АВТОРЕФЕРАТ_Гиясов А.И. Регулирование микроклимата застройки городов в условиях жаркого штилевого климата
 Скачать 279.9 Kb.
|
|
31 по разработке теоретических и методических основ по эффективному регули- рования микроклимата в условиях экстремального жаркого штилевого кли- мата, в составе которого должно быть: А. Методы совершенствования планировки застройки городов и жилых комплексов. При решении планировочной структуры городской застройки рекомен- дуется предусматривать: схема территориальной организации градостроительных образований с радиальным расположением дорожно-транспортных коммуникаций и сосре- доточением в центре общественных и научно-производственных учреждений; радиальная схема территориальной организации градостроительных образований с лучевым расположением промышленных и селитебных тер- риторий; искусственное развитие центральной городской части теплового пятна из сосредоточенных высотных зданий до управляемой системы городских бризов с выносом основания теплового потока за пределы приземного слоя воздуха. Организация относительно плавного рельефа городской застройки, увеличением этажности зданий от окраин к центру города или жилого района ярусами; открытая планировочная схема застройки и террасная, каскадная обте- каемая объемно-планировочная структура зданий на склонах; открытая структура транспортной сети по направлению склона гор с расположением промышленных и селитебных зон вдоль горизонтали склона; открытая, полузамкнутая и террасная планировочная структура зас- тройки на склонах путем организации стоковых воздуховодных каналов; раскрытия планировочных структур застройки с благоприятной экспо- зицией зданий в сторону направления долинного ветра; террасная застройка и каскадные здания на склонах обтекаемой формы; планомерное и равномерное распределение зданий, застройки, элемен- тов благоустройства и озеленения с удалением от центра города к окраине, с радиальным расположением улиц и рядов зеленых насаждений; по улицам и дорогам, на территории застройки затеняющие участки от солнечной радиации устройства (навесы, перголы, зонты с решетчатым покрытием) с выносом активно нагреваемых поверхностей за пределы при- земного слоя воздуха; ветроулавливающие и ветросоздающие гелиоаэродинамические много- функциональные экраны - установки, оптимизирующие микроклимат поднавесной застройки и прилегающей территории; рациональное взаиморасположение открытых инсолируемых и озеле- ненных, обводненных площадей на городской территории с целью активиза- ции местных термических ветров; оптимальное размещение жилищно-гражданских и промышленных предприятий на равнине и на склонах гор с учетом предлагаемой схеме их градостроительной маневренности. 32 При объемно-планировочном решении преобладающим типом застрой- ки городов должна быть многоэтажная, смешанная, разновысотная, преиму- щественно обтекаемая и точечная. Для обеспечения аэрацией территории застройки жилые здания следует располагать параллельно или под углом до 45° к радиально-расположенным транспортно-дорожным сетям. Б. Методы совершенствования жилища. 1. Объемно-планировочное решение зданий: -определение типа зданий, высоты, длины и ширины зданий, их взаи- морасположения и ориентации, а также планировочного решения, предус- матривающие квартиры со сквозным проветриванием; -решение зданий с колонным пространственным первым и промежу- точными этажами, предназначенные для эффективного проветривания при- стенного слоя воздуха, помещений и для использования в качестве пребыва- ния и отдыха людей, открытой торговли и других целей в летний и осенне- весений периоды, а также для использования в хозяйственных целей; -определение решений, объемной пластики фасадов — гладкие с мини- мальным расчленением по горизонтали фасада, применение летних помеще- ний обтекаемых воздушным потоком по вертикали формы; -предусматрение пристроенных со стороны облучаемого фасада термо- сифонных вентиляционных шахт и экранов, активизирующие восходящие конвективные потоки в пристенном слое и в придомовой территории, способ- ствующие проветриванию помещений и территории застройки; -решение зданий с выносом вентиляционных каналов ближе к наруж- ной стене и предусмотрением приставных к фасаду термосифонных вентиля- ционных шахт, способствующие проветриванию кухни и санузла; -решение зданий с шахтами вертикального проветривания в пределах планировочного элемента с использованием регулируемых покрытий над крышей, активизирующие условия проветривания квартир; -объемно-планировочное решение с выявлением формы и конструкции зданий обладающим аэродинамическим эффектом (гелиоаэродинамическая установка, эффект экрана, эффект термосифонных ограждений и пр.,) обеспе- чивающие естественную аэрацию территории застройки и помещений; -разработка проекта «солнечного дома» с пассивной и активной систе- мой использования солнечной энергии, основывающий на принципах эффек- та аэродинамической тяги. 2. Конструктивное решение стен зданий: -применение однослойных массивных стен с облицованными квадрами с наружной стороны; -использование сплошных стен с чешуйчатыми, в виде горизонтальных и вертикальных по длине фасада, треугольника, параллелепипеда, полукруга и прочих облицовочных форм наружной поверхности; -использование стен с дополнительным сплошным по всей высоте зда- ния или на высоту каждого этажа экраном; 33 -предусматрение слоистых стен со стороны инсолируемого фасада или по периметру зданий, состоящих из двух наружных конструктивных слоев и промежуточной воздушной прослойки; -применение стен с безинерционными селективными поверхностями с высокой термоактивностью и теплоустойчивостью; -применение стен с расчлененными ребрами-панелями выступающи ми на 1,0- 1,5м со светлой отделкой с внутренней стороны. Эти ребра могут использоваться как стенки лоджий многоэтажных зданий, служат в то же время солнцезащитными экранами для светопроемов; -решение эксплуатируемой крыши с жалюзийными экранирующими навесами; 1 -решение оконных блоков со среднеподвешанной конструкцией с открыванием верхней половины оконного блока в наружу со стороны облу- чаемого фасада и, наоборот, со стороны теневого фасада; -определение фактуры, текстуры и цвет фасада. 3. Солнцезащитные устройства, типы и конструкции: -применение жалюзи на несветопрозрачной части стены; -применение жалюзи по всему фасаду в зданиях, для которых инсоля- ция согласно требованиям СНиП и СН не регламентируется (здания архива, телефонных станций, музеи и прочие); -применение вертикальных приставных к стене солнцезащитных устройств «короб» П-образного, треугольного, полукруглого и прочих типов; -использование солнцезащитных устройств в виде вертикальных непрерывных и прерывистых ребер по высоте фасада; -предусматрение горизонтальных солнцезащитных устройств решетча- того типа прерывистые или непрерывные, горизонтальные и наклонные по фасаду; -использование вертикальных регулируемых солнцезащитных устрой- ств у окна здания. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Многовековой опыт традиционного строительства показывает, что типичная для южных широт малоэтажная застройка соответствует погодным условиям района с жарким штилевым климатом за счет использования естес- твенного механизма образования оптимальных условий климатической и микроклиматической зон дворовых пространств. Современная многоэтажная застройка мало согласуется с местными погодными условиями, посколько создает свою природу с жарко-штилевым профилем климата и микроклима- та, в условиях которой механическое, формальное применение существую- щих способов и средств регулирования теплового режима не эффективно. 2. Установлено, что в улучшении микроклимата застройки городов в экстремальных жарко-штилевых климатических условиях определяющим является выявленный в работе механизм тепло-массообменнных процессов 34 ные очаги микроклимата (с разницей температуры воздуха до 8...10°С и по- верхности до 40°С, с собственной интенсивностью и геометрией теплового возмущения), которые образуют поля ветра и температуры в вертикальном и горизонтальном направлениях. На основе выполненных исследований впервые получена формула, зависимости скорости местных адвективных ветров от разности температур между очагами тепла и прохлады в застройке при штилевых погодных усло- виях. На базе этой формулы разработана методика расчета трансформации воздуха, позволяющая определить влияние адвективного рапределения тем- пературы городского тепла и единичного теплового пятна застройки на отно- сительно прохладную прилегающую территорию при штилевых условиях и продувании их фоновым ветром. 3. Выявлено, что соответствующие приемы многоэтажной застройки в жарко-штилевых климатических условиях могут и должны быть использова- ны как средство управления микроклиматом территории. Образующиеся у инсолируемых и теневых термически контрастных фасадов зданий восходя- щие (до 3,2м/с) и нисходящие (до 0,6м/с) воздушные потоки, а над облучае- мой территорией - восходящая струя в сочетании с прохладными очагами микроклимата, являются первопричиной необходимого здесь естественного проветривания застройки (до 2м/с) и помещений зданий (0,5м/с). Установле- на целесообразность применения принципа «не только защищаться от солн- ца», но использовать энергию солнца для возбуждения ветров местного характера, давая доступ инсоляции отдельным фасадам зданий, участкам территории и сохраняя затененные поверхности. 4. Неотъемлемой частью теории учета жарко-штилевых тепло-ветро- вых процессов в застройке является комплекс разработанных в диссертации положений: а) выявление на городской территории микроклиматических различий, определяемых характером застройки на равнине и в условиях сложного рельефа; б) разработка инсоляционного прибора, позволяющего произвести опе- ративной оценки инсоляционного режима и запрограммирование микрокли- матических условий застройки; в) метод расчета аэрации городской застройки с выявлением механизма формирования местных ветров в застройке, позволяющий регулировать мик- роклимат; г) метод расчета факторов пристенного и приземного микроклимати- ческих слоев, который позволяет коррегировать микроклимат помещений в зависимисти от тепло-ветрового режима пристенного слоя воздуха. 5. Разработан метод ландшафтно-климатического районирования тер- ритории городов, основанный на учете характерных в жарко-штилевых усло- виях режимов микроклиматических и биоклиматических различий, опреде- ляемых разнородностью мозаики деятельной поверхности городской терри- тории и застройки - плотностью, степенью шероховатости, экспозиции зда- 35 ний, элементов благоустройства, озеленения, обводнения и условием их инсоляции. 6. Разработаны методические основы по строительно-климатическому микрорайонированию территории холмистого рельефа, в том числе предло- жены графо-аналитический метод оценки и регулирования микроклимата холмистого рельефа, основанный на орографической ситуации, экспозиции и крутизны склона, их термического и тепло-ветрового режима, а также метод расчета аэродинамических характеристик зданий и застроек на сложном рельефе в жарко-штилевых условиях. 7. Предложена универсальная и простая в применении конструкция инсоляционного прибора планшетного типа и способ определения им про- должительности инсоляции на плане территории застройки и зданий разной этажности, а также теплопоступлений от солнечной радиации на вертикаль- ные стены и территорию, что не было достигнута соответствующих прибо- рах предшествующих моделей. 8. Предложен новый метод расчета пристенного и приземного микро- климатического слоев, учитывающий местные микроклиматические факто- ры, формирующиеся самими зданиями разной ориентации и элементами зас- тройки при инсоляции. В отличие от данных СНиП и климатических спра- вочников получены следующие закономерности: повышение в микроклима- тических слоях суммарной температуры на 35...55%; температуры наружно- го воздуха на 14... 16%; максимальной амплитуда суточных колебаний тем- пературы наружного воздуха на 20...55%. Сформулированный метод создает основу эффективного регулирования микроклимата в помещении и застройке архитектурно-строительными средствами, направленными на активизацию местных ветров, позволяющий оптимизировать внутреннюю среду жилища (снижение температуры воздуха на 4...6°С и повышение подвижности возду- ха до 0.51м/с) и внешнюю среду (снижение температуры воздуха на 6...10°С и повышение скорости ветра до 2м/с) в жилой застройки. 9. Таким образом, впервые создана теория учета жарко-штилевых тепло-ветровых процессов в городской застройке, основанная на разработан- ных в диссертации методах расчета естественной аэрации застройки и зданий в жарко-штилевых условиях и тепловой трансформации воздуха над теплыми и прохладными пятнами городской территории в жарких маловетренних (скоростью до 5м/с) условиях. Теория позволяет рекомендовать следующие виды застройки: Для равнины: а) по планировочной структуре городской застройки - строчная, ради- альная схема территориальной организации градостроительных образований с линейным и лучевым расположением дорожно-транспортных коммуника- ций, селитебных и промышленных территорий и искусственным развитием центральной части сосредоточением высотных зданий; б) по планировочной структуре жилой застройки - точечная, ленточная и строчная; 36 в) по объемно-планировочным решениям застройки - многоэтажная, смешанная, разновысотная, преимущественно обтекаемая и точечная. Для сложного рельефа: а) по приемам планировочной схеме -открытая и террасная, каскадная обтекаемая объемно-планировочная структура; б) по способу формирования объемов жилых домов - развивающиеся в одном направлении (криволинейные и ломанные в плане дома со сдвигающи- мися и поворотными секциями; дома расположенные вдоль горизонтали на стойках; дома с горизонтальными и вертикальными смещениями секций при постановке под углом к горизонталям; строящиеся поперек горизонталей - ступенчатые и переменной этажности) и развивающиеся в любых направле- ниях (ковровая застройка с частично заглубленными зданиями обтекаемым, плоскостным, однородным по этажности формы). 10. Разработаны практические рекомендации по совершенствованию планировки, застройки городов, жилых комплексов, объемно-пространствен- ных и конструктивных решений зданий в условиях жаркого штилевого кли- мата на равнинной местности и сложном рельефе, направленные на оптими- зацию микроклиматической среды. Определены современные решения и приемы многоэтажной застройки с систематизацией их по следующим приз- накам: по решению планировочной структуры застройки (точечные, ленточ- ные, строчные, террасные); по высотному решению (одинаковой и смешан- ной этажности); по объемно-планировочному решению зданий (решения зданий с колонным пространственным этажом, объемной пластикой фасадов, многофункциональными приставными термосифонными вентиляционными шахтами на фасаде, выявлением формы и конструкции зданий и покрытий обладающие аэродинамическим эффектом); по конструктивному решению стен зданий (решение наружных стен однослойными массивными с обли- цовкой листовыми квадрами снаружи, использование чешуйчатых горизон- тальных и вертикальных облицовочных форм в виде параллелепипеда, полу- круга и прочих, применением двухслойных стен с воздушной прослойкой, использованием стен с применением безинерционных селективных покрытий и др.); по типам и конструкциям солнцезащитных устройств (применением жалюзи по фасаду зданий, вертикальных устройств «короб» различной фор- мы, горизонтальных устройств решетчатого типа и прочие); по средствам регулирования микроклимата территории и их эффективности (эффектив- ность зеленых насаждений, водных устройств, малых архитектурных форм, влияние поливки водой на температуру поверхности различных поверхнос- тей, архитектурно-планировочных средств снижения перегрева). 11. Экономическая эффективность от реализации предлагаемых реше- ний по практическим способам и приемам планировки, застройки и объемно- пространственного решения зданий при условии проживания людей в горо- дах с жарким штилевым климатом выражается в повышении производитель- ности труда на 10... 15%. Экономический эффект от применения солнцеза- щитных устройств в зданиях активизирующие местные ветры составляет в базовых ценах 4,71руб/м 2 светопрозрачной конструкции. 37 Список основных опубликованных работ по теме диссертации Статьи, доклады, тезисы: 1. Масленников Д.С., Гиясов А. Формирование микроклимата в жилом дворе южного города. В книге «Гармонизация целостности городской среды». -Ташкент, «УзНИИПградостроительства», 1982. -с.270-271. 2. Масленников Д.С., Гиясов А. Инсоляция как фактор, определяющий тепловой режим застройки южного города. В книге «Гармонизация целост- ности городской среды». -Ташкент, «УзНИИПградо-ва», 1982. -с.275-276. 3. Масленников Д.С, Гиясов А. Экологические значения очагов микроклимата в жилой застройке южных городов. Сборник трудов «Проблемы экологии и охраны окружающей среды», Том 1, -Тбилиси, «Тбилисский университет», 1983. -с. 178-181. 4. Масленников Д.С., Гиясов А. Конвективно-тепловой режим дворовых пространств г.Душанбе. В книге «Градостроительные проблемы в условиях жаркого климата». -Ташкент «УзНИИПградо-ва», 1983. -с.251-253. 5. Масленников Д.С., Гиясов А. Регулирование теплового режима жилой застройки южного города путем активизации локальных ветров. Депонир. во ВНИИИС Госстроя СССР №3803. -Москва, 1983. -6с. 6. Масленников Д.С., Гиясов А. Инсоляция - фактор, определяющий температурные различия на территории жилого двора. Депонир. во ВНИИИС Госстроя СССР №3802. -Москва, 1983. -6с. 7. Гиясов А. Элементы жилой застройки, как составляющий механизм тепло-ветрового режима маловетренного города. Тезисы докладов Республиканской конференции посвященной 60-летию образования Тадж.ССР. -Душанбе, «ТаджикНИИНТИ», 1984. - с б . 8. Гиясов А. Роль физического моделирования в изучении тепло- ветровых процессов на жилой застройке. Тезисы докл. Респуб. конф. молодых ученых и специалистов посвященной 60-летию образования Ленинского комсомола Таджикистана. -Душанбе, «Дониш», 1985. -с.85. 9. Гиясов А., Гулов У.Т. Теплофизические свойства ограждающих конструкций в условиях жаркого климата. Тезисы докл. Респуб. Конф. молодых ученых и специалистов посвященной 60-летию образования Ленинского комсомола Таджикистана. -Душанбе, «Дониш», 1985. -с.84. 10. Гиясов А. Учет инсоляции в регулировании микроклимата жилой застройки южных городов. Информационный листок №59 ТаджикНИИНТИ Таджик.ССР.-Душанбе, 1985.-4с. 11. Гиясов А. Солнце-дождезащитное жалюзийное покрытие. Информа- ционный листок №92 ТаджикНИИНТИ Таджик.ССР. -Душанбе, 1985. -2с. 12. Гиясов А. Влияние элементов жилой застройки на тепловое состояние человека в условиях южного города. Известия. АН Тадж.ССР. Отдел. Физико-матем., химич. и геолог, наук. -Душанбе, 1986, №2. -с.95-102. 13. Гиясов А. Применение подстилающих покрытий территории городской застройки |