Изучение вопросов проектирования жилых зданий для районов жаркого климата

Галереи, лоджии, как и наружные стены, должны быть хорошо защищены от прямых лучей солнца - планировочно, конструктивно, специальными солнцезащитными устройствами, применением озеленения.

Характерным приемом объемно-планировочного решения здания для жарких районов является вынесение лестничной клетки в отдельные объемы, а также устройство полуоткрытых, открытых или заключенных в перфорированные ограждения лестниц. Закрытые лестничные клетки аккумулируют тепло. По данным К.А. Виркая разность температур наружной и внутри лестничной клетки) доходит до 6° С. Вынос лестничных клеток в отдельный объем обосновывается в тех случаях, когда лестничные и лифтовые узлы входят в основной объем здания, гигиенические условия (особенно верхних квартир) ухудшаются за счет поступления в них отработанного воздуха нижних этажей через лестничную клетку.

С точки зрения объемного решения здания вынесенная (лестница, как гибкий шарнир, позволяет получить разнообразную компоновку секции и здания в целом.

Рис. 13. Планировочные решения квартиры, обеспечивающие связь общей комнаты и кухни с верандой

Рис. 14. Фасад и план односекционного жилого дома квартирами в двух уровнях

При частых дождях и переувлажненности почвенного покрова в объеме здания становится особенно необходимым устройство поэтажных галерей или при квартирных двориков с эффективным проветриванием. Наиболее удачно решают в этом смысле задачу так называемые галерейно-секционные дома (см. рис. 11). Сохраняя преимущества секционного дома, они обладают также достоинствами галерейного. Приведенные затраты на строительство галерейно-секционного дома ниже, чем на строительство секционного; лифты используются лучше, чем в простом галерейном; внутренние дворики обеспечивают недостающую во многоэтажных зданиях связь «с внешней средой. Несколько менее экономичны многоэтажные галерейные дома. Галереи таких домов обычно ориентируют на юг, а на лоджии (ориентация указана для северного полушария; в южном полушарии она будет обратной). Возможно устройство галереи, обслуживающей два или три этажа. При этом квартиры могут быть расположены в двух уровнях. Это позволит изолировать спальни от галереи. На галарею могут выходить общая комната и кухня.

Возможно также использование секционных домов - при условии обеспечения сквозного проветривания квартир, т.е. использование двухквартирных секций в многосекционных домах, а также применение односекционных зданий.

Жаркий сухой климат выдвигает, как мы уже могли убедится, совершенно иные требования к объемно планировочному решению зданий. Для жаркого сухого климата наиболее приемлем замкнутый тип поселения с компактными, с большой шириной корпуса, и в основном, небольшой этажностью зданиями, включающими в себя чередующиеся разновысотные закрытые и открытые помещения.

Возможны малоэтажные и многоэтажные типы жилых домов.

Малоэтажные жилые дома целесообразно проектировать с приквартирниыми внутренними двориками-садами являющимся открытыми помещениями вечерного отдыха и ночного сна (рис. 15, А).

Рис. 15. Малоэтажные дома с внутренними двориками: А - поселок для сельскохозяйственных рабочих в Чандигархе (Индия): а - фрагмент фасада; б - план дома; в-разрез; г - генеральный план; Б - типовой проект жилых домов для Антильских островов

В таких огороженных со всех сторон двориках, устроенных на земле или на плоской крыше дома, устраиваются водоемы, фонтаны, арыки, высаживаются растения и, тем самым, создаются условия для охлаждения

и увлажнения воздуха. Все помещения дома «раскрываются»

в такой дворик на разных высотах, что создает условия для

местной циркуляции воздуха.

Оптимальной является планировочная схема дома с квадратным центральным внутренним двориком (рис. 15, Б), дающая возможность неограниченной ориентации. В то же время, двор в этом случае хорошо защищен от пыли. Сторона квадратного дворика принимается обычно равной высоте дома. В том случае, когда есть необходимость устройства удлиненного дворика, его наибольшая длина не должна превосходить двух высот дома, а ориентация должна обеспечивать защиту от пылевых наносов.

Обязательным условием является блокирование зданий между собой. Это обеспечивает компактность застройки и взаимное затенение зданий - защиту от солнечной радиации и ветров (рис. 16).

Высота помещений жилых зданий должна приниматься из расчета обеспечения достаточного запаса воздуха в условиях, закрытого дневного_ режима. О влиянии. высоты помещений на их микроклимат следует говорить лишь в тех случаях, когда применяются только средства естественного регулирования микроклимата. При использовании средств искусственного регулирования увеличение высоты (а значит - объема) противопоказано, неэкономично.

По данным специалистов коммунальной гигиены, в южных районах оптимальная высота жилых помещений, не оборудованных солнцезащитными устройствами, должна составлять 3,2 - 3,5 м. Как известно, влияние высоты помещения на его микроклимат связано с температурой, радиационными температурами и кубатурой воздуха, приходящегося на человека, подвижностью воздуха.

Рис. 16. Усадебная застройка блокированными одноэтажными жилыми домами: 1 - жилая комната; 2 - комната для женщин и детей; 3 - ванная; 4 - туалет; 5 - умывальник; 6 - дворик для отдыха; 7 - парадный дворик; 8 - двор для женщин и детей; 9 - хозяйственный двор; 10 - стоянка для автомобиля

В помещениях с большой высотой температура воздуха обычно ниже, чем в помещениях меньшей высоты. Однако эта разница, как показывают исследования, проведенные в Узбекистане (Ершов А.В.,

Мерпорт И.А., Муякин А.М. и др.), невелика. При экспериментальных исследованиях разность среднесуточных температур воздуха помещений высотой 3,8 и 2,5 м составила при ночном проветривании всего 0,7° С, а при круглосуточном всего 0,2-0,3° С. В то же время такое увеличение высоты помещений вызывает удорожание стоимости здания примерно на 10%.

Анализ зарубежной практики строительства показывает, что высота помещений жилых домов южных стран мало отличается от их высоты в северных зданиях. Если в Швеции почти все жилые помещения имеют высоту 2,5-2,6 м, то во Франции такую высоту имеют 97% жилых домов. В Италии 83% жилых зданий имеют высоту помещений 2,8 м, а 17% -2,5 м. В Австралии рекомендованная высота составляет 2,3 м. В Гане высота типовых этажей принимается 2,2 м, а последнего верхнего - 2,64 м. В Южной Африке принята высота 2,36 м, в Индии - 2,44 м. Строительными нормами и правилами в нашей стране высота этажа принята 3,0 м.

В целом, практика показывает, что снижение температуры

в помещении достигается не столько увеличением его объема,

сколько подвижностью воздуха.

Форма помещений в жарком климате играет существенную роль в поддержании благоприятного микроклимата. Однако, если в условиях жаркого., влажного климата мы стремимся обеспечить наиболее широкий выход помещения на фасад здания, с тем, чтобы дать наилучшие условия проветривания, то в условиях жаркого сухого климата существует стремление уменьшить поверхность ограждения помещения, выходящего на фасад здания, вытянуть это помещение внутрь, спрятать его от воздействия обжигающих солнечных лучей и сократить возможность проникновения внешнего жаркого воздуха. Мы уже говорили, что значительная часть тепла, поступающего в помещение, проникает в него через оконные проемы.

При устройстве оконных проемов в сухом жарком климате необходимо учитывать не только условия наружного освещения в данной местности, но и окружение здания (застройку, озеленение и т.д.), ориентацию проемов по сторонам света, их архитектурно-конструктивное решение, а также раз меры и форму освещаемых ими помещений.

Интенсивное световое действие солнечной радиации приводит к тому, что величина проемов в сухом жарком климате может быть сокращена до. 1/20 площади пола. Чтобы уменьшить блеск и действие отраженной от земли радиации, оконные проемы обычно располагают в верхней части стены, кроме того, нежелательно их центральное расположение, проемы сдвигают_к углу комнаты, чтобы уменьшить количество лучей, попадающих в помещение.

Обязательно оборудование оконных проемов солнцезащитными устройствами. Светопроемы лучше иметь на южном и северном фасадах, ограниченное количество - на восточном. Не следует размещать проемы на западных фасадах. В проемах следует устраивать регулируемые жалюзи.

Если есть возможность, рекомендуется частичное заглубление здания в грунт. Так, это сделано, например, при строительстве жилого дома вблизи г. Феникс (штат Аризона, США). По примеру традиционных жилищ индейцев дом, расположенный на участке со сложным рельефом, одним своим торцом вплотную примыкает к крутому склону холма, как бы врезан в него. Традиционный прием частичного заглубления жилища в грунт в сочетании с массивными стенами позволяет в условиях, приближающихся к климату пустыни, поддерживать в доме прохладу в жаркие дни и тепло - в холодные ночи.

Исследования, проводившиеся в Ташкенте, Ашхабаде и Кишиневе Б.Ф. Васильевым, показывают, что разность температур на поверхности почвы и на глубинах 20, 40 см под зданием составляет 30-40 ⁰С.

Это говорит о эффективности защиты помещений слоем грунта. Таким образом, в одноэтажных домах за счет охлаждающего действия

грунта температура может быт снижена на 3-4° С.

Одноэтажные здания можно также затенить зеленью, что снижает температуру в помещение ещё на 1 - 1,5° С.

Несмотря на целый ряд достоинств, одноэтажные дома не всегда приемлемы для застройки, например, крупных городов. Большая площадь застройки, перерасход материалов и удорожание строительства.

В настоящее время при строительстве в районах сухого жаркого климата широкое распространение получили многоэтажные жилые дома, как наиболее эффективно решающие проблему массового жилищного строительства.

Проектирование многоэтажного для районов сухого жаркого климата не может основываться на традиционных приемах жилищного строительства того или иного района, так как в многоэтажном здании уже не могут быть использованы приемы снижения температуры, применяемые в малоэтажных зданиях традиционной постройки, - затенение озеленением или рядом стоящими зданиями, заглубление в грунт и т.д. Необходим поиск оригинальных, современных решений, обеспечивающих комфортность микроклимата помещений.

Наиболее просто эта задача решается кондиционированием. Однако кондиционирование не всегда доступно по экономическим и техническим соображениям и, кроме того, не исключает, а подразумевает рациональность объемно - планировочного и конструктивного решения здания с целью использования всех естественных возможностей улучшения микроклимата помещений.

На рис. 17 представлено интересное проектное предложение здания с висячим садом для районов с сухим жарким климатом.

Рис. 17. Жилой дом «висячий сад»

Многоэтажные дома в жарком сухом климате проектируются много- и односекционные, секционно-галерейные и коридорные, с большой шириной корпуса.

В соответствии с этой классификацией для территорий, где число дней с явным перегревом меньше 45, рекомендуются схемы, где максимально используется комплекс естественных средств улучшения микроклимата помещений и, в том числе, - сквозное проветривание. Первая схема - секционный дом с двумя квартирами на лестничную клетку; вторая_ - секционный дом с двумя квартирами в двух уровнях, с двухсветными помещениями и с галереями с двух сторон корпуса через этаж; третья - галерейный тип дома с лоджиями; четвертый - галерейно-пунктирный тип с большими летними помещениями.

Для территорий, где число дней с перегревом колеблется от 45 до 60, должно применяться сочетание естественных и искусственных средств регулирования микроклимата помещений (радиационное охлаждение, кондиционирование и т.д.).

При длительности перегрева от 60 до 100 дней закрытые схемы рассчитаны, главным образом на искусственные средства охлаждения. В связи с этим даются компактные планировочные решения: вертикальное провешивание через шахты.

Особую проблему в условиях жаркого сухого климата представляет защита от пыли - борьба с пылевыми бурями и песчаными заносами. Говоря о малоэтажных зданиях, мы уже коснулись этой проблемы. При многоэтажных зданиях для защиты от пыли могут быть рекомендованы предложения советских архитекторов, разработанные ими для запыленных районов. По этим предложениям четырехэтажные жилые блок секции организуются таким образом, что создаются О-образные компактные жилые комплексы с двором посредине. В комплексе предусматривается два разрыва: один с наветренной стороны, другой с противоположной.

Экспериментально установлено, что оптимальные размеры дворика составляют 4НХ6Н. Длинной стороной дворик ориентируется вдоль направления ветра или под углом к нему. Вдоль фасадов дворика устраиваются трехрядные посадки деревьев и стелющихся кустарников, в центре - водоем, на всей площади двора - непылящие покрытия.

Заключение

Необходимой для обитания и работы человека, параметры искусственной климатической среды, практически мало изменяются при изменении места строительства здания. В то же время, параметры внешней среды могут существенно отличаться по температуре, влажности, частоте и интенсивности ветров, осадков и т.д.

Успех создания комфортных для человека условий обитания и затраты на их поддержание во многом зависят от правильного учета при проектировании и строительстве зданий климатических условий места строительства

В работе рассмотрены вопросы проектирования жилых зданий в условиях жаркого климата. Кратко проанализированы литературные данные, касающиеся данной проблеме. Изучены особенности проектирования жилых зданий в условиях сухого и влажного жаркого климата. На основании анализа из технической литературы приведены примеры проектных решений.

Литература

1. Микроклимат летних помещений жилых домов Средней Азии. М., 1975 (ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре). 2. Ландшафтно-климатические основы градостроительства в Средней Азии. М., 1971 (ЦНТИ по гражданскому строительству и архитектуре).

3. Киселевич Л.Н., Коссоковский В.А., Ржехина О.И. Жилищное строительство в условиях жаркого климата за рубежом. М., Стройиздат, 1965

4. Особенности формирования объемно-планировочной структуры жилых домов повышенной этажности в условиях жаркого и жарко-влажного климатов Закавказья. М., 1974.

5. Аронин Д.Э. Климат и архитектура. М., Госстройиздат, 1954.

6. Указания по размещению объектов строительства и ограничению этажности зданий в сейсмических районах (СН-429-71). М., Стройиздат, 1972.

7. Фирсанов В.М. Архитектура гражданских зданий в условиях жаркого климата. М., «Высшая школа», 1971.

8. Проектирование сейсмостойких зданий. Под ред. С.В. Полякова. М, Стройиздат, 1971.

9. Сейсмостойкое строительство зданий. Под ред. И.Д. Корчинского. М., «Высшая школа», 1971.

10. Воронина В.Л. Опыт проектирования здания в странах тропического климата. М., Стройиздат, 1996.

11. СНиП 2.01.03-96. Строительство в сейсмических районах. Нормы проектирования. Т, 1997.

12. Рекомендации по определению относительной просадочности грунтов статическим зондированием с поверхности дна шурфа. М., Стройиздат, 2004.

Размещено на Allbest.ru