Задание на расчетно-графическую работу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПО ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВУ Факультет Архитектуры Кафедра строительства Теплофизические и климатические принципы архитектурного проектирования МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ”Анализ и оценка внешних климатических условий для архитектурного проектирования”. Специальность: 270301 ”Архитектура” Москва 2014 УДК: 628.9 ББК: 551.581:69 Подготовлены и рекомендованы к печати кафедрой строительства Государственного университета по землеустройству (протокол № 2 от 27 сентября 2014 года). Утверждены к изданию на заседании методической комиссии факультета (протокол № 2 от 4 октября 2014 года). Составитель: к.т.н., доцент Маракулина С.П. Рецензенты: д.т.н.,профессор В.Г.Гагарин, д.т.н.профессор И.С.Шукуров 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, доктора архитектуры, профессора Щепеткова Николая Ивановича, к.т.н. проф. Мягкова Михаила Сергеевича и др. Содержание Стр. Введение Задание. Содержание расчетно-графической работы | | Анализ климатических характеристик при архитектурном проектировании | | Краткая характеристика климатических элементов | | Годовой ход изменения климатических элементов | | Оценка климатического фона местности | | Оценка летнего температурно-влажностного режима | | Оценка температурно-ветрового режима | | Оценка радиационно-теплового режима территории | | Оценка сторон горизонта по комплексу климатических факторов. | | Экологические аспекты архитектурной климатологии | | Эффективность средств регулирования микроклимата | | Перечень контрольных вопросов по расчетно-графической работе | | Перечень контрольных вопросов для подготовки к зачету | | 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. В качестве справочного источника климатического материала для выполнения конкретных расчетно-графических и проектных работ рекомендуется использовать главу СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» и предшествовавшую ей главу СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика». 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. Данные «Учебно-методические указания» могут быть использованы также при разработке курсовых архитектурных проектов и для выполнения раздела по архитектурной физике в составе дипломного проекта бакалавра, магистра, специалиста 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. Содержание расчетно-графической работы - Оценка годового хода изменения климатических элементов
- Общая оценка погодных условий и выбор основного режима эксплуатации зданий.
- Оценка летнего температурно-влажностного режима местности
- Оценка температурно-ветрового режима местности
- Оценка сторон горизонта местности по комплексу климатических факторов
- 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 - 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. - 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 28оС 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 0оС и влажности 70% и более необходима защита пешехода от любого ветра. Зимой при температурах не ниже -15оС желательна защита пешехода от ветра и эта защита обязательна при следующих сочетаниях температуры и ветра: t, °С | -15…-20 | -20…-25 | -25…30 | -30…-35 | ниже -35 | V, м/с | до 3.5 | 3.0 | 2.0 | 1.5 | 0.0 | При температурах ниже -35оС пешехода надо активно защищать от ветра и низкой температуры, например, крытыми галереями – переходами. Ветер со скоростью более 4 м/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. В современной климатологии ветер требует особого учета при проектировании высотных зданий. И дело не только в необходимости обеспечить устойчивость зданий под воздействием ветровых нагрузок, возрастающих с высотой. Чем выше здание, тем сильнее ветровые завихрения у стен. Мощные потоки обтекают объём, часть из них опускается вниз и обрушивается на пешеходов, находящихся у здания. Возникает новая архитектурная задача поисков формы здания (очевидное формообразующее действие климата), способствующей защите от пристенных вихрей. Одним из решений является постановка вертикальных объёмов на широкие подиумы, сильно выступающие за пределы этих объёмов и имеющие по высоте 2-4 этажа. На рис. 1 дана характеристика температуры и ветра, совместное воздействие которых необходимо учитывать при формировании внешней среды города. Не менее важно сочетание температуры и относительной влажности воздуха. Относительная влажность менее 30% (сухо) и более 70% (влажно) неблагоприятны для человека. В очень теплую и жаркую погоду крайне важно, чтобы слишком высокая влажность не мешала человеку отдавать излишки тепла, накапливаемого в этих условиях организмом, во внешнюю среду через испарение пота с поверхности тела. В противном случае может наступить перегрев организма – тепловой удар.  Рис. 1 Комплексное воздействие температуры и ветра на здания и человека во внешней среде На рис. 2 представлен график температурно-влажностного режима, из которого следует, что для сохранения комфортных или близких к ним условий в летнее время при повышении температуры воздуха от 18 до 28°С надо, чтобы относительная влажность воздуха снижалась от 50-70% до уровня 30-50%. Пользуясь указанным графиком и сведениями раздела 3.1, а также Приложением, грамотный в этих вопросах архитектор принимает разные решения для обеспечения комфорта в жилой среде, используя то защиту от солнца или ночную прохладу для снижения температурного фона, то усиленное проветривание помещений и наружных пространств для активизации движения воздуха у тела человека и, тем самым, облегчая отдачу тепла испарением.  Рис. 2 График температурно-влажностного режима в теплый период года |