Здания, возводимые в районах с жарким климатом

Особенности климата южных районов. Районы с жарким климатом, расположенные в поясе между 35-й и 45-й параллелями, отличаются продолжительным жарким летом и интенсивной солнечной радиацией.

В некоторых южных районах (Закавказье, Крым и др.) наблюдается нормальная или повышенная относительная влажность, мягкая и короткая зима. Для климата Средней Азии характерны исключительно жаркое лето (температура днем достигает иногда 50°С), низкая относительная влажность воздуха и сравнительно холодная зима (морозы доходят до -25°С). Летом и ночное время температура воздуха в большинстве районов Средней Азии резко падает.

Под действием солнечной радиации, облучающей ограждающие конструкции и проникающей в здания, помещения и находящиеся в них люди интенсивно перегреваются. В результате этого резко ухудшаются условия труда, снижается его производительность, повышаются травматизм и заболеваемость работающих. В зданиях с кондиционированным температурно-влажностным режимом перегрев помещений вреден и в технологическом отношении, так как при этом нарушаются заданные параметры воздушной среды, что, в конечном счете, резко снижает качество продукции.

Прямые солнечные лучи при попадании в глаза и даже отражении от блестящих поверхностей, снижают работоспособность зрении.

Говоря об отрицательных факторах солнечной радиации, нельзя не отметить и ее положительного значения. Солнечные лучи, проникающие в помещение, повышают освещенность за счет отраженного света, положительно влияют на психику людей и являются мощным антибактерицидным фактором. Нагревая воздух и создавая мягкие воздушные течения, солнечная радиация является источником (правда, незначительным) естественного воздухообмена в помещениях. Однако положительные свойства солнечной радиации эффективнее используются в зданиях, располагаемых лишь в средних и особенно в северных районах нашей страны, где перегрев помещений лучами солнца или незначителен, или отсутствует.

Количество тепла, поступающего в помещение за счет солнечной радиации, определяют расчетом.

Неблагоприятные для человека климатические факторы жарких районов можно устранить или ослабить некоторыми мерами при строительстве промышленных предприятий и отдельных зданий. В условиях жаркого климата эти меры направлены либо против штилей, либо против ветров-суховеев.

С этой целью используют мероприятия объемно-планировочного и конструктивного характера. В первую очередь применяют особые планировки предприятий и ограждающие конструкции зданий, а также различного вида солнцезащитные (затеняющие) устройства.

Планировка территории предприятия. Мероприятия по борьбе с перегревом производственных зданий предусматривают, начиная с выбора места строительства предприятия. При этом учитывают природные особенности местности (рельеф, растительность, наличие воды, господствующий ветер и др.).

В жарко-влажных климатических районах промышленные предприятия целесообразно размещать на возвышенной местности, где скорость ветра повышается, или на северных и южных наветренных склонах возвышенных участков, наименее подверженных нагреву от солнечного облучения.

В жарко-сухих районах предпочтительнее застраивать нижние участки юго-восточных и восточных склонов долин, где здания или сооружения меньше нагреваются днем и интенсивнее охлаждаются прохладными потоками вечером и ночью.

Одно из простейших и эффективных средств борьбы с перегревом зданий правильная ориентация предприятия и отдельных зданий по странам света и по отношению к направлению господствующих ветров. Восточные и западные стены под действием солнечной радиации получают в 3-4 раза больше тепла, нежели южные, так как последние облучаются только высоко стоящим солнцем, лучи которого полого скользят по плоскости стен. Поэтому лучшей считают ориентацию зданий с двухсторонним остеклением длинной осью в направлении восток - запад.

Для обеспечения более интенсивного проветривания территории промышленного предприятия и лучшего охлаждения зданий последние следует располагать длинной осью параллельно направлению господствующих ветров или под углом не более 45° (рис.10). Здания должны меньше загораживать преобладающие ветры. С этой целью низкие сооружения размещают с наветренной стороны территории застройки (рис.10, б). При частом изменении направления ветрового потока более высокие здания размещают в средней части предприятия.

Известно, что позади построек (на заветренной стороне) образуется зона низкого давления с обратным течением воздуха над поверхностью земли (рис.10, в). Протяженность этой зоны зависит от силы и направления ветра, размеров и формы здания и профиля покрытия. Соседние здания, расположенные в пределах этой зоны, слабо омываются ветром и поэтому сильно перегреваются. Во избежаниеперегрева помещений при застройке территории длинными параллельными зданиями расстояние между ними рекомендуют приниматьне менее 7 высот экранирующего здания.

Рис.10. Элементы планировкипредприятий при использованииветра иводоемов для зашиты зданий отперегрева:

а - расположение зданий в плане но отношению к направлению господствующих ветров; б - ступенчатая по высоте застройка предприятия с раскрытием пространства в сторону преобладающих ветров; в - размещение зданий в зоне низкого давления с соблюдением необходимого разрыва; г - влияние зеленых насаждений на аэрацию одноэтажных зданий; д - водоем около здания для

охлаждения воздушного потока

Значительно улучшают микроклимат промышленных предприятий высаживаемые на их территории зеленые насаждения. Листва их поглощает (нейтрализует) большую частьсолнечной радиации и образует защитный экран. Вместе с тем насаждения не должны быть слишком густыми и частыми, так как в противном случае они будут мешать циркуляции воздуха около зданий и на территории предприятия. Лучшими для озеленения признаны лиственные породы деревьев - чинара, низ, клен, тополь, которые летом дают тень, а зимой, теряя листву, пропускают лучи солнца, что благоприятно влияет на микроклимат помещений.

Чтобы эффективно проветривать производственные помещения, необходимо правильно подбирать высоту и форму кроны деревьев и кустарников (рис.10, г). В районах засушливого климата зеленые полосы обычно располагают перпендикулярно направлению господствующих ветров, а во влажных - параллельно этим ветрам, что способствует аэрации застройки предприятия.

Возможно, большую площадь территории предприятий должны занимать газоны и цветники, так как почва с таким покровом нагревается значительно меньше, нежели асфальтовые и бетонные покрытия. Территорию охлаждает также ее обводнение - бассейны, пруды, фонтаны и частые поливки. Водоемы, расположенные непосредственно около зданий, способствуют охлаждению воздуха в помещениях (рис.10, д). Пешеходные дорожки на территории предприятий целесообразно затенять зелеными насаждениями.

Климатические особенности южных районов позволяют уменьшать территорию некоторых промышленных предприятий путем сокращения нормативного запаса исходных материалов, поскольку добыча и доставка их могут производиться в любое время года.

Типы зданий и ограждающих конструкций. В районах с жарким климатом распространены промышленные здания с обычными объемно-планировочными решениями. При жарко-сухом климате хорошие результаты дает принцип блокирования производств; при этом уменьшается площадь наружных стен, что смягчает вредное влияние суховеев и пыльных бурь. В этом случае целесообразно строить также здания с замкнутыми или полузамкнутыми дворами.

Промышленные здания в районах с жарко-влажным климатом должны иметь небольшую ширину в целях обеспечения хорошей аэрации.

Зданияс горячими производствами рекомендуется проектировать с активным аэрационным профилем, способствующим интенсификации движения воздуха через все здание.

Нередко многоэтажные здания предпочитают одноэтажным, так как большая скорость ветра и верхних слоях улучшает условия естественного воздухообмена в помещениях. Кроме того, покрытие, сильно нагреваемое под действием солнечной радиации, имеет в многоэтажном здании меньшую относительную площадь, нежели в одноэтажных.

Небольшая снеговая нагрузка на покрытия зданий в южных районах позволяет укрупнять сетку колонн и таким образом строить более универсальные здания.

Климатические особенности южных районов, как нигде, позволяют, открыто размещать технологическое оборудование ряда производств. Вне зданий здесь можно размещать значительную часть оборудования. При этом открытые установки, несмотря на дорогостоящие меры по антикоррозийной защите, значительно сокращают объем строительно-монтажных работ, снижают пожаро - и взрывоопасность производств, создают благоприятные условия труда рабочих, уменьшают эксплуатационные расходы и обладают рядом других преимуществ. Над отдельными агрегатами и рабочими местами, находящимися вне зданий, предусматривают укрытия от атмосферных осадков и солнечной радиации.

Фундаменты зданий, возводимых в южных районах, стоят дешевле, имеют во многих случаях меньшую стоимость, чем под аналогичные здания, построенные в обычных условиях, так как небольшая глубина промерзания грунта позволяет сооружать фундаменты неглубокого заложения.

Стены зданий в южных районах устраивают из общеизвестных материалов и изделий: кирпича и блоков, асбестоцементных, алюминиевых и стальных волнистых листов, железобетонных, легкобетонных и других панелей. При этом учитывают, что под воздействием солнечной радиации и в результате значительных температурных деформаций в районах с континентальным климатом материалы и стыковые соединения элементов стен могут ускоренно разрушаться.

В тех зданиях, в которых требуется поддерживать постоянный тем-пературно-влажностный режим, а также располагаемых в районах с большими суточными колебаниями наружной температуры, возводят стены с высокой степенью теплоустойчивости. Такие стены, обладая требуемой тепловой инерцией, оказывают достаточное сопротивление теплопотоку в помещение, а колебания температуры па внутренней поверхности их незначительны. В теплоустойчивых стенах допускается предусматривать воздушные прослойки, вентилируемые воздухом.

В зданиях с производствами, не требующими специальной защиты от перегрева солнечной радиацией, а также возводимых в районах с жарко-влажным климатом, когда суточные колебания температуры наружного воздуха незначительны, устраивают стены легкой (обычно жалюзийной) конструкции. Они способствуют беспрепятственному прониканиювоздушных потоков.

Наружные поверхности стен рекомендуется окрашивать в холодные светлые тона, хорошо отражающие солнечную энергию и тем самым снижающие их нагрев. В такие же тона рекомендуется окрашивать внутренние поверхности помещений.

При назначении размеров остекленных поверхностей в южных районах исходят не только из условия естественного освещения, но и предотвращения перегрева помещений под действием солнечной радиации. В районах с жарко-сухим климатом, где солнечный светособенно яркий, размеры окон назначают несколько меньшие, чем требуется по условиям освещения. Располагают окна, как правило, в верхней части стены. Вместе с тем в жарко-влажномклимате окна могут быть больших размеров в целях интенсификации воздухообмена в помещениях. Однако размеры окон, ориентированных на южную сторону горизонта, во всех случаях следует по возможности уменьшать.

Перегрев помещений под влиянием солнечной радиации можно значительно снизить при заполнении оконных проемов теплозащитным или светорассеивающим стеклом, стеклопакетами, стеклоблоками, стеклопрофилитом и листами из стеклопластика.

Температурно-влажностные условия в производственных помещениях в жарком климате находятся в прямой зависимости от конструкции покрытия здания. Так, при большой площади и темном цвете, облучаясь в течение почти всего дня, сильно нагреваемое покрытие (до 80°С и выше) становится источником нагрева внутреннего воздуха.

В зданиях с нормальным температурно-влажностным режимом производства покрытия устраивают утепленные или с вентилируемыми воздушными прослойками. Хорошо зарекомендовали себя кровли из специального рубероида, облицованного с наружной стороны алюминиевой фольгой или с бронирующим слоем, состоящим из слюдяной крошки, мелкого гравия или песка светлых тонов. Кровлю можно окрашивать в белый цвет.

Иногда покрытию (кровле) придают ломаное или искривленное очертание. При этом нагрев кровли значительно снижается из-за уменьшения угла падения солнечных лучей.

В зданиях со строго заданным температурно-влажностным режимом широко распространены водонаполненные покрытия со слоем воды толщиной 50-100 мм. Вода, отражая солнечные лучи, хорошо защищает покрытие от перегрева.

В зданиях с избытками тепла или газа при интенсивной аэрации, а также в строениях вспомогательного и временного характера покрытия устраивают однослойные из волнистых асбестоцементных алюминиевых и стальных листов.

В условиях жаркого климата фонари рекомендуется устраивать с односторонним остеклением (например, шедовые). При ориентации световых плоскостей этих фонарей на северную часть горизонта удается дать равномерное естественное освещение всей производственной площади. В этих районах применяют также П - образные фонари с вертикальным остеклением, зенитные с защитой от солнечной радиации.

Солнцезащитные устройства. Одним из эффективных приемов борьбы с перегревом помещений являются солнцезащитные устройства. Затеняя оконные проемы (аиногда истены), они ограничивают поступление тепла солнечной радиации и помещения и защищают работающих от ослепления прямыми солнечными лучами. Кроме того, они снижают затраты на устройство и эксплуатацию вентиляционных установок.

Солнцезащитные устройства рекомендуется предусматривать в зданиях с постоянным пребыванием рабочих, выполняющих работы I-IV зрительных разрядов, на предприятиях, располагаемых в III и IV климатических районах.

Солнцезащитные устройства не должны ухудшать условия воздухообмена в помещениях, они должны быть легкими, удобными и надежными в эксплуатации, экономичными, а в зимний период времени создавать минимальное затенение светопроемов.

Такие устройства подразделяют на постоянные, являющиеся элементами зданий, и временные, устраиваемые в процессе эксплуатации зданий, а по конфигурации - на горизонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные. Тип солнцезащитных устройств выбирают с учетом назначения здания, природных особенностей района, ориентации, формы и размеров светопроемов, режима эксплуатации и технико-экономических показателей.

Козырьки над окнами делают в основном при высокомстоянии солнца для затенения светопроемовюжных фасадов. Они могут быть горизонтальными (в виде сплошной плиты или решетчатыми) и наклонными (рис.11, а - в). Изготовляют козырьки из железобетонных плит, асбестоцементных листов, деревянных реек и т. д. Они имеют простую конструкцию, снижают освещенность незначительно, не ухудшаютаэрацию помещений, однако они защищают помещения от проникания косых лучей солнца.

Рис.11. Типы солнцезащитных устройств зданий:

а - горизонтальный козырек из сплошной плиты; б - то же, решетчатый; в - наклонный сплошной козырек; г - жалюзи, располагаемые в пределах толщины светопроемы; д - жалюзи около проема; е -- жалюзи на относе от светопроема; ж - вертикальные ребра; з - вертикальные ребра в комбинации с горизонтальными жалюзи; и - комбинированные (коробчатые); к - ячеистые солнцезащитные панели; л - то же, маркизы

К горизонтальным солнцезащитным устройствам относят также жалюзи, хорошо защищающие помещения от солнечной радиации при любой ориентации проемов. Жалюзи могут быть с неподвижными и подвижными (регулируемыми) перьями. Устанавливают их в пределах толщины светового проема, около него и с выносом от проема (рис.11, г - е). Изготовляют жалюзи из дерева, металла и пластмасс. Жалюзи незначительно снижают естественную освещенность помещений. При ориентации проемов па запад и восток можно применять вертикальные поворотные и раздвижные жалюзи.

Для затенения световых проемов северо-западной и северо-восточной ориентации иногда применяют вертикальные ребра из сплошных плит (рис. 11, ж). Экраны размещают по бокам проемов, а при ленточном остеклении - через определенное расстояние по его длине. Ребра не допускают в помещение косых лучей низкостоящего солнца, но не защищают полностью помещение от лучей при его высоком стоянии. Можно применять ребра в комбинации с горизонтальными жалюзи (рис.11, з).

В многоэтажных промышленных зданиях на фасадах любой ориентации используют комбинированные (коробчатые) солнцезащитные устройства, состоящие из вертикальных и горизонтальных плит, обрамляющих световые проемы (рис.11, и). Коробчатая система хорошо защищает помещения от прямых и косых солнечных лучей, однако она дорога и трудоемка в монтаже.

В особо жарких районах перед световыми проемами можно устанавливать ячеистые солнцезащитные панели (рис.11, к). В промышленных, как и общественных зданиях, возможно применение маркиз - текстильных солнцезащитных навесов, натянутых на металлический каркас (рис. 11, л). Маркизы могут быть с боковыми стенками или без них.

Размеры и наклон затеняющих устройств определяют в зависимости от географической широты места строительства и ориентации световых проемов по сторонам горизонта. Все типы солнцезащитных устройств рекомендуется окрашивать в белый цвет. Для затенения окон и глухих участков стен, а также в декоративных целях на юге часто используют быстрорастущие лазающие растения.

Дата добавления: 2015-12-01