Оценка радиационно-теплового режима территории

Анализ радиационно-теплового режима в архитектурных целях предполагает главным образом оценку влияния солнечной радиации на тепловой фон, образуемый температурным фактором. Если тепловой фон пониженный – прохладно, холодно и т.п., то нагрев благоприятен, если фон повышенный – жарко, то дополнительное солнечное тепло вредно. Для жилища, помимо теплового влияния солнечной радиации, играет роль и ультрафиолетовая составляющая солнечных лучей, отсутствие которой при обращении комнат окнами на север (в нашем северном полушарии) неблагоприятно для человека. В конструктивном отношении нагрев стен и покрытий солнцем при пониженных температурах может вызывать разрушение поверхности, и это требует также учёта солнечного облучения.

Солнечная радиация характеризуется приходом УФ излучения на горизонтальную и вертикальную поверхности и ультрафиолетовым климатом, оценка которых проводится на основе Руководства по строительной климатологии [6].

Анализ суточных сумм прямой солнечной радиации, поступающей на вертикальные, различно ориентированные поверхности, рекомендуется проводить по следующей шкале:

Менее 6.29 МДж/м² (1500 ккал/м²) – незначительная радиация;

6.29-12.56 МДж/м² (1500-3000 ккал/м²) –средняя радиация;

Более 12.57 МДж/м² (более 3000 ккал/м²) – высокая радиация.

Коэффициент перевода сумм тепла из кал/м² в Дж /м² равен 4.187.

Результатом анализа характеристик солнечной радиации является оценка сторон горизонта по условиям теплового облучения, проведённая с учётом нормируемого СНиПом ограничения ориентации жилых помещений на северную часть горизонта (табл. 7.1). Анализ граф 2, 3 и 4 (оценка баллов) показывает, что в холодных районах высший балл получают стороны, получающие летом максимум солнца – ЮЗ –Ю, а в Средней Азии южная ориентация остаётся благоприятной из-за высокого стояния солнца и непроникания лучей в глубину комнат, тогда как при ориентации на В и З нагрев комнат гораздо сильнее.

 

Оценка круга горизонта по тепловому облучению солнечной радиацией в летний период

Таблица 7.1.

Территория	Оценка, баллов
От побережья Северного Ледовитого океана до 62-63° с.ш., включая север Дальнего востока	СЗ-СВ – запретный сектор для квартир односторонней ориентации во всех зонах	В	З, ЮВ	ЮЗ, Ю
От 63-65 до 52° с.ш.	З	В, ЮЗ	ЮВ, Ю
К югу от 52° с.ш.	ЮЗ	З, ЮВ	Ю, В
Юг Средней Азии	З	В, ЮЗ	Ю, ЮВ
Юг Дальнего Востока	В	З, ЮВ	ЮВ, Ю

 

Пользуясь таблицей 7.1, производят построение круга горизонта для конкретной территории, оцениваются стороны по степени благоприятности по бальной системе, определяются лучшие и худшие стороны по тепловому облучению, устанавливаются требования к солнцезащите окон, лоджий и т.п.

Для подробного анализа действия солнечной радиации строится диаграмма (роза) по восьми направлениям горизонта. В каждом направлении от центральной точки в масштабе откладываются значения суммарной солнечной радиации, Вт/м2, на вертикальные поверхности различной ориентации, полученные точки соединяют плавной замкнутой кривой. Пример такой диаграммы для г. Саратова приведен на рис. 7.2. Роза солнечной радиации помогает уточнить ориентацию жилых зданий по сторонам горизонта, планировку квартир и домов, устройство светопрозрачных ограждений, солнцезащитных экранов и т.д.

 

 

 

Рис.7.2. Солнечная радиация, поступающая на вертикальные поверхности различной ориентации в июле при безоблачном небе, Вт/м² в г.Саратове: 1- рассеянная; 2- прямая; 3-суммарная

Задание. Построить диаграмму радиации и сделать вывод о благоприятной ориентации жилых зданий по сторонам горизонта и устройства светопрозрачных ограждений.

8. Оценка сторон горизонта по комплексу факторов

 

Комплексная оценка сторон горизонта по ряду факторов представляет собой заключительный этап архитектурного анализа климата. Цель – наглядно показать степень благоприятности и неблагоприятности отдельных сторон горизонта для учёта этих данных при архитектурном проектировании. Результаты могут быть использованы при разметке уличной сети города, ориентации зданий и отдельных помещений, при расположении окон, лоджий и т.п.

Оценка проводится по основным климатическим факторам: скорости и повторяемости ветра в связи с температурой и влажностью воздуха, а также по инсоляции, которая может играть и положительную, и отрицательную роль в зависимости от скорости ветра, температуры и влажности воздуха. Здесь используются ранее проведенные разработки: оценка температурно-влажностного режима в летний сезон выявляет сухость, высокую или нормальную влажность воздуха; розы ветров и степень охлаждения или нагрева ветром в наиболее неблагоприятных направлениях. Учитываются траектория и высота стояния солнца в разные сезоны года, нагрев солнцем стен разной ориентации, необходимость инсоляции квартир, классов в школах, игровых комнат в детских садах, больничных палат и т.п.

Строится круговая диаграмма, на которой в виде секторов выявляется ориентация, суммируются проанализированные факторы. На рис.8.1 приведена диаграмма для Москвы. Северная сторона для жилища неблагоприятна по требованию инсоляции, южная – наилучшая, обращение помещений на юго-запад требует летом солнцезащиты, но в целом – сторона благоприятная; также хорошо ориентировать помещения на юго-восток, если дом защищён от зимних ветров этого направления соседними зданиями или зеленым массивом; восток и запад – стороны благоприятны.

 

 

Рис.8.1. Комплексная оценка круга горизонта по ряду факторов на примере Москвы