Влияние климата на формообразование в архитектуре Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

АРХИТЕКТУРА

УДК 72.01

А.Халлаф

Магистрант кафедры архитектурного проектирования ННГАСУ

г. Нижний Новгород, РФ

ВЛИЯНИЕ КЛИМАТА НА ФОРМООБРАЗОВАНИЕ В АРХИТЕКТУРЕ

Аннотация

Данная статья посвящена архитектурной климатологии и её роли в проектировании зданий и сооружений. Актуальность темы в том, что возрастает необходимость сокращения негативного антропогенного воздействие на окружающую среду и снижения энергетических затрат в эксплуатации зданий. В данной статье представлена классификация климатических зон и описание типологии архитектурного формообразования в них. Таким образом, создание рациональной архитектуры, ведёт к улучшению не только физического и психологического состояния человека, но и экологической обстановки в целом.

Ключевые слова:

Архитектурная климатология, природно-климатические условия, климатопы.

С незапамятных времен человек возводил жилище с учетом климатических условий местности. Шли эпохи, появлялись новые технологии. С развитием технического прогресса мы не только получили новые материалы, конструкции, но и утратили идентификацию архитектуры с ее окружением. Современные технические возможности обеспечивают здания автономным микроклиматом, который не зависит от внешних условий среды. На поддержание инженерных систем уходят большие энергетические затраты. Из-за отходов производства загрязняется окружающая среда, а человек находится в зоне риска, находясь в таких условиях.

Активный рост населения и повышение плотности застройки городов разрушает баланс между естественной природой средой и рукотворными сооружениями. Растения и живые организмы вытесняются городом с помощью строительных конструкций и инженерных коммуникаций. Упрощая биологический состав окружающей нас среды, мы делаем её дискомфортной и менее жизнеспособной.

Архитектурная климатология - как часть архитектурной физики, указывает на взаимосвязь климатических условий как с архитектурой зданий, так и с градостроительными образованиями. Эта наука опирается на типологию архитектурных сооружений, включая народное зодчество, строительную физику, гигиену, экологию, экономику и эстетику.

Климатическими элементами являются: температура, влажность воздуха, ветер, солнечная радиация, осадки.

Учитывая совокупность трех факторов: температуры, относительной влажности воздуха и ветра, можно составить климатическую характеристику местности (города). Специфика климата, отклонение от комфортных условий определяется по показателям критических значений климатических факторов и их функциональной взаимосвязи. Учитывая эти факторы среды следует формировать комплекс требований, учитываемых при проектировании зданий, окружающей территории, застройки.

При проектировании промышленных предприятий важно учитывать показатели ветрового режима. Эти данные определяют границы санитарно-защитных зон вокруг селитебной застройки. В таких задачах необходимо оптимальное решение ориентации улиц и зданий, типов жилых секций, организации внутридомовых пространств.

Биоклиматические факторы являются определяющими для формирования архитектуры. Их условно можно разделить на четыре обобщающие группы:

- климатические условия;

- топографические условия;

- геологические условия;

- фактор наличия биологических ресурсов. [1]

~ 170 ~

На основании проведенного анализа и исследования эволюции биоклиматического жилища были выявлены уровни влияния климатических факторов на архитектуру. Зависимость архитектуры от

климатических факторов, представленная в таблице 1. [1]

Таблица 1

Зависимость архитектуры от климатических факторов [1]

Факторы уровни Солнце Ветер Осадки Температурно-влажностный режим

Участок Ориентация здания, организация зеленых насаждений Ориентация здания, ветрозащитные мероприятия Дренаж воды и характер зеленых насаждений Плотность застройки

Форма Углы наклона кровли и стен дома Аэродинамика объема Тип и характер кровли; посадка здания. Наличие чердачных и подземных пространств.

Несущий остов Массивность Ветровые нагрузки Снеговые нагрузки Деформационная жесткость

Оболочка Характер световых проемов, солнцезащитных элементов, колористическое решение. Устройство воздухозабора и ветрозащиты Гидроизоляция и влагостойкость Теплоизоляция

Внутреннее пространство Планирование инсоляционного режима помещений Раскрытие во внешнюю среду Характер зеленых насаждений Тепловое зонирование и раскрытие во внешнюю среду

Инженерное оборудование Система кондиционирования и вентиляции Устройство вентиляции Водоснабжение и канализация Теплоснабжение или кондиционирование

В градостроительной климатологии новым направлением науки является выделение микроклиматических типов застроек - КЛИМАТОПОВ.

Таблица 2

Микроклиматические типы застроек (климатопы) [2]

Горсасюл жлюнтнческая зона (кгпшзтоп) ВйзУаЛЬвЫЙ ОбДЙЬ (схемы) Aspect ratio (МП)* Плотность НС- куссгеенных покрытий.

Вы сом плотная застройка повышенной этажности, коыыерчеавдеяогак центры ■Vi M t J 2 00

Вы сок? плотная средне- и малоэтажная исгройкл. историческая застройка ППППЛ. я 1.0-2.5 SO

Средне плотная средне-этажная. срен^гушесгеенне джтая застройка 0.5-1.5 65-S5

Высоко плотная средне- и малоэтажная застройки иромыпиевно-кедагу-взльного и торгового Назначения (гзражй. сел алы, супермаркеты я т.д.) 0.05-0.2 75-95

Низкоплотная малоэтажная застройка (тауяхауеы, коттеджные поселки) ^ 0.2-0.6 35-65

Смешанная хоктрасгаая иызхошгстная застройка с высоки"! золей озеленения ;ли;гатугы оольнипы. сдорткомплексы) 0.1-0.5 40

Пригородная зова с отдельно отояшимн злдння-ш ------- 0 05 10

* aspect ratio - отношение средней высоты зданий а сооружений (в ряде случаев - и деревьев) к характерному расстоянию между ними. В прималктральжй застройке - средняя высота фроята злкнй к пшрдне \ляпы. ** отношение площади ироепшн зданий и водонепрэюшаемьгх поверхностей к обшей жегашн.^чвети___

В Германии, например, на основе классификации климатопов (таблица 2) выделяются территории с разной величиной числа альбедо: климатопы городские с плотной и высокоплотной (деловые центры) застройкой, с малой плотностью - «город-сад», климатопы производственных зон, транспортных магистралей и т.п., а также естественно-природные - водные, лесные, луговые и др.. [2 ,с.5]

Выделяются четыре основных климатических пояса в каждом полушарии Земли: экваториальный, тропический, умеренный и полярный. Между основными зонами располагаются переходные пояса -субэкваториальный, субтропический и субполярный. [1]С учетом климатических факторов можно выявить следующие особенности формирования архитектуры:

Для территорий с жарким сухим климатом характерна заглубленная, замкнутая форма. Ориентация основных фасадов относительно солнца направлена в противоположную сторону. Здания имеют компактный план и раскрыты жилыми помещениями в затененный внутренний двор. Характерной особенностью является тепловое зонирование помещений, устройство системы естественной вентиляции (использование принципа бадгиров), совмещенной со сбором и хранением дождевой воды, минимальное количество открытых световых проемов. Ограждающие конструкции отличаются массивностью, для обеспечения надежной теплоизоляции. Кровля по большей части делается плоской, эксплуатируемой.

В зоне жаркого влажного климата имеет место быть открытый тип зданий, приподнятых над землей. Сооружения строятся с многослойной изоляцией от солнечной радиации и простой системой естественной вентиляции. Важным фактором в сохранении комфорта человека является озеленение и применение водоемов (в качестве охлаждения) во внутридворовом и окружающем пространствах.

В теплом климате возможны различные конфигурации планировочных решений. Хорошо применение способа открытия помещений в окружение при помощи буферных пространств, использование больших световых проемов (витражей). Необходима аэрация внутренних помещений через террасы, лоджии, внутренние дворики. Режим эксплуатации помещений - полуоткрытый, со сквозным либо угловым проветриванием. На южной стороне для открытых окон необходимы солнцезащитные конструкции.

В холодном климате применяют компактную планировку с небольшим периметром внешних стен. Хозяйственную и жилую зоны соединяют закрытыми переходами. На входной группе устраивается тамбур. Для ограждающих конструкция применяются многослойные конструкции с хорошей теплоизоляцией. При большой снеговой нагрузке необходимо учитывать несущую способность конструкции кровли, уклон скатов и вид кровельного покрытия.

Природно-климатические условия очень разнообразны в различных регионах. Поэтому так необходим комплексный подход в оценке воздействия окружающей среды на архитектуру. Архитектурное проеткирование должно быть направлено на комфортное пребывание человека в среде обитания. Создавая рациональное окружение, применяя экологичные материалы, используя возобновляемые источники энергии, архитектор не нарушает целостность природы и человека в ней.

Список использованной литературы:

1. Пипуныров П.В. Фактор местности в архитектуре биоклиматического малоэтажного жилого здания//Архитектура и дизайн. Теория и практика. 2011. ВЕСТНИК ОГУ №9 (128).

2. Учет природно-климатических условий местности в архитектурном проектировании: учебно-методические указания к курсовой расчетно-графической работе / под ред. В.К. Лицкевич, Л.И. Конова. -М.:МАРХИ, 2011.- 44 с.

© Халлаф А., 2019