1.3. Микроклиматические условия строительства

Микроклимат города формируется под влиянием местных условий и градостроительного освоения. Оценка микроклиматических условий проводится с целью выявления возможных путей и средств сохранения и улучшения качества среды, окружающей застройку (использование благоприятных факторов и нейтрализация отрицательных воздействий).

При оценке микроклиматических условий строительства необходимо руководствоваться нормативными документами (СНиП, ГОСТ) и справочно-методическими материалами (справочники, пособия, рекомендации), регламентирующими климатические и микроклиматические данные и методы их оценки. Оценка осуществляется на стадии предпроектной разработки (ТЭО) и проектных стадий (генплан, ПДП).

Фоновая климатическая оценка района строительства (биоклиматическая зона, потенциал загрязнения атмосферы, снегоперенос, пыльные бури) проводится по картам районирования территории России. В соответствии с фоновыми характеристиками климата определяются требования, направленные на улучшение и оздоровление окружающей среды.

Оценка микроклимата города должна проводиться на основе следующих данных:

• солнечная радиация (приход на горизонтальную поверхность и стены здания);

• температура воздуха (средняя суточная, средняя максимальная, вероятность различных градаций температуры);

• ветер (роза ветров холодного и теплого периодов, повторяемость различной скорости ветра).

Оценка климатических данных должна проводиться с учетом биоклиматических и санитарно-гигиенических критериев. Необходимые сведения для этого содержатся в справочно-нормативных документах соответствующих государственных служб.

Прогноз формирования микроклимата под влиянием градостроительного освоения территории осуществляется на основе установленной эффективности архитектурно-планировочных средств регулирования микроклимата. Для этого необходимы следующие сведения: планировка улично-дорожной сети; плотность и этажность застройки; характер озеленения и благоустройства.

Освещение, инсоляция и солнцезащита городов и зданий. Учет суммарной солнечной радиации (прямой, рассеянной и отраженной) в градостроительстве является одним из самых важных экологических факторов, обеспечивающих оздоровление окружающей среды и комфортность в городских пространствах и помещениях зданий.

Комфортное естественное и искусственное освещение предопределяет зрительную работоспособность человека, производительность его труда и качество продукции. Обеспечение инсоляции застройки приводит к обеззараживанию среды и оздоровлению человеческого организма. Солнцезащита городских пространств, зданий и сооружений обеспечивает снижение перегрева и концерогенности от прямых солнечных лучей и их слепящего действия. Климатические условия регионов России предопределяют различные требования к учету этих факторов в соответствии со СНиП и санитарными нормами. В северных районах требуется восполнение недостаточной ультрафиолетовой, видимой и тепловой радиации и защита от слепящего действия прямых солнечных лучей, в центральных районах – обеспечение достаточной природной солнечной радиации и защита от зрительного дискомфорта и частичного перегрева, в южных районах – обеспечение достаточной природной солнечной радиации в зимний период и защита от чрезмерной ультрафиолетовой видимой и тепловой солнечной радиации.

Естественное и искусственное освещение зданий обеспечивается в соответствии с требованиями СНиП 11–4–79, инсоляция застройки – гигиеническими нормами СНиП 2.07.01–89, солнцезащита застройки – «Руководством по проектированию и применению солнцезащитных средств в промышленных зданиях» и «Временными техническими условиями на проектирование и изготовление регулируемых солнцезащитных устройств для гражданского строительства» – ВСН 24–75.

Расчеты освещения, инсоляции и солнцезащиты должны проводиться организациями и специалистами, имеющими право на такие работы, подтверждаемое органами вневедомственной экспертизы или санитарно-эпидемиологического надзора.

Аэрационный режим городов. Аэрационный режим городов подвержен наиболее сильным изменениям (меняются скорость и направление воздушного потока) под влиянием различного рода препятствий (застройка, элементы благоустройства, зеленые насаждения и др.). В некоторых случаях приемы архитектурно-планировочной организации застройки становятся причиной возникновения воздушных местных потоков.

Гигиенистами установлен верхний предел комфортной скорости ветра, равный 3,5 м/с. В пределах жилой застройки допустимыми могут быть скорости до 5 м/с (скорости ветра более 5–6 м/с «раздражающие» с точки зрения механического воздействия на физиологические функции организма человека). Оптимальными скоростями при отсутствии сильного мороза считаются скорости ветра 1–2 м/с.

В настоящее время разработаны как графоаналитические методы расчета ветрового режима, так и методы его физического моделирования (в аэродинамической трубе и гидролотке). Однако методы моделирования не всегда предоставляется возможным использовать, поэтому, как правило, в процессе архитектурного проектирования применяют графоаналитические методы.

Оценка ветрового режима в рамках генерального плана города проводится на основе установленных закономерностей его формирования под влиянием элементов городского ландшафта и его структуры в целом (соотношение озелененных и застроенных территорий; ориентация улиц и магистралей; характер застройки; наличие рельефа, водоемов и т.п.). В отдельных случаях проводятся специальные натурные обследования. Результатом оценки ветрового режима является карта аэрации всего города или его отдельных районов.

Основной регулятор ветрового режима в городской среде (застройка). На этом масштабном уровне имеется довольно основательная методическая база для качественной и количественной оценки и учета ветрового режима в процессе проектирования. Розы ветров составляются по данным метеостанции, измеряемым на высоте флюгера 10–15 м, а аэрационный режим городской застройки формируется в так называемом слое обитания человека, т. е. на высоте 2 м от уровня земли.

Методика количественной оценки аэрационного режима территории застройки для условий как повышенных, так и пониженных скоростей ветра учитывает форму и размеры ветровых теней зданий и зеленых насаждений, а также их взаиморазмещение, которое определяет характер формирования ветрового режима на отдельных участках (зоны усиления исходной скорости ветра, зоны завихрений и т.д.).

С характеристикой ветрового режима непосредственно связана оценка и расчет зон снегоотложений и пылепереноса. Количество переносимого снега определяется интенсивностью и продолжительностью метелей за зимний период и подсчитывается на основе метеорологических наблюдений. Переносимый ветром снег подвержен переотложению в зависимости от приемов застройки, форм, параметров и ориентации зданий. На подветренную сторону здания выпадает осадков столько, сколько их могло выпасть на горизонтальную площадь, равную зоне аэродинамического следа за зданием. Осадки под воздействием ветра распределяются не равномерно, а в виде треугольной призмы. Количество твердых осадков, выпадающих на подветренную сторону, увеличивается за счет сдувания снега с крыши. Оценка снегоотложений в жилой застройке определяется расчетом с учетом конкретных условий планировки и застройки.

В районах, характеризующихся наличием пыльных бурь, мглы и поземки, значительно ухудшается микроклимат (состояние воздушного бассейна и теплового баланса приземного слоя воздуха). Пыль трансформирует солнечную энергию, частицы пыли нагревают окружающий воздух непосредственно и в результате теплового излучения. Особенно подвержены нагреванию нижние слои воздуха (10–20 м) за счет частиц пыли, поднимаемых с сильно нагретых поверхностей дорог и площадок. В связи с этим важно снизить внутригородской пылеперенос в нижнем ярусе над территорией, а также ликвидировать очаги пылеветровой агрессии в элементах застройки.

Климат и микроклимат относятся к основным факторам окружающей городской среды, воздействию которых человек подвергается постоянно. Большое разнообразие природно-климатических условий на территории нашей страны предопределяет важность и необходимость архитектурного анализа климата и изучения микроклиматического режима городской среды. Задача архитекторов заключается не в пассивном приспособлении к местным климатическим условиям, а в разработке на научной основе эффективных мероприятий, компенсирующих или устраняющих недостатки естественных условий среды, в максимальном использовании ее полезных качеств.