Проектирование дома с учётом ветровых характеристик местности
Делимся с друзьями и коллегами
Господствующие ветра оказывают большое влияние на климат района, где предполагается постройка дома и на микроклимат внутри помещений.
Преобладающие ветровые потоки должны обязательно учитываться при проектировании дома, протяжённости его стен и взаиморасположение стен относительно ветра. Для каждого региона специалистами уже давно составлена так называемая «роза ветров», чаще всего эту диаграмму можно найти в свободном доступе и достоверно узнать в каком направлении чаще всего перемещаются воздушные массы в разные времена года.
Вот какие выводы можно сделать, изучая карту ветров.
1. Со стороны преобладающих ветров, около дома, образуется зона повышенного давления, а с противоположной стороны – зона пониженного давления, фактор этот надо учитывать, проектируя вентиляцию в помещении и варианты проветривания. Внутри дома воздух будет двигаться в основном в том же направлении что и на улице.
2. С наветренной стороны напор ветра образует зону высокого воздушного давления, поэтому окна, форточки в таких стенах можно делать меньшего размера.
3. ветер кроме того что переносит огромные воздушные массы несёт с собой много пыли и массу биологических (вирусы, бактерии) включений, обезопасить своё жильё и внутреннее пространство двора можно с помощью деревьев и кустов с густой кроной посаженных со стороны преобладающих ветров. В городской черте это особенно актуально, так как в воздухе находится масса вредных веществ от выхлопных газов автомобилей и деятельности промышленных предприятий.
4. Вход в дом обязательно делать с подветренной стороны, то есть со стороны противоположной основному направлению воздушных потоков.
5. Плотная цепь зелёных насаждений (кустарники, деревья) со стороны господствующих в зимнее время ветров помогут уменьшить охлаждение стен здания и таким образом сэкономить хозяевам на отоплении. В этом лучше всего помогут сосны и ёлки. Сажать деревья лучше максимально близко к стене.
6. Помещение для летнего отдыха (веранда, терраса, беседка) лучше строить с подветренной стороны предусмотрев рядом деревья с густой кроной, которые уберегут от перегрева и создадут зону комфорта и уюта.
Планировать дом с учётом господствующих ветров будет проще, изучив предложенные схемы обтекания зданий воздушными массами.
Направление воздушных масс при разной форме строения.
Как видно из приведённых фактов, учитывая направления господствующих ветров при проектировании дома, можно получить массу преимуществ, существенно облегчая жизнь и экономя деньги.
Дополнительные статьи с полезной информацией
Делимся с друзьями и коллегами
Каркасные стены можно смело использовать при строительстве полноценных домов, эта мысль подтверждается большим количеством проектов с использованием данной технологии, главное соблюдать правила возведения и эксплуатации. Читать далее.
Учет «Розы ветров» при проектировании зданий, сооружений и предприятий дорожной индустрии Свирков В.П.
1 Учет «Розы ветров» при проектировании зданий, сооружений и предприятий дорожной индустрии Свирков В.П. Белорусский национальный технический университет Понятие «Роза ветров» Роза ветров (в большинстве языков она называется «Роза компаса»), векторная диаграмма, характеризующая в метеорологии и климатологии режим ветра в данном месте по многолетним наблюдениям и выглядит как многоугольник, у которого длины лучей, расходящихся от центра диаграммы в разных направлениях (румбах горизонта), пропорциональны повторяемости ветров этих направлений («откуда» дует ветер). Розу ветров учитывают при строительстве взлётно-посадочных полос аэродромов, автомобильных дорог, планировке населенных мест (целесообразной ориентации зданий и улиц), оценке взаимного расположения жилого массива и промышленной зоны (с точки зрения направления переноса примесей от промышленной зоны) и множества других хозяйственных задач (агрономия, лесное и парковое хозяйство, экология и др.). Роза ветров, построенная по реальным данным наблюдений, позволяет по длине лучей построенного многоугольника выявить направление господствующего, или преобладающего ветра, со стороны которого чаще всего приходит воздушный поток в данную местность. Поэтому настоящая роза ветров, построенная на основании ряда наблюдений, может иметь существенные различия длин разных лучей. То, что в геральдике традиционно называют «розой ветров» с равномерным и регулярным распределением лучей по азимутам сторон света в данной точке (см. рисунок) является распространённой метеорологической ошибкой; на самом деле это всего лишь географическое обозначение основных географических азимутов сторон горизонта в виде лучей.
2 Рис1.-лучевая роза ветров Ветер Общие сведения и способы измерения Определение ветра. Воздух лишь в редких случаях находится в состоянии покоя. Обычно он перемещается как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях. Движение воздуха в горизонтальном направлении и называют ветром. Причина ветра. Причиной возникновения ветра является неравномерное распределение давления воздуха у земной поверхности, вызываемое неравномерным распределением температуры воздуха. Неравномерное же распределение температуры воздуха связано с тем, что в зависимости от географической широты и характера подстилающей поверхности одни участки земной поверхности нагреваются больше, чем другие. В более тёплых участках происходит нагревание и, следовательно, расширение воздуха, вызывающее вытеснение части воздуха вверх и отток его в высоких слоях от тёплых участков к более холодным. Вследствие этого у земной поверхности в более нагретых местах будет наблюдаться понижение давления, а в менее нагретых повышение давления. Это будет вызывать отток воздуха от менее тёплых участков, где давление выше, к более тёплым, где давление ниже. Притекающий к тёплым местам воздух будет нагреваться и расширяться, и в высоких слоях оттекать к холодным участкам, где он будет опускаться вниз и у земной поверхности перемещаться к более нагретым участкам.
3 Направление ветра. Ветер имеет две основные характеристики направление и скорость. Скорость выражается количеством метров, проходимым ветром в 1 сек. Направление ветра определяется точкой горизонта, откуда дует ветер. Направление ветра обычно определяется по 8 или 16 румбам. Направление ветра не остаётся постоянным. Оно меняется как в течение суток, так и в течение года. По данным определений за большой промежуток времени устанавливают повторяемость каждого направления ветра и, таким образом, выясняют для данного пункта характер распределения ветра по точкам горизонта. Для наглядности этого распределения строят чертёж, называемый розой ветров. Роза ветров даёт наглядное представление о преобладании различных ветров в данном пункте за какой-либо период времени месяц, сезон, год. Порывистость ветра. Ветер обычно не имеет постоянного направления и скорости. Он всегда дует неравномерно толчками, порывами. Эта порывистость обусловлена очень быстрыми изменениями направления и скорости ветра. Порывистость ветра создаётся турбулентностью динамической и термической. Динамическая турбулентность образуется вследствие обтекания воздухом неровностей земной поверхности, термическая вследствие неодинакового нагревания отдельных участков земной поверхности. В воздушном потоке при таких условиях образуется огромное количество вихрей различных диаметров, которые увлекаются потоком в направлении его движения. Эти турбулентные движения вызывают быстрые изменения направления и скорости ветра и приводят к образованию порывистости. Турбулентное состояние воздуха усиливается при наличии неровностей на земной поверхности. Оно также усиливается и при термической конвекции. Поэтому порывистость ветра возрастает при наличии возвышенностей, долин, кустов, деревьев и других препятствий. С увеличением высоты порывистость ветра ослабевает. Порывистость ветра возрастает летом в околополуденные часы, когда термическая конвекция достигает наибольшего развития. С усилением ветра возрастает турбулентность, и в связи с этим увеличивается и порывистость. Наконец, порывистость ветра зависит от типа воздушной массы.
4 Холодная масса воздуха, перемещаясь вдоль более тёплой поверхности, снизу нагревается. В ней создаётся термическая конвекция, которая способствует развитию турбулентности и, следовательно, повышенной порывистости ветра. Тёплая же воздушная масса при перемещении вдоль более холодной поверхности снизу охлаждается и вследствие этого приобретает вертикальную устойчивость. При таких условиях турбулентность ослабевает, и ветер принимает более ровный характер. Скорость ветра. При движении воздуха вдоль земной поверхности на него действует сила трения о земную поверхность. Последняя вызывает значительные изменения, как в скорости ветра, так и в направлении его, причём наибольшие изменения наблюдаются в слое, который соприкасается с поверхностью земли. Влияние трения на скорость воздуха с высотой ослабевает. Поэтому наименьшие скорости ветра наблюдаются у земной поверхности, по мере же удаления от неё они увеличиваются. Это увеличение скорости в нижних слоях идёт сначала очень быстро, а затем замедляется. Наблюдения показали, что в среднем за год на высоте 300 м скорость ветра в 4 раза больше, чем на высоте 21 м. В условиях равнинной безлесной местности скорость ветра больше, чем в условиях холмистой или лесистой местности. Давление ветра. Воздух, перемещаясь вдоль земной поверхности с той или иной скоростью, производит на предметы и сооружения, находящиеся на его пути, давление. Чем больше скорость ветра, тем более значительное давление он оказывает на предметы и сооружения. Характеристики ветра Путём обработки данных замеров по упомянутым выше приборам получают следующие климатические характеристики (показатели) скорости и направления ветра. Основные показатели скорости ветра: средняя месячная скорость ветра; среднее квадратическое отклонение, коэффициенты вариации, асимметриии и автокорреляционная функция скорости ветра; повторяемость различных градаций скорости ветра. Для расчёта повторяемости обычно принимаются неравные градации скорости ветра: 0, 1, 2 3, 4 5, 6 7,,16 17, 18 21, 22 24, 25 28, 29 34,
6 Прежде всего, Розу ветров используют метрологи. Перед тем, как построить какой-нибудь важный объект, например аэропорт, специалисты метрологи составляют график наблюдения за ветром, который и будет называться Роза ветров. И по длине лучей можно определить о преобладающем воздушном потоке в данной территории. Поэтому истинный график Розы Ветров будет иметь различную длину лучей. Изображение Розы Ветров можно найти в углу практически любой карты У этого символа есть еще одно название навигационная звезда. Изначально этот символ использовался мореплавателями, для которых звезды были главными ориентирами. Роза Ветров используется как символ МЧС в Российской Федерации. 16 лучевая Роза Ветров является символом ЦРУ США. А на флаге НАТО изображена 4-лучевая Роза Ветров, вероятно, она означает равномерное расширение НАТО на все 4 стороны света. До сих пор Роза Ветров и компас являются символами искателей приключений, свободы и странствий. Роза Ветров является символом Специальных сил Южной Африки (SASF). В астрологии символом звезды Арктур является Роза Ветров черного или темно-синего цвета. На коллекционной монете в 20 евро (Сан-Марино) на переднем плане роза ветров символ поездки Марко Поло. Мероприятия по защите атмосферного воздуха от загрязнений Защита окружающей среды это комплексная проблема, требующая усилий учёных и инженеров многих специальностей. В качестве средств защиты окружающей среды применяют: 1) аппараты и системы для очистки газовых выбросов от примесей; 2) вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселённые районы с непригодными и малопригодными для сельского хозяйства землями; 3) оптимальное расположение промышленных предприятий с учётом топографии местности и розы ветров;
8 строительстве, реконструкции городов и других населенных мест необходимо учитывать «розу ветров» (преобладающее направление), состояние атмосферного воздуха и прогноз его изменения. В городах не разрешается размещать промышленные предприятия (металлургические, химические и др.), распространяющие пылевидные и газообразные выбросы и тем самым сильно загрязняющие атмосферный воздух. Такие предприятия следует располагать вдали от крупных городов и с подветренной стороны для господствующих ветров по отношению к ближайшему жилому району. С учетом преобладания западных и северо-западных ветров в городах Беларуси промышленные предприятия размещаются преимущественно на восточных и юго-восточных окраинах.размещение, проектирование, строительство, ввод в эксплуатацию новых и реконструируемых промышленных и сельскохозяйственных комплексов, предприятий, сооружений и других объектов должно обеспечить сохранение нормативов качества атмосферного воздуха. Совокупность выбросов, а также вредных физических и других воздействий от проектируемых и действующих предприятий не должна приводить к превышению нормативов ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Планировочные мероприятия по оздоровлению окружающей среды включают также приемы застройки и озеленения территории города, функциональное ее зонирование, учет местных природно-климатических факторов, сооружение транспортных развязок, кольцевых дорог, использование подземного пространства и др. С целью охраны атмосферного воздуха на территориях населенных мест при размещении новых объектов и реконструкции действующих устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитная зона это территория вокруг предприятия, где возможно превышение ПДК для одного или нескольких загрязняющих веществ. Проживание людей в этой зоне не предусматривается, однако в крупных городах данное правило часто не выполняется. Размер зоны определяется в зависимости от класса (токсичности) загрязнителя, типа промышленного предприятия и его производственной мощности. Санитарно-защитная зона должна быть озеленена газоустойчивыми древесно-кустарниковыми породами.большое значение для защиты атмосферного воздуха имеют мероприятия по озеленению городов и пригородных зон. Известно, что зеленые насаждения «легкие» города. Они очищают воздух
9 от вредных веществ, пыли, газов, снижают шум в жилых кварталах, повышают влажность воздуха в жаркие дни. Один гектар зеленых насаждений за год очищает 10 млн м3 воздуха, а за час поглощает 8 кг углекислого газа, который выдыхают за это время 200 человек. Газозащитный эффект зеленых насаждений зависит от характера посадки, видового состава деревьев и кустарников, времени года.учитывая важную роль зеленых насаждений, в Беларуси последовательно проводится принцип озеленения населенных мест. В проектах застройки городских поселений отражается система мероприятий по созданию, сохранению и использованию зеленых насаждений для улучшения условий жизни населения, оздоровления воздушного бассейна, рационального использования природного ландшафта. Площадь зеленых массивов и насаждений в городах Беларуси составляет около 40 тыс. га, из них в г. Минске 5,7 тыс. га. На одного горожанина страны приходится 60 м2 зеленых насаждений, на каждого жителя столицы 33 м2, по генеральному плану развития г. Минска этот показатель намечается значительно увеличить.состояние воздушной среды крупных и средних городов во многом обусловлено наличием пригородной зеленой зоны занятой преимущественно лесами, лесопарками и другими зелеными насаждениями. Первые зеленые зоны в Беларуси появились с 1945 г. вокруг Бобруйска, Барановичей, Борисова, Бреста, Вилейки, Витебска, Гомеля, Гродно, Лиды, Мозыря, Молодечно, Осиповичей и Минска. В настоящее время их около 120 с общей площадью более 1,2 млн га. Самая большая зеленая зона вокруг г. Минска, в радиусе до 80 км, площадью до 300 тыс. га, что обеспечивает около 180 м2 зеленых насаждений в расчете на одного минчанина. Озеленение промышленных территорий Современное развитое промышленное производство, несмотря на ряд мер, применяемых для сокращения выбросов, является источником постоянного загрязнения атмосферного воздуха. Поэтому важное значение в оздоровлении окружающей среды имеют озелененные санитарно-защитные разрывы между промышленными предприятиями и жилыми территориями. Для промышленных предприятий в зависимости от класса вредности ширина санитарнозащитной зоны колеблется от 50 до 1000 м, но на практике может достигать 3 5 км и более. Проект озеленения санитарно-защитной
10 зоны по строительным нормам и правилам является составной частью общей проектной документации на строительство предприятия.созданию проекта озеленения должны предшествовать: изучение санитарно-гигиенических условии (источники загрязнений и их размещение, состав и концентрация выбросов, зона их распространения, источники шума и других вредностей, а также аэрационные особенности территории и уровень ее инсоляции); изучение почвенных условий и уровня залегания грунтовых вод, ассортимента имеющихся растений и их состояния. Изучается также направление основных пешеходных и транспортных потоков, архитектурнопланировочное, панорамное, технологическое и инженерное решение промышленного предприятия и прилегающих территорий. Разработанные различными научными и проектными организациями рекомендации и технические указания по озеленению санитарнозащитных зон промышленных предприятий содержат ряд общих принципов и положений: 1. Зеленые насаждения должны занимать 60 70% территории санитарно-защитной зоны. 2. Рекомендуется располагать насаждения так, чтобы обеспечить чередование открытых и закрытых (занятых посадками деревьев и кустарников) пространств, что будет способствовать рассеиванию газообразных выбросов. Возникающие при этом горизонтальные и вертикальные потоки воздуха способствуют успешному проветриванию территории промышленного предприятия и всей зоны. 3. Не рекомендуется создание загущенных посадок и очень крупных массивов плотной структуры. Рекомендуется также зонировать территорию по степени и характеру загрязненности атмосферного воздуха. При этом следует учитывать: мощность и профиль предприятия; взаимное расположение источников организованных и неорганизованных выбросов; рельеф местности; «розу ветров» (особенно важен характер ветров в вегетационный период) и микроклиматические условии. В результате выделяемые зоны не располагаются концентрическими окружностями вокруг основных точек выбросов. Чаще всего зонирование выглядит как система отдельных пятен или взаимосвязанных, вклинивающихся и перемежающихся друг с другом. Например, при преобладании на участке ветров одного направления размещение зон в целом принимает вид эллипсов. Для предприятий нефтехимии ха-
11 рактерно линейное расположение зон. В понижениях рельефа и в других местах застоя воздуха располагаются, как правило, участки постоянной загазованности, а на продуваемых территориях периодической. Для каждой зоны выбирается свой тип размещения насаждений и соответствующий ассортимент растений.размещаемые в санитарно-защитной зоне насаждения должны выполнять одновременно две задачи: защищать атмосферный воздух селитебной территории от загрязнения и защищать себя от повреждений выбросами. С учетом функционального назначения на каждом конкретном участке определяется тип посадки «изолирующие» или «фильтрующие» насаждения.важным мероприятием на стадии проектирования является подбор ассортимента растений. При этом учитываются географическое районирование породы, соответствие ее экологическим условиям озеленяемой территории, устойчивость растения к воздействию данного вида выбросов. В санитарно-защитных зонах необходимо создавать смешанные насаждения, обладающие наибольшей биологической устойчивостью и высокими декоративными достоинствами. Однако не следует стремиться к увеличению количества пород. Лучше выбрать одну-две устойчивые древесные и две-три кустарниковые породы с учетом их взаимодействия. При этом не менее 50% общего числа высаживаемых деревьев должна занимать главная древесная порода, обладающая наибольшей жизнеспособностью в данных почвенноклиматических условиях и конкретной производственной ситуации (т. е. устойчивостью к действию выбросов данного предприятия). Остальные древесные породы являются дополнительными, способствующими лучшему росту главной породы. Озеленение промышленных предприятий Озеленение промышленной площадки любого предприятия должно представлять собой единую комплексную функциональную систему зеленых насаждений, увязанную с архитектурнопланировочным решением сооружений промышленного комплекса и его пространственной композицией.решение системы озеленения для каждого типа предприятий должно быть различным. Так, на территории химических предприятий, выделяющих в атмосферу газы, система озеленения должна способствовать улучшению условий труда, создавать хорошую аэрацию территории и препятство-
12 вать прониканию вредных выбросов в селитебную зону. Здесь не рекомендуется в больших количествах высаживать деревья и кустарники в связи с их ветрозащитными, газозадерживающими и увеличивающими влажность воздуха свойствами. Систему озеленения территории такого типа предприятий составляет газоустойчивый газон, занимающий до 100% озеленяемой площади, с небольшим включением газоустойчивых деревьев и кустарников. Деревья размешаются одиночно или небольшими группами по 3 5 шт., кустарники рыхлыми группами. Лучшими для этой цели являются высокоствольные с ажурной кроной деревья и низкорослые кустарники.на территории предприятий, предъявляющих высокие санитарно-гигиенические требования к окружающей среде, например на молочных заводах, создается такая система озеленения, которая препятствовала бы образованию пыли, изолировала бы отдельные участки (экспедиционный двор, зону вспомогательных зданий, проезды и другие элементы) от главного производственного корпуса, а предохраняла производство от проникания вредных выбросов с других территорий. С этой целью на территории предприятий создают газоны, густые древесные и кустарниковые посадки, занимающие 50 80% всей озеленяемой площади. Древесные насаждения в пределах нормы приближаются к зданиям. Для озеленения подобных предприятий рекомендуется использовать растения, обладающие бактерицидными свойствами.озеленение территорий промышленных предприятий, выделяющих в ходе технологического процесса пыль, осуществляется за счет густых древеснокустарниковых насаждений. Озеленение складских и транспортных зон может состоять из газонов с единичной посадкой деревьев и кустарников. В зависимости от характера производства, величины предприятия и размещения его в системе населенного пункта озеленяемая территория делится на ряд зон. Наиболее часто встречающиеся зоны: санитарно-защитная, предзаводская, производственная, складская и транспортная. На заводской и предзаводской территории могут создаваться скверы, имеющие различное назначение: парадные, у входных площадок, у мест кратковременного отдыха рабочих. Парадные скверы, а при линейном расположении предприятия бульвары являются, как правило, центральным композиционным ядром системы озеленения. Их функция декоративно-композиционная (озеленение мест массовых собраний и митин-
15 обеспечивать сквозное проветривание площадки предприятия. Для этого основные проезды, продольные оси крупных зданий следует размещать под углом не более 45 к преобладающему направлению ветров зимнего периода года, а в северной строительно- климатической зоне не более 20 к преобладающему направлению движения снега по розе его переноса.в северной климатической зоне для защиты предприятий от ветра и снежных заносов с наветренной стороны следует размещать наиболее длинные и высокие здания перпендикулярно потоку переносимого снега, а также применять снегозащитные устройства (сетчатые ограждения, переносные щиты и т. п.). Относительно стран света и преобладающего направления ветров здания нужно располагать с учетом обеспечения наиболее благоприятного естественного освещения, проветривания площадка предприятия, предотвращения снежных и песчаных заносов. Продольные оси зданий, аэрационных фонарей и стены зданий с проемами, используемыми для аэрации помещений, следует ориентировать в плане перпендикулярно или под углом не менее 45 к преобладающему направлению летних ветров. Наиболее благоприятным для размещения зданий и их групп и в целом для территории предприятий считается рельеф с максимально допустимым уклоном 0,03 0,05; уклон менее 0,003 не обеспечивает стока поверхностных вод; уклон же более 0,05 неудобен для размещения укрупненных зданий и их групп. Список литературы Леонович И.И. «Дорожная климатология», Минск, БНТУ 2007 А.А. Топеха «Основы учета климатических и геодезических условий при проектировании и строительстве искусственных сооружений», Хабаровск 2003 Леонович, И.И. Дорожная климатология: учебник/ И.И. Леонович.-Мн.: БНТУ, с. Справочник по климату Беларуси. В 5 частях.-л.: Гидрометеоиздат, 1968