Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
pdf

Студенческий документ № 036978 из МАрхИ

Московский государственный строительный университет

Институт "ИСА"

Кафедра "Архитектура гражданских и промышленных зданий"

___________________________________________

Методические указания к выполнению расч?тно-графической работы по дисциплине

"Физика среды и ограждающих конструкций" для студентов всех форм обучения

Москва, 2012

УДК 551.58 ББК - 38.113

Л 68 Лобатовкина Е.Г. Анализ и оценка внешних климатических условий для архитектурного проектирования: Методические указания к расч?тнографической работе по дисциплине "Физика среды и ограждающих конструкций" . - М.,: МГСУ, 2012. - 24 с.

Учебно-методические указания излагают порядок и правила выполнения расчета сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций жилых и общественных зданий и определения положения и толщины слоя утеплителя в составе многослойных ограждающих конструкций по теплотехническим показателям. Расчет основан на соблюдении санитарно-гигиенических и строительных требований действующего документа СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" с учетом правил и указаний СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий" и других нормативно-методических документов.

Рассмотрены конкретные примеры подбора расчетным способом слоя утеплителя в ограждающей конструкции здания для реальных строительно-климатических условий.

Учебно-методические указания могут использоваться также для выполнения соответствующего раздела курсовых и дипломных проектов.

Под общей редакцией зав. кафедрой, д.т.н., проф. Соловьева А.К.

(c)МГСУ, 2012

(c)Е.Г.Лобатовкина

Анализ и оценка внешних климатических условий для архитектурного проектирования

Введение

Архитектурная климатология - наука об учете климата при решении архитектурных задач. Учет климата в архитектурном проектировании является темой настоящих разработок к расчетнографическим работам. Данная работа призвана научить студентов определять климатические характеристики района (пункта) строительства с целью выявления благоприятных и неблагоприятных для человека факторов климата. Учет этих факторов осуществляется путем предъявления архитектурнопланировочных и конструктивно-технических требований к городской застройке, зданиям, ограждающим конструкциям. Выполнение требований должно способствовать созданию такой искусственной архитектурой среды, которая смягчала бы влияние неблагоприятных климатических факторов на человека и использовала бы благоприятные.

Цель работы:

Оценка климата местности и разработка архитектурнопланировочных требований к городской застройке и зданиям.

Задачи работы:

1. Составление краткой климатической характеристики района строительства (пункта);

2. Формулировка предложений по планировке элементов города, микрорайона, квартала, секции, объемнопространственного решения здания с учетом климатических и микроклиматических особенностей местности.

1. Содержание расчетно-графической работы.

1. Общая оценка погодных условий и выбор основного режима эксплуатации зданий.

2. Оценка температурно-ветрового режима местности.

3. Выводы: архитектурно-планировочные схемы городского района и жилой секции, конструктивные и инженернотехнические требования к зданиям с учетом климата местности.

2 Рекомендации по выполнению работы

2.2 Общая оценка погодных условий и выбор основного режима эксплуатации зданий.

В ЦНИИЭП жилища разработана классификация погодных условий:

- погода по величине климатических характеристик делится на 7 классов.

Классы погоды:

• Суровая (с),

• Холодная (х),

• Прохладная (п),

• Комфортная (к),

• Теплая (т),

• сухая жаркая или засушливая (з),

• жаркая с нормальной и повышенной влажностью (ж).

Типу погоды должен соответствовать режим эксплуатации зданий. Установлены 4 режима:

• открытый,

• полуоткрытый, ? закрытый,

• изолированный.

Связь между погодой и режимом эксплуатации зданий представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Архитектурно-технические средства регулирования микроклимата в зданиях и наружной среде

Режим эксплуатац ии и тип погоды Архитектурнопланировочные Конструктивные Инженернотехнические Открытый, комфортная Открытые помещения, лоджии, веранды. Бытовые процессы на воздухе. Трансформация ограждений Не используются Полуоткрыты

й, прохладная Ориентация на солнце. Защита территории от ветра зел?ными посадками, использование интермии Одинарное остекление, трансформация ограждений Отопление малой мощности, не регулярное. Вентиляция естественная, вытяжная с притоком через щели окон Закрытый, холодная Компактные решения, уменьшение теплопотерь, т?плые лестницы, тамбура, шкафы для верхней одежды в квартирах, ориентация на солнечные стороны, защита территорий от ветра зданиями и посадками хвойных пород Ограждения необходимых теплозащитных качеств и воздухонепроницаемост

и.

Двойное остекление Центральное отопление средней мощности.

Вентиляция естественная, вытяжная с притоком через щели окон. Изолированн ый, суровая Максимальная компактность, минимальные теплопотери, т?плые лестницы, двойные тамбуры, вентилируемые шкафы для верхней одежды в квартирах, гардеробные комнаты в общественных зданиях. Защита территорий от ветра зданиями. Т?плые переходы между зданиями, Высокие воздухонепроницаемост

ь и теплозащитные качества ограждений. Тройное и четв?рное остекление. Фундаменты с Центральное отопление большой мощности. Механическая приточновытяжная вентиляция с подогревом и увлажнением воздуха.

Режим эксплуатац ии и тип погоды Архитектурнопланировочные Конструктивные Инженернотехнические крытые улицы и центры, утепл?нные остановки общественного транспорта уч?том вечной мерзлоты. Полуоткрыт

ый, т?плая 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 Трансформация ограждений, солнцезащита Механические вентиляторы - фены. При инсоляции требуется искусственное охлаждение. Закрытый, жаркая, сухая Компактные решения, уменьшение теплопоступлений.

Солнцезащита. Затенение и обводнение территорий. Защита от пыльных ветров, использование ночных прохладных ветров Ограждение необходимых теплозащитных качеств и воздухонепроницаемост

и. Солнцезащита окон и стен. Остекление двойное или одинарное Искусственное охлаждение воздуха без снижения влагосодержания , механические вентиляторы, фены. Изолированн ый, жаркая с нормальной и повышенной влажностью Компактные решения, минимальные теплопоступления. Солнцезащита. Затенение пешеходных путей зданиями, максимальная аэрация территории Высокие воздухонепроницаемост

ь и

теплозащитные качества. Солнцезащита. Остекление двойное или одинарное, с противомоскитн ыми сетками. Полное кондиционирова

ние, побудительная вентиляция вытяжная вентиляторы - фены

Для выявления преобладающего типа погоды составляется таблица по образцу рисунка 1. Для каждого месяца в ночные (7 ч) и дневные (13 ч) часы устанавливается с помощью графика (рисунок 2) тип погоды и отмечается каким-нибудь условным обозначением в соответствующей клеточке таблицы.

Делается вывод о преобладающем типе погоды.

Преобладающих типов погоды может быть несколько, например, два: для зимы и лета. При континентальном климате в летние и переходные месяцы следует обратить внимание отдельно на погоду ночную (утреннюю) и дневную. Преобладающие типы погода предопределяют режим эксплуатации здания, типологические требования к нему, а также организацию жилой среды в городе. На основе оценки погоды данной местности составляются архитектурно-планировочные и инженернотехнические требования.

8К 4П 12Х

Рисунок 1 - Общая оценка погодных условий (г. Харьков)

1 - жаркая; 2 - сухая жаркая; 3 - теплая; 4 - комфортная;

5 - прохладная; 6 - холодная; 7 - суровая.

Рисунок 2 - Классификация погодных условий

2.3 Оценка температурно-ветрового режима местности.

Кроме скорости и температуры, ветер характеризуется направлением движения и повторяемостью в данном направлении. Направление ветра определяется точкой горизонта, от которой дует ветер. Обычно используется 8 направлений (румбов): С, СВ, В, ЮВ, Ю, ЮЗ, З, СЗ. Повторяемость ветра по различным направлениям оценивается в % по данному румбу, при этом повторяемость по всем румбам принята за 100%.

Характеристика ветрового режима обычно выражается в виде "розы ветров" (рисунок 3). Для этого делается построение 8 направлений (румбов) и от точки их пересечения вдоль каждого направления откладываются значения скорости (V) и повторяемости (Р) ветра (масштаб V и P выбирается произвольно). Соединение между собой прямыми линиями точек значений (V) образует розу скоростей, а значения температур при ветре разных направлений приписываются дополнительно по каждому направлению.

Оценка ветрового режима:

а) определяется преобладающее направление ветра;

б) направление ветра с наибольшей скоростью;

д) используя данные из рисунка 4, определить, требуется ли защита пешехода от ветра в зимних условиях.

Показатели ветрового режима используется для решения планировочных задач, связанных с расположением промышленных предприятий и насел?нных мест, с выбором оптимальной ориентации улиц и зданий, с выбором типа жилых секций и т.д.

Рисунок 3 - Температурно-ветровой режим для г. Харьков.

Рисунок 4 - Температура и ветер

3 Выводы

Выводы делаются на основе суммирования итогов предыдущих частей работы, и включают архитектурнопланировочные схемы городского района и жилой секции, конструктивные и инженерно-технические требования к зданиям с учетом климата местности.

3.1 Использование архитектурно-планировочных средств.

В связи с географической широтой и характером местного климата, оценка которого произведена в предыдущих частях работы, делается выбор типа планировки жилого дома, обеспечивающей активизацию или ограничение проветривания. Выбор ориентации фасада жилого здания связан с типом секции и должен обеспечивать норму инсоляции в квартире и по возможности отсутствие ветроохлаждения и перегрева помещений. Следует учитывать условия аэрации помещений. При ориентации фасадов перпендикулярно к ветру, скорость ветра, проникающего в здание через раскрытые окна, снижается до 20% при сквозном проветривании и до 7% при одностороннем проветривании помещений. При ориентации фасадов под углом 45° к направлению ветра, скорость ветра проникающего в здание при тех же условиях снижается еще дополнительно на 15 - 20%. При планировке городов важно предусмотреть защиту жилого района от задымления со стороны промышленных предприятий. Это достигается правильным расположением промзоны по отношению к жилому району.

Промзона должна располагаться в направлении с наименьшей повторяемостью ветра (Рmin).

Направление основных магистралей и сети улиц рекомендуется выбирать в соответствии с розой ветров, с тем, чтобы обеспечить должную аэрацию городского района или защиту от неблагоприятных сильных ветров.

При совпадении направления ветра с направлением прямой магистрали, вдоль которой фронтально располагаются здания, возникает эффект усиления скорости ветра до 20%. Если этот эффект не желателен, то следует расположить здания (особенно длинные) под углом 45° - 90° к направлению магистрали. Здание, встречающее ветровой поток, создает позади ветровую тень (затишье) в пределах 3-8 высот (h). При планировке жилого квартала для защиты от неблагоприятного ветра рекомендуется расстояние между соседними зданиями меньше 3 - 8 h, а для аэраций квартала расстояние больше 3-8 h. Необходимо также по мере надобности предусмотреть обводнение и озеленение жилого квартала. Озеленение смягчает действие ветра и солнца, повышает влажность сухого воздуха.

Рекомендуемые архитектурно-планировочные средства должны отобразиться в расчетно-графической работе, в виде структурно-планировочных схем: жилой секции, городского района, квартала, микрорайона.

3.2 Архитектурно-конструктивные средства.

В соответствии с преобладающим типом погоды и климата местности выбирается конструкция окон (например, двойное или тройное остекление), применяются балконы, лоджии, эркеры и т.п.

По мере надобности рекомендуется солнцезащита

(горизонтальная, вертикальная, комбинированная). Могут быть рекомендованы защитные экраны от ветра. К архитектурноконструктивным средствам относятся ограждающие конструкции, обеспечивающие теплоизоляцию и теплоустойчивость помещений (расчет и проектирование ограждающих конструкций составляет 2 часть работы) и т.д.

3.3 Инженерно-технические средства.

В связи с погодой местности следует указать, какое нужно отопление (например, активное, регулярное), характер вентиляции (например, приточно-вытяжная), необходимость в увлажнителях воздуха или поглотителях влаги, необходимость в кондиционере в тех случаях, когда не обойтись без искусственного климата и т.д. Применение архитектурно-технических средств в зависимости от типа погоды и режима эксплуатации помещений приводятся в таблице 1.

Список рекомендованной литературы:

1. Лицкевич В.К., Наумовец Г.А. Анализ и оценка климатических условий для архитектурного проектирования /Учебнометодические разработки к расчетно-графической работе по архитектурной климатологии. Часть 1. / М.: - МАрхИ, 1975, 36 с.

2. Лицкевич В.К. Жилище и климат. М.: Стройиздат, 1984. 288 с.

3. Коваленко П.П., Орлова Л.Н. Городская климатология. М. 6. Стройиздат, 1993. 144 с.

4. Руководство по строительной климатологии: Пособие по проектированию. М.: Стройиздат, 1974. 115 с.

5. А.П.Михеев, А.М.Береговой, Л.Н.Петрянина. Проектирование зданий и застройки населенных мест с учетом климата и энергосбережения: Учебное пособие. - 3-е изд. Перераб. И доп.

- М.: Издательство АСВ, 2002. - 192с.

Варианты задания:

Вариант 1 - Климатические данные г. Рига (570 с.ш.)

январь июль Направлен ие сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур а ветра (С0) -2,6 -9,3 -10 -6,6 -4,4 -1,2 -,9 -0,1 13,8 13,2 15,8 16,5 16,2 15,0 14,3 13,9 Повторяем ость ветра (%) 7 10 8 16 26 18 10 5 19 8 6 8 14 17 12 16 Скорость ветра (м/с) 5,9 3,5 3,3 4,0 4,5 4,1 4,4 5,4 3,7 2,7 2,8 2,8 3,1 3,5 4,1 4,5 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 68 112 175 176 165 176 175 112

Вариант 2 Климатические данные г. Гурьев (470 с.ш.)

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -13,5 - 11,8 -9,3 -5,6 -6,4 -4,7 -11,6 -9,8 Повторяемо сть ветра ?(%) 8 11 19 23 7 8 13 11 16 10 6 5 6 18 20 19 Скорость ветра V(м/с) 5,9 5,6 7,0 7,8 6,2 6,5 6,7 6,7 5,2 4,8 5,2 5,5 6,0 6,0 6,0 5,8 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 61 107 151 148 123 148 151 101 Вариант 3 Климатические данные г. Иркутск (520 с.ш.)

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -23,8 - 25,5 - 24,8 - 17,7 - 17,3 - 13,2 - 16,0 - 18,2 12,5 10,1 14,8 14,3 20,2 22,3 18,8 13,4 Повторяемо сть ветра ?(%) 6 9 14 34 3 1 7 26 4 2 5 32 9 6 18 24 Скорость ветра V(м/с) 1,1 0,7 1,1 2,5 2,2 0,9 2,0 3,1 1,9 1,1 2,4 1,7 1,5 1,4 2,1 2,7 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 1,2 1,4 1,9 2,0 1,8 2,0 1,9 1,4 4,3 6,3 7,5 7,7 6,9 7,7 7,5 6,3 Вариант 4 Климатические данные г. Симферополь (450 с.ш.)

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) 2,5 3,0 3,5 4,0 7,5 6,5 4,0 2,5 Повторяемо сть ветра ?(%) 5 23 11 19 12 19 7 6 6 12 17 20 6 14 17 8 Скорость ветра V(м/с) 3,4 9,8 3,9 3,2 5,2 6,0 5,8 3,8 4,1 4,6 3,0 2,8 3,1 4,6 5,1 4,4 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 60 106 155 142 115 142 155 106

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -5,2 -4,4 -6,1 -4,4 -2,0 -2,5 -1,7 -4,8 Повторяемо сть ветра ?(%) 9 6 9 34 11 13 6 12 24 14 7 24 6 6 6 13 Скорость ветра V(м/с) 2,6 2,4 1,3 3,0 3,8 5,7 3,0 3,5 3,8 4,6 3,2 3,6 3,8 3,9 5,2 3,9 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 61 106 159 135 106 135 152 106

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -8,5 -8,0 -3,0 0,2 3,0 1,0 2,0 5,5 22,0 24,0 26,0 25,5 25,5 25,0 23,5 22,5 Повторяемо сть ветра ?(%) 16 23 17 12 7 7 8 10 22 14 9 5 7 18 10 15 Скорость ветра V(м/с) 5,4 6,2 5,9 4,1 3,6 4,0 4,4 4,8 4,1 4,0 3,6 3,2 2,8 3,8 3,5 4,1 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 60 107 156 145 119 145 156 107

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -12,5 - 13,5 -8,5 -4,0 -1,5 -4,5 -9,5 -13,5 Повторяемо сть ветра ?(%) 9 12 17 18 10 13 14 9 13 14 13 9 6 8 16 21 Скорость ветра V(м/с) 4,2 4,9 4,6 4,5 4,9 4,5 4,3 4,5 4,0 3,8 4,0 3,4 3,6 4,1 4,1 44 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 65 109 160 156 133 156 160 109

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -18,7 - 20,6 - 14,8 - 12,8 - 11,6 -8,7 -10,8 - 19,3 Повторяемо сть ветра ?(%) 11 13 10 18 20 14 7 7 20 14 9 7 9 7 15 19 Скорость ветра V(м/с) 5,2 4,8 5,6 6,6 6,6 6,8 4,9 4,4 5,0 4,2 3,7 3,8 3,8 4,8 4,9 5,0 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 67 109 163 161 141 161 103 109

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -4,1 -3,3 -2,5 -2,5 4,7 2,4 -0,3 -2,2 16,0 19,0 23,0 24,0 24,0 21,0 19,0 17,0 Повторяемо сть ветра ?(%) 9 12 6 18 10 5 8 32 12 8 4 12 11 6 12 35 Скорость ветра V(м/с) 4,5 4,1 3,2 2,5 2,9 2,6 2,8 3,7 3,4 2,4 2,0 2,3 2,4 2,3 2,8 3,5 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 61 107 157 148 123 148 157 107

Вариант 10 Кызыл-Арват (380 с.ш.)

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) 3,6 1,6 -0,9 3,3 8,9 6,5 4,1 4,8 33,5 35,0 31,6 29,1 29,0 30,2 30,7 32,4 Повторяемо сть ветра ?(%) 2 6 48 19 3 9 8 5 5 8 28 9 13 19 11 7 Скорость ветра V(м/с) 1,8 3,4 5,8 3,6 3,6 5,5 5,7 3,9 3,1 3,6 4,8 3,9 5,6 7,5 4,6 3,6 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 61 104 140 121 87 121 140 104

Вариант 10 Климатические данные г. Кзыл-Орда ( 450 с.ш.)

январь июль Направлени е сторон света С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ С СВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ Температур

а ветра t(С0) -10,8 - 12,3 - 14,2 -2,8 -3,6 -5,7 -5,9 -9,2 Повторяемо сть ветра ?(%) 8 10 14 7 10 12 6 3 21 24 6 2 2 5 20 20 Скорость ветра V(м/с) 4,6 6,5 5,4 3,7 4,9 5,7 5,0 5,2 2,6 4,5 4,7 7,7 3,4 3,7 4,3 4,6 Суммарная радиация

(ккал/м2час) 60 106 155 142 115 142 155 106

4

3

1 VIII IX X XI XII -

IX X XI XII -

1

1 IX X XI XII -

1 VIII IX X XI XII - Климатические данные г.

VIII IX X XI XII - Климатические данные г.

1

1 VIII IX X XI XII - Климатические данные г.

1 - IX X XI XII - Климатические данные г.

1 1

VIII IX X XI XII - Климатические данные г.

1

Показать полностью…
664 Кб, 22 сентября 2013 в 13:02 - Россия, Москва, МАрхИ, 2013 г., pdf
Рекомендуемые документы в приложении