🗊Презентация Климат и жилище

Климат и жилище

Социально-бытовые факторы адаптации (акклиматизации) инженерные сооружения, достаточное питание, средства профилактической медицины населения

Задачи инженерных сооружений (техники постройки жилья, систем отопления независимо от исторической эпохи): Задачи инженерных сооружений (техники постройки жилья, систем отопления независимо от исторической эпохи): в холодных климатах: сохранения или получения дополнительного тепла (к выделяемому в результате теплопродукции человеком) в жарких климатах: ограничение поступления тепла через усиление составляющих теплоотдачи (искусственные приспособления внутри и вне помещений)

В жарких сухих климатах: В жарких сухих климатах: жилища с толстыми стенами, вентиляция под крышей и через окна, навесы, карнизы на крышах, строительные материалы, увеличивающие отражение солнечной радиации

В жарких, влажных климатах: В жарких, влажных климатах: широкие проемы в стенах для круглосуточного проветривания и понижение влажности. В холодных климатах: высокая теплоизоляционная способность стен, полов и крыш домов, малые оконные проемы плотно прилегающие двойные двери

Снежные «дома» эскимосов и других народностей Крайнего Севера: Снежные «дома» эскимосов и других народностей Крайнего Севера: глубокие входные «колодцы» - для прогревания входящего наружного воздуха, куполообразные крыши «спальной комнаты», с минимальной вентиляцией для сохранения тепла от теплопродукции людей при отсутствии источников обогревания жилища располагаются вне пониженных мест.

Современная система нормативных требований и стандартов в строительстве учитывает весь комплекс факторов, влияющих на комфортность проживания в том или ином климат. Современная система нормативных требований и стандартов в строительстве учитывает весь комплекс факторов, влияющих на комфортность проживания в том или ином климат.

Нормативные оценки климата жилищ в условиях России (1- оптимальная, 2 допустимая, tн –наружная, tв – внутренняя температуры)

1. Основные требования к эколого-климатическим оценкам внутри помещения Перепад температур между: внутренней поверхностью наружной стены и воздухом в помещении не должен превышать 6°, полом и воздухом в помещении 2,5°, потолком верхнего этажа и воздухом 4,5°.

Температура поверхности отопительных приборов не должна превышать 80-85°. Температура поверхности отопительных приборов не должна превышать 80-85°. Температура внутренних поверхностей ограждений (кроме остекления) не должна опускаться ниже 14°. Относительная влажность воздуха для расчета вентиляции составляет 45%. Упругость водяного пара в помещениях не должна превышать допустимого гигиенического максимума 15-16 гПа.

При холодной погоде: При холодной погоде: воздухообмен в помещениях - за счет инфильтрации наружного воздуха и периодического проветривания. удаление воздуха из помещений - вентиляционные каналы на естественной тяге, расположенные на кухне и в санузле.

Минимальный воздухообмен: Минимальный воздухообмен: 3 м3 на 1 м2 жилой площади при норме жилой площади 9-12 м2 на человека - 27-36 м3/ч на человека. на кухнях воздухообмен - постоянно 60-90 м3/ч.

При теплой и жаркой (>24°С) погоде: При теплой и жаркой (>24°С) погоде: скорость движения воздуха 0,2-0,5 м/с; кратность обмена воздуха до 15 объемов в час. уровень содержания нетоксичной пыли в жилище не должен превышать 0,15 мг/м3.

Площадь открытых и остекленных приквартирных помещений от общей площади квартиры: Площадь открытых и остекленных приквартирных помещений от общей площади квартиры: в южных регионах не менее 15 и не более 20% , в районах с умеренным климатом не более 10%

В районах с высокой относительной влажностью воздуха (Дальний Восток) начало (конец) отопительного периода среднесуточная температура - 10°С (вместо 8°С). В районах с высокой относительной влажностью воздуха (Дальний Восток) начало (конец) отопительного периода среднесуточная температура - 10°С (вместо 8°С).

2. Перечень и области применения некоторых метеорологических параметров в инженерных расчетах

2. Метеорологические воздействия на жилище Температура воздуха: Влияет на проектирование, обустройство, конструкцию жилищ.

Расчетные оценки температурного режима Расчетные оценки температурного режима 1. Среднесуточная температура > 210С - перегрев помещений, > 24-28°С - перегрев человека - защита от солнца, использование искусственной вентиляции <+8°С - отопление помещений.

2. Годовая и суточная амплитуда 2. Годовая и суточная амплитуда Алма-Ата - годовая амплитуда 300С - средняя температура января -7,4°С, (Асут. - 10,5°) - в холодный сезон надежная изоляция жилища от холода и непрерывное отопление жилых помещений. Средняя суточная температура июля 23°С - перегрев воздуха и кондиционирование помещений.

t1 - температура наиболее холодных суток (средняя из наиболее холодных суток, составляющих 16% всей выборки продолжительных наблюдений); t1 - температура наиболее холодных суток (средняя из наиболее холодных суток, составляющих 16% всей выборки продолжительных наблюдений); t5 -температура наиболее холодной пятидневки (средняя из наиболее холодных пятидневок, составляющая 16% выборки пятидневок из длительных наблюдений); t≤8C ~ температура отопительного периода за календарный период года, с непрерывной среднесуточной температурой менее +8°С (определяется эмпирически или по кривой годового хода температур по ежемесячным или ежесуточным наблюдениям);

tв - вентиляционная температура вычисляется как средняя из наиболее холодных суток, составляющих 15% суток отопительного периода; tв - вентиляционная температура вычисляется как средняя из наиболее холодных суток, составляющих 15% суток отопительного периода; tмах- средняя суточная температура наиболее жарких суток (из выборки с температурой выше 25°С);

tэф - эффективная температура, определяемая только по сочетанию температуры воздуха и скорости ветра: tэф - эффективная температура, определяемая только по сочетанию температуры воздуха и скорости ветра: tэф = tН - m(ε – 1)(tВ - tН). tН - температура наружного воздуха, tв - внутри помещений, ε - параметр, зависящий от скорости ветра (определяется по графику при разной воздухопроницаемости), m - параметр, зависящий от теплотехнических свойств ограждающих конструкций: так, при температуре среды tВ=180С m =0,45 и соответствует зданиям с двойным остеклением, составляющим 30% площади стен.

Влажность воздуха Влажность воздуха Значения 30%< f и f> 70% неблагоприятны для человека. При t > 24°, и f> 70% - духота, появление сырости в помещениях. На побережье Дальнего Востока в связи с постоянно высокой (80-90%) влажностью внешнего воздуха даже в мае-июне не рекомендуется отключать систему отопления). В Средней Азии (f < 25%) воздух в помещениях необходимо искусственно увлажнять для поддержания комфортного режима терморегуляции.

При переходе температуры через 0° и высокой относительной влажности (более 85%) - усиление процессов механического разрушения элементов постройки под действием сменяющихся процессов замораживания и оттаивания. При переходе температуры через 0° и высокой относительной влажности (более 85%) - усиление процессов механического разрушения элементов постройки под действием сменяющихся процессов замораживания и оттаивания.

Ветер. Ветер. Ветер с V более 4 м/с - дискомфорт При V 5-10 м/с - значительная инфильтрация наружного воздуха через ограждающие конструкции охлаждение зданий на 10-25%; При V 6> м/с –снего- и пескоперенос (защита городских территорий) При V более 10 м/с необходимо укрепление внешних элементов здания (оконные переплеты, солнцезащитные и противодождевые устройства).

Сочетание ветра и других метеоэлементов: Сочетание ветра и других метеоэлементов: В теплое время ветер дает охлаждающий эффект до t =330С, при более высоких – тепловой. При t>330C и f<25% и t=00C и f>70% - ветер любой скорости создает большой дискомфорт

Для оценки охлаждающего воздействия инфильтрации в зависимости от температуры наружного воздуха (tн) и скорости ветра (V) предложен метод «эффективных температур»

Защита пешеходов в северных городах Целесообразна и обязательна при следующих сочетаниях температуры ниже -150 С и ветре более следующих скоростей (V): tн = -15-20° С и V более 3,5 м/с, tн= -20-25° С и V более 3.0 м/с, tн= -25-30° С и V более 2,0 м/с, tн = -30-35° С и V более 1,5 м/с, tн = ниже -350С - при любом ветре. При влажности более 70% целесообразна при любом ветре

Направление ветра (при повторяемости более 20%) Направление ветра (при повторяемости более 20%) В «пылеопасных» районах - учитывается повторяемость любого направления. Ветровой режим - в виде двойной розы ветров по каждому сезону года. на каждом из 8 румбов в произвольном масштабе откладываются повторяемости значений скоростей (V) и повторяемости направлений (румбы) ветра (Р). Соединение между собой оценок V дает розу скоростей, а соединение оценок Р - розу направлений. На каждом направлении –осредненные для данного направления температуры

Оценка ветрового режима: Оценка ветрового режима: Преобладающее направление ветра Направление ветра с наибольшей скоростью Вероятность ветра с наибольшей скоростью Наименьшая скорость ветра с вероятностью Р>16%

Показатели ветрового режима используются для выбора: Показатели ветрового режима используются для выбора: оптимальной ориентации улиц и зданий, типа жилых зданий, расположения промышленных предприятий относительно «спальных» районов.

В планировке предусмотрена: В планировке предусмотрена: защита от холодного ветра, определены «ветровые тени», для размещения школьных зданий или детских садов.

Совпадение направления ветра с генеральным направлением прямой магистрали - эффект усиления скорости ветра до 20%. Совпадение направления ветра с генеральным направлением прямой магистрали - эффект усиления скорости ветра до 20%. Для ослабления ветра - особенно длинные здания под углом 45-90° к генеральному направлению магистрали. Здание (высотой h) встречающее ветровой поток, создает позади ветровую тень (затишье) в пределах 3-8 высот h. Для защиты жилого квартала от ветра - расстояние между зданиями до 3-8 h, Для аэрации квартала - более 3-8 h.

Периметральная застройка при повторяемости погоды с переносом взвешенных частиц

Периметральная застройка обтекаемой формы со стороны преобладающих ветров большой скорости

Открытая застройка с торцами зданий, обращенных в сторону штормовых ветров

Ветроотбойная застройка

Планировка активизирующая скорость ветра в жарком климате

Жилые дома с теплыми переходами

Минимальные расстояния (Lмин) от жилого района до промзоны: Минимальные расстояния (Lмин) от жилого района до промзоны: Lмин =L0P/P0 где L0 = 1000 м, допустимое расстояние от жилого комплекса до промзоны при отсутствии ветра, Р0 = 12,5% средняя повторяемость по любому из 8 направлений ветра. Р>Р0 повторяемость ветра в данном направлении. Оценки L0 могут изменяться от особенностей конкретного эколого-климатического района

Солнечная радиация. Солнечная радиация. Ориентация здания определяет: общую сумму получаемой жилищем солнечной радиации, распределение ее по отдельным направлениям, интенсивность радиации в отдельные часы суток.

Дополнительный нагрев помещений обеспечивается суточными суммами прямой солнечной радиации, поступающей на поверхность стен различной ориентации. Дополнительный нагрев помещений обеспечивается суточными суммами прямой солнечной радиации, поступающей на поверхность стен различной ориентации. Рассеянная солнечная радиация по вертикальным поверхностям распределяется равномерно (влияние на микроклимат помещений малосущественно).

Прямая солнечная радиация (ккал/ч-м2) на вертикальную поверхность

При разной ориентации световых проемов здания влияние солнечных лучей на микроклимат помещений различным: При разной ориентации световых проемов здания влияние солнечных лучей на микроклимат помещений различным: на севере в полярных широтах наибольшее количество прямых солнечных лучей летом попадает в помещение с окнами на юг, юго-восток, на юге Средней Азии в помещение с окнами на восток

Не допускается ориентация квартир, в которых все окна жилых помещений выходят на одну сторону дома: а - севернее 58° с.ш. б - от 48 до 58° с.ш. в - южнее 48° с.ш

Атмосферные осадки: Атмосферные осадки: смачивают наружные покрытия стены → разрушение штукатурки и других покрытий на цементной основе через швы и соединения увлажняют внутренние части конструкций → коррозия и гниение.

Используются следующие характеристики осадков: Используются следующие характеристики осадков: месячная сумма осадков на вертикальную поверхность R=Rг*V\G R – месячная сумма осадков на вертикальную поверхность Rг - месячная сумма осадков на горизонтальную поверхность V –скорость ветра м/сек G –интенсивность осадков мм/мин сумма осадков на стену определенной ориентации

Метели Метели Дискомфорт в передвижениях пешеходов Затруднения в работе транспорта, Дополнительные нагрузки на сооружения. Оценка фактора - объем снега (м2/пог. м) переносимого ветром

Суховеи, атмосферная пыль. Суховеи, атмосферная пыль. В районах с активным пылепереносом: тщательный анализ розы ветров и выявление наиболее благоприятных румбов с учетом сезона года. создание системы лесозащитных полос с кустарниковыми посадками: S= 10h0 (формула Г.В. Шелейховского), S- ширина полосы, м h0 < 100 м - высота активной пылящей зоны.

Оценка комплексного биоклиматического воздействия по направлениям стран света Оценка комплексного биоклиматического воздействия по направлениям стран света Для определения: уличной сети города, ориентации зданий, выбора типа жилой секции, размера, расположения окон, дверей и т.д. Выполняется по скорости и повторяемости ветра в связи с температурой и влажностью воздуха, инсоляцией

Структура ветра -«двойные розы ветров». Структура ветра -«двойные розы ветров». Индекс ветроохлаждения: tн - температура наружного воздуха, V - скорость ветра. Инсоляция – значения суммарной радиации, ультрафиолетовой радиации и видимого света на вертикальную поверхность,.

Нежелательные для ориентации жилых зданий направления: Нежелательные для ориентации жилых зданий направления: скорость ветра имеет максимальное значение и температура воздуха самая низкая максимальный приход суммарной солнечной радиации в летний период достаточные суммы ультрафиолетовой радиации и видимого света в зимнее время

В результате комплексной метеорологической оценки производится построение круговой диаграммы, на которой отмечаются зоны ориентации: В результате комплексной метеорологической оценки производится построение круговой диаграммы, на которой отмечаются зоны ориентации: запрещенные; нежелательные с рекомендациями специальной активной зашиты от неблагоприятных факторов климата: неблагоприятные со смягчающей защитой; наиболее благоприятные.

А - запрещается по условиям инсоляции, Б - ограничения по условиям перегрева, В - нежелательная по условиям ветроохлаждения

Типологические особенности эксплуатации жилищ Климатическая типология + типология архитектурных сооружений и планировок → средства обеспечения благоприятных микроклиматических условий в жилых помещениях: архитектурно-планировочные конструктивные инженерно-технические

Режимы эксплуатации жилищ: Режимы эксплуатации жилищ: Изолированный – полная изоляций от воздействий внешней среды Закрытый - изоляция от внешней среды и постоянная работа отопительной системы при низких температурах или искусственное охлаждение при высоких температурах; Полуоткрытый - открытый и закрытый режимы, комфортные условия в помещении - различные регулирующие средства Открытый - непосредственная связь помещений с внешней средой, для поддержания комфорта в помещении не требуются специальные технические средства;

Погодные режимы эксплуатации жилищ: Погодные режимы эксплуатации жилищ: режим 1 - открытый, комфортная погода; режим 2 - изолированный, жаркая влажная погода; режим 3 - закрытый, жаркая сухая погода, режим 4 - полуоткрытый, теплая погода; режим 5 - полуоткрытый, прохладная погода; режим 6 - закрытый, холодная погода; режим 7 - изолированный, суровая погода.

Погодные режимы эксплуатации жилищ определяются на основе повторяемости классов погоды Погодные режимы эксплуатации жилищ определяются на основе повторяемости классов погоды Класс погоды определяется по 8% повторяемости от всех классов погоды за год Учитывают сочетания элементов: t и f, t и V Данные срочных наблюдений раздельно для дневных и ночных сроков.

Классы погоды: Классы погоды: 1 – жаркая влажная погода 2 – засушливая погода 3 – теплая погода 4 – комфортная погода 5 – прохладная погода 6 – холодная погода 7 – суровая погода

Для Якутска: Для Якутска: зимой - суровая погода, летом - комфортная или теплая погода. сумма градусо-дней отопления составляет 12120°С. Необходимость: использование специальных теплозащитных ограждающих конструкций, плотно закрывающиеся окна, двойное или тройное остекление мощное центральное отопление, искусственная вентиляция с подогревом и увлажнением наружного воздуха. летом - перерыв в работе отопительной и вентиляционной системы.

Для Москвы Для Москвы зимой - холодная летом - прохладная и комфортная погода сумма градусо-дней отопления 57800С. Необходимо: теплозащитные ограждающие конструкций зимнее отопление двойное остекление защита от солнечной радиации не требуется

Для Сочи Для Сочи зимой – прохладная, и комфортная летом - теплая и жаркая сумма градусо-дней отопления 2430°С, Необходимо: зимой – кратковременное отопление (7-8% длительности года), летом солнцезащита, принудительная вентиляция помещений

Климатическое районирование Климатическое районирование Выделение границ районов по сумме градусо-дней Q : менее 479; 480-949; 950-1899; 1900-3799; 3800-7499; 7500° и более;

Инженерные решения по сумме «градусо-дней» отопления Q Инженерные решения по сумме «градусо-дней» отопления Q Q = 480 градусо-дней: минимальной повторяемости холодной погоды, наиболее мягкие климатические условия для отопления Q > 7500 градусо-дней: компактное решение формы и расположения зданий (ширина корпуса зданий примерно 12-15 м) очень высокие теплозащитные свойства ограждающих конструкций (сопротивление теплопередаче наружных стен более 1,6 м2часград/ккал), центральное регулируемое отопление. тройное остекление окон, закрытые отапливаемые лестницы с двойным тамбуром и тепловой завесой при входе.

Светоклиматические пояса выделяются по: Светоклиматические пояса выделяются по: коэффициенту естественной освещенности (ЕО) коэффициенту эритемной облученности (ЭО)

Требования к жилым помещениям по светоклиматическим поясам

Архитектурно-планировочные, конструктивные и инженерно-технические средства регулирования микроклимата в зданиях

Строительно-климатический паспорт города

Инженерно-климатические расчеты. Данные по: световому климату, солнечной радиации, температурному режиму (среднемесячной температуре воздуха, абсолютному максимуму и минимуму температуры, амплитуде температуры, температуре наиболее холодных суток и пятидневки) влажностному режиму относительной и абсолютной влажности, осадкам, высоте снежного покрова, снеговой гололедной и ветровой нагрузкам направлению и скорости ветра, Источниками климатической информации этой части паспорта (графы 2-11) являются действующие справочные и строительно-климатические нормативы.

Архитектурный анализ климата Климатическое обоснование архитерктурно-планировочных и санитарно-гигиенических требований к жилищу и прилегающей части застройки. Анализ отдельных климатических элементов и их сочетаний. Годовой ход типов погоды. Индекс биоклиматической зоны, для каждой разработан комплекс наиболее общих градостроительных требований. Оценка круга горизонта по условиям теплового облучения с учетом нормированного ограничения ориентации жилых помещений

Суточный ход температуры воздуха за теплый период (графа 15) - периоды с комфортной и дискомфортной температурой воздуха. Суточный ход температуры воздуха за теплый период (графа 15) - периоды с комфортной и дискомфортной температурой воздуха. Необходимо знать для: выбора типа солнцезащиты зданий - продолжительность периода с температурой выше 20°С; учета перегревных условий - продолжительность периода с температурой воздуха выше 28°С. выбора режима эксплуатации открытых помещений при наличии или отсутствии инсоляции - значения температуры воздуха 12°С и 16°С .

Характеристики влажностного режима и осадков (графа 16) необходимы для: Характеристики влажностного режима и осадков (графа 16) необходимы для: уточнения типов проветривания квартир в южных районах (ночное, дневное, круглосуточное) - данные об относительной влажности выделения засушливых районов с осадками менее 200 мм в год. разработки специальных мелиоративных градостроительных средств - объемы снегопереноса более 200, 400 и 600 м3/п.м.

Архитектурный анализ ветрового режима (графа 17) необходим для: Архитектурный анализ ветрового режима (графа 17) необходим для: выявления неблагоприятного сектора по ветровым характеристикам представляется в виде круга горизонта. особо выделяется опасный сектор с большими снегозаносами, с усиленной пыле ветровой деятельностью или «косыми дождями»

Комплексная оценка сторон горизонта по ряду факторов (графа 18) при архитектурном проектировании для Комплексная оценка сторон горизонта по ряду факторов (графа 18) при архитектурном проектировании для показа степени благоприятности и неблагоприятности отдельных сторон горизонта

Оценка микроклиматической изменчивости основных элементов климата под влиянием подстилающей поверхности и окружающего городского ландшафта (часть 3 паспорта). Оценка микроклиматической изменчивости основных элементов климата под влиянием подстилающей поверхности и окружающего городского ландшафта (часть 3 паспорта). Результаты оценки микроклимата вносятся в графы 19 и 20 паспорта.

Наиболее разработаны методы оценки Наиболее разработаны методы оценки изменений солнечной радиации, температуры воздуха скорости ветра

Оценка территории по тепловому режиму

Строительно-климатический паспорт города содержит : Строительно-климатический паспорт города содержит : обработанные по соответствующим методикам климатические параметры полученные в результате расчетов и натурных наблюдений микроклиматические данные.

Паспорт составляется в унифицированной форме и предназначен для использования: Паспорт составляется в унифицированной форме и предназначен для использования: при инженерных расчетах, разработке проектов детальной планировки и застройки городов, проектировании жилых домов на основе различных конечных объектов типизации - дом, блок-секция, блок-квартира и т.д.