Глава 2. Климатический анализ 19

является первым, отправным критери­ем среды, тепловым фоном, без кото­рого трудно оценивать другие парамет­ры. Влияние температуры поверхно­стей сказывается на выборе материа­лов, например для полов. Большое теплоусвоение каменных, в том числе мраморных, полов предопределяет их использование в странах с жарким климатом, а в умеренном климате и на Севере предпочитают "теплые" де-

Поглощение тепла кондукцией.

2 3-1008

ревянные полы, и даже линолеум ка­жется "холодным". Зимой холодная по­верхность оконного заполнения (тем­пература ниже 8°С) вызывает сильную отдачу тепла от организма на эту по­верхность, что даже при хорошем уп­лотнении притворов создает ощущение дискомфорта. Летом нагретый через крышу потолок может вредно отра­зиться на самочувствии человека.

Архитектор как организатор про­странства в большей степени "владеет" ветром, чем температурой и влажно­стью, и эту возможность должен пра­вильно использовать (рис. 2.2). Чем

20 Часть I. Архитектурная климатология

холоднее, тем сильнее охлаждающее действие ветра: при температуре —30°С даже слабый ветер (2—3 м/с) делает прогулку на воздухе недопу-

стимой. При температуре от +5 до +20°С охлаждающее влияние такого ветра значительно, а при +25°С пред-почтительна скорость ветра 1—3 м/с,

22 Часть I. Архитектурная климатология

так как она создает комфорт, снижая перегрев.

При температуре более 20°С боль­шую роль играет влажность воздуха. В сухом воздухе влага, выделяемая потовыми железами человека, легко испаряется, и человек, отдавая с потом много тепла, чувствует себя нормаль­но (лето в Крыму, осень в Средней Азии). Во влажном воздухе испарение затруднено, и только ветер (подвиж­ность воздуха в помещении) способст­вует охлаждению организма (лето в Западной Грузии). При повышении температуры с 19 до 29 С относитель­ная влажность воздуха должна сни­жаться с 50-70 до 30—50% (рис. 2.3). Только в этом случае сохраняется ощущение, близкое к комфортному, и подвижность воздуха не играет боль­шой роли. Если влажность не снижа­ется, то проветривание и аэрация про­странства приобретают первостепенное значение.

Весьма показателен и нагляден биоклиматический график комфорта

В.Олгея, на котором для жителей, адаптированных к климату США, на­несены характеристики температуры, а также движения воздуха и солнечной радиации, как бы "возвращающие" ощущение комфорта при выходе (по­вышении или снижении) температуры за границы зоны комфорта (рис. 2.4). Милн и Гивони предлагают на базе подобного биоклиматического графика определять для стран с жарким кли­матом стратегию проектирования зда­ний путем выделения температурно-влажностных зон, обусловливающих необходимость в испарительном ох­лаждении, солнечном отоплении, аэра­ции, большой теплоемкости конструк­ций и т.п. (рис. 2.5). Оба графика хо­рошо раскрывают взаимосвязь теплого и жаркого климата, человека и архи­тектуры.

Климатическое районирование — существенная составляющая архитек­турной климатологии. Оно разрабаты­вается архитекторами и климатолога­ми для целей проектирования и не

посредственно связано с типологией зданий, в частности жилых, а также с градостроительными решениями.

Согласно СНиП 2.01.01—82 "Стро­ительная климатология и геофизи­ка" — основному источнику климати­ческой информации для архитекторов на карте было выделено четыре кли­матических района (рис. 2.6): I — се­вер, холодный климат; II — умерен­ные широты, умеренно-холодный кли­мат; III — часть южных районов с очень теплым летом; IV — юг, зима мягкая, лето жаркое (Южный берег Крыма, Закавказье), жаркое влажное (Западная Грузия) или очень жаркое сухое (долины Средней Азии).

Определяющими климатическими параметрами этого районирования слу­жат среднемесячные температуры воз­духа в январе и июле, в ряде подрай­онов с умеренной и холодной зимой — также средняя скорость ветра за три зимних месяца, а в подрайонах с теп­лым и жарким летом — среднемесяч­ная относительная влажность воздуха (табл. 2.3). Солнечная радиация учи­тывается опосредованно, через нара­стание температуры воздуха от севера к югу. Границы районов и подрайонов проведены на карте по линиям с оди­наковым значением температуры (изо­термы), ветра (изоветры) и влажности (изогиеты). Границы во многом обус­ловлены комплексом типологических требований, предъявляемых в СНиП и рекомендательных документах, напри­мер, к жилищу, школам, яслям-садам, а также к градостроительным решени­ям (табл. 2.4—2.7).

В качестве комментариев к табли­цам укажем следующее.

К табл. 2.4. Разница в высоте этажа и площа-* квартир, а также допущение приточной венти-иции на севере обусловлены необходимостью уве-лгчить в жилище кубатуру воздуха на 1 чел., улуч­шить воздушный режим в течение долгой зимы. На «зге увеличение высоты этажа снижает неблагоп­риятное воздействие нагретого потолка на челове­ка, позволяет подвесить вентилятор-фен. Небла­гоприятными условиями для проектирования бал­конов и лоджий являются:

среднемесячная температура воздуха в июле ниже 4°С при любых среднемесячных скоростях ветра; 4—8°С при скорости до 4 м/с; 8—12 С при скорости 4—5 м/с; 12—1б°С при скорости более 5 м/с;

шум от транспортных магистралей или про­мышленных территорий 75 дБ и более на расстоя­нии 2 м от фасадов жилого дома;

концентрация пыли в воздухе 1,5 мг/м и бо­лее в течение 15 дней и более за 3 летних месяца.

Сквозное и угловое проветривание квартир (двусторонняя ориентация окон), используемое с учетом суточного изменения температур, снижает летний перегрев до 3°С. Наиболее эффективны для защиты от перегрева солнцезащита окон и конди­ционеры.

Разница в нормировании отметок, с которых устраиваются лифты, обоснована тяжелой одеж­дой на севере и большими нагрузками на организм при подъеме на юге. Разные требования к тамбурам обусловлены тем, что с ростом этажности и сниже­нием температуры резко возрастает инфильтрация холодного воздуха через входы.

К табл. 2.5 и 2.6. Централизованное объемно-планировочное решение зданий — компактное, в одном корпусе, минимально расчлененное —обес­печивает меньшие теплопотери в районах с очень холодным климатом. Блочное решение допускает построение здания из нескольких объемов, что не­много увеличивает теплопотери, но улучшает осве­щенность и проветривавмость помещений. Па­вильонное решение на юге позволяет организовать внутренние дворики для рекреации детей, обеспе­чить сквозное проветривание.

Соотношение рекреаций закрытого и откры­того (на участке) типа, характер переходов между корпусами и ширина рекреационных помещений обусловлены возможностью использовать откры­тое пространство для отдыха школьников во время перемен. Требования к фотариям и ориентации по­мещений обусловлены разным световым клима­том — дефицитом солнечного облучения на севере и избытком его в южных районах.

К табл. 2.7. В плане градостроительных тре­бований территория была условно расчленена на три зоны: холодный климат — азиатская часть страны севернее 56° с.ш., теплый климат — Закав­казье, Прикавказье, Средняя Азия, Центральный и Южный Казахстан, умеренный климат — осталь­ная территория. В этих зонах предъявляются сле­дующие общие градостроительные требования:

холодный климат — максимальная защита человека от переохлаждения; активизация солнеч­ного воздействия; защита от низких температур (ограничение времени пребывания человека на от­крытом воздухе в холодный период до 15—30 мин); защита территории от ветра и пурги;

умеренный климат — умеренная защита от переохлаждения в холодный и от перегрева в теп­

29 Часть I. Архитектурная климатология

лый период, использование благоприятных усло­вий климата; активизация солнечного воздейст­вия севернее 57° с.ш. и умеренная солнцезащита в теплый период южнее этой широты; умеренная ветрозащита, влагозащита на морском побережье;

теплый климат — максимальная защита от перегрева: солнцезащита, защита от высоких тем­ператур воздуха (сокращение времени пребывания человека на открытом воздухе в пустынных райо­нах) ; активизация проветривания, защита от по­ниженной влажности воздуха и пыли в пустынных районах и от повышенной влажности и ливней во влажных субтропиках; использование благоприят­ных погодных условий.

Исходя из указанных общих требований мож­но дать обоснования к данным табл. 2.7. Уменьше­ние потребности в селитебной площади на 1000 жителей на севере обусловлено большой дорого­визной освоения территории в районах вечной мерзлоты (сложные фундаменты, прокладка ком­муникаций, благоустройство).

На нормы озелененной территории и посеще­ния парков влияют большие затраты и ограничен­ные возможности выращивания растений в тундре, пустынях и т.п. Радиусы обслуживания и расстоя­ния до остановок транспорта сокращаются на севе­ре из-за опасности обморожения и трудностей пе­редвижения в тяжелой одежде по занесенным сне­гом улицам, в южных пустынях — из-за перегру­зок организма от перегрева и гиперинсоляции.

Приведенные в табл. 2.4—2.7 дан­ные свидетельствуют о том, что в районировании климатические харак­теристики районов (подрайонов) и ти-

пологические требования (нормативы) составляют единый, неразрывный блок основных понятий, регламентирующих проектирование.

Однако для архитектурного анали­за климата специалисту-проектиров­щику недостаточно знать нормативные требования, заложенные в райониро­вании, так как они чрезмерно огра­ничены, не дают перспективы разви­тия и не подсказывают путей для по­исков индивидуального архитектурного решения.

Методика оценки погодных ком­плексов — более точный, чем райо­нирование, инструмент оценки фоно­вых условий климата. Она позволяет учесть продолжительность тех или иных погодных условий в течение года и, следовательно, определить значение климатозащитных средств.

В соответствии с задачами типо­логии в ЦНИИЭП жилища разрабо­тана классификация погодных условий (выделено семь типов погоды) и даны их климатические характеристики. Каждый из типов погоды связан с ре­жимом эксплуатации жилых зданий и группой типологических требований (табл. 2.8). Изменение критериев в

графах 4 и 5 таблицы не случайно: если для погоды жаркой, теплой и комфортной важно сочетание темпера­туры воздуха с относительной влаж­ностью, то для погоды прохладной, хо­лодной и суровой существенно сочета­ние температуры с ветром. Под пого­дой здесь понимается состояние внешней среды в определенном диапа­зоне климатических параметров, при котором соответствующий комплекс типологических свойств жилища обес­печивает в помещениях тепловой ком­форт или близкие к нему условия.

Жилище при комфортной погоде почти не несет климатозащитных фун-

кций. Режим эксплуатации открытый, помещения непосредственно связаны с внешней средой, воздухообмен не ог­раничен. Не обязательны ограждаю­щие конструкции с высокими тепло­изоляционными качествами, отопи­тельное и охлаждающее оборудование. Типичны приквартирные открытые пространства; пребывание человека во внешней среде не ограничено, хотя при крайних значениях температуры (+12, +27°С) могут быть желательны инсоляция или затенение. Для ком­фортной погоды характерны темпера­тура 18—25°С, относительная влаж­ность 30—60%, скорость движения

воздуха 0,1—0,2 м/с в помещении, 1—3 м/с снаружи (лучший период лета в средней полосе).

Жилище при теплой погоде защи­щает человека от легкого перегрева. Режим эксплуатации полуоткрытый, для него характерны двусторонняя планировка квартир с активным про­ветриванием, открытые приквартир-ные пространства, дворики, трансфор­мация пространств и ограждений в те­чение суток, открытые окна при на­личии солнцезащитных устройств, вентиляторы-фены. В городской среде аэрация и затенение создают комфор­тные или близкие к ним условия. Ха­рактерные температурные условия 24—30°С соответствуют наиболее жар­ким дням лета в средней полосе. Если влажность понижена (25—50%, на­пример в степной полосе), то типич­ные средства защиты — затенение и ночное проветривание для аккумуля­ции ночной прохлады; если повышена (60% и более, в приморских районах), то применяются затенение и аэрация пространств.

Жилище при жаркой сухой (засуш­ливой) погоде защищает человека от сильного перегрева, гиперинсоляции, а нередко и от пыли. Режим эксплу­атации закрытый. Характерны компак­тные объемно-планировочные реше­ния, обеспечивающие минимальные теплопоступления извне, увеличение кубатуры внутренних пространств, от­крытые помещения для вечернего и ночного отдыха, защищенные от сол­нца проемы, искусственное (испари­тельное) охлаждение, вентиляторы-фены, использование охлаждающего действия грунта. В городской среде ак­тивное затенение и обводнение смяг­чают микроклимат, но нередко не со­здают полного комфорта; необходимы защита от горячих пыльных ветров пу­стынь, улавливание ночных ветров с гор, установка фонтанов. Типичны температуры 33—36°С и влажность менее 24% (дневные часы лета в Средней Азии).

Жилище при жаркой погоде защи­щает человека от сильного перегрева, гиперинсоляции и духоты. Режим экс­плуатации изолированный, требующий для создания условий теплового ком­форта полного кондиционирования (охлаждения и уменьшения влагосо-держания воздуха); недопустимы ис­парительное (повышает влажность) и радиационное (выпадает конденсат) охлаждение. Характерны компактные объемно-планировочные решения, от­крытые помещения для вечернего и ночного отдыха, использование охлаж­дающего действия грунта; окна при работе кондиционеров закрыты, уплот­нены, защищены от солнца. Для го­родской среды и традиционного жили­ща характерны затенение и активная аэрация, которые крайне необходимы для снижения духоты и перегрева, но недостаточны для создания комфорта. Типичные температуры воздуха со­ставляют 30—35ч? при влажности 60—25% (наиболее жаркие дни на Черноморском побережье Кавказа, ха­рактерные дни в зоне экваториального климата).

В предложенной классификации жаркая погода с высокой и с нормаль­ной влажностью объединены в одну, хотя во многих работах они различа­ются. Объединение основано на общно­сти типологических требований для получения благоприятных условий среды (охлаждение с понижением влажности, аэрация и затенение го­родских пространств и т.д.).

Жилище при прохладной погоде защищает человека от легкого охлаж­дения; режим эксплуатации полуотк­рытый. Для такого жилища характер­ны: обращение комнат на солнечные стороны горизонта; умеренно компак­тные объемно-планировочные реше­ния; ограждения, обладающие тепло­защитными свойствами; в кварти­рах — места для хранения верхней одежды, воздухообмен через форточки, фрамуги, клапаны; отопительные уст­ройства малой мощности; накопление внутренних тепловыделений (от при­готовления пищи, стирки). В город­ской среде защита от ветра и исполь­зование инсоляции создают условия, близкие к комфортным. Характерны температуры 6—10°С (апрель—май, октябрь в Москве).

Жилище при холодной погоде за­щищает человека от сильного охлаж­дения. Режим эксплуатации закрытый. Характерны компактное объемно-пла­нировочное решение, обеспечивающее минимальные теплопотери, закрытые отапливаемые лестницы, шкафы для верхней одежды, необходимая возду­хонепроницаемость и высокие тепло­защитные качества ограждений; за­крытые, уплотненные окна, централь­ное отопление средней мощности, вы­тяжная канальная вентиляция. В городской среде ветрозащита и инсо­ляция смягчают условия охлаждения. Характерны отрицательные температу­ры: до —25°С. Скорость ветра состав­ляет 3—10 м/с, в отдельных районах снегозаносы требуют защиты террито­рий и входов в здания. Холодная по­года типична зимой на европейской территории страны, в Западной и на юге Восточной Сибири.

Жилище при суровой погоде защи­щает человека от крайне сильного ох­лаждения. Режим изолированный, тре­бующий для создания комфорта побу­дительной приточной-вытяжной венти­ляции с подогревом и увлажнением воздуха. Характерны максимально компактное объемно-планировочное решение зданий, закрытые отаплива­емые лестницы, минимальное количе­ство входов в здание, двойные тамбу­ры при входах, очень высокие возду­хонепроницаемость и теплозащитные качества ограждений; отопление пре­имущественно центральное, большой мощности. В городской среде пребы­вание человека на улице резко огра­ничено из-за угрозы обморожения от­крытых частей тела. Эффективна вет­розащита; целесообразны теплые пе­реходы-галереи между квартирами и предприятиями повседневного обслу­живания, зимние сады и рекреации. Типичные температуры наружного воздуха составляют до —36°С (зима в Якутии) или до —20°С при повы­шенных (5—12 м/с) скоростях ветра (зима на побережье Северного Ледо­витого океана).

Установив таким образом связь между типами погоды и требованиями к жилищу, получим возможность че­рез продолжительность погодных ком­плексов (в течение года) выражать ти­пологическую сущность жилища. Пус­ть каждый из типов погоды будет обоз­начен одной первой буквой: к — комфортная, т — теплая, п — про­хладная, х — холодная, с — суро­вая, з — засушливая (сухая жаркая), ж — жаркая. Сравнивая фактические климатические данные какого-либо пункта (за каждый месяц года осред-ненные для дня и ночи отдельно) с графами 3—5 табл. 2.8, определяем запись погоды за 12 месяцев, за ночь (верхняя строка) и день (нижняя стро­ка) по табл. 2.9.

Приведенная запись в виде фор­мулы выглядит так: Диксон — 10с 12х 2п, Москва — 12х 6п 6к, Ашхабад — 4х 6п 9к 2т Зз. В отличие от записи в табл. 2.9, здесь не прослеживается помесячный ход погоды за год, не вы­являются различия между ночными и дневными часами по месяцам, но кли-матотипологическая сущность жилища прочитывается достаточно четко: оче­видна необходимость мер по защите человека от суровой и холодной пого­ды на Диксоне и от холодной в Мо­скве; наличие засушливой и теплой погоды в Ашхабаде свидетельствует о важности соответствующих типологи­ческих решений (ночное сквозное про­ветривание квартир, искусственное ох­лаждение в дневные часы, затенение