Характеристика основных климатических элементов, влияющих на архитектурное проектирование.

Климатическими элементами являются: температура и влажность воздуха, ветер, солнечная радиация, осадки. Температура, относительная влажность воздуха и ветер позволяют составить климатическую характеристику территории, города. Критические значения основных климатических факторов помогают составить характеристику климата, причём критические значения различных климатических факторов функционально связаны между собой. Зная критериальные значения элементов, можно выявить специфику климата, установить степень отклонения элементов от комфортных условий и сформулировать комплекс требований, подлежащих учёту при проектировании зданий, придомовой территории, застройки.

При температуре наружного воздуха более 21°С уже возможен перегрев помещений, особенно при наличии инсоляции (облучения прямыми солнечными лучами). При температуре более 28°С начинается перегрев организма человека и необходима защита от солнца и использование движения воздуха как в помещении, так и на территории городской застройки.

Важно учитывать совместное воздействие на человека температуры и ветра. В переходные сезоны года, при температуре наружного воздуха, близкой к 0°С, и относительной влажности 70% и более необходима защита пешехода от любого ветра. Зимой при температуре до минус 15°С – защита желательна. Защита обязательна при сочетаниях:

При температурах ниже минус 35°С надо активно защищать пешехода в городе, вплоть до крытых утеплённых переходов.

Ветер со скоростью более 4 м/с раздражает, при 5м/сек и отрицательных температурах вызывает резкое усиление охлаждения зданий (на 10-15%) и человека. При скорости 6 м/с начинается перенос снега и песка, что требует защиты жилых территорий городов, при 12 м/с и более возникают механические повреждения элементов зданий.

Относительная влажность воздуха менее 30% и более 70% неблагоприятна для человека. Значения от 30 до 70% могут быть благоприятны или неблагоприятны в зависимости от температуры (см. рис. 2.1).

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. 3.1 дана характеристика температуры и ветра, совместное воздействие которых необходимо учитывать при формировании внешней среды города.

Рис. 3.1. Комплексное воздействие температуры и ветра на здания и человека во внешней среде

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. На рис. 2.2. 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%.

Используя предложенные графики принимается решение для обеспечения комфорта в жилой среде, используя либо защиту от солнца, либо ночную прохладу для снижения температурного фона, либо усиленное проветривание помещений и наружных пространств для активизации движения воздуха у тела человека, тем самым, облегчая отдачу тепла испарением.

Рис. 3.2. График температурно-влажностного режима в теплый период года