МУ КР 1_Климат-студентам -Раздел 4 (Лист 4)
.docx
Раздел 4. Ветровой режим города и выбор архитектурных решений, обеспечивающих ветровой комфорт в застройке (Лист 4)
Лист 4 курсовой работы должен содержать следующую информацию (смотри приложение 4-4):
-
ветровые характеристики города и новые розы ветров;
-
Новые (по ДСТУ – НБВ1.1-27:2010) и старые (по СНиП – 2.01.01-82) ветровые характеристики города и розы ветров;
-
Анализ ветровых характеристик города (господствующие, опасные и благоприятные ветры) и их изменений за 30 лет;
-
Архитектурные решения по регулированию аэрации и ветрозащиты в застройке города.
Выводы построение новой и старой розы ветров; определение благоприятных и опасных направлений ветра в городе; анализ изменения ветровых нагрузок в городе за 30 лет; выбор архитектурных решений застройки, обеспечивающих ветровой комфорт в городе.
Ветровые нагрузки города играют важную роль в формировании микроклимата его улиц, дворов, площадей и существенно зависят от параметров ветра и от умения архитектора его регулировать в застройке города.
Ветровые нагрузки города характеризуються следующими параметрами [4]:
-
Направление ветра – 8 румбов – С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ;
-
Повторяемость ветра – Р % – характеризует вероятность ветра данного направления: господствующие ветры – если Р ≥ 12,5 % – только они учитываются в архитектуре, так как часто бывают;
-
Скорость ветра – V м/c – интенсивность (сила) ветра:
при V ≤ 2 м/с – слабое проветривание;
V = 3 – 4 м/с – оптимальны для аэрации;
V ˃ 4 м/с – сквозняки, необходима ветрозащита.
Для обеспечения ветрового комфорта в застройке архитектор должен уметь регулировать архитектурными решениями ветровые нагрузки, обеспечивая при необходимости аэрацию или ветрозащиту территории.
Степень аэрации и ветрозащиты застройки зависит от скорости господствующих ветров в ней, напр.:
-
при V ≤ 2 м/с – территория застройки практически не проветривается
- необходимо усиление аэрации;
-
при V = 3 - 4 м/с – благоприятный ветровой режим
- ни усиление аэрации, ни ветрозащита не нужны;
-
при V > 4 м/с – интенсивные ветры и сквозняки - необходима ветрозащита.
Выбор видов ветрозащиты территории – зависит от скорости господствующих ветров в застройке и климатической зоны места строительства (см. табл.4.1)
Таблица 4.1
-
Климатическая
зона
Скорость ветра,
V, м/с
Виды ветрозащиты территории
Озеленение
Замкнутая застройка
Замкнутая застройка с озеленением
ІІ и ІІІ
-
ветрозащита необходима,
если скорость господствующего ветра V > 4 м/с
4 - 5 м/с
+
5 - 6 м/с
+
> 6 м/с
+
IV
-
ветрозащита необходима,
если скорость господствующего ветра V ≥ 5 м/с
5 - 6 м/с
+
6 - 8 м/с
+
> 8 м/с
+
-
Изменяя соотношение размера двора (L) к высоте зданий (Нзд), архитектор может существенно влиять на ветровой режим застройки – см. рис. 4.1:
-
при L < 1,5 - 2 Нзд - усиливается ветрозащита застройки;
-
при L > 3 - 4 Нзд - усиливается аэрация застройки.
L=1,0 Нзд
L=2,5 Нзд
L > 6 Нзд
L=3–4 Нзд
L=1,5 Нзд
Рис. 4.1. Пример городской застройки и анализ её аэрации.
Рассматриваемая застройка будет иметь различную степень аэрации в разных участках двора, в зависимости от соотношения L/Нзд:
-
вдоль всей длины двора – L > 6 Нзд → наилучшее проветривание; для опасного ветра – зимой будут сквозняки;
-
Зона «А» – L = 3 – 4 Нзд → хорошее проветривание;
-
Зона «Б» – L = 2 – 2,5 Нзд → слабое проветривание;
-
Зона «В» – L < 1,5 Нзд → территория двора не проветривается.
Скорость ветра в застройке всегда отличается от скорости ветра на свободной территории и определяется из выражения [4]:
V’ = V× k , м/с ( 4.1 )
где V’ - скорость ветра в застройке, м/с;
V - скорость ветра заданного направления (напр., С – северный ветер) на свободной территории, м/с; определяется для различных городов по справочной литературе: Таблица 4 ДСТУ – Н.Б.В 1.1-27:2010 Строительная климатология [5] и в Приложении 1 данных методических указаний;
k - коэффициент регулирования скорости ветра, зависит от схемы застройки и соотношения размера двора (L) к высоте зданий (Нзд) [4, 8] и рис.4.2 данных методических указаний:
-
при k > 1 - усиление ветра в застройке;
-
при k < 1 - уменьшение ветра в застройке.
Схема застройки считается удачно выбранной, если скорость ветра в застройке находится в пределах V’ = 3 - 4 м/с. При этом будет обеспечен ветровой комфорт: аэрация будет достаточная, а сквозняков не будет.
Пример – определим скорость южного ветра (Vю) зимой в городе при двух различных схемах застройки: схемы 5 и 6 на рис 4.2. Пусть скорость этого ветра на свободной территории составляет Vю = 8,0 м/с. Определим, какая из двух схем лучше подходит для данного города?
Скорость южного ветра в застройке (V’ю) зимой определится следующим образом (см. рис. 4.2):
для схемы 5 – при k = 0,5 – 0,75 – получим скорость ветра в застройке:
от V’ю min= 0,5×8,0 = 4,0 м/с, до V’ю max = 0,75×8,0 ≈ 6,0 м/с;
для схемы 6 – при k = 0,4 – 0,5 – получим скорость ветра в застройке:
от V’ю min = 0,4×8,0 = 3,2 м/с, до V’ю max = 0,5×8,0 = 4,0 м/с.
Вывод:
– схема 6 подходит для этого города лучше т.к. V’ ю находится в пределах от 3 м/с до 4 м/с, т.е. территория застройки будет проветриваться и не будет сквозняков, ветрозащита при этом не нужна;
– схема 5 не желательна для этого города – т.к. скорость ветра в застройке V’ю = 6 м/с, что превышает допустимую величину 4 м/с – территория застройки будет интенсивно проветриваться, будут сквозняки и нужна дополнительная ветрозащита.
– направление ветра к застройке
Рис.4.2. Варианты группировки зданий с целью регулирования ветрового режима:
-
усиление ветра и аэрации (k > 0.9 – 1.2);
-
уменьшение ветра и ветрозащита (k < 0.5 – 0.7)
На листе 4 приводят ветровые показатели города:
-
Новые – по ДСТУ – Н Б. В. 1.1-27:2010 Строительная климатология;
-
Старые – по СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика;
-
Изменения ветровых показателей города за 30 лет.
Строят Розы ветров - графическое представление ветровых нагрузок города – новые (по ДСТУ – Н Б. В. 1.1-27:2010) и старые (по СНиП 2.01.01-82), приведены на рис. 4.3: зимняя (январь) и летняя (июль) розы ветров; розы ветров по повторяемости и по скорости.
Рис. 4.3. Новые (по ДСТУ – Н Б. В. 1.1-27:2010) и старые (по СНИП 2.01.01-82) розы ветров г. Одесса; обозначения:
Повторяемость, % ________________; скорость, м/с - - - - - - -
Розы ветров обычно представлены на генплане в левом верхнем углу. Различают розы ветров по повторяемости и скорости; они дают информацию о господствующих, опасных и благоприятных ветрах:
Господствующие ветры – Р ≥ 12,5% - только они учитываются при выборе архитектурных решений по ветрозащите и аэрации территории застройки;
Опасные ветры - господствующие ветры, скорость которых V 4 м/с – от них нужна ветрозащита.
Ветрозащита - выбирается для опасных зимних и летних ветров по таблице 4.1; можно использовать следующие виды ветрозащиты: озеленение; замкнутая застройка; замкнутая застройка с озеленением; замкнутая застройка и повышение этажности зданий со стороны опасных зимних ветров; уменьшение размера двора до L < 1,5 - 2 Нзд для построек круглогодичной эксплуатации;
Благоприятные для аэрации ветры - господствующие ветры, скорость которых находится в пределах V = 3 - 4м/с – ими хорошо проветривать территорию застройки.
Аэрация - обеспечивается благоприятными летними и зимними ветрами или мероприятиями по снижению скорости господствующих ветров; можно использовать следующие средства для регулирования аэрации:
-
озеленение;
-
открытая застройка или снижение этажности зданий со стороны благоприятных летних ветров;
-
увеличение размера двора L ≥ 3 – 4 Нзд.
Анализ новых и старых ветровых показателей города Одессы и их изменения за прошедшие 30 лет позволил установить следующее:
по ДСТУ – Н Б. В. 1.1-27:2010
Господствующие ветры: зимой - С, СВ, З, СЗ, приближается ЮЗ;
летом - С, Ю, З, СЗ
Опасные ветры: зимой - СВ, ветрозащита - озеленение;
летом - нет.
Благоприятные для аэрации ветры : зимой - С, СЗ, ЮЗ, З;
летом - С, Ю, З, СЗ;
по СНиП 2.01.01-82
Господствующие ветры:
зимой - С, СВ, З, СЗ, приближаются В, ЮЗ;
летом - С, Ю, СЗ, приближаются ЮЗ, З
Опасные ветры:
зимой - С, В, СВ (v =6,2 м/с, 8 м/с, 8,5 м/с) - ветрозащита – замкнутая застройка с повышением этажности + озеленение;
- СЗ (v = 5,1 м/с) - ветрозащита - замкнутая застройка;
- ЮЗ, З (v = 4,6 м/с, 4,5 м/с) - ветрозащита - озеленение;
летом - С, СЗ (v = 4,9 м/с, 4,3 м/с) - озеленение.
Благоприятные для аэрации ветры:
зимой - нет;
летом - Ю, ЮЗ, З.
Изменения:
Господствующие ветры:
зимой - С, СВ, З,СЗ,
- добавился ЮЗ; успокоился В;
летом - С, Ю, СЗ,
- добавился З; успокоился ЮЗ.
Скорость ветров – уменьшилась по всем направлениям, т. е. ветры стали менее интенсивными, что способствует ослаблению аэрации города, особенно летом;
зимой –наиболее заметно снижение скорости ветра в направлениях - С, СВ, В, ЮЗ, З, СЗ;
летом – в направлениях - С, Ю, ЮЗ, З, СЗ.
Опасные ветры: по новым нормам зимой только один ветер СВ (v = 4,9 м/с); раньше в Одессе было шесть опасных ветров и все были более интенсивными – С (6,2 м/с), СВ (8,5 м/с) В (8 м/с); ЮЗ(4,6 м/с),З (4,5 м/с) и СЗ (5,1 м/с);
Ветрозащитой раньше могло служить:
озеленение – в направлении ЮЗ и З;
замкнутая застройка и повышение этажности зданий – в направлениях С,СВ,В;
замкнутая застройка – в направлении СЗ;
Благоприятные для аэрации ветры в Одессе:
по новым нормам
зимой – С (3,7м/с) и СЗ (3м/с), ЮЗ (2,6м/с) и З (2,4м/с);
летом – С (3,2м/с), Ю (3,1м/с), З (2,1м/с), СЗ (2,5м/с);
-
из приведенных данных видно, что зимой и летом хорошая аэрация будет обеспечена только по двум направлениям С и Ю, т.е. по одной оси;
-
в направлениях З и СЗ необходимо усиление скорости ветра летом;
раньше по старым нормам
-
зимой и летом ветры имели большую скорость и обеспечивали более интенсивную аэрацию дворов и улиц города:
летом – было больше благоприятных ветров и все они имели достаточную скорость Ю (3,9м/с), ЮЗ (3,3м/с), З (3,6м/с), что обеспечивало хорошую аэрацию города по всем направлениям.
Выводы – за прошедшие 30 лет существенно изменился ветровой режим города Одесса: уменьшилось количество благоприятных ветров и резко снизилась скорость ветров всех направлений, в том числе и благоприятных; это приведет к существенному ухудшению проветривания южного города с умеренно-теплым климатом особенно в летний период.
пример - порядок выполнения листа 4 ветровые показатели г.Одесса, их анализ и изменения - т.е. пример оформления листа 4 приведен в приложении 4-5 Лист 4 и на рис. 4.4.
Рис. 4.4. Ветровые показатели г.Одесса, их анализ и изменения; Новые (по ДСТУ – Н.Б.В 1.1 – 27:2010) и старые (по СНИП 2.01.01-82) розы ветров города - пример оформления листа 4.