетом климата местности.

Работа выполняется на листах формата А-4, на которых выполняются графики оценки и анализа основных климатических показателей. На основе оценки климата местности по комплексу метеорологических факторов делают общие выводы, связывающие климатическую типологию с типологией архитектурных сооружений и планировок. Приводятся варианты способные обеспечить в зданиях и поселениях благоприятные микроклиматические условия, смягчающие влияние неблагоприятных факторов климата.

 

Задание получил студент

Ф.И.О. № группы

Город строительства

Дата выдачи задания " "20 года

 

 

Проверил" "20 года

подпись

 

1. 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:

 

оС	м/сек
от -15 до -20	до 3,5
-20 -25	3,0
-25 -30	2,0
-30 -35	1,5
ниже -35

 

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.

Климатические данные для заданного города строительства

показатели месяцы

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

Температура,0С

Парциальное давление водяного пара, гПа

Относительная влажность воздуха, j%

Суммарная солнечная радиация МДж/м2

Преобладающее направление ветра за декабрь - февраль

Средняя скорость ветра за период со средней суточной температурой воздуха £80С

январь июль

направление стран света

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

С

СВ

В

ЮВ

Ю

ЮЗ

З

СЗ

Повторяемость ветра, %

Скорость ветра, м/с

1. Годовой ход изменения климатических элементов

При изучении хода изменения климатических элементов графическое изображение критических зон помогает выявить важнейшие характеристики климата данной местности. Для построения графика можно использовать бланк-сетку, образец которой показан на рис.1.

Горизонтальная ось разбивается на 12 равных отрезков, соответствующих месяцам года. Слева по вертикальной оси отмечается масштаб температур, отсчитываемых от нуля вверх и вниз. Справа по вертикальной оси отмечается масштаб относительных влажностей, отсчитываемых от нуля вверх и масштаб скоростей ветра, отсчитываемых от нуля вниз. Согласно числовым значениям климатических элементов отмечаются неблагоприятные зоны воздействия климатических факторов на человека. На рис.1 неблагоприятные зоны отмечены в виде заштрихованных прямоугольников, которые показывают, что в марте и ноябре при высоких влажностях (более 70%) и температурах близких к нулю всякий ветер вреден, иными словами: все три климатических фактора – неблагоприятны.

Заштрихованы участки повышенной влажности при положительных температурах с апреля по октябрь (согласно данным на рис.2) и участки температур более 21⁰С в летние месяцы, при которых возможен перегрев помещений. Ветер со скоростью 3-4 м/сек в эти месяцы - благоприятен.

Критические значения годового хода климатических элементов в данной местности учитываются в дальнейшем при предъявлении конструктивно-типологических требований к зданиям и городской застройке.

 

 

Рис. 1 Годовой ход изменения климатических элементов

(г.Харьков)

 

 

Рис.2 График определения температурно-влажностного