Анализ и учет климата в архитектурном проектировании.

Методика учёта климата и строительства жилища содержит два основных аспекта:

· климатическое районирование;

· учёт местных особенностей климата, связанных с географическим положением конкретного пункта.

В соответствие со СниП 2.01.01-82. «Строительная климатология и геофизика» территория нашей страны разделена на 4 климатических района и 16 подрайонов. Климатическое районирование определяет территории в пределах которых к жилым зданиям предъявляются определённые требования.

Первый район разделён на 5 подрайонов:

Iа, Iб, Iг – холодный климат, суровая погода продолжительностью более 1 месяца; географическое положение за 67 параллелью, наиболее суровые климатические условия: тундровый и таёжный ландшафт;

Iв – умеренный климат, холодная погода 6-7 месяцев;

Iд – переходный климат от холодного к умеренному.

Второй район (центральная и северо-западная часть европейской части и дальневосточные прибрежные территории делится на 4 подрайона:

IIб, IIд – умеренный климат, холодная погода 6-7 месяцев;

IIа, IIг – переходный климат от холодного к умеренному.

Третий район (средняя полоса и частично юг и юго-восток страны) делится на 3 подрайона:

IIIа, IIIб, IIIв – отрицательная низкая температура зимой и жаркое лето.

Четвёртый район делится на 4 подрайона:

Ivа, Ivб, Ivв – тёплый климат;

Ivг – переходный климат от умеренного к тёплому.

Климат – многолетний режим погоды, наблюдающийся в данной местности. Климат – совокупность всех условий погоды за несколько десятков лет, а также типичная годовая смена этих условий и возможных отклонений.

Погода – комплекс взаимосвязанных метеофакторов и явлений.

Климат местности формируют:

- географические факторы: широта, долгота; высота над уровнем моря, ландшафт местности, распределение суши и моря и т.д.

- геофизические факторы: солнечная радиация, теплооборот у земной поверхности, циркуляция воздуха.

Важнейшими для архитектурного проектирования климатическими факторами (характеристики климата) являются:

-солнечная радиация (прямая и рассеянная)

-температура наружного воздуха (средняя месячная, абсолютная минимальная/ максимальная, наиболее жаркого /холодного месяцев, наиболее холодных суток и т.д)

-влажность воздуха (среднемесячная, в 13 часов и др. сроки, кол-во осадков за год/месяц/сутки)

-ветровой режим (повторяемость направлений ветра, скорости по направлениям, штили)

-атмосферное давление.

Методика учета климата в строительстве жилища содержит 2 аспекта:

- климатическое районирование

- учет местных особенностей климата

Климатический анализ ведется «от общего к частному», от оценки наиболее общих фоновых закономерностей климата, характерных для крупных территории (напр.Южный Урал, климат подрайона IVБ по СНиП) к оценки микроклимата локальных участков, расположенных в определенных условиях подстилающей поверхности, которая преломляет фоновые условия. На уровне оценки микроклимата архитектор изучает ландшафт, рельеф площадки, делает поправки на микроклимат склонов разной ориентации, рассчитывает инсоляцию и др.

В соответствии со СНиП 2.01.01-82 территория России подразделяется на 16 климатических подрайонов (восемь климатических зон и две подзоны в каждом).

Саратов находиться в 3-ей климатической зоне. Подрайон IIIВ. Климат для Саратовской области характерен умеренно-континентальный.

Проблемой учета климата при проектировании жилищ занимается наука «климатическая типология жилища». Под типом жилого дома в климатической типологии понимают не только совокупность архитектурно-планировочного, конструктивного решения, но и инженерного оборудования зданий (отопление, вентиляция, охлаждение и т.д.) .

Связь между архитектурой здания, объемно-планировочным решением и климатическими факторами проявляется в степени раскрытости помещений во внешнюю среду. Характер этих связей называется эксплуатационным режимом.

Основные режимы эксплуатации при типах погоды:

- суровая – изолированный (хар-ка жилища: компактная планировка, высокая телоизоляция внешних стен, закрытая отапливаемая лестница, центральное отопление с большой мощностью; в городской среде ветрозащитная застройка, утепленные остановки общественного транспорта)

- холодная – закрытый (хар-ка жилища: компактные решения квартир с минимальными тепло потерями, закрытая лестница с отоплением, двойные рамы, центральное отопление средней мощности, канальная вентиляция; в городской седее – ветрозащитная застройка и ориентация на южную сторону)

- прохладная – полуоткрытый (жилище защищает от легкого охлаждения, теплообмен и проветривание через створки окон или форточки)

- комфортная – открытый (жилище имеет множество лоджий, балконов, веранд, бытовые процессы возможны на воздухе)

- теплая – полуоткрытый (хар-ки жилища: двухсторонняя планировка квартир, обеспечение проветривания, наличие открытых помещений, лоджий, веранд, солнцезащитные устройства, механическая вентиляция, затенение и айрация помещений)

- засушливая – закрытый (хар-ки жилища: компактная планировка, ограничение теплопоступления снаружи, открытые пространства для вечернего и ночного пребывания, окна защищены от солнца, искусственное увлажнение воздуха; в городской среде – затенение и обводнение фонтанами, бассейнами)

- жаркая – изолированный.

Типологические параметры, объемно-планировочные, конструктивные решения, инженерное оборудование жилища должны обеспечивать комфортный тепловой (18-22^оС) и влажностный (относительная влажность 40-60%) режим при каждом типе погоды.

Для пофакторного анализа необходимо иметь сведения о годовом ходе метеоэлементов в районе строительства. Требуемые для этого данные сводятся в таблицы и затем представляются графически. В качестве примера в приведем сведения о годовом ходе метеоэлементов в г. Саратове. В Саратове перегрев помещений наблюдается в основном в дневные часы в июне, июле и августе. Среднемесячные превышения температур над температурой 21 °С составляет соответственно 4,4 °С, 6,3 °С и 4,8 °С. Повышенная влажность днем (выше линии влажности 70 %) наблюдается только в январе и феврале.

В утренние часы влажность повышена в течение всего года. При этом в осенний и зимний периоды она составляет 100 %.

Линии температур 16 °С и 12 °С определяют границы для эксплуатации открытых помещений соответственно при отсутствии и наличии инсоляции. Видно, что открытые помещения в климате Саратова могут использоваться с мая по сентябрь включительно.

Ход изменения температур в дневные часы позволяет оценить необходимость солнцезащиты в летнее время года. Потребность и вид солнцезащиты определяется продолжительностью периода с температурой воздуха 20 °С и выше. Рекомендуется выбирать соответствующий вид солнцезащиты: при продолжительности периода до 20 дней – внутренние устройства; от 20 до 40 дней – внутренние или межстекольные; от 41 до 60 дней – межстекольные или наружные в сочетании с теплозащитным стеклом; более 100 дней – наружные с искусственным охлаждением. В Саратове превышение температуры 20 °С наблюдается днем в течение 90 дней, и следовательно для защиты от солнца необходимо применять межстекольные или наружные устройства в сочетании с теплозащитным стеклом.

Наиболее неблагоприятные условия зимой в Саратове наблюдаются в январе при низкой температуре и высокой влажности воздуха при достаточно высокой скорости ветра.