Северные традиции в архитектуре и строительстве складывались веками. Народное зодчество в процессе своего развития отбирало все самое лучшее, наиболее жизнеспособное.
Для климатического анализа рассмотрим жилище эскимосов, построенное из самого простого и доступного в местных условиях строительного материала – снега и льда. Форма иглу идеальна для суровых условий, так как обеспечивает минимум поверхности на единицу объема. Она оказывает небольшое сопротивление ветру, а отсюда меньшие потери тепла. Внутренние поверхности купола и пола, обычно покрываемые мехами и шкурами, увеличивали теплоизоляцию и обеспечивали относительно высокую температуру поверхности. Небольшие отверстия в середине купола, которые открывались в сторону, противоположную направлению ветра, обеспечивали ограниченную вентиляцию.
С учетом сурового климата складывается архитектура традиционных сибирских и северных изб. С древних времен деревянный дом состоял из трех частей: избы, клети, сеней. Изба предназначалась для зимнего жилья, в клети хранили вещи, жили летом, через сени попадали во все части: на крыльцо, чердак, в кладовые, пристроенный крытый двор. Каждая часть предназначалась для нескольких целей. Сени – тепловой тамбур, «узел связи» - строили просторными. В сенях летом жили или превращали их в летнюю галерею.
К достоинствам трехчастного дома относятся: компактность объёма, тщательная защита тепловой части и самого входа в «тепло». Холодные хозяйственные помещения для этой цели пристраивали к избе со стороны преобладающих ветров или располагали в пространстве подклети первого этажа, создавая буферную зону – прослойку, утепляющую и защищающую здание. Тепловым буфером служило и пространство кровли. Русская массивная печь располагалась в центральной части жилья или рядом с входом, как дополнительный тепловой заслон. Месть для сна находилось в тепловой части избы или на печи.
Согласно принципу теплового зонирования помещения, в которых возможны низкие температуры, окружают постройками, где требуются более высокие температуры, а источники тепла и теплые помещения располагаются во внутренней части дома.
В условиях низких температур своеобразно решалась вентиляция помещений. Вместо форточек было устройство специального вентиляционного отверстия в верхней части наружной стены.
Климат северных территорий определял соотношения площади светопроемов и площади пола. Так, в сибирской избе 19 века это соотношение было равно 1:8. Для обеспечения равномерного освещения использовали угловое расположение окон, при котором нет глухих теней и темных простенков между окнами.
Народное жилище включало и некоторые трансформирующиеся элементы: гульбища, крыльца, холодные светелки, оконные ставни, сменные застекленные рамы и т.п., которые являлись средствами формирования гибкости функционирования внутренней жилой среды.
В северном зодчестве чётко прослеживается связь архитектуры с природным окружением. Большое внимание уделялось оптимальной ориентации застройки, защите от ветров и снега. На основании изучения рельефа местности, направления господствующих ветров, характера снежных заносов, температурного режима самого ландшафта народные мастера создавали жилищную среду, защищающую человека от отрицательных воздействий внешней среды.
Для северных поселений характерно не просто геометрическое, а более живописное расположение элементов застройки, соответствующее особенностям окружающего ландшафта. Постройки размещали соответственно природным направлениям: изгибам реки, берегу озера, холма и т. п.
В народном строительстве были отработаны предельные расстояния между домами, в пределах полутора-трёх высот зданий. Плотное размещение жилых домов создавало взаимную защиту от ветров. В селениях, открытых ветрам, создавались защищённые, замкнутые пространства.
Особенно явно в народной архитектуре северных территорий прослеживается зависимость характера геометрической формы объёма от природно-климатической ситуации. В результате появились здания аэродинамической, направленной формы, компактные замкнутые структуры.
Одной из особенностей северного жилища является компактность объёмно-планировочного решения, что позволяет снизить теплопотери за счет уменьшения площади охлаждаемых поверхностей. Например целостные компактные жилища из модульных планировочных элементов – клети, стены, связи, прируба и т.д.
Основные элементы архитектурно-художественного решения жилого дома строились на сочетании функциональной целесообразности, технического совершенства и художественной выразительности.
Потребность жителей Севера в повышенной надежности жилища, его способности защищать человека от непогоды нашла отражение в создании своеобразного облика северного жилого дома с простым, но выразительным решением фасадов. Небольшое количество архитектурных деталей придавали облику дома монументальность.
По мере перехода к современному строительству с новыми материалами, новыми типами зданий традиционный опыт требовал пересмотра и использования научных достижений.
На изначальных этапах в суровом климате для жилища были характерны компактность объемно-планировочных решений, замкнутость и защищённость, развитие крытых дворов и летних помещений, двойные сени, небольшие размеры окон, ограниченное их применение. На последующих этапах с развитием систем центрального отопления, механической вентиляции и кондиционирования воздуха появились лучшие возможности обеспечения уровня комфортности в зданиях без дополнительного учёта влияния внешней среды.
Планировка и застройка городов Сибири и Севера имеют характерные отличия от застройки городов средней полосы: компактность, защита от неблагоприятных воздействий внешней среды, прокладка инженерных коммуникаций при строительстве на вечномерзлых грунтах и т.п.
При застройке северных районах учитывают положение солнца на определенный день и час, чтобы знать, какие стороны здания будут освещаться солнцем, рассчитывают площади отбрасываемой тони вокруг здания, учет солнечной радиации позволяет определить оптимальную плотность застройки.
Особенности светового климата сказываются и на общих концепциях формы, на характере архитектурно-градостроительных объектов. На Севере более эффективно служат наклонные или вертикальные поверхности. В застройке северных зон многих стран используются ячейковые системы. Основные формы ячеек: прямоугольная, ромбовидная, трапециевидная, круглая и др.
В ветреных районах на территории застройки организуется система ветрозащитных зданий, каждое из которых защищает от ветра прилегающую территорию.
Ветрозащитные здания должны иметь особую объёмно-планировочную структуру, непродуваемые конструкции наружных ограждений и заполнение оконных и балконных проёмов.
Уменьшению теплопотери из зданий при сильных ветрах способствует правильный выбор местоположения здания, его формой, материалом ограждающих конструкций, устройством окон, балконов, лоджий.
В пурговых районах во время метелей необходимы простые формы зданий, без выступов и западов. Крыши с округленным контуром, двускатные, односкатные. Строительство зданий на опорах предотвращает риск снегозаноса здания.
При проектировании северных жилых комплексов следует учитывать, что повышенная затененность территории приводит к замедлению таяния снежного покрова, вплоть до неполного за летний период.. Тут применяют специфические объемно - планировочные приемы, которые сокращают площадь затененности (угловая и дуговая конфигурация плана, раскрытие в сторону юга, скошенные торцы и углы зданий и т.д.)
Учет дождей и ветра также влияет на формообразование зданий и их долговечность, на способы их застройки. Применяют герметизацию стыков панелей и оконных, балконных и других проемов.
Жилище при прохладной погоде защищает человека от легкого охлаждения; режим эксплуатации полуоткрытый. Для такого жилища характерны: обращение комнат на солнечные стороны горизонта; умеренно компактные объемно-планировочные решения; ограждения, обладающие теплозащитными свойствами; в квартирах – места для хранения верхней одежды, воздухообмен через форточки, клапаны; отопительные устройства малой мощности; накопление внутренних тепловыделений (от приготовления пищи, стирки). В городской среде защита от ветра и использование инсоляции создают условия, близкие к комфортным. Характерны температуры 6 – 10 градусов.
Особенности архитектурного проектирования для южных районов. Особенности освоения южных районов продиктованы своеобразной структурой и образом жизни населения, специфическими формами заселения, формирования населенных пунктов и систем обслуживания.
Схожесть проблем, стоящих при освоении южных и северных районов, часто наталкивает на похожие способы их решения. Это прежде всего предельная изоляция от неблагоприятных внешних воздействий, компактность в плане, широкий корпус, толстые наружние стены, внутренние дворы, защищающие от ветров, несущих воздух со слишком высокой или низкой температурой.
Перегретый воздух, избыток солнечной радиации, ультрафиолетовое перенасыщение и другое, характерное для большинства южных районов, требуют соответствующих подходов к ориентации и объемно-планировочным решениям зданий, открытым прохладным ветрам и защищающим от солнца.
Главное же принципиальное отличие проектных решений для южных районов от решений для других климатических районов заключается в том, что житель юга большую часть времени проводит в открытом пространстве(двора, веранды, помещений со сквозным проветриванием и т.п.) Уже на ранних стадиях развития человечества возникли две различные архитектурные концепции строительства связанные как с социальными и культурно-историческими особенностями общества, так и со спецификой климата: одна- в жарко-сухих районах, другая – в жарко влажных.
В жарко-сухих районах сложились своеобразные типы жилищ и их комплексов, по своему замыслу напоминающие архитектурную концепцию замкнутых объемно-пространственных структур. Это связано с необходимостью обеспечения защиты от солнца и знойных, несущих с собой пыль и песок, раскаленных ветров, а так же стремлением к созданию хорошо затененных и прохладных пространств. Для городов и населенных пунктов жарко-сухого климата характерны узкие затененные улицы(обычно обсаженные по краям деревьями), высокая плотность застройки и замкнутые композиции жилых и общественных зданий с внутренними двориками, выходящими на улицы глухими оградами.
В целях использования благоприятных прохладных ветров для проветривания кварталов города разбивка главных улиц, как правило, производилась по направлению их действия.
Приспособление к воздействию ветров нашло наиболее яркое выражение в планировке города Вавилона. План города учитывал вхождение в город благоприятных северных и северо-западных ветров.
В Месопотамии города и дворцовые комплексы строились на высоких искусственных платформах, что диктовалось требованиями защиты от низовых бурь и наводнений.
Специфическую функцию выполняли светопроемы. Пропуская свет, они задерживали проникновение прямых солнечных лучей, горячих и пыльных воздушных потоков.
Например, в храмах Древнего Египта применялись алебастровые светопрозрачные плиты, защищающие от ветров пустынь. Древние греки для строительства своих городов выбирали наиболее благоприятную местность. Эллинистические перистильные жилые дома греков и атриумные жилища римлян служат примером продуманной планировки, приспособленной к климату. В гражданской архитектуре Аравии под влиянием жаркого засушливого климата сложился башенный тип дома с массивными стенами, с уступами и терассами плоских крыш и большим числом этажей.
В городах Средней Азии в жилых комплексах практиковались большие дворики с двумя айванами, оси которых строго ориентировались с юга на север. Окнами на север располагали летнюю комнату а на юг – зимнюю. Большой айван в знойное время улавливал прохладные потоки воздуха и направлял их вниз.
Для климата южных районов защита архитектурной среды от перегрева является одной из важнейших проблем. Решение ее связано с постоянным поиском характерных и оригинальных объемно – планировочных и конструктивных структур, обеспечивающих комфортные условия жизни людей и выразительность зданиям и застройке.
Используются солнцезащитные средства:
· Архитектурно-планировочные и конструктивные приемы, к которым относится ориентация здания по сторонам света, озеленение и обводнение(бассейны, фонтаны,) территории, планировка застройки и зданий и т.п.
· Затеняющие и светорегулирующие устройства: козырьки (сплошные и решетчатые), жалюзи (горизонтальные и вертикальные) , экраны, ставни, карнизы, шторы и др.
· Солнцезащитные изделия из стекла(светозащитные, светорассеивающие, теплопоглощающие)
В современных проектах архитектурных зданий и при их реализации стремятся сохранить преемственную связь и достижения народного зодчества прошлых эпох с новыми достижениями в области науки и строительства. В жарко сухом климате внешний объем здания чаще всего имеет форму параллелепипеда, Для более благоприятного внутреннего микроклимата целесообразно в таких формах создавать замкнутые или полузамкнутые дворовые пространства. При необходимости пространство можно затенить(стенами, деревьями), и наполнить прохладным воздухом, используя охлаждающий эффект водоемов, фонтанов, газонов, принцип охлаждения испарением. Для снижения теплопоступлений через крышу в помещение одноэтажных зданий стоит делать узкими, с выходом во внутренний двор.
В жарко – влажном районе жилище защищает человека от сильного перегрева и духоты. Требует охлаждения и уменьшения влагосодержания воздуха. Недопустимы испарительное(повышает влажность) и радиационное (выпадает конденсат) охлаждение. Характерны крытые помещения для вечернего и ночного отдыха, использование охлаждающего действия грунта.
Характерны затенения и аэрация, необходимые для снижения температуры, духоты и перегрева. Окна при работе кондиционеров закрыты, защищены от солнца. В жарко – влажных районах для обеспечения естественной вентиляции помещений необходимы большие оконные проемы. В одноэтажных зданиях выполняют большие отвесы крыш. В многоэтажных – жалюзи и светозащитные экраны. Проемы с двух противоположных фасадов.
В многоэтажном строительстве южных районов применяют те же типы домов, что и в умеренном климате: секционные, башенные, галерейные. И коридорные. В жарко – сухих районах территории должна быть защищена от пыльных песчаных бурь, за счет правильно выбранного участка, ориентации здания, характера озеленения и благоустройства территории.
Схожесть проблем, стоящих при освоении этих районов, часто наталкивает специалистов на способы их решения. В обоих случаях мы имеем дело с крайними значениями: переохлажденный и перегретый воздух, недостаток и избыток солнечной радиации, ультрафиолетовое голодание и перенасыщение, ориентация объемно-планировочных решений на пик зимнего или летнего дискомфорта. Застройка для Севера развернута к солнцу и максимально укрыта от холодных ветров, а для юга – открыта прохладным ветрам и защищена от солнца. Житель юга существует в открытом пространстве (двора, веранды, помещений со сквозным проветриванием), житель севера большую часть времени проводит в закрытом помещении. Следовательно разная организация внутреннего пространства дома.
Строительство в сейсмических районах так же имеет свои особенности.
Строительство в горных районах.
· Возведение колонн каркаса из вибростойких сталей в виде замкнутых бесшовных тонкостенных квадратных профилей, заполненных внутри специальным бетоном;
· Возведение на крыше или в верхних этажах специальных механизмов-устройств;
· Контроль за поведением конструкций при землетрясениях с помощью специальных датчиков;
· Устройство аварийных вертолетных площадок на крыше для экстренной эвакуации людей.
Вывод: В архитектурном проектировании учет климатической специфики остается большой научно- технической проблемой. Решение связано с поиском форм расселения, структуры планирования и застройки жилого образования, объемно-пространственных приемов композиции зданий, их конструктивных решений, а так же использования новых строительных материалов, повышающих изоляционно-защитные качества ограждающих структур.
Похожая информация.
На территории нашей страны здания и сооружения подвергаются комплексу климатических воздействий в различных сочетаниях и различной интенсивности.
Строительная климатология- наука, раскрывающая связи между климатическими условиями и архитектурой зданий и градостроительных образований.
Основная задача строительной климатологии - обоснование целесообразности решений планировки городской застройки, выбор типов зданий и ограждающих конструкций с учетом климатических особенностей района строительства.
Правильный выбор размеров и формы помещений зависит от ряда факторов, среди которых особое место занимает воздушная среда, характеристики которой зависят от климатических условий и места строительства.
На протяжении тысячелетий архитекторам было известно, что города и здания следует проектировать и строить в соответствии с климатом, а ширину улиц, высоту зданий и размеры окон - выбирать с учетом ориентации и глубины помещений. Необходимо бережно и композиционно оправдано вписывать здания и сооружения в природу.
Как показывает практика, все архитектурные и градостроительные шедевры создавались с учетом этих вечных истин.
В южных сухих районах города всегда имели характер «самозатеняющихся структур», а здания - своеобразных «термосов» с массивными стенами, замкнутой компактной планировкой и редкими небольшими окнами.
Для влажных южных районов, наоборот, характерными чертами являются: открытая планировка, хорошо проветриваемые городские пространства, легкие «дышащие» стены зданий и большие световые проемы.
Южные районы характеризуются значительным количеством солнечных дней в году, очень высокой радиацией и контрастностью освещения. Все эти факторы предопределяют специфический характер тонкой архитектурной пластики и большую насыщенность цветовых соотношений элементов и деталей зданий.
В северных и большинстве центральных районах наблюдается преимущественно облачное небо, которое обуславливает крупную пластику стен и деталей и пастельные цветовые решения фасадов зданий и сооружений.
Без учета вышеизложенных истин нельзя обеспечить в зданиях необходимый комфорт при минимальных затратах на эксплуатацию зданий. Особенно это становится важным в век энергетического кризиса и всемерной экономии энергетических ресурсов. Только рациональное проектирование городов, агропромышленных комплексов и жилой застройки с учетом климатических условий, ориентации по сторонам горизонта, применения оптимальных размеров и пропорций световых проемов, а также солнцезащитных устройств обеспечивает значительную экономию материальных и финансовых затрат.
Следует отметить, что только за счет рационального выбора размеров световых проемов, способствующих увеличению использования естественного света на 1 ч в течение суток, можно сэкономить до 3 млн. кВт/ч электроэнергии в год только в промышленных зданиях.
За счет использования требований к инсоляции зданий появляется возможность повысить плотность застройки на 8-10 % и увеличить строительство более экономичных домов меридионального типа с широким корпусом, что позволяет значительно сократить градостроительные затраты без снижения объема ввода жилых домов.
Рациональное применение солнцезащитных устройств снижает затраты на эксплуатацию гражданских зданий, для промышленных зданий способствует повышению производительности труда за счет уменьшения выпуска бракованной продукции и расходов на искусственное регулирование микроклимата в помещениях.
Таким образом, при проектировании зданий и сооружений необходимо знать климатические факторы и учитывать их, так как знание климатических условий среды позволяет найти выразительную архитектурную форму, придать зданию индивидуальный образ, обусловленный природно-климатическими факторами места строительства.
Источник задания: Решение 5450. ЕГЭ 2017. Русский язык. И.П. Цыбулько. 36 вариантов.
Задание 15. Расставьте знаки препинания. Укажите два предложения, в которых нужно поставить ОДНУ запятую. Запишите номера этих предложений.
1) Климатические условия региона влияют как на архитектуру зданий так и на планировку квартир.
2) Для разработки новых образцов техники нужны как оборудование так и высококвалифицированные рабочие как инженерно-технические кадры так и экспериментальные заводы.
3) Продукцию многих машиностроительных комбинатов сложно транспортировать из-за большого веса или крупных размеров.
4) Во время ботанических экскурсий и обследований во многих областях и районах велись наблюдения и сбор информации об использовании растений в народной медицине.
5) В. М. Васнецов тщательно изучал древнерусскую иконописную технику и впоследствии некоторые её приёмы были им применены в работе над историческими картинами.
Решение.
В этом задании нужно поставить запятые в сложном предложении или при однородных челах предложения.
1. Определим количество грамматических основ в данных предложениях: простое предложение или сложное.
1) Климатические условия региона влияют как на архитектуру зданий так и на планировку квартир. Простое.
2) Для разработки новых образцов техники нужны как оборудование так и высококвалифицированные рабочие как инженерно-технические кадры так и экспериментальные заводы. Простое.
3) Продукцию многих машиностроительных комбинатов сложно транспортировать из-за большого веса или крупных размеров. Простое.
4) Во время ботанических экскурсий и обследований во многих областях и районах велись наблюдения и сбор информации об использовании растений в народной медицине. Простое.
5) В. М. Васнецов тщательно изучал древнерусскую иконописную технику и впоследствии некоторые её приёмы были им применены в работе над историческими картинами. Сложное.
2. Определим постановку запятых в сложных предложениях. Правило: запятая на границе частей сложного предложения ставится в случае, если простые предложения не имеют общий второстепенный член.
5) В. М. Васнецов тщательно изучал древнерусскую иконописную технику (,) и впоследствии некоторые её приёмы были им применены в работе над историческими картинами. Сложное, общего второстепенного члена нет, нужна запятая на границе предложений. ОДНА запятая.
3. Определим постановку запятых в простых предложениях. Правило: одна запятая ставится перед вторым однородным членом при отсутствии союзов, перед одиночным противительным союзом или перед второй часть сложного союза (как … так и и т.д.).
1) Климатические условия региона влияют как на архитектуру зданий (,) так и на планировку квартир. – Однородные дополнения соединены сложным союзом (как … , так и…). как на архитектуру, так и на планировку. ОДНА запятая.
2) Для разработки новых образцов техники нужны как оборудование (,) так и высококвалифицированные рабочие (,) как инженерно-технические кадры (,) так и экспериментальные заводы. – Однородные подлежащие соединены сложными союзами «как, так и» (как оборудование, так и рабочие, как кадры, так и заводы» ТРИ запятые.
3) Продукцию многих машиностроительных комбинатов сложно транспортировать из-за большого веса или крупных размеров. Однородные обстоятельства соединены союзом «или» (веса или размеров). Запятая не нужна.
4) Во время ботанических экскурсий и обследований во многих областях и районах велись наблюдения и сбор информации об использовании растений в народной медицине. Однородные обстоятельства соединены союзом «и» (экскурсий и обследований), однородные обстоятельства соединены союзом «и» (областях и районах), другая пара однородных подлежащие тоже соединены союзом «и» (наблюдение и сбор). Между собой пары неоднородны, запятая не нужна.
4. Выписываем цифры, на месте которых в предложении должны стоять запятые.
В ответ записываем цифрами без пробелов и запятых, в любом порядке.
Страница 8 из 11
УСЛОВИЯ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СОЗДАНИЕ АРХИТЕКТУРНОГО ПРОИЗВЕДЕНИЯ
После общих замечаний, которые должны нас ввести в круг главных архитектурных проблем, познакомимся детальнее с терминологией архитектуры, с ее техническими и стилистическими элементами. Примем тот порядок изложения, который определяется последовательным возникновением произведения архитектуры.
Прежде чем архитектор приступает к разработке плана будущего здания, он должен познакомиться со строительной площадью, так как та ситуация, в которую должно вступить будущее здание, во многих отношениях заранее предопределяет направление и цель архитектурного замысла. Особенно тесная связь между естественной ситуацией и замыслом архитектора проявляется на ранних ступенях развития архитектуры. С течением же времени архитекторы научаются все более радикально противодействовать требованиям природы. Кроме того, история искусства свидетельствует, что есть эпохи и стили, которые склонны более считаться с материальными условиями ситуации (барокко), и другие эпохи, которые часто стремятся проводить свои архитектурные идеи наперекор требованиям натуры (Ренессанс).
Какие же требования может предъявлять архитектору ситуация? Прежде всего, это окружающая природа, тот пейзаж, тот рельеф почвы, в который надлежит вкомпоновать архитектуру: замок на горе, естественно, будет отличаться другим характером, чем замок на берегу озера. Во-вторых, строитель должен считаться с тем архитектурным окружением, которое ожидает его постройку: в перспективе тесно застроенной улицы здание неизбежно должно получить другую форму, чем в свободно расположенной группе домов. Далее, знакомясь со строительной площадью, архитектор, естественно, примет во внимание качество самой почвы, на которой он собирается строить. Для плохого грунта (торф, наносный песок) не годятся те фундаменты, которые приспособлены для хорошего грунта (камень, песок, сухая глина, гравий). При сырой почве человек стремится поднять свое жилище над водой: строения на сваях, возвышающиеся над уровнем озера, были распространены в эпоху неолита и теперь еще часто применяются в некоторых странах и особенно в приморских городах (Индокитай, Венеция).
Вообще жилище, выстроенное из дерева, всегда стремились по возможности изолировать от земли, так как дерево, хорошо сохраняющееся в воде, гниет в сырой почве. Жилища горцев – деревянные срубы, поставленные на каменные глыбы, – и теперь еще сохраняют традиции старинного деревянного зодчества. Из рассказов греческого писателя Павсания мы знаем, что в одном из древнейших греческих храмов – храме Геры в Олимпии – колонны были первоначально из дерева и что они опирались на каменные базы и каменный фундамент. Раскопки в Микенах подий ), на котором возвышались храмы этрусков , выстроенные из дерева. Впоследствии римляне заимствовали подий у этрусков как чисто декоративный мотив для каменных построек. С этой точки зрения интересно сравнить архитектуру готики и Ренессанса. Обычно принято противопоставлять строгое чутье симметрии у архитекторов Ренессанса как бы беспорядочной, живописно произвольной композиции в средневековой архитектуре. Не следует ли, однако, искать этому контрасту другое объяснение? Архитектор Ренессанса исходил в своей композиции из заранее намеченной геометрической схемы, которой он стремился подчинить природные условия; готический архитектор, напротив, подчинял свою композицию требованиям естественной ситуации. Поэтому, когда ему приходилось иметь дело с ровной почвой, он мог создавать и строго симметричную композицию. и в святилищах Древней Греции вполне подтверждают свидетельства античных писателей. Того же самого происхождения высокое подножие (так называемый
Еще более радикальное влияние, чем рельеф почвы, могут оказывать на архитектурное творчество условия климата. Уже отмечались некоторые особенности этого воздействия при характеристике проблемы покрытия. Здесь может идти речь о различии температуры, о яркости света и теплоте солнечных лучей, о степени сырости и силе ветра. Влияние климата сказывается, прежде всего, в ориентации зданий и в планировке городов.
В северных странах ориентация, разумеется, подсказана слабостью солнечных лучей и короткостью дня. Поэтому на севере господствуют ориентация на юг и тенденция к возможно более широким улицам. Огромная ширина улиц в Петербурге, которая вместе с тем определяет чрезвычайно крупный масштаб его монументов, вызвана именно желанием дать солнечным лучам возможно более свободный доступ. Напротив, жители юга стремятся избежать слишком горячего солнца. Поэтому, например, римский теоретик архитектуры Ветрувий не советовал располагать комнаты на юг или запад. Поэтому же улицы южного города часто поражают северян своей узостью и редко бывают ориентированы с севера на юг. Для южных городов характерно также обилие портиков и крытых галерей , окаймляющих улицы. В позднеантичных городах – Милете, Эфесе, Антиохии – портиками были окружены все главные площади. Из итальянских городов Болонья еще и теперь сохранила крытые галереи вдоль всех главных улиц.
Теми же требованиями климата объясняется также план частного жилища на востоке и на юге. На улицу выходят замкнутые стены без окон, главные же помещения расположены вокруг внутреннего двора. В Древнем Риме главная комната с очагом получала свет из центрального отверстия в крыше, а так как балки, ограничивающие это отверстие, чернели от дыма очага, комната получила название черной – атриум (от греч. – atrium). В Греции эпохи эллинизма помещения жилого дома комбинировались вокруг так называемого перистиля – открытого дворика, со всех сторон окруженного колоннадой. Напротив, в полосе умеренного климата проблема обычно несколько усложнялась: обитатели стремились зимой пользоваться южным теплом, а летом искали убежища в свежести севера. Именно такое распределение жилищ по сезонам часто можно встретить во французских дворцах ХVII и ХVIII веков, например, в Лувре.
Не только солнце, но и ветер может определять ориентацию здания: хижина рыбака прячется под укрытие дюн, жилища горцев лепятся на южных или восточных склонах гор. Что же касается осадков, то мы уже видели, какое радикальное воздействие они оказывают на характер покрытия здания. Познакомимся еще с некоторыми вариантами этого воздействия.
В странах с очень обильными осадками преобладают двускатные крыши, причем в странах с особенно бурными, проливными дождями скаты крыш или делаются очень высокими и отвесными, или же сопровождаются специфическим изломом, который препятствует соскальзыванию крышных черепиц (китайской крыши). По той же причине в северных странах башня церкви часто завершается высоким шпилем . Климатическая, а следовательно, и архитектурная ситуация может, однако, значительно изменяться в странах с обильными снегопадами. Если дождю стремятся предоставить возможно быстрые стоки, то снег, напротив, следует задерживать, так как его резкое падение может быть опасно и, кроме того, снежные массы предохраняют здание от холода. Поэтому в горных странах жилые дома имеют обычно широкие крыши с пологими скатами и иногда с надломом, отбрасывающим снег далеко от стен дома. Интересно в этом смысле проследить за вариацией куполов в русском церковном зодчестве: на юге (Киев) распространены заимствованные у Византии полукруглые купола; чем дальше на север (Псков и Новгород), в снежные края, тем заметнее становятся изгиб и заострение купола. Само собой разумеется, что климатические условия сказываются и на профилировании карнизов. В дождливых местностях карнизы обычно сильно выступают вперед, чтобы препятствовать стеканию воды по стенам. Особенно остроумно скомбинирован готический желоб: верхний выступ карниза разбивает стекающую воду, под ним помещена выемка, которая мешает каплям стекать по стене и заставляет их падать.
Количество и форма окон точно так же в значительной степени зависят от климата. В Голландии, где температура не бывает очень низкой, но где редок солнечный луч, окна занимают очень большую площадь. В странах, где недостаток света сочетается с холодной температурой (скандинавские страны, Россия), распространены двойные окна, препятствующие тяге воздуха и понижению температуры. Вместе с тем величина и число окон уменьшаются в странах, где обилие снега содействует яркости отраженного света – во всей альпийской зоне, от Франции до Черного моря, окна в жилых домах использованы очень экономно.
На юге окна обычно редко размещены, чтобы воспрепятствовать проникновению жары в помещение. Интересно сравнить два монументальных здания эпохи Ренессанса, аналогичных по своему назначению – Лувр в Париже и так называемое палаццо Канчеллярии в Риме. В римском дворце окна занимают 12 процентов всей площади фасада, в Лувре же – 21 процент; вышина окон в отношении к общей вышине здания в Канчеллярии составляет 35, а в Лувре – 54 процента. В значительной степени теми же самыми причинами объясняются те перевоплощения, которые готический стиль испытал в разных странах Европы. В Италии, например, готика получила очень слабое развитие. Отчасти это объясняется тем противодействием, которое готической системе оказали местные, античные традиции, но, быть может, еще более важную роль здесь сыграли климатические условия Италии. Стрельчатая арка, составляющая главную конструктивную основу готического стиля, обладает тем преимуществом, что перекладывает всю тяжесть сводов со стен на столбы, а это, в свою очередь, позволяет делать стены более легкими и открывать в них обширные отверстия, заполняемые готическими цветными витражами. Поэтому некоторые французские капеллы готического стиля представляют собой совершенно прозрачные, сквозные павильоны, стеклянные клетки, например средневековая усыпальница французских королей Сен-Шапель. Под итальянским небом не могла возникнуть потребность в таком обилии света, а, следовательно, и стрельчатая арка не могла завоевать широкой популярности: стены итальянских церквей в эпоху готики отличаются массивностью, окон немного, и они обычно небольшого размера; столбы, подпирающие своды, расставлены редко – вместо динамики линий, непрерывного устремления вверх получается спокойное и свободное развертывание пространства в ширину.
Отметим, наконец, влияние климата на развитие полихромии в архитектуре. Нет сомнения, что применение цветных материалов в архитектуре и раскраска зданий процветают в странах с ярким солнцем, с обилием света, то есть на юге: об этом свидетельствует, например, яркая раскраска древнегреческих храмов, пестрая полихромия арабской и мавританской архитектуры. Но не забудем и еще одного климатического фактора, который столь же способствует развитию полихромии, как и яркое солнце: в странах, с обильно выпадающим снегом мы встретимся с той же тенденцией к пестрой раскраске здания, как это происходит в России, Польше, Швейцарии.
Как указано выше, климат - многолетний режим погоды, наблюдаемый в данной местности. Проблема оценки климата может рассматриваться на трех уровнях или в трех аспектах. Под макро-климатической (фоновой) оценкой следует понимать оценку метеорологических условий на значительной по площади территории, выделенной общностью климатических характеристик (регион, район, подрайон). Можно говорить о климате центрального района европейской части России, климате Урала, Кольского полуострова, подрайона 1 В (по карте СНиП) и др. Оценка мезоклимата (или со-масштабного ему местного климата ) предполагает выявление климатических особенностей, свойственных городу или крупному населенному пункту как единому целому: климат Москвы, Владивостока, Салехарда и др.
Архитектурно-климатический анализ проводится с целью установления связей между архитектурой, под которой понимается искусство строить здания, сооружения и их комплексы, и климатическими условиями, в которых объекты архитектуры строятся или будут строиться. Архитектурно-климатический анализ начинают с анализа отдельных климатических характеристик: количества солнечной радиации, скорости ветра, температуры и влажности и т.д., - каждая из которых по-своему влияет на выбор архитектурно-градостроительных и связанных с ними инженерно-строительных решений. Пример областей учета климатических параметров в процессе архитектурного проектирования приведен в табл. 2.1.
Архитектурная климатография основана на комплексном анализе климатических факторов, оказывающих воздействие на архитектурную среду и находящегося в ней человека. Некоторые из этих факторов при одновременном воздействии взаимно усиливают это влияние. Например, при низких температурах воздуха ее анализируют совместно с ветровым воздействием, при высоких температурах - совместно с влажностью воздуха и солнечной радиацией и т.д. вплоть до комплексных показателей, учитывающих четыре и более факторов.
Связь архитектурной композиции с климатическими условиями («+» - связь существует)
Таблица 2 .7
|
Холодная |
Прохладная |
Комфортная |
Засушливая | ||||||||||
|
без ветра |
без ветра |
без ветра |
без ветра |
влажностью |
без ветра |
С пыльными |
без ветра |
со штилем |
|||||
|
Архитектурное пространство: Замкнутое |
|||||||||||||
|
Полузамкнутое |
|||||||||||||
|
Полуоткрытое |
|||||||||||||
|
Открытое |
|||||||||||||
|
Неориентированное |
|||||||||||||
|
Ориентированное |
|||||||||||||
|
Масса, пластика объема: Нерасчлененная |
|||||||||||||
|
Малорасчлененная |
|||||||||||||
|
Расчлененная |
|||||||||||||
Окончание табл. 2 .7
|
Типы погоды и дополнительные характеристики климата |
|||||||||||||
|
Холодная |
Прохладная |
Комфортная |
Засушливая | ||||||||||
|
без ветра |
без ветра |
без ветра |
без ветра |
влажностью |
без ветра |
с пыльными |
без ветра |
со штилем |
|||||
|
Обтекаемая |
|||||||||||||
|
Ориентированная |
|||||||||||||
|
Пластика поверхности: Нерасчлененная |
|||||||||||||
|
Малорасчлененная |
|||||||||||||
|
Расчлененная |
|||||||||||||
|
Активно расчлененная |
|||||||||||||
В архитектуре здание рассматривается не просто как физическая оболочка, защищающая внутреннюю среду и человека от неблагоприятных климатических воздействий, а как совокупность архитектурных форм и приемов, позволяющих лучше приспособить его к природно-климатическим условиям и делающих эту защиту более эффективной и менее энергоемкой. Именно этим архитектурная климатография, изучающая аспекты связи архитектуры и различных факторов климата, отличается от других видов прикладной климатологии, в том числе строительной климатологии.
Способность зданий защищать их внутреннюю среду и прилегающую территорию от неблагоприятных климатических воздействий напрямую зависит от того, как в архитектурно-планировочном решении этих зданий на этапе их проектирования были учтены факторы окружающей среды, насколько было продумано применение тех или иных строительных материалов и конструкций, пластических и колористических решений.
Поскольку в большинстве районов земного шара летом и зимой погодные условия различаются, практически невозможно найти архитектурно-строительное решение, одинаково эффективно приспособленное для зимних и летних погодных условий. В связи с этим возникает еще одна практическая задача - создание адаптивной архитектурной формы и среды, по-разному, но одинаково эффективно «работающих» при различных типах погоды. Способность зданий адаптироваться к изменяющимся погодным условиям определяется наличием неизменяемых, «пассивных» климатозащитных архитектурных приемов, которые в большинстве случаев дополняются трансформируемыми, «активными» климатозащитными архитектурными деталями и элементами. К первым можно отнести, например, тектонику зданий и конструкцию их стен или ориентацию зданий по сторонам горизонта. Ко второй категории относятся архитектурные решения, касающиеся, например, создания буферных зон между внешними ограждениями и внутренними помещениями, микроклимат в которых контролируется трансформируемыми ограждающими конструкциями, трансформируемыми светопроемами, солнцезащитными устройствами и т.д.
Таким образом, в самом общем виде можно выделить три основных направления климатозащитных решений в архитектуре:
- а) пассивные здания с неизменными климатозащитными функциями за счет применения пассивных архитектурных решений;
- б) здания с активными климаторегулирующими архитектурными решениями, которые могут изменять степень и даже направление климатозащиты в зависимости от погодных условий;
- в) здания, комбинирующие два перечисленных выше принципа. При этом пассивные приемы могут заменяться полностью или просто дополняться активными приемами регулирования климата, придавая зданию наиболее высокую «климатическую мобильность».
В пассивных зданиях (тип «а») адаптивность к внешним климатическим воздействиям может достигаться за счет различного режима использования внутренних помещений при разных типах погоды или в разное время года. Или наоборот, в них должна предусматриваться внутренняя планировка, позволяющая максимально сохранять функции помещений, независимо от сезона или погодных условий. Часто в ущерб такой планировке приносится ее функциональность. В подобных зданиях также очень важно на проектной стадии правильно определить наиболее подходящие строительные материалы и конструктивные решения.
В зданиях с активной климатозащитной архитектурой (тип «б») помещения могут адаптироваться ко внешним климатическим воздействиям - инсоляции, ветру, температуре - за счет трансформируемых архитектурных элементов: интерактивных фасадных конструкций, буферных зон, солнцезащитных или солнцеулавливающих устройств и т.д.
Применение современных строительных технологий и материалов позволяет архитекторам проектировать здания, обладающие намного большей гибкостью и эффективностью в плане климатозащиты. Такие здания могут более точно реагировать на изменения погоды или применяться в различных типах климата. Однако эта универсальность не должна лишать их индивидуальности, связанной с природно-климатическими условиями местности, для которой они проектируются, лишать их «духа места», обезличивать, делать чужеродными по отношению к природному окружению. Поэтому современные технологии не следует противопоставлять местным архитектурным традициям. Только сочетание накопленного в традиционной архитектуре опыта защиты от неблагоприятного климата и новых технологических возможностей позволяет архитекторам находить свое, новое, выразительное и в то же время характерное для той или иной культуры архитектурное решение, обеспечивающее максимальную функциональную эффективность, долговечность и экономичность на всех этапах жизненного цикла здания.
Сложность адаптации архитектурного решения к климатическим условиям заключается в том, что универсального архитектурно-климатического показателя, определяющего необходимость применения того или иного архитектурного способа климатозащиты, который мог бы с одинаковой степенью точности и надежности применяться в любых климатических районах, не существует. Поэтому последовательность архитектурно-климатического анализа предусматривает выявление тех климатических параметров и их сочетаний, которые создают основные проблемы для конкретной территории, после чего приступают к разработке архитектурно-климатических мероприятий по снижению их негативного воздействия на внутреннюю среду здания и прилегающую к нему территорию. В условиях континентального климата с контрастными погодными условиями зимой и летом эти решения могут носить взаимоисключающий характер, поэтому задача архитектора часто сводится к поиску разумного компромисса между наиболее неблагоприятными и наименее благоприятными климатическими воздействиями. Это является важной частью творческого процесса по поиску гармоничного решения связи архитектуры с природно-климатическими условиями конкретной местности.
Климатозащитные функции зданий и типы погод. Наиболее наглядным способом учета комплексности воздействия совокупности метеоэлементов и климатических характеристик на архитектурную среду является метод погодных комплексов. Для различных типов погоды (табл. 2.2) в архитектуре применяются соответствующие архитектурно-типологические характеристики. При этом отметим, что для зданий, в частности жилых, введено понятие эксплуатационный режим. Различаются четыре эксплуатационных режима (табл. 2.3): изолированный , закрытый , регулируемый , или полуоткрытый , и открытый. Иллюстрацией к табл. 2.3 является рис. 2.1.
Таблица 2.2
Классификации типов погоды
|
Тип погоды |
месячная температура воздуха, °С |
Среднемесячная относительная влажность воздуха, % |
Среднемесячная скорость ветра, м/с |
|
Теплая (перегрев) |
|||
|
75 и более |
|||
|
24 и менее |
|||
|
Комфортная (теп- |
24 и менее |
||
|
ловой комфорт) |
|||
|
75 и более |
|||
|
Прохладная |
|||
|
Холодная (охлаж- |
|||
|
Суровая(сильное |
|||
|
охлаждение) |
|||
Таблица 2.3
Типы погоды и эксплуатационные режимы зданий
|
эксплуатации и тип погоды |
Архитектурно планировочное |
Конструктивное |
Инженерно- техническое |
|
Закрытый, |
Компактные решения, уменьшение тепло-поступлений. Солнцезащита. Затенение и обводнение территорий. Защита от пыльных ветров, использование ночных прохладных ветров |
Ограждения необходимых теплозащитных качеств и воздухопроницаемости. Солнце-защита стен и окон. Остекление двойное или одинарное |
Искусственное охлаждение воздуха без снижения влагосо- держания, механические вентиляторы-фены |
|
открытый, |
Сквозное, угловое проветривание, солнцезащита, открытые помещения, лоджии, веранды. Лестницы полуоткрытые, без тамбуров. Ориентация на юг и север. Затенение и аэрация территорий, использование ночных прохладных ветров |
Механические вентиляторы -фены. При инсоляции требуется искусственное охлаждение внутренней среды (кондиционирование) |
|
|
Открытый, комфортная |
Открытые помещения, лоджии, веранды. Бытовые процессы на воздухе |
Трансформация ограждений, трансформируемые солнцезащитные устройства |
Не используются |
|
открытый, прохладная |
Ориентация на солнце. Защита территорий от ветра зелеными посадками, использование интермии |
Одинарное остекление, трансформация ограждений |
Отопление малой мощности, нерегулярное. Вентиляция естественная, вытяжная с притоком через клапаны, форточки |
|
эксплуатации и тип погоды |
Архитектурно планировочное |
Конструктивное |
Инженерно- техническое |
|
Закрытый, холодная |
Компактные решения, уменьшение теплопо- терь, теплые лестницы, тамбуры, шкафы для верхней одежды в квартирах, ориентация на солнечные стороны. Защита территорий от ветра зданиями и посадками хвойных пород |
Ограждения необходимых теплозащитных качеств и воздухонепроницаемости. Двойное остекление |
Центральное отопление средней мощности. Вентиляция естественная, вытяжная с притоком через окна, форточки, клапаны |
|
Максимальная компактность, минимальные теплопотери, лестницы, двойные тамбуры, вентилируемые шкафы для верхней одежды в квартирах, гардеробные комнаты в общественных зданиях. Защита территорий от ветра зданиями. Теплые переходы между зданиями, крытые улицы и центры, утепленные остановки общественного транспорта |
Высокие воздухонепроницаемость и теплозащитные качества ограждений. Тройное и четверное остекление. Фундаменты с учетом вечной мерзлоты |
Центральное отопление большой мощности. Механическая приточно-вытяжная вентиляция с подогревом и увлажнением воздуха |
Рис. 2.1.
а - жаркой (изолированный режим); б - сухой жаркой или засушливой (закрытый режим); в - теплой (полуоткрытый режим); г - комфортной (открытый режим); д - прохладной (полуоткрытый режим); е - холодной (закрытый режим); ж -
суровой (изолированный режим)
Метод учета продолжительности погодных комплексов непосредственно раскрывает связи климата с задачами градостроительства и типологии зданий. Этот метод помогает архитекторам наметить пути к раскрытию связи погодных комплексов с категориями архитектурной композиции, например с архитектурным пространством, массой (пластика объемного решения), пластикой поверхности. Так, для погоды комфортной и теплой типичны открытый характер архитектурных пространств (свободная застройка микрорайонов, площадей; планировка внутренних помещений, обеспечивающая аэрацию и раскрытие во внешнюю среду), расчлененная масса здания (дворики, курдонеры, разделение зданий на блоки); расчлененная (нередко активно расчлененная) пластика поверхностей (лоджии, балконы, окна значительных размеров, затеняющие козырьки, навесы, перфорированные ограждения). Для холодной погоды с ветром рекомендуются пространства замкнутые, полузамкнутые и ориентированные; масса нерасчлененная, мало расчлененная, обтекаемая и ориентированная; пластика поверхности нерасчлененная. Наконец, метод погодных комплексов позволил отечественной архитектурной климатологии впервые выйти на уровень охвата мировой архитектурной практики, оперативно сравнивать многие города по их архитектурно-климатическим требованиям к открытой среде и зданиям. Эти возможности намного расширяют эффективность архитектурно-климатического анализа.
В то же время следует отметить, что этот метод ориентирован не на повышение комфортности микроклимата, а на климатозащиту. По сложившейся практике в качестве минимальной продолжительности типа погоды, определяющего режим эксплуатации жилища, принимается 1 месяц. Вместе с тем при проектировании необходимо учитывать и такие погодные условия (сочетания метеоэлементов), которые могут угрожать жизни и здоровью населения, хотя их повторяемость может и не превышать 1-2%. В этом состоит принципиальное и весьма перспективное направление дальнейшего развития архитектурной климатографии.
Жилая среда при комфортной погоде почти не несет климатозащитных функций. Тепловые условия комфортной погоды не ограничивают время пребывания человека во внешней среде, хотя в пределах указанных в табл. 2.2 крайних параметров могут быть желательны инсоляция или затенение. Комфортная погода характеризуется температурами 18-25°С, относительной влажностью воздуха 30-60%, скоростью движения воздуха 0,1-0,2 м/с в помещении, 1-3 м/с снаружи. Это лучший период московского лета. Режим эксплуатации помещений открытый, при котором помещения, как правило, непосредственно связаны с внешней средой (открытые окна). Не обязательны ограждающие конструкции зданий с высокими теплоизоляционными качествами, отопительное и охлаждающее оборудование; характерны лоджии, веранды, активный естественный воздухообмен помещений с наружной средой.
Жилая среда при прохладной погоде защищает человека от легкого охлаждения. В городской среде защита от ветра и использование инсоляции создают условия, близкие к комфортным. Прохладная погода характеризуется наружными температурами от 6 до 10°С (апрель-май, октябрь в Москве). В качестве нижней границы прохладной погоды принята температура 4°С, поскольку при наружных температурах 4,5-5°С и выше воздухообмен через форточки вполне допустим, режим полуоткрытый или регулируемый, а не закрытый (как при холодной погоде). Верхняя граница прохладной погоды обусловлена тем, что при наружной температуре 12°С и ниже желательны обогрев неинсолируемых помещений и экономия внутренних тепловых выделений здания. Относительная влажность наружного воздуха в указанном диапазоне температур большой роли не играет, так как влагосодержание наружного воздуха значительно ниже физиологического предела ощущения духоты. Для зданий характерны: обращение комнат на солнечные стороны горизонта; умеренно компактные объемно-планировочные решения; в квартирах - наличие места для хранения верхней одежды; воздухообмен через форточки, фрамуги, клапаны; трансформация (открывание и закрывание окон) и необходимая воздухонепроницаемость и теплозащитные качества ограждений; отопительные устройства малой мощности; накопление внутренних тепловыделений.
Жилая среда при холодной погоде защищает человека от сильного охлаждения. В городской среде желательна эффективная защита от ветра (ветрозащитная застройка) и использование солнца, что смягчает условия охлаждения, но не создает комфорта. Холодная погода с позиции обеспечения комфортности внутренней среды зданий, а также необходимости защиты человека в городской среде от ветра и использования солнечной радиации, характеризуется температурами до -25°С; скорость ветра составляет 3-10 м/с, но при низких температурах не должна превышать: 5 м/с при температурах до -28°С и 2 м/с при -36°С. Эти значения характерны для зимы на европейской территории России, в Западной и на юге Восточной Сибири. Нижняя граница холодной погоды принята из условий воздухообмена за счет притока наружного воздуха.
Жилая среда при суровой погоде должна полностью изолировать человека от внешнего воздействия. При наружной температуре -35°С и ниже относительная влажность внутреннего воздуха не превышает 5%, а с учетом внутренних влаговыделений - 25%, т.е. меньше гигиенического предела 30%. Ниже температуры, принятой в качестве границы, требуются искусственная вентиляция с увлажнением воздуха и защита человека вне здания от обморожения и чрезмерных теплопотерь. Для зданий характерны: режим эксплуатации - закрытый; компактные объемно-планировочные решения, обеспечивающие минимальные теплопотери; закрытая отапливаемая лестница; шкафы для верхней одежды; необходимая (для воздухообмена) воздухопроницаемость и высокие теплозащитные качества ограждений; окна закрыты, уплотнены; центральное отопление средней мощности, вытяжная канальная вентиляция (для зданий более 10 этажей требуются иные подходы к оценке воздухообмена помещений).
Жилая среда при теплой погоде должна предусматривать возможность перегрева помещений. Однако хорошее затенение и аэрация создают комфортные условия или близкие к ним в городской среде. Характерна температура воздуха от 20 до 32°С в зависимости от относительной влажности воздуха (наиболее жаркие дни в средней полосе России). Верхняя граница теплой погоды обусловлена разным влиянием влажности и степенью возможности использования движения воздуха для компенсации повышения температуры. При температуре воздуха 32-33°С и выше бороться с перегревом путем проветривания очень трудно. Поэтому предел 32°С принят как верхняя граница теплой погоды при низкой и нормальной влажности воздуха. При повышенной влажности большую роль играет предел влагосодержания, который и предопределяет верхнюю границу погоды по температуре воздуха 28°С при влажности до 75% и 25°С при более высокой влажности. Это относится к случаям, когда радиационная температура и температура воздуха одинаковы, а скорость ветра находится в пределах 0,5-1,0 м/с.
При теплой погоде для зданий рекомендуется: двусторонняя планировка квартир (офисов, других помещений) для обеспечения активного сквозного или углового проветривания внутренних пространств; открытые помещения - лоджии, веранды, террасы, придомовые дворики; трансформация пространств и ограждающих конструкций в суточном ходе, открытые окна, обязательное наличие солнцезащитных устройств на окнах, в помещениях - механические вентиляторы-фены. Однако наиболее дорогостоящие приемы, к которым относятся планировка со сквозным или угловым проветриванием, - солнцезащитные устройства на окнах (наиболее эффективные - наружные) и др. используются далеко не всегда.
Жилая среда при жаркой сухой (.засушливой) погоде защищает человека от сильного перегрева, избыточной инсоляции, а нередко и от пылеветрового воздействия. Режим эксплуатации зданий - закрытый. Характерны компактные объемно-планировочные решения, обеспечивающие минимальные теплопоступления извне, увеличение кубатуры внутренних пространств, открытые помещения для вечернего и ночного отдыха, защищенные от солнца светопроемы, искусственное (испарительное) охлаждение, принудительная местная вентиляция, использование охлаждающего действия грунтовых полов и оснований зданий. В городской среде активное притенение и обводнение смягчают микроклимат, но не всегда способны создать полностью комфортные условия. Необходимы защита от перегретых пыльных ветров пустынь, улавливание ночных прохладных потоков воздуха с гор и возвышенностей, устройство фонтанов. Типичны температуры 33-36°С и влажность менее 24% (дневные часы лета в Средней Азии).
Жилая среда при жаркой погоде также защищает человека от сильного перегрева, избыточной инсоляции и духоты. Ощущение духоты вызывается сочетанием высокой температуры и высокой влажности воздуха. Режим эксплуатации зданий - изолированный, требующий для создания условий теплового комфорта полного кондиционирования воздуха в режиме удаления избыточной влаги. Недопустимы испарительное (повышает влагосодержание) и радиационное (образуется конденсат) охлаждение. Характерны компактные объемно-планировочные решения, открытые помещения для вечернего и ночного отдыха, использование охлаждающего действия грунтовых полов и оснований зданий. Окна при работе кондиционеров должны плотно закрываться, иметь солнцезащитные устройства. Для городской среды и традиционного жилища характерны притенение и активная аэрация, поскольку только движение воздуха способно облегчить ощущение духоты и перегрева, но не в состоянии обеспечить полный физиологический комфорт. Типичные температуры воздуха составляют 30-35°С при влажности 60-25% (наиболее жаркие дни на Черноморском побережье Кавказа, характерные условия для тропического морского и экваториального типов климата).
Как можно заметить, в предложенной классификации жаркая погода с высокой и нормальной влажностью представляет собой один тип, хотя во многом они различаются и имеют разное географическое распределение. Объединение основано на общности типологических требований для получения комфортных условий архитектурной среды (охлаждение с понижением влажности, аэрация, солнпезащита и т.д.).
Архитектурно-климатический анализ в части оценки фоновых условий по типам погоды требует подсчета количества дней (месяцев или полусуток) с той или иной погодой. По сложившейся в 1960- 1980-х гг. практике проектирования и строительства в СССР, когда преобладала тенденция типизации проектов и стремление к экономичности решений, климатические районы, определявшие право на введение новых проектов, охватывали территории, в пределах которых повторяемость погоды менялась на 15-20% от одного района к другому. В то время был сделан вывод, что минимальной повторяемостью погоды, которую на том этапе следовало учитывать в типовом проектировании, является 8% от длительности года. Величина 8% свидетельствует о том, что здания и градостроительные образования проектировались и в значительной мере проектируются сейчас со значительным допуском условий, далеких от комфорта.
Если бы при проектировании зданий учитывались вероятные условия эксплуатации по примеру гидротехнических сооружений (например, по 1%-ному паводку), то затраты на их строительство значительно возросли бы. Между тем, чтобы обеспечить полную безопасность, может когда-нибудь дело дойдет и до учета погодных событий, имеющих повторяемость на уровне 1-2%. В настоящее время целесообразным представляется учитывать метеорологические условия, имеющие обеспеченность не менее 5%, а в отдельных случаях, при проектировании городских территорий, - и более редкие явления, особенно связанные с опасностью для жизни населения (скажем, сильные порывистые ветры).
Так, например, картина погодных условий в Москве выглядит следующим образом. В течение года прохладная погода длится 230 дней (63%), холодная - 73 дня (20%), комфортная - 55 дней (15%). Эти типы погоды определяют архитектурные решения. Семь дней (2%) наблюдается теплая (перегревная) погода, которая «не делает погоды», так как ее малая продолжительность не дает зданиям перегреться.
Якутск : прохладная погода длится 113 дней, или 31% (вдвое меньше, чем в Москве), холодная - 121 день, или 33% (более чем в 1,5 раза больше, чем в Москве), а суровая, которой вообще нет в Москве, - 84 дня, или 23%. Лето же очень похоже на московское: комфортная погода - 40 дней - 11% (в Москве - 15%), теплая (перегревная) - те же 2%.
Адлер-Сочи : прохладная погода длится 234 дня - 64%, столько же, сколько в Москве; комфортная - 58 дней, или 16%, как в Москве, но вместо холодной 69 дней, или 19%, длится теплая (перегревная) погода и еще 4 дня, или 1%, - жаркая влажная погода.
Анализируя представленный выше материал о продолжительности погодных комплексов в Москве, Якутске и Адлере-Сочи нужно обратить внимание на следующее. Основные типообразующие классы погоды в Москве и Якутске имеют значительную повторяемость, они и определяют главные требования к архитектурным решениям. Тем не менее и в Москве, и в Якутске 7 дней в году (2%) наблюдается теплая погода, которая, как было отмечено, при проектировании зданий не учитывается. Однако именно она создает наиболее опасные для здоровья горожан перегревные ситуации. За счет этого и создается типичная для архитектурной климатографии ситуация компромисса: «полный комфорт - плати, не можешь - терпи!», т.е. оценка роли повторяемости или продолжительности той или иной погоды зависит от уровня требований к комфорту, от материальных возможностей и социальных задач на определенных этапах развития общества.
Для обеспечения полного комфорта летом в упомянутых городах надо выполнить требования, предъявляемые к жилой среде теплой погодой. Например, как показал опыт последних 15-20 лет, в Центральном регионе России, в том числе в Москве, летом могут наблюдаться «волны жары», имеющие настолько большую интенсивность и продолжительность, что отсутствие приспособленности жилой среды к ним наносит большой вред городу и его жителям. Памятна «волна жары» 2010 г., длившаяся почти месяц, - явление, повторяемость которого составляет 2% (примерно раз в 50 лет). Поскольку жилая среда не была приспособлена к такой погоде, это явление имело очень тяжелые последствия для москвичей и жителей других городов региона. Достаточно сказать, что в течение месяца, пока длилась эта жара, уровень смертности в Москве повысился более чем в два раза.
Кстати, и суровая погода, которая в Москве держится в январе и феврале по несколько дней и в условиях которой для пешеходов необходимы теплые переходы между зданиями, а во внутренней среде - принудительная приточно-вытяжная вентиляция с подогревом и увлажнением воздуха, - тоже пока не учитывается в практике проектной подготовки строительства. Однако для того чтобы получить обморожение при сочетании температуры и скорости ветра, характерных для суровой погоды, необходимо несколько минут, максимум - полчаса. Такая опасность возникает для жителей Центральной России каждую зиму, причем неоднократно.
Также можно отметить, что и в районе Адлер-Сочи жаркая влажная погода, длящаяся только 4 дня (1%), не имеет отражения в архитектурных решениях, поскольку при этой погоде требуются полное кондиционирование воздуха (охлаждение и уменьшение влагосодержания), принудительная вытяжная вентиляция. Комплекс средств, применяемый в г. Сочи, фактически пока отвечает только теплой (перегревной) погоде, длительность которой составляет 69 дней, или 19%, в году.
Еще одним важным аспектом создания комфортной и безопасной с точки зрения климатического воздействия архитектурной среды является комплексная оценка климатических условий территории застройки с позиции выработки климатозащитных мероприятий соответствующими архитектурно-планировочными средствами. Для такой оценки можно использовать специально разработанные номограммы, учитывающие одновременное воздействие целого ряда климатических фактов и показывающие требуемое направление воздействия на климатические параметры застройки. Основные доступные для этого архитектурно-планировочные и инженерно-технические средства регулирования микроклимата представлены в приложении 2.
Для такого вида архитектурно-климатического анализа способом оценки комфортности климатических условий является по-факторная оценка, но ориентированная не на архитектурную среду, а на человека, субъектом которого он является. При таком анализе необходимы данные о возрасте, здоровье и виде деятельности людей в конкретной ситуации, как это делается при гигиенической оценке микроклимата. В первом приближении в качестве субъекта можно принять взрослого здорового человека-пешехода, поскольку при неблагоприятных условиях все остальные группы населения могут находиться под защитой внутренней среды зданий, а отдельные, не отвечающие погодным условиям виды деятельности на территории застройки могут быть сознательно ограничены.
В общем случае при пофакторном анализе климата в архитектурных целях необходимы знания положений архитектурной климатологии, знание функционального назначения и технико-экономических показателей объекта, ради которого проводится анализ, и критериев, определяющих то или иное решение. Так, например, необходимость солнцезащиты участков и зданий, связанных с длительным пребыванием населения, обусловливается продолжительностью периода с температурой воздуха 2 ГС и выше. Известно также, что в Москве благоприятные условия на балконах и лоджиях складываются: если имеется инсоляция - при температурах 12- 16°С; если используется солнцезащита - при 16-26°С. Как видно из этого примера, анализ условий комфортности требует учета совокупности критериев оценки и средств регулирования среды, реализованных, как правило, в виде отдельных методических разработок. В обобщенном виде климатозащитные мероприятия при выборе архитектурно-планировочного решения могут определяться по номограммам, представленным на рис. 2.2.
сильное ветроохлаждение зданий
прогулки недопустимы Г
защита пешехода от ветра
обязательна
разрушения
механические
снего- и пескоперенос
дискомфорт
желательна
Е см « ф
- -15 -10 -5 0 5
температура воздуха, ! С
скорость ветра, м/с
пешеходов осени ё^весён" няя ветрозащита для райо-ов с пониженной
ветрозащита
ветрозащита
территории
защита от
стимулирование
летняя ветрозащита территории
ветрозащита, . в период
/ /о" суховеев
зимняя ветрозащита при высокой влажности
’ максимальное использование инсоляции
максимальное использование
- -1_I_I_I_
- -20 -15 -10 -5
У перегрева при повыш. влажности
г "///
- 1 / о°>
защита от перегрева
естественной подвижности воздуха _I_I_I_I_1_
влажность воздуха, %
температура воздуха, С С Учет микроклимата:
Рис. 2.2. Примеры графических методов климатического анализа архитектурной среды:
график воздействия ветра и температуры воздуха на жилую среду; б - биоклиматический график зоны комфорта; в - диаграмма
выбора основных градостроительных мероприятий по регулированию микроклимата
