Файл: Суханов И.С. Лучистая энергия солнца и архитектура (на примере Средней Азии).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 90
Скачиваний: 0
ружные ограждения могут существенно влиять на формирование мик роклимата. В рядовых комнатах современных жилых домов, во мно
гих общественных |
зданиях |
площадь |
наружных |
стен, |
как |
правило, |
не |
||
превышает |
площади светопроемов, |
а иногда |
бывает |
и |
значительно |
||||
меньше. Если учесть, что теплопоступления через светопроемы |
во |
мно |
|||||||
го раз превосходят приход тепла |
через несветопрозрачные |
ограж |
|||||||
дения, то |
будет |
понятно, |
что в таких помещениях |
теплофизические |
качества наружных стеи не могут заметно влиять на летний микро климат.
Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ог раждения помимо внешних тепловых воздействий и теплофизических свойств самого ограждения в некоторой степени зависит и от тепло устойчивости всего помещения (здания) в целом. Амплитуда колеба ний температуры внутренней поверхности совершенно одинаковых стен будет ниже в здании с большой кубатурой, массивными внутренними перегородками и перекрытиями и возрастет в небольшом здании с легкими внутренними конструкциями. Характеристики теплоустойчи вости ограждений могут колебаться также в зависимости от размеров и планировки помещений вследствие изменения коэффициента тепло обмена у внутренней поверхности.
Влияние теплоустойчивости наружных ограждений на внутренний температурный режим зависит от интенсивности инфильтрации и ха рактера проветривания. Обеспечить амплитуду колебаний температу ры внутренней поверхности в пределах ±1,0° даже при массивных сте нах, обладающих большим сквозным затуханием, можно лишь при •очень высокой степени герметизации помещения. При проветривании амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности резко воз растают и определяются, главным образом, изменениями температуры внутреннего воздуха, а не внешними тепловыми воздействиями, прони кающими через ограждение.
В помещениях с кондиционированием воздуха, в которых, как пра вило, предусматриваются меры по герметизации, роль наружных стен возрастает. В таких помещениях резко уменьшаются теплопоступления, обусловленные проникновением нагретого наружного воздуха, и уве личивается доля, приходящаяся на теплоприток от наружных ограж дений. А между тем СНиП предъявляют одинаковые требования к теп лоустойчивости наружных ограждений в зданиях с естественным и ис кусственным регулированием микроклимата.
Нормы не разграничивают требований к сквозному затуханию обычных однослойных или многослойных ограждений и конструкций с солнцезащитными экранами (вентилируемыми воздушными прослойка ми). Легкие экранированные конструкции даже при относительно -больших амплитудах колебаний температуры на внутренней поверхно-
153
сти в действительности могут обладать более высокими теплозащит ными качествами по сравнению с массивными, но не защищенными от лучей солнца ограждениями. Это связано с тем, что массивные ограж дения при малых амплитудах колебаний температуры на внутренней поверхности сохраняют высокую среднесуточную температуру.
Из |
сказанного |
следует целесообразность |
оценки теплового режи |
ма помещений в летних условиях с помощью |
комплексных критериев, |
||
которые |
могли бы |
учитывать роль различных |
архитектурно-строитель |
ных факторов в формировании микроклимата. Один из возможных ва риантов решения этой задачи основан на введении понятий радиацион ного Пр и температурного /74 показателей1 .
Радиационный показатель определяет отклонение действительного теплового потока Qn-i при лучистом теплообмене элементарной пло щадки головы человека и окружающих поверхностей от комфортного
(35)
Температурный показатель характеризуется отношением макси мальной температуры внутреннего воздуха к комфортной, которая на ходится с учетом средневзвешенной температуры внутренних поверх ностей:
|
|
|
|
|
|
|
(36) |
|
|
|
В |
|
|
|
|
|
Рассмотрим изменение теплового режима помещения в зависимо |
||||||
сти от показателя тепловой инерции наружных ограждений |
Д |
вы |
|||||
соты |
Л, пропорций комнаты |
в плане |
п, коэффициента теплопропус- |
||||
кания солнцезащиты А"сз и кратности часового воздухообмена |
Z. |
Мас |
|||||
штабы каждого из |
этих |
параметров |
показаны |
в верхней |
части |
||
рис. |
94. |
|
|
|
|
|
|
Пусть помещение |
характеризуется |
сочетанием |
указанных |
пара |
метров, радиационным и температурным показателями, которые соот ветствуют точке А на рис. 94. Положение точки свидетельствует о дискомфортности теплового режима этого помещения.
Расчеты, проведенные на ЭВМ, позволили выявить влияние каж дого отдельно взятого параметра на величину радиационного и темпе ратурного показателей при всех прочих равных условиях.
При |
большой площади |
светопроема |
без солнцезащиты и воздухо- |
|||||
1 И. |
С. С у х а н о в , В. |
А. |
Т у р у л о в. |
Метод |
оценки |
объемио-плаиировоч- |
||
ных и конструктивных |
решений |
помещений |
в условиях |
летнего |
перегрева, „Строи |
|||
тельство и |
архитектура |
Узбекистана", 1971. |
№ |
12. |
|
|
154
оомена в дневной период температура внутреннего воздуха интенсивно растет. Тепловая инерция массивных наружных стен ограничивает их
участие в организации микро |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
климата в этот период. Ночью |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
же |
они оказывают |
сопротивле |
i |
10,0 |
|
5,0 |
|
0,0 |
||||
ние |
выходящему |
тепловому |
|
\0,15 |
1 |
0,42 |
|
f,o |
||||
потоку. |
Поэтому |
легкие |
кон |
n |
! |
! |
1 |
1,53 |
0ß5 |
|||
струкции |
(с массивностью |
при |
h |
I |
, |
12.\40.0 |
|
|
||||
мерно |
~ |
2) |
уменьшают |
D |
1 1 |
! |
io 29 |
38 |
||||
значения |
радиационного и тем |
|||||||||||
пературных |
показателей, |
что |
|
1 1 |
II |
1 |
|
|
||||
приводит |
к улучшению микро |
|
|
|
|
|
|
|
||||
климата |
(кривая / ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
По мере увеличения глу бины помещения растет теплоаккумулирующая способность суммы внутренних ограждений
иэто улучшает внутренний
тепловой режим (кривая 2).
При неизменной |
площади |
|
|
||||
пола, |
чем |
выше |
помещение, |
|
|
||
тем больше его объем и пло |
|
|
|||||
щадь наружных |
и внутренних |
|
|
||||
ограждений. |
Каждый |
фактор |
14 |
16 |
|||
по-своему формирует |
тепловой |
||||||
Температурный покаоотель |
|||||||
режим, |
поэтому влияние высо |
|
|
||||
ты не однозначно. При недо |
|
|
|||||
статочно изолированных поме |
|
|
|||||
щениях |
рост |
высоты |
приводит |
|
|
кувеличению площади по
верхности, |
облучающей |
чело- |
Р |
и с |
. 9 |
4 . 3 а в и с и м о с т |
ь т е п л ового режима помеще- |
|||||
века. |
Это |
повышает |
|
радиа- |
н |
и я |
о |
т некоторых архитектурно-планировочных, |
||||
ционный показатель, но воз- |
конструктивных и эксплуатационных |
факторов, |
||||||||||
растающие |
аккумулирующие |
|
|
|
|
|
|
|
||||
качества |
внутренних |
ограждений |
уменьшают |
температурный |
показа |
|||||||
тель. |
Таким |
образом, |
высота |
|
помещения |
не |
оказывает заметного |
|||||
влияния на |
тепловой |
режим |
(кривая <3), |
что |
подтверждается |
расче |
||||||
тами, выполненными по другой методике, |
а |
также данными |
натур |
|||||||||
ных |
наблюдений, о чем |
будет |
говориться в |
следующем параграфе. |
Окно — основной источник теплопоступлений в помещение, но при использовании эффективной наружной солнцезащиты радиационные и температурные условия в помещении приближаются к комфортным (кривая 4).
155
Одним из основных требований при проектировании зданий с ес тественным регулированием микроклимата является сквозное провет ривание. Расчеты показывают, что воздухообмен кратностью 8—9 в час вполне достаточен. С дальнейшим его ростом скорость движения воздуха в помещении может превысить гигиенически допустимую (кри вая 5).
Предложенный метод исследования эффективности архитектурностроительных и эксплуатационных факторов с помощью радиационно го и температурного показателей позволит дать качественную и коли чественную их оценку с учетом внутреннего теплового режима и выби рать оптимальные объемно-планировочные и конструктивные решения помещений с теплотехнических позиций, даст возможность получить графики и таблицы для теплотехнической оценки различных вариантов архитектурно-строительных решений в целях использования их в про ектной практике. Этот метод позволяет в принципе получить и более полную картину, определяющую микроклимат помещений с учетом влажности и других факторов.
§ 6. Сочетание |
средств естественного и |
искусственного |
регулирования летнего |
минроклимата |
помещений |
Помимо ориентации, солнцезащиты, теплоустойчивости наруж ных ограждений, их экранирования и других мер, рассмотренных в пре дыдущих параграфах, на летний микроклимат помещений влияют и та кие факторы, как объемно-планировочная структура помещений, их кубатура, режим проветривания, характер эксплуатации, озеленение и обводнение территории застройки.
Взгляды архитекторов, строителей и гигиенистов на роль этих фак торов в борьбе с летним перегревом при интенсивной инсоляции до последнего времени не были едиными. В типовых проектах жилых зда ний для Средней Азии наряду с двусторонними квартирами широко применяются односторонние с боковым или угловым проветриванием. Высота комнат в типовых проектах жилых зданий неоднократно из менялась. Большинство архитекторов и гигиенистов считают, что жили ще в Средней Азии должно обеспечиваться сквозным проветривани ем и иметь увеличенную высоту помещений. Роль проветривания, пла нировочной структуры и высоты помещений в формировании летнего микроклимата можно выявить путем натурных наблюдений.
Анализ данных измерений в одно- и двусторонних незаселенных квартирах [45] позволяет заключить, что лучшие результаты дает ноч-
156
ное |
проветривание помещений (активный режим). |
При этом |
снижает |
ся |
температура внутреннего воздуха и конструкции |
здания |
аккумули |
руют ночную прохладу. Такой режим проветривания положительно от ражается на температуре внутреннего воздуха и в жаркий период су ток. Во время многочисленных измерений разница среднесуточных тем ператур воздуха в одно- и двусторонних квартирах не превышала 1°. Таким образом, вопреки распространенному мнению, планировочная структура помещений незначительно сказывается на температурном
режиме. |
|
|
|
|
|
|
При |
сквозном |
проветривании скорость |
движения |
воздуха |
больше, |
|
чем при |
боковом |
или угловом. Однако в |
ночное время |
это |
не имеет |
|
значения |
в связи |
с комфортностью теплового режима, |
а |
в дневные ча |
сы сквозное проветривание вообще нежелательно, так как приводит к резкому повышению температуры. Сравнение эффективных температур (см. рис. 52), вычисленных по результатам наблюдений в незаселенных
квартирах |
[96], показывает, что дневное |
проветривание |
не улучшает |
||
м и к р о кл и м атич ескиX усл овин. |
|
|
|
||
Влияние высоты помещений на летний микроклимат изучалось те |
|||||
оретически |
и посредством натурных |
измерений. Расчеты |
показали, что |
||
с увеличением высоты |
помещения на 1 м среднесуточная температура |
||||
меняется не более чем на 0,3^-0,9° [55, 72]. Эти данные |
получены без |
||||
учета проветривания. |
Естественно, |
при |
интенсивном |
воздухообмене |
влияние высоты на летний микроклимат будет еще меньше. Так, по наблюдениям в Ташкенте [34], в помещениях высотой 2,5; 3,0 и 3,6 м при всех прочих равных условиях в случае круглосуточного проветри вания микроклиматические характеристики совпадают. При ночном проветривании увеличение высоты на 1,1 м привело к снижению мак
симума |
температуры всего на |
0,6°. Другие наблюдения в |
нашей стра |
не [12] |
и за рубежом [144] |
также показали, что высота |
помещений |
незначительно влияет на микроклимат и лишь при рациональном режи
ме |
проветривания. |
|
|
|
|
Снижению летнего перегрева способствует благоустройство терри |
|||
тории. За счет обводнения и озеленения района |
строительства в Сред |
|||
ней |
Азии можно на 1-^3° снизить температуру |
наружного |
воздуха и |
|
тем |
самым уменьшить тепловые нагрузки на здания |
[43, 46, |
121]. |
|
|
Однако наши измерения свидетельствуют, |
что |
при естественном |
регулировании микроклимата максимальную температуру внутреннего воздуха в неэксплуатируемых квартирах в условиях Ташкента можно снизить по сравнению с максимумом наружного воздуха не более чем
на 6-5-8° [96]. Так, в крупнопанельных домах в Ташкенте при активном режиме проветривания, затенении светопроемов лоджиями, достаточно массивных ограждениях разрыв в максимумах температуры наружного и внутреннего воздуха не превышал 5° (см. рис. 52). Эти измерения вы-
157