Особенности строительства домов в зависимости от климатического региона

Географические особенности индивидуального строительства

Индивидуальное домостроение приобретает с каждым годом все больший размах. А после решения Конституционного суда о возможности регистрации граждан на дачных участках о собственном доме, как альтернативе городской квартире, всерьез задумались многие россияне. Строительство в различных регионах и климатических зонах имеет свои особенности. Как отмечают специалисты, залог успеха состоит в правильном определении типа фундамента, особенностях планировки, а также использовании строительных материалов, рассчитанных на применение в соответствующих погодных условиях.

Надежное основание

Не секрет, что строительство любого дома начинается с закладки фундамента. Как отмечает прораб компании «Баумакс» Владимир Кабанов, именно в его устройстве и заключаются основные отличия, характерные для строительства в различных регионах. «В строительстве существует правило – фундамент дома должен быть ниже точки промерзания, – говорит генеральный директор ООО «Профмастер» Андрей Попков. – В северных районах, где земля промерзает на два и более метров, фундамент любого дома должен быть заглублен еще больше. Иначе есть опасность, что строение со временем «поведет».

Отдельного упоминания заслуживает строительство в регионах с вечномерзлым грунтом (ВМГ), например, в Восточной Сибири или Забайкалье. Здесь фундамент должен иметь жесткую связку с ВМГ и обеспечивать надежную теплоизоляцию нижнего перекрытия постройки, иначе в результате подтаивания грунта дом может начать проваливаться. Одним из вариантов является создание набивных свай по технологии ТИСЭ. Сваи образуются путем заливки бетона в пробуренные скважины. Предварительно границу оттаивания опускают как можно ниже, сняв верхний слой грунта, а после затвердения свай поверх них насыпают крупнозернистый песок и укрывают его теплоизоляцией. Холод из недр земли резко поднимает границу оттаивания, и нижняя часть опор оказывается прочно вмороженной в грунт.

Свайные фундаменты различной конструкции находят применение и в других случаях, например, в регионах, где велика вероятность паводка.

Для почв, где вода поднимается высоко, лучше всего подойдет сплошной фундамент. Он представляет собой своеобразную подставку и находится под всей площадью строения, поэтому дом будет опускаться и подниматься в зависимости от уровня подземных вод.

Для неровной, холмистой местности лучше заложить ленточный фундамент. Он может быть монолитным или собранным из фундаментных блоков и представляет собой опору, сплошной линией проходящую под всеми наружными и внутренними капитальными стенами. При необходимости ленточный фундамент может иметь переменную высоту.

Особенности проектирования

Как отмечает частный архитектор Татьяна Романова, «геоклиматические условия обязательно учитываются на стадии разработки проекта». Существуют определенные правила проектирования для более холодных или теплых районов. Например, для северных территорий характерны компактная планировка дома без изломов наружных стен, утепление пола первого этажа, увеличение площади входных тамбуров, небольшие оконные проемы. В регионах, где выпадает много снега (на Урале, Камчатке, в Красноярском крае), необходимо дополнительное усиление фундамента и крыши. Толщина стен и слоя утеплителя в районах с различным климатом также может быть разной: в каждом конкретном случае это определяется теплоизоляционными характеристиками используемых материалов.

То же самое относится и к окнам. Если для средней полосы подойдет 1-2-камерный стеклопакет, то для регионов с суровой зимой лучше выбирать трехкамерные. Имеет значение и толщина рамы.

Одним из важнейших факторов, который необходимо учитывать при проектировании дома, является освещенность помещений. «Об инсоляции, т.е. облучении комнат и придомовых территорий прямым солнечным светом, нужно обязательно подумать, – рассказывает Рафик Алекперов, руководитель отдела по работе с клиентами Группы компаний ПРОПЛЕКС, крупнейшего российского производителя оконного ПВХ-профиля по австрийским технологиям. – Для этого предусматриваются соответствующие световые проемы и глубина комнат». Кроме того, архитектор должен ориентировать дом так, чтобы внутрь всех помещений попадало достаточное количество солнечного света.

Читайте также:
Современная residence jarson

В жарких районах рекомендуется строить одноэтажные дома: чем выше этаж, тем сильнее чувствуется влияние солнечного света, нагревающего помещение, и слабее выражено охлаждающее действие земли. Напротив, устройство прохладных полуподвальных этажей только приветствуется.

В проекте «южного» дома также следует предусмотреть затененные террасы и веранды, эффективную систему вентиляции и кондиционирования, солнцезащитные средства (козырьки, ставни, жалюзи и пр.).

Принимать во внимание нужно и другие факторы. «Сила и превалирующее направление ветра учитываются довольно редко, а зря: этот фактор также должен найти отражение в проекте», – считает Татьяна Романова. Для определенных районов (например, Ростовской области, Дальнего Востока) характерны сильные зимние ветра. Кровлю здесь следует делать пологой, тогда снег на ней практически не будет задерживаться. Для защиты от ветра в проекте можно предусмотреть соответствующее расположение хозяйственных построек». Кроме того, при строительстве в ветреных регионах следует уделять особое внимание расчету оконных конструкций на ветровую нагрузку. Особенно актуально это для степных областей, где часто случаются ураганы.

Климатические условия могут учитываться при проектировании не только самих домов, но и их инфраструктуры. Например, в новом коттеджном поселке «Комарово» (Тюменская область) нет традиционных столбов линий электропередачи. Кабель проходит под землей, что позволяет избежать аварий и перебоев в электроснабжении: проводам не страшны ни порывы ветра, ни гроза, ни обледенение.

Годен к употреблению

Особенности климата и погодных условий нужно учитывать и при выборе строительных материалов: многие из них (кровельное и фасадное покрытие, краски, цемент и пр.) выпускаются для разных климатических поясов. Как правило, чем климат мягче, тем стоимость материала меньше. Недобросовестные продавцы часто реализуют в России товары, совсем для нее не предназначенные. На это обязательно следует обращать внимание при их выборе.

Некоторые производители, напротив, специально адаптируют свою продукцию для нашей страны. Например, компания «УРСА Евразия» адаптировала к российским погодным условиям теплоизоляцию для скатных крыш. В результате получился новый материал – Ursa Glasswool «Скатная крыша», имеющий низкий коэффициент теплопроводности, высокую упругость и приспособленный к российским технологиям строительства.

Еще один характерный пример – пластиковые окна. Так, в северных районах, где зимой столбик термометра опускается довольно низко, не все оконные конструкции (например, турецкого производства) служат долго. Поэтому при их выборе нужно учитывать такой фактор, как морозостойкость.

Аналогичным образом обстоит дело и с фасадными покрытиями. Так, весь ПВХ-сайдинг канадской фирмы Mitten проходит тесты на термостойкость. Производитель гарантирует клиентам отсутствие вздутий, расслаиваний и любых других деформаций, которые в сильный мороз грозят покрытиям, предназначенным для южных регионов. Для последних, особенно для субтропической зоны Краснодарского края, следует выбирать покрытия, обладающие повышенной влагостойкостью.

Некоторые производители для иллюстрации характеристик своей продукции проводят любопытные эксперименты. Так, специалисты компании Greenside OY, производителя домов из клееного бруса, недавно соорудили баню из него на Южном полюсе. При 50-градусном морозе за окном внутри бани сохраняется 120-градусная жара, что говорит о высоких теплоизоляционных свойствах использованного материала.

Если при строительстве дома были приняты во внимание особенности почвы, климатические условия и погода, а также использованы строительные материалы, рассчитанные на применение в соответствующих условиях, то его обитатели могут быть уверены в надежности своего жилья. Внутри всегда будет тепло и уютно.

Особенности климатических условий в проектировании домов

Приступая к проектированию постройки, многие сталкиваются с рядом проблем. На первый взгляд кажется, что достаточно выбрать, как будет выглядеть дом и из каких материалов он будет построен. На практике оказывается, что проектирование дома – это огромная работа, которая включает в себя множество технической информации и сложных расчетов. В частности, особое внимание нужно уделять особенностям климатических условий. При расчетах необходимо учитывать такие факторы, как температурный режим, показатели влажности, ветровой режим, а также инсоляция территории.

Читайте также:
86-летняя модель снялась в рекламе купальников

Температурный режим

С этим параметром все достаточно понятно, но стоит отметить некоторые особенности. Поскольку климат на севере и юге страны кардинально отличается, для каждого климатического района существуют свои рекомендации.

Рекомендации для холодного климата (первый и второй климатические регионы):

  • максимально уменьшить периметр наружных стен;
  • обустроить тамбур на входе в здание;
  • возвести более толстые несущие стены;
  • использовать качественные изоляционные материалы;
  • установить окна небольшого размера с тройным стеклопакетом.

Рекомендации для теплого климата (третий и четвертый климатические районы):

  • обустроить просторные лоджии и балконы;
  • установить эффективную вентиляцию и системы кондиционирования;
  • высадить живую изгородь вдоль стен.

Показатели влажности

При проектировании дома важно учитывать влажность воздуха и ее колебания как в зимний, так и в летний период. Также сюда входит учет объема осадков и увлажненность почвы.

Основные требованиям при постройке дома:

  • обеспечение отвода воды с кровли;
  • строительство дренажа и ливневой канализации по всему участку;
  • расчет формы кровли и ее материалов с учетом снеговой нагрузки;
  • обеспечение надежной гидроизоляции фундамента, цокольных и подвальных помещений.

Ветровой режим

Немаловажным условием для комфортного проживания является циркуляция воздуха. В регионах с сильными ветрами рекомендуется строить дом и хозяйственные постройки максимально близко друг к другу. Усилить циркуляцию воздуха можно обратным путем – оставить как можно больше свободного пространства между зданиями.

Инсоляция территории

Проще говоря, это показатель освещенности и интенсивность солнечной радиации. Измерения проводятся для вертикальных и горизонтальных поверхностей в различное время года. Здесь можно выделить такие рекомендации:

  • при недостаточной освещенности необходимо увеличить площадь остекления;
  • расположение окон на солнечной или затененной стороне в зависимости от климата;
  • выбор цвета отделочных материалов. При сильной освещенности темные материалы быстро выгорают.

Соблюдение перечисленных рекомендаций при проектировании позволит построить максимально комфортный для проживания дом в любом климатическом регионе.

Усадьбы Усово Московская область, Одинцовский район

Город Москва Северо-Западный административный округ, Район Строгино

Поселок Подмосковные просторы Московская область, д. Лужки

Поселок PAINTS, №4 Беларусь, Витебская область, Браславский район

Деревня Крюково Московская область, городской округ Мытищи

Деревня Отроковичи Тверская область, Конаковский район

Поселок Горки-10 Московская область, Одинцовский район

Поселок Острошицы Минская область, Логойский район

Проект шале К1-18 Проект дома в стиле шале с террасой

Проект дома А3-17 Частный загородный дом в Английском стиле

Архитектурное проектирование загородных домов и коттеджей. Сопровождение проекта и строительство.

Учет природно-климатических факторов при строительстве загородного дома

Уровень качества индивидуальных жилых домов определяется их функциональными, архитек­турными, конструктивными, гигиеническими, эстетическими, экономическими и многими дру­гими показателями. В связи с этим главной целью проектирования и строительства индивидуального жилья является достижение именно комфорта. А чтобы дом был комфорт­ным, при его строительстве требуется выполнять целый ряд сложных требований и учитывать целый комплекс специфических факторов.

И прежде чем вплотную заняться проектом, необходимо изучить, какие особенности имеют воздух, вода, рельеф, растительность в районе вашего земельного участка.

Учет влияния атмосферных условий при проектировании загородного дома

Наибольшее влияние на проектирование частного дома оказывают ат­мосферные условия. Это связано с тем, что именно состояние атмосферы определяет, насколько будет прогреваться земля на участке, хватит ли влаги высаженным вами возле дома растениям, наконец, не сорвет ли разыгравшийся ветер крышу. Конечно, можно выстроить дом универ­сальный, пригодный для любого климатического района, но гораздо экономичнее и проще ориентироваться на местные условия и максимально учитывать их в проектировании.

  1. темпера­турный режим;
  2. ветровой режим;
  3. влажностный режим;
  4. снеговой режим;
  5. дождевой режим;
  6. уровень солнечной радиации (инсоляция территории);
  7. сезонные различия в погоде и др.
Читайте также:
Как избавиться от плесени раз и навсегда

Все они способны воздействовать как на человека, так и на жилой дом.

Колебания температур как природно-климатический фактор проектирования дома

В различных географических зонах в разное время года температура может колебаться с большими амплитудами, что может отрицательно сказываться на комфортабельности жилья. Дом необходимо защищать от резких суточных и сезонных перепадов темпе­ратуры, от переохлаждения в северных условиях и перегрева в южных районах. В частности, из-за низких температур в условиях 1-го и час­тично 2-го климатических районов можно использовать следующие строительные решения:

  • максимальное увеличение ширины корпуса жилого дома;
  • сокращение периметра наружных стен;
  • двойные, тройные и поворотные тамбуры при входах в дом;
  • компактную планировку собственно дома, гаражей, хозсооружений и других объектов жилой застройки;
  • комплексные жилые дома, имеющие не только жилые и подсобные помещения, но и помещения специального назначения;
  • соединение объектов застройки отапливаемыми крытыми перехо­дами;
  • тройные стеклопакеты;
  • блокировку соседних жилых домов;
  • нетрадиционные конструктивные решения теплосберегающих за­глубленных и подземных домов;
  • энергоэффективные многослойные наружные стены и др.

Повышенная температура, характерная для южных районов, тоже является неблагоприятным фактором. В связи с этим для условий 3-го и 4-го кли­матических районов целесообразно применять следующие решения:

  • открытые пространства лоджий, балконов и террас в домах;
  • внутренние садики в жилой застройке;
  • вертикальное озеленение стен;
  • эксплуатируемые грунтовые «зеленые» крыши с садами;
  • рациональное взаимное расположение дома и хозсооружений на участке;
  • обводнение и озеленение придомовых земельных участков;
  • повышенную естественную горизонтальную и вертикальную венти­ляцию помещений дома;
  • кондиционирование воздуха и др.

Ветровой режим как природно-климатический фактор проектирования дома

Сила и направление ветра существенным образом влияют на жилище, поэтому проектировщики разрабатывают специаль­ную диаграмму – «розу ветров». Данный график в виде многоконечной звезды (розы) наглядно показывает повторяемость ветров летом, зимой или в любой другой период времени года в том или ином направлении.

С наветренной стороны, где ветровой напор образует зону повышенно­го давления, окна, форточки и вентиляционные отверстия могут быть меньшего размера, чем вентиляционные проемы на противоположной стороне дома. Учет ветрового режима очень важен при разработке ге­нерального плана комплексной усадебной застройки жилого дома со­вместно с хозпостройками, гаражом, земельным участком и соседними строениями. Архитектор должен правильно выбрать схему размещения объектов, конфигурацию зданий и интервалы между ними.

Например, в жарком влажном климате следует оставлять между зданиями застрой­ки значительные разрывы — это позволит усилить циркуляцию воздуха. В суровых климатических условиях с сильными ветрами в 1-м климати­ческом районе и других регионах возникает обратная дискомфортная ситуация, которую также необходимо учитывать при проектировании жилья. Так, на Крайнем Севере сочетание сильного ветра с низкими температурами приводит к повышенным теплопотерям дома и проду­ваемости ограждающих конструкций. Чтобы предотвратить эти явления, применяют специальные архитектурные решения, позволяющие снизить влияние холодного ветра на жилой дом. Кроме того, в 3-м и 4-м кли­матических районах с жарким и сухим климатом сильные ветра часто переносят значительное количество пыли и грязи. Для защиты от этого могут использоваться специальные экранирующие свойства застройки, зеленые насаждения, замкнутые дворы, дома с просветами и пустотами на всю глубину корпуса и другие меры.

Снеговой и дождевой режимы как природно-климатические факторы проектирования дома

Вся территория РФ разделена на три зоны влажности: влажная, нормальная и сухая зоны. Например, Санкт-Петер­бург находится во влажной зоне, Москва — в нормальной зоне, а Орен­бург — в сухой зоне. В целом для эксплуатации дома снег и дождь являются неблагоприятными факторами, поскольку они, как и ветер, переносят содержащиеся в атмосфере вредные вещества.

Для защиты от снега и дождя предусматривают следующие приемы:

  • гидроизоляцию конструкций и надежный водоотвод с крыши;
  • наружное водоотведение от дома в канавы и другие сооружения;
  • специальную снегозащитную застройку территории;
  • устройство системы дренажа и уклонов территории;
  • снегозащиту наружных поверхностей домов с устройством облицов­ки и окраской специальными стойкими составами;
  • промежуточные карнизы, сандрики и вентилируемые воздушные прослойки в стенах, а также другие градостроительные, планиро­вочные и конструктивные решения.

Кроме указанных факторов, существенное влияние на дома могут ока­зывать рельеф местности и окружающая застройка.

Рельеф местности с небольшим уклоном участка, как правило, не влия­ет на архитектуру дома и допускает практически любую планировку. При увеличении уклона до 10-15 % приходится принимать уже специ­альные решения по первому этажу, а при уклонах более 15 % целесообраз­но переходить к особым типам жилых домов — террасным и др. При этом необходимы дополнительная подготовка территории, специальные рас­четы освещения комнат, подбор соответствующих типов домов и методов их возведения. Так, нецелесообразно использовать для строительства жилья склоны, обращенные на север, поскольку в этом случае помещения и сам участок не будут освещаться солнцем в достаточной степени.

Окружающая застройка также может влиять на архитектуру дома. Для городских коттеджей на исторической территории характерна такая компоновка новой застройки, которая поддерживает и повторяет существующие архитектурные стили, геометрию и пропор­ции. Напротив, предпочтительным может оказаться не уподобление, а гармоничный контраст проектируемого частного жилья, достигаемый за счет усложнения архитектуры фасадов, планов и деталей. На всей территории России в населенных пунктах существуют специальные охранные зоны, которые учреждаются государством для сохранения архитектурного и исторического наследия. В них определена предельно допустимая высота вновь возводимых зданий.

Этажность проектируемого дома может ограничиваться и для сохране­ния обозреваемости ландшафтных и архитектурных достопримечатель­ностей — рек, холмов, дворцов, мостов и других объектов.

Учет особенностей природно-климатических факторов при проектировании и строительстве сооружений

Местные природно-климатические условия характеризуются особенностями из-за изменения фоновых условий климата района подстилающей поверхностью – рельефом, акваториями, растительностью и другими компонентами ландшафта, а в пределах городской черты еще и застройкой разной этажности, различными покрытиями территории и др. Оценка местных природно-климатических условий, как и оценка фоновых условий, производится последовательно. Вначале оценивается микроклимат ландшафта, а затем на основе его учета и микроклимат застройки [139, 140].

В строительстве широко используется типовое проектирование. Типовые проекты создаются в расчете на многократное применение в пределах крупных территорий, таких как подрайоны с учетом их последующей индивидуальной привязки к конкретному участку застройки, например, с учетом природно-климатических факторов, рельефа площадки, градостроительной ситуации и других местных особенностей [144, 148, 156-460].

Результаты анализа общих и местных климатических условий района строительства представляются в виде строительноклиматического паспорта. Строительно-климатический паспорт – это свод метеорологических и геофизических данных, используемых в градостроительной практике. Исходными данными для его составления являются общие и комплексные характеристики или показатели по элементам климата [161]. К общим характеристикам относятся: солнечная радиация (инсоляция, приход на горизонтальную и вертикальные поверхности, продолжительность облучения, ультрафиолетовая радиация); температуры воздуха (средняя, экстремальная, зимнего, летнего и отопительного периодов); ветер (направление, скорость, повторяемость); влажность воздуха (относительная, абсолютная); осадки (суммы, средние, экстремальные, снежный покров, гололед); промерзание грунтов (глубина, ход нулевой изотермы в зимнее время) [59, 137, 142].

Унифицированная форма строительно-климатического паспорта приведена на рис.4.4 [141]. Каждая графа паспорта, отмеченная на рис. 4.4 цифрами, должна содержать следующие данные: 1 – климатический район; 2 – светоклиматический пояс; 3 – расчетные температуры воздуха; 4 – зона влажности; 5 – снеговая нагрузка; 6 – гололедная нагрузка; 7 – ветровая нагрузка; 8 – количество тепла за сутки в июле, поступающего от суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности; 9 – среднемесячные и экстремальные значения амплитуды температуры наружного воздуха, продолжительность отопительного периода и другие характеристики температурного режима; 10 – абсолютная и относительная влажность воздуха, количество осадков, высота снежного покрова; 11 – максимальные и минимальные скорости ветра и их повторяемость по румбам за январь и июль; 12 – продолжительность однотипного характера погоды; 13 – классы погоды (индекс биоклиматической зоны); 14 – оценка круга горизонта по условиям теплового облучения; 15 – суточный ход температуры воздуха за теплый период; 16 – годовой график температурно-влажностного режима, осадки за год, объем снегопереноса; 17 – показатели направления и скорости ветра по месяцам с указанием неблагоприятного сектора горизонта, данные о степени запыленности местности; 18 – комплексная оценка сторон горизонта по ряду факторов: количеству солнечного тепла, инсоляции, характеристикам ветра, снегопереносу, косым дождям, запыленности и др.; 19 – микроклимат ландшафта (подробная характеристика); 20 – микроклимат застройки города (подробная характеристика) [162, 163].

Рис. 4.4. Унифицированная форма строительно-климатического паспорта

Для наиболее общей оценки климатических условий района строительства можно использовать данные климатического районирования. Климатические характеристики районов и подрайонов дают общее представление о климатическом фоне, о характере зимы и лета, о средних значениях температуры, ветра и влажности и других параметрах, которые в дальнейшем подлежат более детальной оценке на уровне пофакторного анализа климата [164].

Перечень параметров для оценки общих климатических условий района строительства приведен в табл.4.2 и 4.3 на примере Юга Украины – г. Херсона. Перечисленные характеристики определяют в целом типологию зданий и градостроительных решений [165, 166].

Климатические параметры холодного периода года для г. Херсона

Температура воздуха наиболее холодных суток, ОС, обеспеченностью 0,98/0,92

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, ОС, обеспеченностью 0,98/0,92

Средняя температура воздуха холодного периода, ОС, обеспеченностью 0,94

Абсолютная минимальная температура воздуха, ОС

Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца,ОС

Продолжительность сут./средняя температура воздуха, ОС, период со среднесуточной температурой воздуха и дневное в ремя для г. Херсона_

Жилые здания в Херсоне должны иметь наружные ограждения требуемых защитных качеств, компактное объемно-планировочное решение, теплые лестницы, тамбуры, лоджии и веранды; возможна ориентация квартир на солнечную сторону с обеспечением в летнее время солнцезащиты; необходимо угловое и сквозное проветривание квартир; затенение и обводнение территории городской застройки; вентиляция в зданиях – канальная вытяжная. При этом в летнее время помещения должны быть максимально раскрыты в окружающую среду через лоджии и веранды.

После выявления типов погоды, режимов эксплуатации зданий и установления соответствующих им типологических требований к жилищу можно выполнить дальнейший пофакторный анализ. При его проведении учитывают наличие и продолжительность воздействий местных ПКФ. Некоторые из них (поступления солнечной радиации на стены разной ориентации, температурно-радиационный комплекс и др.) учитывают при всех типах погоды. Другие факторы (ветер с дождем, ветрозаносы и др.) учитывают в первую очередь в условиях определенного типа погоды [154, 158, 160].

Пофакторный анализ позволяет производить оценку летнего температурно-влажностного режима. Она необходима для установления вида проветривания квартир при комфортной, теплой и жаркой погоде. Оценку выполняют исходя из особенностей воздействия на человека влажности воздуха в комплексе с температурой. Характер этой связи показан на рис.4.9, где приведены верхние и нижние критические значения относительной влажности, ограничивающие зону оптимальных значений при различных температурах воздуха. Вне оптимальной зоны выделены области дискомфорта с указанием отрицательно действующих факторов. Анализ начинается с построения на основе диаграммы

(рис.4.9) специальных рабочих графиков, которые предназначаются для оценки температурно-влажностного режима в дневное (13 ч.) и ночное (7 ч.) время (рис.4.10). Для анализа используют только месяцы с положительной температурой в 7 и 13 часов. Для условий г. Херсона это период с апреля по октябрь. Зная средние значения температуры воздуха в 13 ч. и используя график рис.4.9, строят (рис.4.10) верхнюю 3 и нижнюю 4 кривые критических значений относительной влажности в 13 ч. для исследуемых месяцев года. Затем то же самое повторяют для 7 ч (кривые 5 и 6). Полученные кривые 3, 4 и 5, 6 ограничивают зоны оптимальной влажности при положительных температурах соответственно в 13 и 7 часов. После этого на рисунок с кривыми 3, 4 и 5, 6 накладывают графики фактической относительной влажности в 7 ч (кривая 1) и в 13 ч (кривая 2) и анализируют их положение относительно оптимальной зоны. Как видно из рисунка, для условий г. Херсон в дневные часы (кривая 2 для 13 ч) влажность в апреле и мае ниже оптимального значения (зоны Б). В остальные месяцы с мая по октябрь влажность воздуха в дневное время нормальная (зона А). В ночные и утренние часы во время всех теплых месяцев года влажность повышена (зона В). Положениа кривой 2 свидетельствуют о том, что лето на территории г. Херсона жаркое с нормальной влажностью воздуха в дневные часы. Анализ данных рис. 4.9 подтверждает ранее сделанный вывод о том, что желательно устройство большого количества лоджий и веранд, обеспечивающих в ночное время летом сквозное проветривание квартир.

Оценка ветрового режима местности производится при решении планировочных задач, связанных с ветрозащитой, аэрацией и выбором оптимальной ориентации зданий, типов секций, квартир и т.п. [49, 151, 167]. Ветер существенно влияет на тепловое состояние человека. Ветровой режим местности характеризуется направлением движения, скоростью и повторяемостью ветра. Направление определяется точкой горизонта, от которой дует ветер. Обычно используют восемь направлений (румбов): север, северо-восток, восток, юго-восток, юг, юго-запад, запад, северо-запад. Повторяемость ветра по направлениям оценивается в процентах к общему числу случаев. Данные о скорости и повторяемости ветра приведены в [138, 143, 148, 149]. Для Херсона эти сведеГлава 4. Природно-климатические факторы и жилищно-коммунальное хозяйство, строительная и промышленная индустрия

ния даны в табл.4.5.

Рис. 4.9. Диаграмма для оценки летнего температурновлажностного режима района строительства: 1 – верхнее критическое значение относительной влажности воздуха; 2 – то же нижнее; 3 – зона оптимума (комфортных условий)

Рис. 4.10. Графики летнего температурно-влажностного режима погоды для условий г. Херсон: 1 – график среднемесячной относительной влажности в 7 ч; 2 – то же в 13 ч; 3 – верхнее критическое значение относительной влажности в 13 ч; 4 – то же нижнее; 5 – верхнее критическое значение влажности в 7 ч; 6 – то же нижнее; А – зона оптимальной влажности в 13 ч; Б – сухая зона в 13 ч; В – зона

превышения влажности в 7 ч

Данные для построения розы ветров для г. Херсона

Климат и теплозащита дома

Знание основных климатических факторов и особенностей их влияния на эксплуатационные качества строительных материалов и конструкций позволят всем желающим спроектировать и построить дом своими силами, а также сделать его теплым, сухим и уютным.

Расчетная температура наружного воздуха

С древности человек строил жилье для защиты от непогоды. В зависимости от климата возводились здания с различными конструктивными и архитектурными решениями. В холодных регионах строились компактные дома с толстыми теплоизолированными стенами и маленькими окнами, в теплых и влажных — павильонного типа для возможности сквозного проветривания, в сухих пустынных районах — с массивными стенами, позволявшими стабилизировать огромные суточные колебания температуры, а порой и заглубленные или подземные.

Рис 1. Компактный жилой дом с пристроенной гелиотеплицей для холодного климата

Все строительные конструкции, огораживающие и защищающие внутренние помещения от атмосферных воздействий: холода, дождя, снега, ветра и пр., называются ограждающими. К ним относятся: наружные стены, окна, двери, крыша. Конструкции, воспринимающие нагрузку и обеспечивающие прочность здания, называются несущими. Это колонны, балки, перекрытия, стропила. Чтобы сделать дом теплым необходимо правильно выбрать материал, учитывая его теплозащитные свойства именно для ограждающих конструкций.

Рис 2 Дом павильонного типа

При строительстве теплого дома в первую очередь надо учитывать особенности климата местности, в которой строится дом и в соответствии с этим выбирать форму дома и его планировку, строительные материалы, приемлемые конструкции и необходимую теплозащиту. При этом такие требования к дому, как — тепло, сухо и уютно — остаются в большинстве случаев решающими. Многие стремятся построить дом оригинальной конструкции, забывая порой о том, что необычность архитектурного решения должна сочетаться с тепловым комфортом. Какие же из физико-климатических факторов — температура и влажность, скорость и направление ветра, высота снежного покрова и количество выпадающих осадков, глубина промерзания грунта, количество солнечных и пасмурных дней в году — следует учитывать при строительстве теплого дома?

Рис. 3. Заглубленный в склон суперизолированный дом

Разумеется, те, которые непосредственно влияют на изменение температуры и влажности конструкций здания и в той или иной мере определяют выбор материала и тип конструкций. Прежде всего, это расчетная температура наружного воздуха в районе строительства в холодный период года. Для теплотехнических расчетов ограждающих конструкций применяют усредненные температуры наружного воздуха:

  • среднюю температуру наиболее холодной пятидневки;
  • среднюю температуру наиболее холодных суток;
  • абсолютную минимальную температуру наружного воздуха.

Средняя температура наиболее холодных суток всегда бывает ниже, чем средняя температура наиболее холодной пятидневки. Наименьшая разница между этими температурами, около 4°С, характерна для большей части Сибири, где зимы суровы и устойчивы, а перепады между этими температурами значительно меньше, чем в европейской части России. Здесь из-за довольно частых циклонов и антициклонов, сопровождающихся резким повышением температуры, сильной облачностью и даже оттепелями, эта разница составляет более 6°С.

Климат России, отличающийся редким разнообразием природных условий, куда более суров, чем климат Западной Европы и Северной Америки. В США, безусловно, значительно холоднее, чем на соответствующих параллелях в большинстве европейских стран, но не следует забывать о том, что граница между США и Канадой проходит по 49-ой параллели, т.е. южнее Волгограда и Саратова. Суровость зимнего периода выражается произведением продолжительности отопительного периода на среднюю температуру отопительного периода, которое называется градусо-дни. Различия между расчетными температурами наружного воздуха необходимо знать, чтобы правильно выбрать теплозащиту ограждения. Ведь потери тепла конструкцией в течение суток происходят неравномерно. В ночное время, когда воздух наиболее холодный, температура наружной поверхности стены снижается максимально, и постепенно стена начинает охлаждаться по толщине. Быстрота охлаждения конструкции зависит от ее способности усваивать и отдавать теплоту или от тепловой инерции.

В бревенчатом срубе или в здании с массивными стенами в самый морозный день человек не ощущает холода. Но в том же помещении, если оно плохо отапливается, через несколько дней становится холодно, промозгло и неуютно: низкие температуры наружного воздуха вызвали резкое уменьшение температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Поэтому остывший дом с массивными стенами приходится протапливать иногда и несколько дней. В связи с этим для ограждающих конструкций большой инерционности расчетная температура наружного воздуха принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки. Период в 5 суток принят потому, что его длительность достаточна для того, чтобы низкая температура наружного воздуха, установившаяся в течение этого периода, вызвала максимальное уменьшение температуры на внутренней поверхности стены. Для охлаждения ограждения малой инерционности достаточно одних суток, поэтому для их теплотехнического расчета принимается средняя температура наиболее холодных суток.

Влажность воздуха

Помимо расчетных температур наружного воздуха необходимо учитывать и влажность воздуха в районе строительства. Следует отметить, что влага оказывает огромное влияние, очень часто негативное, на теплотехнические качества ограждений. Известно, что вода прекрасно проводит тепло, а воздух, особенно сухой, обладает теплоизоляционными качествами. Поэтому строительные материалы с большим количеством пор, заполненных воздухо м, имеют хорошие теплозащитные свойства. Однако, если поры заполняются влажным воздухом или в них проникает влага, теплоизоляционная способность любого материала ухудшается. Кроме того, влага растворяет химические вещества, что приводит к быстрому разрушению материалов. Стены отсыревают, резко ухудшается микроклимат помещений, человек зябнет и часто простужается. В воздухе всегда содержится некоторое количество влаги в виде водяного пара. Ее количество, содержащееся в 1 м 3 воздуха, измеряется в граммах и называется абсолютной влажностью (г/м3). Однако абсолютная влажность не характеризует степень насыщения воздуха влагой, т.к. при разных температурах максимальное содержание влаги в воздухе неодинаково: чем выше температура, тем больше влаги может в нем находиться. Поэтому и вводится понятие относительной влажности, которая выражается в процентах (%), как отношение действительной упругости водяного пара e в воздухе к максимальной его упругости E при этой температуре. От относительной влажности воздуха зависит количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждения. Чем больше относительная влажность воздуха, тем медленнее происходит испарение. Эта величина является очень важной для проектной и строительной практики и поэтому значение E приводится в справочниках. Чрезмерно быстрое высыхание наружных слоев ограждающих конструкций и изделий, например бетонных, в начальный период схватывания бетона может вызвать образование трещин и существенное понижение прочности изделий. При малой относительной влажности воздуха высыхание наружных слоев бетона происходит быстрее, чем протекает процесс постепенного химического связывания при его твердении, что приводит к ухудшению структурно-механических свойств наружных слоев изделия или конструкции. Эти климатические особенности приходится учитывать в некоторых регионах. При повышении температуры воздуха данной влажности его относительная влажность понижается. Это объясняется тем, что упругость водяного пара е остается без изменений, а максимальная упругость E увеличивается. Совершенно противоположное наблюдается при охлаждении воздуха: увеличивается его относительная влажность вследствие уменьшения максимальной упругости E. При некоторой температуре значение e достигнет величины E, и воздух приобретет относительную влажность, равную 100%, т.е. достигнет полного насыщения. Температура, при которой воздух с данной упругостью водяного пара достигает полного насыщения, называется точкой росы. Если продолжать охлаждение воздуха ниже точки росы, то предельная упругость водяного пара будет понижаться, и излишнее количество водяного пара, фактически имеющегося в охлаждаемом воздухе, будет конденсироваться, т.е. превращаться в капельно-жидкое состояние.

В природе такие условия можно наблюдать в летнее время при образовании туманов около рек, когда с заходом солнца воздух охлаждается, его относительная влажность повышается и температура воздуха падает ниже точки росы. По мере согревания воздуха, вызванного восходом солнца, снижается его относительная влажность. При этом капельки влаги, образующие туман, испаряются и туман рассеивается. В зимнее время затяжные оттепели могут возникнуть при вторжении массы теплого влажного воздуха. При смешивании его с холодным воздухом он постепенно охлаждается, конденсирует влагу, что приводит к образованию тумана. Такое преобладание оттепелей, вызванных вторжениями с юга теплого и влажного воздуха, характерно для юга европейской части России.

В зависимости от влажностной характеристики климата в зоне строительства производится выбор материала для утепления существующего или строящегося дома. Следует знать, что теплоизоляционные материалы обладают способностью поглощать влагу, находящуюся в парообразном состоянии, из окружающего воздуха. Это явление называется сорбцией. Наибольшей сорбционной способностью обладают органические

  • материалы:
  • древесина;
  • древесноволокнистые плиты;
  • фибролит.

Сравнительно небольшую сорбционную способность имеют:

  • кирпич;
  • керамзитобетон;
  • цементный раствор;
  • минераловатные плиты;
  • минеральный войлок;
  • пенопласты.

Хотя проникновение водяных паров вглубь материала происходит достаточно медленно и зависит от плотности материала и температуры воздуха, тем не менее, это необходимо учитывать в районах с влажным климатом, когда из года в год будут постепенно снижаться не только теплозащитные качества утеплителя с высокими сорбционными характеристиками, но и долговечность ограждающих конструкций.

Ветер

Рассматривая влияние климатических факторов на теплозащиту дома, нельзя не упомянуть о ветре, который в холодное время года приносит много неприятностей. Действительно, при температуре воздуха около -5°С и сильном ветре человек мерзнет так же, как и при 25-градусном морозе.

Влияние ветра на дома и жилую застройку сказывается довольно сильно. При приближении ветрового потока к зданию он начинает оказывать давление на ту часть фасада, которая обращена к нему. В результате с этой стороны здания образуется зона повышенного давления или ветровой подпор, при котором холодный воздух более интенсивно начинает проникать через стены, окна, стыки, щели внутрь жилых помещений, сильно их охлаждая. Это явление называется инфильтрацией. Обогнув здание, ветровой поток продолжает свое движение, образуя с противоположной стороны здания зону пониженного давления или ветровой отсос. В результате этого возникает значительный перепад давлений с двух противоположных сторон дома, что способствует проникновению холодного воздуха в помещение, более интенсивному движению воздуха внутри дома от наветренной стороны к противоположной, сильные сквозняки, выветривающие тепло из комнат, понижение температуры внутреннего воздуха и резкое увеличение тепловых потерь зимой. Эти явления очень хорошо заметны, если дом находится на территории, свободной от застройки. Поэтому при проектировании зданий, а также при планировке территории, особенно в районах с сильными ветрами, зная направление господствующих ветров, необходимо:

  • защитить дом от неблагоприятного воздействия господствующих ветров живой изгородью или деревьями;
  • спланировать помещение так, чтобы в одной комнате окна не выходили на наветренную и подветренную стороны;
  • использовать для наружных стен мало воздухопроницаемые материалы;
  • тщательно уплотнить окна и их примыкания.

Если здание расположено в жилой застройке, то движению ветра препятствует не один, а несколько домов. Каждый дом в зависимости от своего положения изменяет направление ветрового потока и часто бывает трудно определить, на какие части наружных ограждений и с какой силой будет воздействовать ветер, какие конструкции будут испытывать ветровой подпор или отсос.

Характер застройки вносит существенное изменение в ветровой режим. Поэтому при проектировании и строительстве домов очень важно учитывать особенности движения ветра, чтобы взаимно расположить дома и ориентировать их по отношению к ветрам различных направлений так, чтобы ветровое давление на ограждающие конструкции было минимальным.

Особенности планировки домов в разных климатических зонах

При выборе проекта необходимо учитывать, что удобства проживания в жилом доме во многом зависят от соответствия архитектурно-планировочного решения жилища природно-климатическим особенностям района строительства. Вот о том, какими бывают особенности домов в различных климатических зонах, мы и поговорим в этой статье.

Вся территория нашей страны подразделена на четыре строительно-климатических района: I — район Крайнего Севера: II — центральная полоса России; III — юг европейской части России; IV —республики Закавказья.

Учет природно-климатических условий важен для создания необходимой среды обитания человека. Планировка жилого дома, его традиционно-национальные черты в значительной мере определяются природно-климатическими, санитарно-гигиеническими, физико-техническими условиями, а также степенью развития строительной базы того или иного региона нашей страны.

Планировка домов для северных районов

В проектах домов для условий I и частично II климатических районов особое внимание следует уделять созданию комфортных условий, направленных на сохранение теплоты. В экстремальных условиях районов Крайнего Севера и Сибири приме­няют приемы компактного архитектурно-планировочного решения дома, объединенного с хозяйственными постройками со входом через помещение шлюза (см. рис. «Типовой проект дома для северных районов»).

Как показывает опыт возведения жилищ в северных районах, в проектах домов с целью защиты от суровых природно-кли­матических условий целесообразно проведение следующих меро­приятий: увеличение ширины корпуса дома; компактная плани­ровка дома без изломов наружных стен; применение окон с трой­ным остеклением и двойными притворами; устройство возле окон защитных экранов с подачей подогретого воздуха; утепление пола первого этажа, а в районах вечной мерзлоты — организа­ция в полах систем отопления; увеличение площади входных тамбуров с тремя последовательно расположенными дверями.

Дома имеют укрупненные и нерасчлененные объемы с малы­ми оконными проемами.

В природных условиях средней полосы широко распростране­ны отдельно стоящие хозяйственные постройки. Традиционны застекленные веранды, мансарды, устраиваемые в структуре по­крытия дома.

Планировка домов для южных районов

В природно-климатических районах юга важным является защита жилища от перегрева. Комфортные условия достигаются сочетанием приемов архитектурно-планировочной организации с рядом следующих конструктивных мероприятий, ослабляющих отрицательное воздействие солнечной радиации (рис. «Типовой проект дома для южных районов» ): выбор соответствующей ориентации дома; организация сквозного и угло­вого проветривания в планировке; применение строительных ма­териалов для стен и крыши с высокими теплоизолирующими свойствами, а также вентилируемых конструкций; использова­ние солнцезащитных архитектурных средств (козырьки, ставни, жалюзи и др.); устройство летних помещений (террас, галерей, внутренних двориков и др.); широкое применение озеленения различных видов, при доме и на участке, являющемся про­должением жилой зоны вне дома; применение открытых и полу­открытых лестниц.

Указанные мероприятия с максимальным перенесением хозяй­ственно-бытовых процессов на территорию приусадебного участ­ка создадут возможности для эффективной защиты жилища от перегрева.

Наиболее полный учет возможности приспособления как от­дельных зданий, так и всей застройки в целом к особенностям района и конкретного места строительства, наиболее целесооб­разное использование географических условий (топографии, ландшафта и др.), а также имеющихся ресурсов природной энергии (солнца, ветра и др.) существенно влияет на качест­во проектов индивидуальных жилых домов.

Микроклимат жилища

Микроклимат жилища должен соответствовать физиологиче­ским требованиям жилой среды — тепло-влажностному режиму, воздухообмену, звукоизоляции помещений, а также требованиям, предъявляемым к естественному освещению. Показатели микро­климата внутри жилого дома должны соответствовать уста­новленным нормам, характеризующим показатели комфорта жиз­недеятельности человека: гигиенические нормы объема воздуха (25 м 2 /ч на 1 человека), тепловой комфорт, влажность воздуха и степень его чистоты, степень шума, изоляция помещений, характер освещенности, архитектурно-художественное решение интерьера дома.

Показатели теплового комфорта определяют теплообмен меж­ду человеком и окружающей его средой, воздушный режим по­мещений, температуру воздуха, скорость его движения, а также влаж­ность.

Оптимальная температура воздуха помещений, обеспечиваю­щая нормальное самочувствие человека, неодинакова для раз­личных природно-климатических районов и времен года. Так, в зимний период в холодных районах требуется температура воз­духа в помещениях 21-22 °С, а в средней полосе и южных райо­нах соответственно 18-20 и 17-18°С.

Для обеспечения хорошего естественного освещения жилых комнат и кухни соотношение площади световых проемов-окон должно составлять не более 1:5,5 и не менее 1:8. В санитарных узлах (туалет, душевая) возможно освещение «вторым све­том» — через фрамуги в верхней части перегородок или искус­ственное освещение.

Ссылка на основную публикацию