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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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