3.Краткая история создания климатических нормативов для строительства.

Учет влияния климата производится как в стадии планирования, так и стадии проектирования объектов. От правильности учета этого влияния зависит правильность выбора места для города, фабрики, завода. Климатом определяется архитектурно-планировочное решение объектов строительства, от него зависит длительность эксплуатации сооружений, комфортность условий работы, проживания и отдыха человека.

Задача строительной климатологии заключается в том, чтобы помочь строителям учесть специфику климата данного района при проектировании, использовать его полезные стороны и предусмотреть меры защиты от его вредных воздействий. Правильность учета климата определяется показателями, входящими в СНиП. Климатические нормативы, входящие в расчеты при проектировании, называют климатическими параметрами.

Количественные климатические показатели для оценки влияния климата на здания и сооружения как обязательные нормы, учитываемые при проектировании, стали применяться сравнительно недавно. Это не значит, что ранее совсем не учитывалось влияние климата на жилище человека.

В зависимости от преобладающих погодных процессов созданы определенные типы жилищ, которые стали традиционными для каждого народа и по существу отражают учет влияния на них местных природно-климатических условий (рисунок 3). В настоящее время архитекторы изучают опыт постройки народных жилищ в различных климатических районах и используют его при планировке современных городов и при проектировании зданий.

Однако с развитием капитализма городские дома стали строить без учета санитарно-гигиенических требований. Особенно часто нарушались требования комфортности жилых помещений при постройке доходных домов, имеющих целью не создание благоприятных условий для жизни людей, а извлечение наибольшей выгоды.

Во второй четверти XX века архитекторы большое внимание уделяли внешнему эффекту. Они прежде всего стремились, чтобы дом был красивым, мало учитывали влияние климата на здания и микроклимат помещений. По мнению американского архитектора Аронина, архитекторы перестали понимать всю важность влияния климата на архитектуру. С развитием средств сообщения, с расширением международных связей народы стали заимствовать друг у друга различные «стили», мало думая о пригодности их в различных климатических условиях. В качестве примера оригинальной, но нелепой постройки приводится железнодорожный вокзал «Пенсильвания» в Нью-Йорке, имеющий форму римских терм. В северных районах США были построены дома с пристроенными к ним наружными лестницами высотой в два – три этажа. Эти лестницы покрывались снегом и гололедом, затрудняя связь жителей домов с внешним миром.

В результате увлечения модой советскими архитекторами в некоторых северных городах СССР были построены дома с балконами и лоджиями. Эти летние помещения зимой заносятся снегом, а летом мешают проникновению солнечного света в квартиры.

После Второй мировой войны положение резко изменилось. Строители поняли необходимость учета климатических условий в процессе планирования и проектирования зданий. После Великой Отечественной войны в СССР началось строительство с небывалым размахом, превосходящим размеры строительства любой страны мира. В 60-х годах отношение строящейся жилой площади к числу жителей страны было вдвое больше, чем в США, Англии и Франции. На строительство зданий и различных сооружений стали ассигноваться большие суммы, и правительство страны потребовало правильного, экономного расхода средств. Вместе с тем от строителей требовали создания наилучших условий для труда и жизни человека

4.Совмещенное освещение

Применяются различные подходы к решению совмещенного освещения, но по существу они подобны. Помещения делятся на три зоны. Первая зона с естественным освещением (зона 1), вторая – с совмещенным освещением (зона 11), и третья – с искусственным освещением (зона 111). Ширину зоны, где КЕО равен норме (е1 = ен) и до точки, где КЕО равен одной десятой нормы (е2 = ен / 10), необходимо создавать совмещенное освещение. За значением освещенности равной e2, начинается зона с искусственным освещением.

5.Основные климатические характеристики.

Строительная климатология предусматривает учет климата при решении архитектурно-строительных задач, составление климатических характеристик района строительства с целью выявления благоприятных и неблагоприятных для человека факторов климата.

Климат влияет на долговечность зданий – длительность их эксплуатации, что определяется способностью противостоять климатическим воздействиям. Чтобы обезвредить отрицательные факторы климата и использовать положительные, необходимо, изучив климат района строительства, выбрать наиболее подходящие строительные материалы, известным образом реагирующие на мороз или жару, повышенную или пониженную влажность, стойкие против коррозии и т.п.; определить планировку здания, обеспечивающую наибольший комфорт для человека.

Показатели климата можно разделить на две группы – общие и специальные.

К общим показателям климата относятся: температура (t, °С), влажность (w, %), перемещение воздуха (u, м/с), солнечная радиация (Р, Вт/м2).

Температура – один из важнейших климатических элементов. В таблице 2 приведены температурные шкалы и их связь.

Температура в рабочее время дня tсрдн зависит от средней температуры климата, за отдельные месяцы г ода tсрмес и средней амплитуды колебаний температуры Аtн в течении суток и имеет наибольшее значение для тепловой характеристики.

С учетом теплового воздействия на человека выделены следующие виды погоды:

– холодная (ниже +8 °С);

– прохладная (8-15 °С);

– теплая (16-28 °С);

– жаркая (выше +28 °С);

– очень холодная (ниже -12 °С);

– очень жаркая (выше +32 °С).

Продолжительность характерных видов погоды в течении года определяет основные черты климата, которые влияют на конструктивные и архитектурные решения зданий.

Долговечность зданий зависит от состояния основных частей фундамента, несущих стен и каркаса ограждающих конструкций. Под переменным воздействием тепла и холода материалы конструкций разрушаются. Интенсивнее разрушение происходит при быстрой смене температур и особенно при перепадах температуры с переходами через 00С. Поэтому в процессе проектирования используются следующие значения температур наружного воздуха: среднемесячные, средняя за год, абсолютные максимальная и минимальная, средние наиболее холодной пятидневки и наиболее холодных суток, средние наиболее холодного периода года, средняя максимальная наиболее теплого месяца, средние суточные амплитуды колебания температур наиболее теплого и холодного месяцев.

Влажность воздушной среды существенно влияет на влажностное состояние конструкции. Для определения влажности режима пользуются следующими показателями: абсолютная влажность (f, г/м3)- количество влаги в граммах, содержащейся в одном метре кубическом воздуха, парциальное давление (упругость) (е, Па)-давление газа или пара, находящиеся в смеси с другими газами, дает представление о количестве водяного пара, содержащегося в воздухе. Состояние полного насыщения воздуха водяными парами называется стан насыщения (W, г/м3), стан насыщения постоянен при заданной температуре воздуха; предельное значение парциального давления (ε, Па) соответствует полному насыщению воздуха водяными парами; относительная влажность воздуха (φ) характеризует степень насыщения воздуха водяным паром, и определяется как отношение абсолютной влажности к стану насыщения при постоянной температуре (φ = ω / W). Относительная влажность воздуха может быть определена как отношение абсолютного парциального давления к парциальному давлению в стане насыщения (φ=(е/ ε)*100%). По величине φ различают влажностный режим помещения:

1. сухой (˂50%)

2. нормальный ( от 50 до 60%)

3. влажный (61-75%)

4. мокрый(больше 75%)

При понижении температуры относительная влажность φ возрастает и может достигнуть 100%, а при некоторой температуре может оказаться ε=е. Наступает состояние полного насыщения воздуха водяным паром. Температура, при которой наступает полное насыщение воздуха водяным паром называется температурой точки расы. При дальнейшем понижении температуры воздуха, внутри помещения избыток влаги переходит в жидкое состояние т.е. конденсируется в виде жидкости, оседает на ограждении.

Количество выпадающих осадков и их интенсивность имеют большое значение при проектировании. Влияние осадков на ограждения зданий существенно.

При дождях с сильными порывистыми ветрами стены увлажняются. В холодное время года влага перемещается внутрь конструкции от более холодных и влажных слоев к более теплым и сухим.

Если ограждения легкие, влага может достигать внутренней поверхности стены. Если стены массивные, влага не проникает внутрь помещения, но такие стены медленно высыхают, а при понижении температуры влага внутри конструкций замерзает и разрушает стены. Разрушение ускоряется оттепелями. Более вредное действие оказывают моросящие длительные осадки, чем интенсивные, непродолжительные в виде мелких капель. Мелкие капли удерживаются на поверхности и впитываются материалами. Крупные капли скатываются со стен под действием силы тяжести.

Осадки (дождь, таяние снега) увеличивают влажность грунта, повышается уровень грунтовых вод. Это опасно для зданий возможностью вспучивания грунта, затоплением подземной части здания.

Количество выпадающего снега увеличивает нагрузку на крыши зданий. При проектировании покрытий учитывают возможность интенсивных снегопадов, создающих кратковременную нагрузку.

Ветер оказывает непосредственное воздействие на здания. От направления и скорости воздушных потоков зависит температурно-влажностный режим территории. От скорости ветра зависит теплоотдача зданий. Ветровой режим влияет на планировку, ориентацию зданий, размещение промышленной и жилой зоны, направление улиц.

Лучистая энергия солнца (солнечная радиация) создает естественное освещение земной поверхности. Солнечную радиацию можно определить как количество энергии на единицу поверхности, Вт/м2.

Спектр солнечной радиации состоит из ультрафиолетовых лучей (около 1 %), видимых лучей, которые светят (около 45 %), и инфракрасных лучей, которые греют (около 54 %).

Облучение какой либо поверхности прямыми солнечными лучами называется инсоляцией. Инсоляция территории или помещения измеряется продолжительностью в часах, площадью облучения и глубиной проникновения солнечных лучей в помещение.

Положительное действие инсоляции определяется бактерицидными свойствами солнечных лучей и тепловым воздействием.

Количество солнечной радиации также зависит от широты района строительства, времени года и имеет макси От количества приходящей солнечной радиации зависит нагрев стен и температура внутри помещений. При открытых окнах в помещение поступает тепла столько же, сколько и на стены. При закрытых окнах часть радиации отражается от стекла, часть поглощается стеклом и оконными переплетами, нагревая их. При одинарном остеклении через окно проникает около половины падающей радиации (41–58 %), при двойном остеклении – около 1/3 радиации (23–40 %).

Рассматривая влияние солнечной радиации на здание, следует учитывать поглощательную способность различных материалов, которая зависит от их цвета и состояния.мальную интенсивность в летний период.

Подобрав соответствующие материалы и нужные цвета для ограждений здания, можно изменить величину радиации, поглощаемую стеной, уменьшить или увеличить нагрев конструкций солнечным теплом.

Необходимо учитывать, что стены разной ориентации в разное время суток нагреваются неодинаково, при этом их температура на 15–20°С выше температуры окружающего воздуха. Кроме того, создаются большие контрасты между стенами здания. Такое возможно и в холодное время года в некоторых районах.

В результате нагрева панели деформируются, в кирпичных стенах возникают температурные напряжения, которые сравнимы по своей величине с другими нагрузками и должны учитываться при проектировании.