CC BY
9
В. И. Ф ЕДЫ некий
Радиационные температуры на территории городских зеленых насаждений1
Из сектора гигиены воздуха и планировки населенных мест Института общей и коммунальной гигиены Академии медицинских наук СССР
В 1947 г. нами проведена работа по изучению радиационных температур на территории зеленых насаждений Москвы в сопоставлении с теплоощущениями человека. Наряду с решением некоторых методических вопросов, эта работа дала возможность произвести сравнительную оценку радиационных условий, создающихся на территории зеленых насаждений, в зависимости от их типа.
Для этой цели был выбран на территории Москвы ряд объектов с зелеными насаждениями различной значимости в отношении микроклиматического эффекта. На каждом из этих объектов наблюдения проводились одновременно в двух пунктах: в местах наибольшей затененности растительностью и на открытом месте, доступном солнечному облучению. В зависимости от характера объекта, производились дополнительные наблюдения: для выяснения влияния отраженной радиации от стены дома, охлаждающего эффекта действующего фонтана, значения той или другой породы древесной растительности и т. п.
Всего городских объектов было исследовано 5; проведено 34 наблюдения на них в 16 точках и 306 инструментальных измерений, не считая повторных контрольных бтечетов.
Объекты эти следующие: 1. Дендрслогический сад и парк при сельскохозяйственной академии им. Тимирязева с точками наблюдения: а) в дендрологическом саду, представляющем зеленый массив из групп взрослых деревьев (липа, вяз, дуб, сосна) с. подлеском и кустарником и открытых полян; 'наблюдения гароизэодились среди группы деревьев с сомкнутыми кронами (вяз, сосна) и с подлеском, состоящим из кленовой поросли; б) в парке с разреженной древесной растительностью преимущественно из многолетних лип, растущих группами, но не дающих вполне сомкнутых крон; наблюдения производились в тени лип, в месте, лишенном подлеска и кустарника; в) в сквере перед главным зданием академии с цветниками и другой партерной растительностью; точка наблюдений была расположена на аллее сквера. 2. Уличные насаждения с точками наблюдения: а) на пешеходной аллее вдоль Божениновской улицы из многолетних липовых деревьев с расстоянием между рядами в 4 м; тень от деревьев равномерная; точка наблюдения находилась на утрамбованной дорожке в тени деревьев; б) на той же улице на открытом инсолируемом месте на границе между тротуаром, покрытым асфальтом, и булыжной мостовой. 3. С'ад Девичьего Поля с разнообразной древесной и кустарниковой растительностью (липа, клен, тополь, лиственница, боярышник, сирень и т. д.). Значительно развита сеть проходных аллей с расположенными между ними газонами. Точки наблюдения: а) на газоне рядом с липовой аллеей в тени сомкнутых крон взрослых деревьев; б) на открытой инсолируемой площадке невдалеке от лиловой аллеи; в) на газоне в тени взрослых американских кленов, образующих двурядную посадку вдоль аллеи; г) на незатененном газоне в 6 м от действующего многоструйного фонтана с каскадным падением струй из чаши. 4. Сквер на площади им. Свердлова'. Точки наблюдения: а) на краю дорожки в тени гу сток-рои ной декоративной яблони; затенение полное; б) в центре сквера близ клумбы на открытом инсолируемом месте. 5. Замкнутый со всех сторон жилищный комплекс, образованный 7-этажными домами на Каляевской улице. Точки наблюдения: а) в тени липы у пассажа-тротуара на расстоянии около 3,5 м от кирпичной неоштукатуренной стены; б) в центральной части внутриквартального сквера, облучаемой солнцем; в) на инсолируемом месте у пассажа-тротуара в 3,5 м от стены.
Наблюдения проводились! в период с 24.У1 по 4.УП от 10 до 15 часов дня, т. е. в часы, близкие к наивысшему стоянию солнца над горизонтом. Выбор дней наблюдений устанавливался по прогнозам бюро погоды с ориентировкой на безоблачные дни. Все же облачность отмечалась в протоколах наблюдений, но она не превышала 5 баллов и
' В. И. Федынский, К вопросу о методике определения радиационных температур на открытых пространствах. Гигиена и санитария, № 9, 1947.
24. VI 24. VI 25. VI 27.У1 27^1 2.УИ 4.УН ■4. VII Число и месяц 1947 г.
Дендрологический сад и сквер Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева Парк и сквер Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева Уличные насаждения и мостовая на Божени-новской улице Сад Девичьего Поля...... Сад Девичьего Поля...... Сквер на площади Свердлова Квартал на Каляевской .... Квартал на Каляевской .... Название объекта
о ь 3 н м — Ю Ю (О ю ю он»"" 3) оо ® 0> оо оо • • • - - - - - ОО' •—• о © ю о о — ¿»а-? в тени деревьев Температура воздуха
29,1 2Э ,0 23.7 26.8 27,9 19.5 26,1 26.6 на открытой площадке
1 ° Р о Р Р Г" • СО ^ О О О Величина перепада температуры
27,8 33,8 30,6 34,8 37,1 25,1 38,1 Тротуар-пассаж (об-луча.мый СО 1НЦ1Н) 70,3 в тени деревьев . Радиационная температура
66,0 69.6 57.7 65,7 01,5 51,1 62,5 65,3 на открытой площадке
38,2 35.8 27,1 30.9 24,4 29,0 24,4 Величина перепада радиационной т.мп.ратуры между затененной и пн-солируемой площадкой
23,7 22,7 23.3 21.4 22.5 15,0 20.6 в тени деревьев -И 1. п г-
23,0 22,7 23.0 22.1 22,0 14,6 19,9 на открытой площадке
Комфортно тепло Неприятно тепло Комфортно и комфортно прохладно Комфортно Неприятно тепло Неприятно прохладно Комфортно и комфортно тепло в тени деревьев Теплоощущения по семибалльной шкале
Жарко > Неприятно тепло Жарко и неприятно тепло Жарко Комфортно тепло Жарко и неприятно тепло на открытой площадке •
1 со СО Л. ^ сл ф> сл 1 сп «3 о сл о со оо в тени деревьев Относите 1ьная влажность воздуха (в %)
| со со .4*. Сл Со со со о о го о сл сп на открытой площадке
0,03 0,9 1,1 0,8 0,9 0,7 1.1 в тени деревьев Скорость ветра в м/сек
, - Г Г Г Р г р/ 1 о со —' ю на открытой площадке
17,2 20,6 24,4 23.1 26,7 16,0 21.2 в тени деревьев Температура ПОЧТЗЬ!
34.5 31,7 38,7 36.6 30,6 35,0 37,6 41,9 на открытой площадке
о
■о
го
х
X о
ч
<*
2 а п ■о
Р н
•о
Ё
ш
о ы
Я «<
X ш
"•о
СО »
В) ]а
о X
х В)
I!
О X
3 я ©
Н X
н ш
5-в"
А и х го н ¡а X а со
X X
ь £ X X
X н
р го
£ 2 » X
)= тэ
Л 6>
X н »р
НОВ
<» го а ь
Ь X О ■с О X
в 2
В X го ГО X 43 X Го
м й Р
и р
■в В) != X
В) -
X
о X X
о
• X«
£ X го -а р
J
была представлена кучевыми облаками среднего и перисто-кучевыми верхнего яруса. Отсчеты на приборах производились, как правило, при полном солнечном сиянии.
Методика наблюдений состояла в определении:
1) температуры и влажности воздуха психрометром Ассмана,
2) скорости движения воздуха анемометром Фюсса-Робинсона,
3) комплексной температуры шаровым термометром с пересчетом по таблицам Шиба радиационных температур,
4) дополнительно производились наблюдения над температурой поверхности почвы,
5) регистрировались теплоощущения наблюдателей по шкале Бедфорда, включающей семь оттенков теплоощущений: а) жарко, б) неприятно тепло, в) комфортно тепло, г) комфортно, д) комфортно прохладно, е) неприятно прохладно и ж) холодно.
Все измерения производились на высоте дыхания человека (1,5 м от уровня почвы). Соблюдалась точная синхронность отсчетов на приборах в сравниваемых точках: в затененных древесной растительностью местах и на облучаемых солнцем площадках.
Результаты наблюдений приведены в сводной таблице; условия и обстановка наблюдений протоколировались на специальных картах
40
35
30
а
го
- 38.2' 1 т
т ■
_ Щ ■
1
1 1
35.Г
И
«
I
Ш Ш 1
й
зая'
Ж
I
ш р
I
глг
ггг ■
1
I
§
1
24.4'
сад
дерево
Селъслояяяиетветт. I Сад Девичьего I Спверпа академия им. Тимирязеве I г, от
Н4
т
I
I
I
Липовая Аллея амери-
1 млев канских кленов
1 Уличная Сад МеНичьего
посадка пиля
Сквер
Ш
кол
<илои 'елтал
I СбсрИтва
Рис. 1. Перепады радиационных температур между облучаемыми солнцем и затененными участками на территории разного типа городских зеленых насаждений
по каждому пункту наблюдений; теплоощущения зарегистрированы на отдельных учетных картах.
Скорость ветра во все дни наблюдений редко превосходила 1 м/сек. и, что чрезвычайно .важно для выводов, в большинстве случаев только в десятых долях различалась по месту сравниваемых точек. Лишь в одном случае можно установить более заметную, разницу, а именно: при одновременном наблюдении на открытом сквере и в дендрологическом саду Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, когда при почти полном штиле в саду скорость ветра на сквере достигала 0,9 м/сек.
Относительная влажность воздуха, как правило, несколько выше (до 20%) на участках, затененных деревьями; это относится особенно к крупным парковым массивам (дендрологический сад, парк Сельскохозяйственной академии).
Эффективность умеряющего действия зеленых насаждений на солнечную радиацию сказывается не столько в абсолютной величине радиационной температуры в затененном месте, сколько в величине радиационно-температурного перепада между затененным и облучаемым солнцем участком. Чем больше эта разница в величинах радиа-
1 Гигиена и санитария. № 12
ционных температур, тем больше эффективность умеряющего действия зеленых насаждений на солнечную радиацию.
Полученные нами данные расположены на рис. 1 в нисходящем порядке по величине перепада радиационных температур.
Величина перепада радиационных температур — разница в величине этих температур между затененным и инсолируемым участком — характеризует микроклимат зеленых насаждений. Последний зависит от типа зеленых насаждений, характера посадки, породы деревьев и густоты их крон. Так, большая величина перепада радиационных температур в дендрологическом саду по сравнению с парком Сельскохозяйственной академии обусловливается большей густотой растительности в дендрологическом саду, значительно большей затененностью среди групп деревьев с подлеском, чем в парке с его более разреженной посадкой деревьев и многочисленными лужайками.
В саду Девичьего Поля на близком расстоянии друг от друга (несколько десятков метров) в тени деревьев наблюдался различный радиационный режим: под липами с обилием листьев и густотой крон ра-диационно-температурный перепад значительно больше, чем в тени американских кленов, пропускающих достаточное количество солнечных лучей. Даже в аллее по соседству с булыжной мостовой (уличные насаждения) в тени густокронных лип создаются более благоприятные
неп ият»о радиационные условия,
Комфортно ^¿пло"0 '""Р"0
ЯГиСыше
23-40'
24-23•
О
\
прохладно ©
Неприятно прохладно
\
\
-0
ХЭ
17-20"
21-24•
25-27'
Номдепциоппше температуры
чем в общественном саду (Девичье Поле) на участках, неудовлетворительно затененных, вследствие особенностей древесной породы (американский клен). Таким образом, условиями для получения больших величин перепада радиационных температур, т. е. наибольшей эффективности зеленых насажали» дений, являются не только величина их площади и тип зеленых насаждений, но и порода древесной растительности, густота лиственного покрова деревьев.
Полученные в 1947 г. данные согласуются с результатами наблюдений предыдущего года. Радиационные температуры, сопровождавшиеся теплоощущениями «жарко» и «неприятно тепло», относятся к наблюдениям на инсолируемых участках, а вызывавшие теплоощущения «комфортно тепло», «комфортно», «комфортно прохладно» и «неприятно прохладно» наблюдались на затененных местах. Только в одном случае радиационная температура на открытом месте была воспринята как «комфортно тепло». Некоторое несоответствие между низкой радиационной температурой в дендрологическом саду и теплоощущением «комфортно тепло» (можно было ожидать оценки «комфортно») объясняется застойным состоянием воздуха, почти абсолютным штилем в гуще древесных насаждений.
При сопоставлении данных по радиационным и эффективным температурам с теплоощущениями на затененных и облучаемых солнцем участках можно убедиться, что эти ощущения вполне корреспондируют с радиационными температурами. Полученные же нормальные эффек-
Рис. 2. Теплоощущения в сопоставлении с радиацион ными и конвекционными температурами
» тивные температуры ни в какой степени не отражают резко различных теплоощущений в тени деревьев и на солнце.
Как видно из рис. 2, можно установить известную закономерность между величинами радиационных и конвекционных температур и тепло-ощущениями: при постоянной радиационной и увеличивающейся конвекционной температуре происходит сдвиг теплоощущений в сторону «жарко»; такой же сдвиг наблюдается при постоянной величине конвекционной и повышении радиационной температуры.
Несколько парадоксальные данные по эффективным температурам (более высокие значения на некоторых затененных участках, по сравнению с освещаемыми солнцем) объясняются небольшим перепадом температуры воздуха, несколько большей относительной влажностью воздуха в тени деревьев, что повышает величину эффективной температуры, и увеличенной скоростью ветра на облучаемых солнцем площадках, что снижает здесь значение эффективных температур.
Одной из методических задач исследования было выяснение пригодности шарового термометра для определения отрицательной радиации окружающих поверхностей на открытом воздухе, т. е. поверхностей, имеющих температуру ниже окружающего воздуха (почвы, листьев). Разрешение этой задачи представляет большой интерес в связи с имеющимися данными о более низких температурах поверхности почвы и листьев по сравнению с температурой воздуха в крупных зеленых массивах. С этой целью были поставлены наблюдения на территории дендрологического сада Сельскохозяйственной академии им. Тимирязева, где имелись участки с древесной и кустарниковой растительностью, дававшей сплошную тень. Наряду с определениями температуры воздуха и радиационной температуры на одном из сильно затененных участков сада, производились замеры температуры почвы. Она оказалась на 10° с лишним ниже температуры окружающего воздуха, и тем не менее шаровой термометр на высоте 1,5 м от почвы не реагировал на это явление. Радиационная температура была очень близка к температуре воздуха (27.8° и 27,1°), но все же влияние отрицательной радиации почвы не сказалось на шаровом термометре. Повидимому, более высокая радиационная температура по сравнению с температурой воздуха, несмотря на видимое отсутствие в гуще растительности солнечных бликов, объясняется проницаемостью листьев для солнечных лучей (Н. П. Калитин указывает, что зеленый лист клена пропускает до 32% интегрального потока радиации, а зеленый лист липы — даже до 40%х).
Наряду с разрешением основной задачи о влиянии зеленых насаждений на радиационный режим города, в серии наблюдений на квартале выяснялось значение отраженной радиации от стен здания, а на территории городского сада (Девичье Поле) также возможное влияние действующего фонтана как на температуру воздуха, так и на радиационную температуру.
В первом случае радиационная температура на расстоянии 3,5 м от кирпичной неоштукатуренной стены дома на инсолируемом участке превышала таковую же на открытой, незатененной площадке квартального сквера на 5° с лишним и в абсолютных цифрах выражалась от 60° до 73,5°; она вызывала теплоощущение «жарко». Эта радиационная температура характеризовала микроклиматическую зону тротуара-пассажа, по которому беспрерывно двигалось значительное число лиц из населения квартала. Отсюда напрашивается практический вывод: в кварталах с проходными тротуарами при климатических условиях, подобных наблюдающимся в Москве, а тем более в широтах южнее Москвы следует такие проходные тротуары размещать в отдалении от стен здания и за-
1 Н. П. Калитин, Лучи солнца, 1947.
2* _
11
щищать двусторонней посадкой густокронных деревьев и густых ку-. старников.
Во втором случае наличие многоструйного фонтана с каскадным падением струй из чаши (Девичье Поле), находившегося на расстоянии 6 м от точки наблюдения, несмотря на направление ветра в сторону наблюдений, не оказывало заметного влияния как на физические условия воздуха (температуру воздуха, его влажность, радиационную температуру), так и на теплоощущения наблюдателя.
Выводы
1. Радиационные температуры открытых пространств являются более надежными показателями теплоощущений человека, чем эффективные температуры.
2. Эффективность защиты зелеными насаждениями от солнечной радиации выражается в величине перепада радиационных температур на затененных участках и на ближайших к ним инсолируемых площадках: чем больше величина перепада этих температур, тем существеннее влияние зеленых насаждений на радиационный микроклимат данного района (правильнее, микрорайона) города. Величина же перепада радиационной температуры является функцией размеров площади массива, плотности посадок я густоты древесных крон как основной растительности, так подлеска и кустарника.
3. Для выбора типов посадки древесной растительности на территории зеленых насаждений можно рекомендовать следующее:
а) в широтах, где максимальные летние температуры воздуха не превышают 20—23°, на территории городских зеленых массивов следует применять разреженную посадку деревьев с негустой кроной (за исключением случаев, когда массивы играют ветро-пыле-снегозащитную роль);
б) наоборот, в широтах, где максимальные летние температуры воздуха превышают 28—30°, на территории городских зеленых насаждений в местах тихого отдыха, на проходных аллеях, а также на уличных трассах массового пешеходного движения следует применять сплошные густые насаждения с подлеском или кустарником;
в) вполне оправдано применение партерной зелени для мест прогулок и отдыха в вечерние часы, когда под сводами густых парковых и лесных насаждений создаются условия, препятствующие теплоизлучению в пространство.
Б. Д. ИЛЬИНСКИЙ
Методы борьбы с высокой температурой воздуха и тепловым облучением в основных цехах предприятий черной металлургии
Борьба с избытками тепла в доменных, сталеплавильных и прокатных цехах — одна из важнейших гигиенических задач на. металлургических заводах. Количество тепла, отдаваемого печами, стынущим металлом и шлаком, исключительно велико, что может создать в этих цехах неблагоприятные условия труда в теплый период года.
В настоящей статье дается обзор оправдавших себя мероприятий борьбы с высокой температурой и тепловым излучением в основных цехах металлургических заводов.
Весь комплекс оздоровительных мероприятий может быть разделен на три группы. К первой группе относятся мероприятия, направленные на устранение или сокращение производственных тепловыделений.
