Влияние природно климатических условий на строительство

Как климат влияет на строительство

При проектировании дома необходимо учесть множество факторов, и один из этих факторов –влияние климата на строительство. От того, в какой климатической зоне происходит стройка, зависят многие конструктивные решения здания: толщина стены, выбор утеплителя и так далее.

При строительстве жилого дома важно в полной мере учесть природно-климатические условия района строительства, которые существенно влияют на принятие правильных инженерных решений. К факторам, связанным с природно-климатическими условиями, относят температуру и влажность наружного воздуха, высоту снегового покрова, преобладающее направление ветра, глубину сезонного промерзания грунта, уровень грунтовых вод.При принятии решения о типе и толщине ограждающей конструкции (наружных стен, подвального цокольного или чердачного перекрытий) учитывают расчетную зимнюю температуру наружного воздуха, которую принимают для массивных конструкций как среднюю температуру наиболее холодной пятидневки, а для ограждений из легких конструкций (малой массивности) — как среднюю температуру наиболее холодных суток. Для ограждений средней массивности в качестве расчетной используют среднюю температуру наиболее холодных 3 суток (как среднее арифметическое температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки).Пример,1-помещения подразделяют по условиям эксплуатации на три зоны: сухую, нормальную и влажную (сырую). Большая часть помещений дома имеет сухой и нормальный режим влажности, а ванная комната, сауна, баня, помещение прачечной — влажный. В таких помещениях предусматриваются меры по защите стен от влаги и соответствующий режим вентиляции.2-При устройстве конструкций дома — крыши, мансарды, веранды, легких стен необходимо учитывать нагрузки от снега и ветра. Масса снегового покрытия на 1 м2 горизонтальной поверхности в различных районах России колеблется от 50 до 250 кг. В Московской области эта величина составляет 100 кг/м2. При расчете стропильной системы крыши следует учитывать наряду с массой материала кровельного покрытия и эту величину. Снеговая нагрузка учитывается и при определении суммарной нагрузки конструкций дома на фундамент.3-Скоростное давление ветра изменяется в зависимости от района строительства от 27 до 100 кг/м2 вертикальной плоскости. Данные о температуре наружного воздуха, зонах влажности, величине снегового покрова и скоростного давления ветра можно получить в местной проектной организации. Почвы -влияние . группа разрабатываемого грунта, глубина разработки котлованов, назначение земляного сооружения, наличие грунтовых вод, состояние грунтов.При выполнении работ в зимних условиях учитываются величины сезоннопромерзающего слоя, слияние этого слоя с вечномерзлым грунтом, температура грунта на разных глубинах, механическая прочность грунта, сопротивление его сколу и срезу, температура наружного воздуха и т. д.На примере, аридизации почвы — это сложный и разнообразный комплекс процессов уменьшения увлажненности обширных территорий и вызванного этим сокращения биологической продуктивности экологических систем «почва — растения». Проявления аридизации (от частых засух до полного опустынивания) на обширных территориях африки, юго-восточной и южной азии, ряда стран южной америки крайне обостряют проблемы продовольствия, кормов, воды, топлива, вызывают глубокие изменения экосистемы. Угодья, окаймлявшие пустыни, не выдерживают нагрузки и сами превращаются в пустыни, что приводит к ежегодной потере тысяч гектаров пригодных для сельского хозяйства земель. Процесс усугубляют и примитивное земледелие, нерациональное использование пастбищ и других сельскохозяйственных угодий, хищническая эксплуатация огромных территорий, которые возделываются без всякого севооборота или ухода за почвой.Свойства грунтов — характеристика соста­ва, состояния, физических, механических и хи­мических свойств выделенных типов (слоев) грун­тов и их пространственной изменчивости.Специфические грунты — наличие и рас­пространение специфических грунтов (многолет-немерзлых, просадочных, набухающих, органо-минеральных и органических, засоленных, элю­виальных и техногенных), приуроченность этих грунтов к определенным формам рельефа и гео­морфологическим элементам, границы распрос­транения, мощность и условия залегания, гене­зис и особенности формирования, характерные формы рельефа, литологический и минеральный составы, состояние и специфические свойства этих грунтов.Геологическое строение — стратиграфо-генетические комплексы, условия залегания грун­тов, литологическая и петрографическая харак­теристика выделенных слоев грунтов по генети­ческим типам, тектоническое строение и неотек­тоника.

Источник

Природно-климатические факторы, влияющие на жилищное строительство

Строительная климатология — раздел отраслевых норм, который определяет требования к проектированию зданий и строительству домов с учетом климатических условий. Эти требования описаны в СНиП 23-01-99. На территории России выделяют 4 климатических района, 16 подрайонов. Требования к строительству в этих зонах разные и определяются климатическими факторами.

Температурный режим

Среднегодовые, среднемесячные показатели температур для теплого и холодного времени года, суточные колебания, число переходов через 0°C и т.п.

Проектирование и строительство ведется так, чтобы компенсировать резкие колебания температур, исключить вероятность перегрева на юге и переохлаждения на севере.

Для первого, второго климатических районов (холодный климат) применяют определенные решения:

• ширину здания максимально увеличивают, сокращая при этом периметр наружных стен;
• обустройство поворотных тамбуров во входных зонах;
• размещение внутри здания комплекса помещений (технические, подсобные, специализированные вместе с жилыми). Для обустройства технических и других помещений не возводят отдельные постройки;
• при возведении группы зданий их соединяют крытыми переходами;
• использование энергоэффективных ограждающих конструкций (многослойных).

Для третьего, четвертого районов с жарким климатом используется другой подход к строительству:

• обустройство открытых помещений в составе зданий (террас, балконов, лоджий);
• вынос хозяйственных, технических объектов за пределы основного здания;
• использование озеленения, обводнения, технологий эксплуатируемой кровли, вертикального озеленения стен;
• использование эффективной вентиляции, кондиционирования внутренних помещений.

При частых переходах температуры через 0°C используют материалы, стойкие к перепадам, сохраняющие свои свойства при замерзании и оттаивании.

Температурный режим влияет на глубину промерзания грунта и требования к обустройству фундаментов, подведению коммуникаций. Водопроводные, канализационные трубы укладывают ниже глубины промерзания. Дополнительно для них могут использоваться теплоизоляционные материалы. Подошва фундамента также должна располагаться ниже отметки глубины промерзания.

Показатели влажности

В этой группе параметров — относительная влажность воздуха, ее колебания, средние значения объема осадков (дождей, снега), показатели увлажненности почвы, их колебания в течение года.

Территорию России делят на 3 зоны: сухая, влажная, нормальная. При строительстве во влажной зоне обеспечивают:

• отвод воды с кровли;
• водоотвод на территории (обустройство дренажа, ливневой канализации);
• использование элементов безопасности кровли зимой (распределяют снеговую нагрузку, защищают от схода снега, наледей с крыши);
• обустройство промежуточных конструкций, вентилируемых прослоек в ограждающих конструкциях;
• гидроизоляцию фундамента, подвалов, цокольных этажей, кровли, стен и т.д.

Аналогичные меры применяются в зоне с нормальными показателями влажности. Кроме того, специалисты компании «Олимпия» учитывают показатели, характерные для конкретного района застройки.

Ветровой режим

Проектирование выполняют с учетом розы ветров. Это — наглядная диаграмма, которая дает информацию о направлении, силе ветра в конкретной местности для определенного времени года.

При комплексной застройке ветровой режим влияет на взаимное расположение отдельных объектов. Для усиления циркуляции воздуха между строениями оставляют больше пространства. В местности с сильными ветрами застройку уплотняют, чтобы исключить выдувание тепла.

Строительство с учетом ветрового режима:

• расположение, размеры окон, отверстий вентиляции корректируют в зависимости от направления ветра. С наветренной стороны площадь остекления меньше, чем с подветренной;
• ориентация строения, конструкция, расположение кровли соответствуют направлению ветра так, чтобы исключить выдувание тепла;
• для района с сильными ветрами используют ограждающие конструкции с надежным креплением, минимальной парусностью, хорошими показателями ветровой стойкости;
• если ветер переносит влагу, пыль, предусматривают обустройство ветрозащиты, экранирующих конструкций или просветы, пустоты в здании на всю глубину корпуса.

Инсоляция территории

Это — уровень освещенности, вероятность облачности и чистого неба, интенсивность действия солнечной радиации. Значение солнечной радиации измеряют для вертикальных и горизонтальных поверхностей при безоблачном небе для разных периодов (по месяцам).

Влияние показателей инсоляции:

• уровень освещенности внутренних помещений. При низкой естественной освещенности территории увеличивают площадь остекления (если позволяет температурный режим);
• расположение окон. Определяется комплексом климатических факторов. В жарком, сухом климате с высоким уровнем освещенности целесообразно располагать окна на затененной стороне. В холодном климате окна располагают на солнечной стороне здания;
• выбор материалов наружной отделки. При высоких показателях солнечной радиации темные по цвету материалы быстро выгорают, и потому в наружной отделке используют светлые, пастельные оттенки.

Компания «Олимпия» предлагает заказать проектные и строительные работы. Мы выполняем их с учетом климатических факторов. Это позволяет оптимизировать затраты на строительство и эксплуатацию объекта, гарантировать комфорт его использования, долгий срок службы.

Источник

Влияние природно-климатических условий на архитектурно-планировочные решения жилых зданий

Особенности проектирования жилища в различных природно-климатических условиях.

Лекция 5

Архитектурно-планировочное решения жилых зданий должно обеспечивать не только удобные, но и здоровые условия для жизни человека.

Санитарные требования, пригодные в условия одного климата, могут быть совершенного неприемлемы для др. климатических районов, поэтому при проектировании зданий вообще, а жилых особенно следует тщательно учитывать климатические особенности местности, используя положительные стороны её природных условий и преодолевая отрицательные.

I район – самый холодный

Урал,Северную, Центральную и Восточную Сибирь, Дальний Восток;

II район – умеренный

В него входят территория Европейской части;

юго-восточный берег Черного моря, Закавказье.

Организация строительства должна учитывать климатические условия, которые подразделяются на четыре климатических района (I, II, III и IV). Климатические районы имеют подрайоны А, Б, В, Г. На территории Российской Федерации (РФ) расположены I, II и III климатические районы, IV климатический район находится в Закавказье, Крыму и Средней Азии (табл. 1). Климатические районы располагаются с севера на юг примерно: I — до 70° северной широты, II — до 60°, III — до 45°, IV- ниже 45°.

Таблица 1. Климатические районы

Климатический район	Среднемесячная температура воздуха в январе, °С	Среднемесячная температура воздухав июле, °С
l	-14 –ниже -28	от 0 до +21
ll	от -3 до -20	от +8 до +21
lll	от -5 до -20	от +21 до +27
lV	от -12 до +6	от +21 выше +31

«Природно-климатические факторы и техногенные явления»

овраги подрабатываемы территории

карст оползни и осыпи

размыв берегов, водотоков лавины

и водохранилищ сели

В эти 4 климатических района входят 16 микроклиматических подрайонов. В соответствии с этим районированием назначают материал и толщину ограждения, глубину заложения фундамента, рассчитывают конструкции по ветровым и снеговым нагрузкам, определяют объёмно-планировочную структуру.

Ведущими факторами климата являются радиационно-температурные условия (ИНСОЛЯЦИЯ). Условия инсоляции складывается в зависимости от ориентации окно квартир по сторонам горизонта, типов планировки дома, расстояния между зданиями.

По отношению к сторонам света здания могут занимать 3 основных положения:

меридиональное – здание своей продольной осью параллельно направлению «север-юг»;

широтное – эта ось параллельна направлению «запад-восток»;

диагональное – продольная ось направлена под углом к основным направлениям.

Строительство зданий в особых условиях.

*В условиях севера и вечномерзлых грунтов.

Особые условия строительства:

продолжительность зимнего периода 200÷305 суток, с низкими отрицательными температурами;

вечномёрзлое состояние грунтов;

малая освоенность территории;

слабое развитие стройиндустрии;

Всё это вызывает дополнительные требования к возведенным зданиям и сооружениям:

планировка зданий – устройство снегозащитного фронта (рис. а), сквозной перенос снега (рис. б), придание зданиям обтекаемой формы (рис. в):

объёмно-планировочные решения – здания простой прямоугольной формы без перепада высот; фасады без ниш, поясков и других элементов, задерживающие атмосферные осадки; эвакуационные выходы в стенах параллельны направлению преобладающих ветров; двойные тамбуры с 3 дверями; внутренние – отапливаемые; покрытия плоские, водоотвод наружный неорганизованный.

конструктивные мероприятия – надо сохранить грунты в мерзлом состоянии. Используют проветриваемые подполья, охлаждающие устройства, поверхностные и заглубленные короба, трубы, каналы. Высота подполий из условия свободного переноса снега под зданием не менее 1 м.

Наружные стены – утеплены, качество стыков высокое. Окна – стеклопакеты, места притвора форточек, фрамуг уплотняют упругими прокладками и натяжными приборами.

Эффективны сооружения пневматических конструкций вследствие их лёгкости, компактности и быстроты возведения (временные, производственные, складские помещения, гаражи и др.).

* В южных районах России.

Они характеризуются высокими температурами воздуха в летний период, резким колебанием температуры в течении суток, ветрами, песчаными и пыльными бурями.

Защитные меры носит планировочный, конструктивный и организационный характер.

ПЛАНИРОВОЧНЫЕ: лучше выбрать место более высокое, чтобы продувало, на северных и южных склонах, наименее подверженных солнечной радиации. Учитываются ориентация квартир, секторы ориентации, сквозное проветривание, больше зеленых насаждений, но не слишком густые, т.к. мешают проветриванию. Низкие сооружения с наветренной стороны, потом высокие. Водоёмы, пруды, фонтаны, частые поливы. Пешеходные дорожки защищают зелеными насаждениями.

КОНСТРУКТИВНЫЕ: фундаменты с малой глубиной заложения, стены с большой теплоустойчивостью в воздушными прослойками вентилируемые воздухом. Наружная поверхность стен окрашивается в холодные светлые тона, отражающие солнечную радиацию; внутри тоже. В районах с жарким и сухим климатом уменьшаются площади боковых световых проемов и устраивают их сверху. Они заполняются специальными теплозащитными или светорассеивающим и стеклом, стеклопакетами, стеклопластиком. Покрытия – утепленные с вентилируемыми воздушными прослойками, защитным слоем из слюдяной крошки, светлые тона кровли.

Солнцезащитные устройства – это эффективные средства борьбы с перегревом бывают постоянными и временными, по конфигурации – горизонтальными, наклонными, комбинированные (экраны, козырьки, ложи, лоджии, маркизы быстрорастущие вьющиеся растения).

* В сейсмических районах (15% S России)

Сейсмичность оценивается по 12 бальной шкале, в России мах 8 баллов.

Все районы сейсмичности обладают большими запасами полезных ископаемых и поэтому проблемы строительства там очень актуальны.

Принципы проектирования, сейсмостойких зданий и сооружений:

уменьшение массы конструкций;

выбор конструктивной системы с оптимальной жесткостью;

обеспечение монолитности и др.;

использование высокопрочных и надёжных материалов, высокое качество выполнения строительно-монтажных работ;

выбираются участки со спокойными рельефами;

предпочтительны малоэтажные здания;

форма здания в плане развитая больше чем на высоте;

антисейсмические швы в виде спаренного ряда колонн в каркасных зданиях или стен в бескаркасных зданиях.

В стенах поэтажные антисейсмические пояса из монолитного железобетона, армирование в местах междуэтажных перекрытий. В панелях зданий швы заполняют упругими подкладками. Лестничные клетки до 5-ого этажа обычные, а выше – монолитное ядро жесткости. Усиление кирпичной стены армирования или введение железобетонных участков с утеплением.

*На подрабатываемых территориях

Это те территории, под которыми ведут или намечают вести подземные горные разработки угля или др. ископаемых.

горизонтальные смещения и др. деформации, вызывающие значительные повреждениями или разрушения, расположенных на них зданий или сооружений.

Прочность, устойчивость, надежность в эксплуатации обеспечивается специальными мероприятиями:

уменьшение деформаций оснований горнотехническими мероприятиями – полная или частичная закладка выработанного пространства доставленным из вне материалом, неполная выемка полезного ископаемого, оставление предохранительных замков необходимых размеров и др.

планировочные – небольшая площадь здания, без выступов и пристроек; здания большой протяженности разделяют на отсеки что уменьшает усилия на конструкции. Деформационные швы в фундаментах; стены – такие же как и в сейсмических районах. Качественное соединение элементов в каркасных зданиях (сварка закладных деталей, соединение петель арматуры, замоноличивание швов, Ø применяемой арматуры 4 – 6 мм); полы большой протяженности делают с деформационными швами через 6 м.

Природно-климатические условия. Основными природно-климатическими факторами являются климат, ландшафт и инженерно-геологические условия. Природно-климатические условия оказывают существенное влияние на архитектуру жилых зданий, на их пространственную и функциональную организацию, на выбор строительных материалов и конструкций и др.

Температурно-влажностный режим учитывают при проектировании жилых зданий, защищая их от резких сезонных и суточных перепадов температуры наружного воздуха, от переохлаждения в северных и перегрева в южных районах. В приморских районах жилые здания оберегают от влажного воздуха и в континентальных районах от сухого воздуха. Основным средством для формирования комфортного температурно-влажкостного режима являются форма и структура ограждающих конструкций жилища, (материал и толщина наружной стены здания) и проветривание жилых помещений, а также сама форма здания — компактность его плана, ширина корпуса, периметр наружных стен и т. д.

Материал, конструкция и толщина ограждающей стены имеют большое значение в условиях холодного климата. Проветривание наиболее важно для условий жаркого влажного климата. В односемейных домах эффективны угловое, сквозное и вертикальное проветривание.

При разработке генпланов жилых домов и жилых поселков важен учет ветрового режима. Ветер со скоростью 5 м/с и более неблагоприятно воздействует на человека. Жилую застройку защищают от действия неблагоприятных ветров, одновременно устраивая аэрацию, т. е. организованный и управляемый естественный воздухообмен на застроенной территории и естественное проветривание жилых помещений.

Средствами обеспечения аэрации являются ориентация жилых зданий по отношению к господствующим ветрам в данной местности, форма и структура его ограждающей стены — распределение и размеры проемов на наружной стене.

Для создания необходимого человеку санитарно-гигиенического комфорта жилые помещения инсолируют. Инсоляция — облучение жилых помещений и придомовых территорий прямым солнечным светом; характеризуется продолжительностью и измеряется з часах. Для северных районов инсоляция жилых помещений должна быть обеспечена в течение 3 часов, для средней полосы — 2,5 часов, для южных районов — 2 часов. В условиях реконструкции инсоляция может быть уменьшена на 0,5 часа.

Учет инсоляции проводят при проектировании жилых помещений и размещении дома на участке. Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий в 2—3-комнатных домах должно инсолироваться не менее одной жилой комнаты, в 4-х и более комнатных домах — не менее двух жилых помещений.

Средствами обеспечения инсоляции служат ориентация жилых зданий и их форма — конфигурация планов, разрывы между зданиями и их высота.

Ориентация жилого помещения считается благоприятной, если она обеспечивает его инсоляцию. Благоприятную ориентацию для жилых помещений обеспечивают южная и восточная стороны горизонта (от 40 до 200°), а также северо-западная (от 290 до 320°). Соответственно неблагоприятную ориентацию дают север (320-40°) для всех климатических районов из-за отсутствия инсоляции и юго-запад (200—290°) для южных районов из-за перегрева. Устраняют перегрев с помощью солнцезащиты: на южном фасаде наиболее эффективна горизонтальная, на восточном и западном — вертикальная.

Различают широтную, меридиональную и диагональную виды ориентации жилых зданий. При широтной ориентации жилые здания располагают вдоль широты и его помещения обращены на юг и север, при меридиональной ориентации жилое здание ориентируют вдоль меридиана, а его помещения на восток и запад, а в случае диагональной — по направлениям ЮЗ — СВ и ЮВ — СЗ. В районах с холодным и умеренным климатом жилые здания ориентируют меридионально и диагонально в любом направлении, в районах с теплым и жарким климатом — широтно и диагонально по направлению ЮВ — СЗ (рис. 1).

Естественная освещенность жилых помещений создает необходимый санитарно-гигиенический комфорт проживания и зависит от уровня наружной освещенности (яркости небосвода); количества отраженного света; величины световых проемов; глубины комнат. Средствами обеспечения требуемой естественной освещенности являются форма и размер проемов, ориентация жилого дома. Регулируют уровень естественной освещенности, составляя планы жилых помещений дома и разрабатывая его фасады.

Формообразование жилой застройки, а именно выбор типа жилого здания, приемов застройки тесно связан с рельефом местности. Необходимость учета рельефа местности особенно актуальна при строительстве в горных районах и предгорьях, а также в связи с застройкой склонов оврагов, холмов, прибрежных зон и т. п. С увеличением угла наклона до 10—15° рельеф местности влияет на планировку первого этажа жилого дома, при уклоне более 15-20° следует применять особые типы жилых зданий — террасные дома.

Рис. 1. Секторы неблагоприятной ориентации жилых помещений а — севернее 58 ° с.ш.; б — в диапазоне 48—58 ° с.ш.; в — южнее 48 ° с.ш.; г — в I и II климатических районах при преобладании северных ветров

Условия зрительного восприятие отдельного здания или комплекса обусловлены особенностью физиологии зрения человека, с одной стороны, и местом участка в пространственной структуре окружающей застройки, с другой. Известно, что зона четкого восприятия в горизонтальной плоскости равна 42 °, а в вертикальной— 27 V Поэтому человек может воспринять запроектированный объект в реальной ситуации’ совсем не так, как хотел бы архитектор. Эти особенности издавна учитывали зодчие.

Учесть условия зрительного восприятия — означает придать внешней форме жилого здания — силуэту, крупной пластике — такие качества, которые выражают его принадлежность к данному месту поселения. Характер восприятия меняется в зависимости от вида передвижения человека: двигаясь пешком или на транспорте человек будет по-разному воспринимать формы жилого дома. Различное время восприятия диктует разные способы организации информационного потенциала дома. Кроме того, учитывают направление движения человека, т. е. направление восприятия композиции, подчеркивая планировочные оси осями визуального восприятия, организуя «кадрирование» восприятия, замыкая перспективы выразительными фронтальными композициями. Особенно важен учет условий зрительного восприятия при проектировании жилого здания в условиях существующей застройки.

Учет условий зрительного восприятия происходит при решении генерального плана застройки участка.

Источник