Раздел III

ФИЗИКО - ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ И ИХ ОГРАЖДАЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ

По итогам изучения данного раздела студенты должны:

знать

• основные физические явления, фундаментальные понятия, законы и теории современной строительной физики;

• особенности современных несущих ограждающих конструкций;

уметь

• анализировать воздействие окружающей среды на материал конструкций, выбирать оптимальный материал исходя из его назначения и условий эксплуатации;

владеть

• методиками оценки климатических характеристик;

• методиками теплофизических расчётов ограждающих конструкций;

3.1 Климат и архитектура

3.1.1 Основы архитектурно-строительной климатологии

Архитектурные и технические решения в проектировании создают в помещениях среду (микроклимат), качество которой оказывает большое влияние на самочувствие и работоспособность человека.

Эта среда может создаваться как естественными, так и искусственными средствами (искусственное освещение, вентиляция, кондиционирование воздуха, искусственное ультрафиолетовое излучение и т.д.), а также совокупностью архитектурных и конструктивных мер (использование солнечной радиации, ветра и т. д.).

Проблема влияния природы на здания приобретает особое значение в нашей стране ввиду большого разнообразия природно-климатических условий в разных районах.

При проектировании зданий архитектору необходимо уметь находить архитектурные решения зданий и их деталей, в наилучшей степени приспособленные к климатическим особенностям места строительства и требуемому микроклимату, а также рационально использовать дары природы: солнце, ультрафиолетовую радиацию, ветры и др. для создания комфортной среды. Уже на первой стадии работы над проектом необходимо знать характеристики климата места строительства и внутренней среды в помещениях. Сочетая эти характеристики в наиболее экономичных вариантах, проектировщик подлинно «вписывает» здания в окружающую их природу.

Первым исходным положением при проектировании является индивидуальность архитектурных решений для различных климатических районов.К наиболее важным составляющим климата относятся данные о солнечной радиации и световом климате; о наружной температуре воздуха; о господствующем направлении ветров и их скорости; об осадках в летние и зимние месяцы года.

Данные о солнечной радиации учитываются:

• при выборе расположения и ориентации зданий по сторонам света;

• при обеспечении защиты помещений от холодной радиации (зимой) и перегрева (летом) путём соответственно выбранной планировки, формы, взаимного расположения зданий и ориентации светопроёмов;

• при расчёте стен, покрытия зданий и светопрозрачных ограждений на теплоустойчивость в жаркие месяцы;

• при выборе архитектурной композиции, а так же пластической и цветовой отделки зданий.

Данные о температурах наружного воздуха учитываются:

• при выборе характера объёмного решения задания ( так, на севере предпочтительны компактные решения, а на юге - павильонного или гребенчатого типа с дворами, полудворами и т.п.);

• при расчёте сопротивления теплопередаче ограждений;

• при расчёте отопительных и вентиляционных систем, а так же установок кондиционирования воздуха.

Данные о наружной освещённости учитываются:

• при выборе типов окон и фонарей;

• при определении времени использования естественного освещения поме-щений;

• при экономическом сопоставлении различных вариантов архитектурного ре-шения зданий (например, бесфонарного типа здания со зданием, имеющим верхнее освещение).

Данные о направлении и скорости господствующих ветров учитываются:

• при расположении зданий на участке с целью аэрации, а также для устранения инфильтрации холодного воздуха через окна и фонари вследствие их высокой возду­хопроницаемости (например, расположение зданий перпендикулярно к направлению господствующих ветров в летние месяцы обеспечивает более интенсивную аэрацию помещений);

• при конструировании окон и фонарей;

• при необходимости обеспечить защищенность зданий от ветра расположением их в зоне аэродинамической тени;

Данные об осадках (летних и зимних) учитываются:

• при выборе расположения и профиля зданий, предотвращающих большие снегобразования на крышах и между зданиями (так, в снежных районах предпочтительно располагать здания продольной осью параллельно направлению господствующих в зимние месяцы ветров);

• при выборе типов и расположения фонарей (профиль и аэродинамические характе­ристики покрытия не должны способствовать большим снегообразованиям на кровле зданий):

• при устройстве и расположении водостоков на крыше зданий - для удаления ливневых и талых вод;

• при разработке эффективных способов удаления снега с крыш.