CC BY
4
УДК 711.4-112 DOI: 10.24412/1816-1863-2023-3-87-92 ^
а
БИОКЛИМАТИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАСТРОЙКИ §
п
В УСЛОВИЯХ ЧЕРНОМОРСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
О. Н. Сокольская, канд. техн. наук, доцент, кафедра архитектуры гражданских и промышленных зданий, Кубанский государственный технологический университет, ons33@mail.ru, г. Краснодар, Россия,
А. А. Шалая, студент, Кубанский государственный технологический университет, л
alinashalaya310303@mail.ru, г. Краснодар, Россия, н
Б. Э. Гранова, студент, Кубанский государственный технологический университет, р
newmilennium@list.ru, г. Краснодар, Россия о
к
--о
При проектировании городской застройки в условиях Черноморского побережья Краснодаре- п кого края необходимо учитывать биоклиматические особенности городов, находящихся на данной территории. В первую очередь, речь идет о безопасности проживания, а также условиях
cd
г>
микроклиматического комфорта приземного слоя атмосферной среды. В основу исследования и
положена комплексная методика изучения метеорологических процессов биоклиматического X
проектирования для черноморского побережья, которое отличается благоприятными климати- н
ческими условиями, сложным горным рельефом, наличием моря и уникальными ветровыми п
особенностями в теплое и холодное время года. Представлены рекомендации архитектурно- л
строительного и объемно-планировочного характера для формирования застройки, формирую- е
щей условия биоклиматического комфорта проживания. н
For urban design in the conditions of the Black Sea coast of the Krasnodar Territory, it is necessary to X
take into account the bioclimatic features of all cities located on this territory. First of all, it is about the п safety of living, as well as comfort for people. The study is based on a comprehensive methodology for studying meteorological processes at the macro ecological level of bioclimatic design for the conditions
of the Black Sea coast, characterized by favorable climatic conditions, complex mountainous terrain, the Щ О presence of the sea and unique wind features in warm and cold seasons.
Ключевые слова: градостроительство, температура, ветер, инсоляция, бриз, рельеф, море. Keywords: urban planning, temperature, wind, insolation, breeze, relief, sea.
оз
Введение
В современной науке градостроительства все большую актуальность приобретает биоклиматическое проектирование зданий и территорий, которое включает в себя архитектурно-строительные и объемно-планировочные подходы в строительстве на основе климатических особенностей территорий застройки.
На территории черноморского побережья, где расположены большое количество курортов Краснодарского края, биоклиматический комфорт для проживания и отдыха является наиболее актуальной градостроительной задачей.
Основные показатели климата: температура воздуха, влажность, скорость ветра формируют биоклиматический комфорт проживания на макро-, мезо- и микроуровне градостроительного проектирования. Биоклиматическое проектирование застройки оценивается по степени влияния формируемого среди застройки кли-
мата на биосферу и, в частности, на организм человека.
Существует ряд исследований, основанных на изучении климатических особенностей Черноморского побережья Краснодарского края, которые позволяют проектировать здания и застройку, наиболее полно учитывающие существующие природные особенности территории [6—10].
Материалы и методы
Данная статья основана на анализе метеорологических данных, собранных и осуществленных сертифицированными цифровыми метеостанциями, представляющими основные климатические показатели окружающей среды в режиме реального времени, расположенные в крупных городах черноморского побережья.
В данной статье представлены статистические данные климатического анализа с ц ифровых м етеостанций в городе Туапсе и Новороссийске, а также с морских стан-
87
О
i-^
X
X с
X X
cd С cd U D X
X ^
и
cd U
D ^
О ^
S X
D
О m i-
U
cd iX
О ^
I-
u о a D
88
ций в городе Гелецджике и Анапе, в которые ежедневно поступают на основе цифровых компьютерных моделей глобальных сетей ICON, GEM, GFS и ECMWF. Использование д анных компьютерных моделей позволяет произвести реальную оценку биоклиматических процессов на территории Черноморского побережья Краснодарского края.
Особенности климата черноморского побережья. Прибрежная полоса Черноморского побережья Краснодарского края протянулась вдоль южных склонов Кавказского хребта, от Таманского полуострова до города Сочи. Ее протяженность около 400 км. Здесь выделяются два климатических пояса: умеренный и субтропический. Причиной этому является высота гор. До Туапсе высота гор не поднимается выше 1 км, и они не являются серьезным барьером для северных холодных воздушных потоков, после Туапсе высота гор достигает 3000 и более метров. При этом на западных склонах Кавказского хребта в течение всего года выпадает большое количество осадков. Среднегодовая сумма осадков в сочинском регионе составляет в среднем около 1644 мм в год.
Средняя температура января на побережье Черного моря составляет 0...+6 °C, в Сочи +6 °C. Средняя температура июля +22...+24 °C. Годовое количество осадков составляет от 400 до 700 мм в равнинной части и до 3250 мм в горах [13].
Современными исследованиями доказано, что в последние десятилетия происходит повышение температуры воздуха и моря. Это следствие глобального и регионального изменения климата черноморского побережья. Доказано, что в среднем температура воздуха летом за 40 лет постепенно повышалась с примерно 21 °C в начале 1980-х до 24 °C в 2010-х годов [13].
Известный исследователь Б. П. Алисов [14] относит д ни со средней суточной температурой от 20,1 до 25,0 °С к умеренно жарким, а со средней суточной температурой выше 25° — к жарким. Это значит, что в условиях современной застройки, формирующейся на территории множества курортных городов и поселков Черноморского побережья Краснодарского края, привлекающих большое количество отдыхающих в летний период, возможно формирование неблагоприятных микроклиматических показателей приземного слоя
атмосферной среды: увеличение температуры приземного слоя атмосферы, снижение степени аэрации, а также уменьшение влажностных показателей. Очень важной для курортного строительства климатической характеристикой является повторяемость жарких дней со средней суточной температурой более 20 °С [11—12].
Температурный режим и солнечная радиация. Температурный режим черноморского побережья комфортный для проживания. Летом температуры колеблются 20—28 °С, а зимой — 6—0 °С. Приход солнечной радиации на территории черноморского побережья составляет 1380— 1400 кВт -ч/м2.
Ветровой режим. Условия циркуляции атмосферы над Черным морем имеют хорошо выраженные сезонные различия. В теплое время года — с марта по октябрь — направление ветра на побережье характеризуется ясно выраженным суточным ходом, обусловленным, с одной стороны, неодинаковым нагревом суши и поверхности моря (бризовые ветры), с другой стороны, орографическими причинами (горно-долинные ветры, ветры склонов).
На Черноморском побережье Кавказа преобладающим направлением морского бриза является западное и юго-западное, берегового — северное и северо-восточное. Но в районе Новороссийска морской бриз направлен с юго-востока, а береговой — с северо-запада. Это связано с тем, что обширная Новороссийская бухта вытянута с юго-востока на северо-запад.
Морской бриз проникает вглубь континента на 20—40 км, особенно если вблизи берега нет гор и возвышенностей. Менее интенсивный береговой бриз в море на 8—10 км.
На участке побережья от Анапы до Туапсе, при переваливании через горы холодного воздуха в зимнее время на подветренных склонах возникает порывистый штормовой холодный ветер — бора. Продолжительность боры достигает 1—3 суток, а иногда длится в течение целой недели.
Влажностный режим. Для биоклиматического проектирования обязательно нужно учитывать влажностный режим. Среднегодовая относительная влажность черноморского побережья составляет 75 %. Абсолютный максимум относительной влажности достигает 100 % и может наблюдаться в любое время года.
Таблица 1
Биоклиматическая характеристика крупных городов черноморского побережья
Новороссийск
1. Особый*
2. ГУБ
3. +2,6 °С
4. 6,7 м/с
5. +23,6 °С
6. 53 %
Анапа
1. IV
2. ГУБ
3. +3,8 °С
4. 6,9 м/с
5. +23,8 °С
6. 69 %
Геленджик
1. Особый
2. ГУБ
3. +4,7 °С
4. 7,1 м/с
5. +23,5 °С
6. 67 %
Туапсе
1. III
2. ]УБ
3. +4,4 °С
4. 9,7 м/с
5. +23 °С
6. 64 %
89
о
IX
X с
X
X
ф
с
ф
и о
X
X ^
и
ф
и
о ^
т
О
СР
X
X
о
о
т
I-
и
Ф
IX
о
СР
I-
и о а о
Окончание табл. 1
1. III
2. 1УБ
3. +5,8 °С
4. 6,5 м/с
5. +22,8 °С
6. 70 %
* 1. Ветровой климатический район по СНКК 20-303—2002.
2. Строительно-климатический подрайон по СНиП 2.01.01—82.
3. Среднемесячная температура воздуха в январе, °С.
4. Средняя скорость ветра за три зимних месяца, м/с.
5. Среднемесячная температура воздуха в июле, °С.
6. Среднемесячная относительная влажность воздуха в июле, %.
90
Абсолютный минимум 9 % приходится на январь. Много осадков выпадает на юго-востоке моря. У западных склонов Кавказского хребта часто обостряются атмосферные фронты. В связи с этим на участке побережья и в прилегающих районах открытого моря осадки в течение всего года выпадают чаще и являются более обильными, чем в остальных районах.
Результаты и обсуждения
В целом можно сказать, что при проектировании городской застройки в условиях Черноморского побережья Краснодарского края следует учитывать особенности тепло-ветрового и тепло-влажностного режима в летний и зимний период, а также учитывать особенности проектирования с учетом повышенной солнечной радиации в летний период.
Рекомендации архитектурно-строительного и объемно-планировочного характера можно свести к нескольким пунктам.
1. Градостроительные и архитектурно -планировочные приемы проектирования улично-дорожной сети должны учитывать направление развития бризовых ветров по всей территории черноморского побережья в летний период с учетом траектории обтекания сложного рельефа. Главные транспортные потоки улично-дорож-
ной сети рекомендуется размещать в направлении благоприятных береговых и морских бризовых потоков или под углом 45°. Архитектурно-планировочные и объемно-планировочные приемы застройки рекомендуется проектировать обтекаемой формы. Здания должны имитировать линии направления бризовых ветров, не препятствуя тем самым дальнейшему движению потоков воздуха.
2. Для защиты от холодного ветра в зимний период в особой ветровой зоне в таких городах, как Новороссийск и Геленджик, главные транспортные коридоры рекомендуется размещать поперек холодному экстремальному ветру, использовать закрытый тип застройки, устранять ветровые каньоны с повышенной турбулентностью, размещать общественные пространства в закрытой от экстремальных холодных ветров заветренной зоне застройки.
3. Для снижения температуры в летний период среди застройки рекомендуется максимальное увеличение площади озелененных территорий с высокой широкой кроной без подлеска, для развития бризо-вых ветров в приземной зоне. Помимо этого, при благоустройстве городских территорий рекомендуется широко приме -нять вертикальное и горизонтальное озеленение. Архитектурно-планировочные
приемы застройки с озелененными крышами должны стать визитной карточкой всего южного черноморского региона Краснодарского края.
4. Для защиты зданий и территорий от перегрева за счет солнечной радиации необходимо применять солнцезащитные мероприятия. В градостроительстве рекомендуется использовать защиту от солнца в виде навесов, беседок, козырьков. При архитектурно-планировочном решении фасадов использовать различные солнцезащитные мероприятия. Необходимо использовать солнцезащитное остекление и светоотражающие материалы: теплоотра-жающие, теплопоглощающие стекла, теп-лосортирующие стеклоблоки.
5. В планировочном решении жилой застройки необходимо учитывать, что теплый период предполагает открытый режим помещений. Для такого режима ха-
рактерно наличие летних помещений: лоджии и веранды, затенение и аэрация, а также сквозное (угловое, вертикальное) проветривание. Для аэрации эффективно использовать бризы, имеющие постоянный характер. Кроме того, целесообразно применять на первых этажах зданий колонны и трансформируемые наружные стены. Например, раздвижное остекление на верандах и террасах, однако необходимо обеспечить достаточную теплоизоляцию с учетом зимнего периода.
Заключение
Таким образом, в основу биоклиматического проектирования застройки и градостроительства необходимо учитывать положение природно-климатических особенностей, которые характерны для всех городов черноморского побережья.
Библиографический список
1. Гиясов А., Сокольская О. Н. Формирование городской застройки с учетом экологических факторов атмосферной среды в жарких маловетреных и штилевых климатических условиях: монография. — Краснодар: КубГТУ, 2016. — 140 с.
2. Цвиренко П. А. Циркуляционные условия формирования наводнения 2013 г. — URL: https:// vital.lib.tsu.ru/vital/access/manager/Repository/vital:2579, дата доступа 07.07.2023.
3. Полонский А. Б. Шокурова И. Г. Изменения сезонного хода геострофической циркуляции в Черном море 2010 // Морской гидрофизический журнал. — 2010. — № 1. С. 16—31.
4. Земляков В. М. Гидрометеорологическое районирование Черного моря // Труды УкрНИГМИ. — 1963. — Вып. 38.
5. Мель И. В. Формирование тепло-ветрового режима жилой застройки городов: Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы природообустройства: геодезия, землеустройство, кадастр и мониторинг земель» / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, 2017. — С. 96—99.
6. Ефимов В. В., Барабанов В. С., Крупин А. В. Моделирование мезомасштабных особенностей атмосферной циркуляции в Крымском регионе Черного моря // Морской гидрофизический журнал. — 2012. — № 1. — С. 64—74.
7. Сокольская О. Н., Гиясов А. И. Градостроительное освоение сложного рельефа и побережья южных районов СНГ // Промышленное и гражданское строительство. — 2019. — № 7. — С. 42—49.
8. Справочник по климату Черного моря. — М.: Гидрометеоиздат, 1974. — 407 с.
9. Сокольская О. Н., Гиясов А. И. Градоэкологические предпосылки к застройке черноморских городов Краснодарского края с учетом тепло-ветровых процессов // Строительство и образование. — 2020. — № 3. — С. 39—56.
10. Гиясов А., Тускаева З. Р., Гиясова И. В. Использование особенностей сложного рельефа для устойчивого развития горных территорий // Устойчивое развитие горных территорий. — 2018. — Т. 10. — № 4 (38). — С. 558—565.
11. Гура А. Ю. Проблематизация истины в познавательном процессе: автореф. дис. ... канд. филос. наук. — Ростов н/Дону, 2016. — 25 с.
12. Popov R., Sekisov A. N., Gura D. A., Ivanov L. I., Shipilova N. A. Genesis of organizational and technological planning in russian building practice // Revista Turismo Estudos & Praticas. — 2020. — № S4. — P. 60.
13. Приходько И. А., Вербитский А. Ю., Сергеев А. Э. Анализ изменения климата на Черноморском побережье России // International agricultural journal. — 2022. — № 1. — С. 366—383.
14. Алисов Б. П., Полтораус Б. В. Климатология: учебник для вузов. — 2-е изд. — М.: Изд-во МГУ, 1974. — 300 с.
ТЗ о ш
о
Г) -I
тз
о
-I
cd
о-
г> -I
03 ,
п
0
1 X
тз
о
03
о п
cd
О-
г> X
X н
0
Г) cd
cd
1 I
У
I -I
о оз
91
m
BIOCLIMATIC BUILDINGS DESIGN IN THE CONDITIONS OF THE KRASNODAR
o REGION BLACK SEA COAST
X
c
CD U
O
a.
O. N. Sokolskaya, Ph. D. (Technical Sciences), assoc. professor, The Department of Architecture of Civil and Industrial Buildings, Kuban State Technological University, ons33@mail.ru, Krasnodar, Russia,
x
cd A. A. Shalaya, student, Kuban State Technological University, alinashalaya310303@mail.ru,
cd Krasnodar, Russia, u
o B. E. Granova, student, Kuban State Technological University, newmilennium@list.ru, ^ Krasnodar, Russia
u
References
1. Giyasov A., Sokolskaya O. N. Formirovanie gorodskoj zastrojki s uchetom e'kologicheskix faktorov atmos-& fernoj sredy' v zharkix malovetrenyx i shtilevyx klimaticheskix usloviyax [Formation of urban development
O taking into account environmental factors of the atmospheric environment in hot, windy and calm cli-
matic conditions]. Monograph. Krasnodar: KubSTU. 2016. 140 p. [in Russian].
s
^ 2. Tsvirenko P. A. Cirkulyacionnye usloviya formirovaniya navodneniya 2013 [Circulation conditions of flood § formation 2013]: URL: https://vital.lib.tsu.rU/vital/access/manager/Repository/vital:2579 [in Russian].
c 3. Polonsky A. B. Shokurova I. G. Izmeneniya sezonnogo xoda geostroflcheskoj cirkulyacii v Chernom more O [Variations of the Seasonal Behavior of Geostrophic Circulation in the Black Sea]. Sea hydro physics j'ourle nal. 2010. 1. P. 16-31 [in Russian].
j£ 4. Zemlyakov V. M. Gidrometeorologicheskoe rajonirovanie Chernogo morya [Hydrometeorological zoning of <D the Black Sea]. Proceedings of UkrNIGMI]. 1963. Iss. 38.
s 5. Mel I. V. Formirovanie teplo-vetrovogo rezhima zhiloj zastrojki gorodov [Formation of the heat-wind regime ^ of residential urban development]. Materials of the International Scientific and Practical Conference "Ac-£ tual problems of environmental management: geodesy, land management, cadastre and land monitoring". O 2017. P. 96-99.
Ö 6. Efimov V. V., Barabanov V. S., Krupin A. V. Modelirovanie mezomasshtabnyx osobennostej atmosfernoj
cirkulyacii v Krymskom regione Chernogo moray [Modeling of mesoscale features of atmospheric circulation in the Crimean region of the Black Sea]. Marine Hydrophysical Journal. 2012. № 1. P. 64—74 [in Russian].
7. Sokolskaya O. N., Giyasov A. I. Gradostroitelnoe osvoenie slozhnogo refefa ipoberezhya yuzhnyx rajonov SNG [Urban development of complex relief and coast of the southern regions of the CIS]. Industrial and civil construction. 2019. № 7. P. 42—49 [in Russian].
8. Spravochnikpo klimatu Chernogo morya [Handbook of the climate of the Black Sea]. Hydrometeoizdat. Moscow, 1974. 407 p. [in Russian].
9. Sokolskaya O. N., Giyasov A. I. Gradoe'kologicheskiepredposy'lki k zastrojke Chernomorskix gorodov Kras-nodarskogo kraya s uchyotom teplo-vetrovyx processov [Gradoecological prerequisites for the construction of the Black Sea cities of Krasnodar Krai, taking into account heat and wind processes]. Building construction and education. 2020. № 3. P. 39—56 [in Russian].
10. Giyasov A., Tuskaeva Z. R, Giyasova I. V. Ispol'zovanie osobennostej slozhnogo refefa dlya ustojchivogo raz-vitiya gornyx territorij [Using the features of complex relief for the sustainable development of mountain territories]. Sustainable development of mountain territories. 2018. Vol. 10. № 4 (38). P. 558—565 [in Russian].
11. Gura A. Y. Problematizaciya istiny v poznavatel'nom processe [Problematization of truth in the cognitive process Problematization of truth in the cognitive process]. Degree thesis of the Ph. D. in Philosophical Sciences. Rostov on Don. 2016. 25 p. [in Russian].
12. Popov R., Sekisov A. N., Gura D. A., Ivanov L. I., Shipilova N. A. The genesis of organizational and technological planning in Russian construction practice. Revista Turismo Estudos & Praticas. 2020. № S4. P. 60.
13. Prikhodko I. A., Verbitskiy A. Yu., Sergeev A. E. Analiz izmeneniya klimata na Chernomorskompoberezhe Rossii 2022 [Analysis of climate change on the Black Sea coast of Russia]. 2022 [in Russian].
14. Alisov B. P., Poltoraus B. V. Klimatologiya [Climatology]. Textbook for universities). 2nd ed. M.: Publishing House of Moscow State University, 1974. 300 p. [in Russian].
92
