Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ требований, влияющих на выбор архитектурно-планировочных решений жилых зданий и застройки 12
1.1. Экологические требования к архитектурно-планировочным решениям жилых зданий 12
1.2. Светоинсоляционный режим жилища 13
1.3. Основные направления по обеспечению
инсоляционного режима жилых помещений 15
1.4. Анализ существующих методик расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений 18
1.5. Нормирование инсоляции 23
1.6. Классификация жилищного фонда населённого пункта 25
1.7. Анализ санитарно-гигиенических, противопожарных и градостроительных требований к расположению зданий в застройке 29
1.8. Анализ архитектурно-планировочных и конструктивных решений сложившейся жилой застройки (на примере г. Магнитогорска) 32
1.9. Анализ методов реконструкции жилищного фонда 36
1.10. Технические аспекты реконструкции жилых зданий методом надстройки этажей 42
Общие выводы по главе 1 45
Глава 2. Исследование инсоляционного режима жилой застройки средней этажности 30-50 гг. XX века 46
2.1. Выбор объектов исследований 46
2.2. Анализ планировочных решений зданий 49
2.3. Расчётная программа 51
Описание расчётных объектов 53
2.4. Исследование особенностей инсоляционного режима жилых помещений в условиях реконструкции сложившейся застройки 59
2.4.1. Влияние высоты противостоящего здания и расстояния между зданиями на инсоляцию помещений 64
2.4.2. Влияние величины смещения противостоящего здания на инсоляцию помещений 70
2.5. Анализ результатов эксперимента 97
Общие выводы по главе 2 101
Глава 3. Исследование зависимости продолжительности инсоляции жилых помещений от влияющих факторов 102
3.1. Планирование эксперимента 102
3.2. Определение погрешности расчёта 106
3.3. Определение значимости коэффициентов регрессии 109
3.4. Определение адекватности полученной модели 110
3.5. Факторный эксперимент 111
Общие выводы по главе 3 136
Глава 4. Метод расчёта продолжительности инсоляции при реконструкции жилой застройки 137
4.1. Аналитический метод расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений 137
4.1.1. Использование аналитического метода при решении прямой инсоляционной задачи 139
Пример расчёта продолжительности инсоляции помещений при решении прямой задачи 141
4.1.2. Использование аналитического метода при решении обратной инсоляционной задачи Пример расчёта продолжительности инсоляции помещений при решении обратной задачи 146
4.2. Обеспечение нормируемой продолжительности инсоляции помещений использованием полученных моделей 147
4.3. Пример определения архитектурно-планировочного решения при реконструкции жилого квартала №2 г. Магнитогорска 155
4.4. Технико-экономическое обоснование вариантов реконструкции жилого квартала №2 г. Магнитогорска 163
Общие выводы по главе 4 168
Общие выводы по работе 170
Библиографический список
- Экологические требования к архитектурно-планировочным решениям жилых зданий
- Исследование особенностей инсоляционного режима жилых помещений в условиях реконструкции сложившейся застройки
- Определение значимости коэффициентов регрессии
- Аналитический метод расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений
Введение к работе
Актуальность темы:
Важнейшей задачей строительной отрасли России является обеспечение населения страны жильём. Однако увеличение темпов жилищного строительства не позволяет ликвидировать дефицит жилья, что в свою очередь приводит к высокой стоимости квартир как на рынке первичного, так и вторичного жилья. Комплекс национальных программ, направленных на решение данной проблемы, требует предложений по разработке и реализации проектов, обеспечивающих доступность жилья.
Альтернативой строительству жилья на новых территориях является реконструкция территории жилой застройки. Во многих городах, в том числе и в крупных, значительная часть площади жилых районов занимает неэкономичная малоэтажная застройка. Поскольку старый жилищный фонд находится в значительной мере на последней ступени физического и морального износа и в то же время занимает чаще всего исключительно удобные участки, расположенные вблизи от основных промышленных районов, центров городского тяготения и обеспеченные инженерными сетями, замена этого фонда в ряде случаев экономически оправдана. Потребность в обновлении городского жилищного фонда большинства крупных городов - актуальная проблема современного градостроительства.
В связи с этим возникает вопрос: осваивать ли свободные территории на значительном расстоянии от существующей застройки, расходуя большие средства на инженерное оборудование, строительство и организацию городского транспорта, или реконструировать старые городские районы с изношенным жилищным фондом. Выбор направления строительства решается для каждого города с учетом его специфических условий и на основе сравнения вариантов, сопоставляя их с точки зрения удобств жизни населения и экономичности строительства. Как правило, реконструкция старых районов выгоднее, чем строительство на новом месте.
В программу обновления жилищного фонда городов входит: улучшение санитарно-гигиенических условий жизни населения путем улучшения инсоляции, освещенности и проветриваемости зданий, широкого озеленения жилых районов, создания современного инженерного оборудования и благоустройства городских территорий; повышение удобств и создание высокого уровня обслуживания населения путем модернизации структуры жилых районов, организации удобных систем культурно-бытового, торгового и других видов обслуживания; повышение экономичности использования территории; ликвидация ветхих и устаревших построек и сооружений, модернизация старых капитальных зданий и сохранение зданий, представляющих культурно-историческую ценность; повышение архитектурно-художественных качеств застройки городов.
Реконструкция направлена на повышение технико-экономических показателей застройки. Одним из наиболее эффективных способов повышения технико-экономических показателей при реконструкции сложившейся жилой застройки является увеличение этажности зданий. При этом неизбежно возникает вопрос обеспечения требуемой инсоляции. Инсоляция является одним из основных факторов, ограничивающих этажность зданий в застройке.
Обеспечить нормативные условия по инсоляции необходимо, так как прямое облучение солнечными лучами является важным средством самоочищения среды. Кроме того, инсоляция помещений имеет экономический, психологический и эстетический аспекты. Согласно СанПиН [114], инсоляция является важным оздоравливающим фактором и должна быть использована во всех жилых и общественных зданиях и на территории жилой застройки.
Исследования, проводимые НИИ строительной физики, МГСУ, совместно с гигиенистами, светотехниками, теплофизиками, метеорологами и психологами ИОКГ им. А.Н. Сысина, МГУ им. М.В. Ломоносова, ГИСИ им. В.П. Чкалова, ВЦНИИОТ, ЦНИИЭП жилища, МГТУ им. Г.И. Носова и др., подтвердили важность организации инсоляционного режима как фактора, во многом опреде-
7 ляющего гигиену жилой среды.
Существующие нормы проектирования жилых зданий [123, 124], а так же нормы по планировке и застройке населённых мест [125] не содержат рекомендаций по организации инсоляционного режима помещений при реконструкции жилой застройки. Оговаривается лишь её нормативная продолжительность. Кроме того, наличие в черте города крупного промышленного предприятия -доминирующего источника загрязнения, усугубляет санитарно-гигиенические условия проживания населения.
Таким образом, существует необходимость проведения исследований по оценке влияния методов реконструкции сложившейся жилой застройки на инсоляцию жилых помещений.
Объектом исследований является сложившаяся жилая застройка средней этажности постройки преимущественно периода 1930-50 гг.
Предметом исследований является продолжительность инсоляции жилых помещений при увеличении этажности реконструируемых зданий.
Цель работы:
Обеспечение нормируемой продолжительности инсоляции жилых помещений при увеличении этажности реконструируемых зданий на основе учёта архитектурно-планировочных особенностей застройки.
Задачи исследования: выявить архитектурно-планировочные особенности сложившейся жилой застройки средней этажности и типичные схемы расположения зданий; установить и обосновать факторы, влияющие на инсоляцию помещений в зданиях сложившейся жилой застройки, при увеличении этажности реконструируемых зданий; для типичных схем расположения зданий определить тип математических зависимостей, а так же диапазоны значений факторов, в пределах которых факторы оказывают влияние на продолжительность инсоляции помещений; - разработать для типичных схем расположения зданий математические модели продолжительности инсоляции помещений в зависимости от факторов, влияющих со стороны окружающей застройки на продолжительность инсоляции помещений; - разработать инженерный метод расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений при увеличении этажности зданий в застройке.
Методы исследований
В работе использован комплекс методов, включающий натурные исследования, компьютерное моделирование, математическое моделирование с элементами математической статистики, технико-экономический анализ.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов подтверждается использованием сертифицированных программных продуктов, достаточным объемом проведенных исследований, применением апробированной методики математического планирования эксперимента и признанных способов статистической обработки данных.
Научной новизной в данной работе является: выявленные типичные схемы расположения зданий в системе сложившейся жилой застройки периода 1930-50 гг., позволяющие использовать единый подход к реконструкции жилой застройки с учётом нормированной продолжительности инсоляции помещений; предложенный комплекс факторов для оценки влияния окружающей застройки, реконструируемой методом увеличения этажности зданий, на инсоляцию жилых помещений, включающий: расчётную высоту затеняющего здания, расстояние от затеняемого до затеняющего здания и величину смещения поперечных осей затеняющего и затеняемого зданий при параллельном размещении или величину смещения поперечной (продольной) оси затеняющего здания от продольной (поперечной) оси затеняемого здания при ортогональном размещении зданий; - результаты исследований продолжительности инсоляции помещений от факторов, влияющих со стороны окружающей застройки; - разработанные математические модели зависимостей продолжительно сти инсоляции жилых помещений от факторов, влияющих со стороны окру жающей застройки.
Практическую ценность работы составляют: метод расчёта инсоляции, позволяющий определять как продолжительность инсоляции жилых помещений в условиях окружающей застройки, так и при заданной продолжительности инсоляции жилых помещений определять ориентацию, взаимное расположение и высоту зданий при реконструкции застройки; номограммы для определения продолжительности инсоляции жилых помещений по следующим параметрам: ориентация зданий, их взаимное расположение и высота.
На защиту выносятся результаты анализа натурных и экспериментальных исследований: архитектурно-планировочных особенностей сложившейся жилой застройки средней этажности периода 1930-50 гг.; влияния расчётной высоты затеняющего здания, расстояния от затеняемого до затеняющего здания и величины смещения осей затеняющего и затеняемого зданий на продолжительность инсоляции жилых помещений; инженерный метод расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений при увеличении этажности реконструируемых зданий в застройке.
Структура и объём работы
Диссертация содержит 191 страницу основного машинописного текста, включая 66 рисунка и 22 таблицы, библиографический список из 188 наименований и состоит из введения, четырёх глав, с заключениями по каждой главе, общих выводов и приложений на 4 страницах.
Реализация научных исследований
Результаты исследований внедрены в практику на следующих предприятиях:
ОАО "Магнитогорскгражданпроект" в практику проектирования при реконструкции сложившейся жилой застройки городов и посёлков;
ООО НПФ "Рифей" при реконструкции сложившейся жилой застройки в г. Кустанай, Казахстан;
ООО "Умный дом" при реконструкции территории старой жилой застройки - квартала №2а г. Магнитогорска.
Апробация работы
Данный проект стал лауреатом на конкурсе исследовательских проектов
2006 года для аспирантов и молодых учёных вузов Челябинской области. На реализацию данного проекта выделен грант.
Основные положения диссертации представлены на следующих конференциях: научно-практической «Строительство и образование», г. Екатеринбург, 2004 г;
64-й научно-технической по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 гг., Магнитогорск, 2006 г; международных академических чтениях «Безопасность строительного фонда России. Проблемы и решения», г. Курск, 2006 г; международной научно-методической «Проблемы строительства и эксплуатации зданий и сооружений в условиях плотной городской застройки», г. Пенза, 2006 г; всероссийской 64-й научно-технической «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика», г. Самара, 2007 г; научно-практической «Строительство и образование», г. Екатеринбург,
2007 г; - 65-й научно-технической по итогам научно-исследовательских работ за 2005-2006 гг., Магнитогорск, 2007 г.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Экологические требования к архитектурно-планировочным решениям жилых зданий
Создание экологически полноценного и комфортного жилища при реконструкции требует дальнейшего развития типологических основ проектирования. Согласно СТО БДП-3-94 [135], проектирование зданий должно обеспечивать уровень экологической безопасности, предложенной заказчиком или пользователем, и, одновременно, не вступать в противоречие с действующим законодательством и нормативно-санитарными актами.
В процессе архитектурно- планировочного решения (АПР) здания основное внимание уделяется: - сокращению материальных и природных ресурсов при строительстве, реконструкции и эксплуатации; - предотвращению экологических нарушений и загрязнений во внутренней среде жилых зданий и обеспечению строительного проектирования, при разработке архитектурно- благоприятных санитарно - гигиенических условий.
Гигиенические качества жилища определяются следующими факторами: - инсоляцией жилых помещений; - естественным освещением помещений; - защитой от внешних шумов; - воздухообменом в помещениях; - тепловлажностным режимом помещений.
При реконструкции жилых зданий методом увеличения этажности, на первый план выходит проблема обеспечения нормативной продолжительности инсоляции жилых помещений.
Экологичность проектных решений жилых зданий достигается различными методами, среди которых: - оптимизация АПР, определяющего взаимное расположение жилых зданий в застройке; - оптимизация размеров здания, объёма и ориентации помещений из которых состоит здание; - выбор оптимальной формы здания и ориентации в зависимости от преобладающего направления ветра и др.
Для формирования оптимальных экологических качеств реконструируемого здания большое значение имеет оптимизация размеров площади и объёма помещений. В последнее время, в связи с переходом страны к рыночной экономике и созданием рынка жилья, появляется возможность расширить существующие варианты АПР жилых зданий за счёт введения I и II категорий комфортности. Например, для Москвы это отражено в нормах МГСН 3.01-96 "Жилые здания". Московские нормы снимают ограничения верхнего предела площади квартиры, что имеет решающее значение в обеспечении экологического комфорта в жилище.
Планировочная схема в жилище I категории комфортности представляет собой: выделение дневной и ночной зон отдыха, наличие не менее двух санитарных узлов, устройство дополнительных помещений (постирочной, игровой комнаты, тренажёрного зала), рассредоточение приборов с электромагнитными и др. вредными излучениями, складирование предметов бытовой химии в отдельных местах, сквозную и горизонтальную (квартира в двух уровнях) схемы проветривания.
Светоинсоляционный режим - важнейший экологический фактор, существенно влияющий на человека, на адаптационные процессы и явления в организмах.
Достигая поверхности Земли, солнечные лучи оказывают световое, биологическое и тепловое действие на человека. Световое действие небольшой части солнечного спектра, создающее зрительные ощущения, вызывается прямыми, рассеянными и отраженными лучами. Прямые лучи солнца, попадая в помещения, обеспечивают их хорошую освещенность. Согласно нормативным требованиям, уровень естественного освещения в помещениях рассчитывают с учетом пасмурного небосвода, яркость которого считают по кругу горизонта равномерной. Поэтому ориентация окна в этих расчетах практического значения не имеет. Но при расчетах условий солнечного облучения (инсоляции) помещений ориентация их окон на ту или иную сторону горизонта играет решающую роль.
Особенно большое значение для человеческого организма имеет биологическое действие ультрафиолетовой части солнечного спектра. В результате действия ультрафиолетовых лучей в коже вырабатывается витамин Д, необходимый для работы мышц, нервной системы и укрепления костного аппарата, изменения терморегуляции, потоотделения, дыхания и пр.
Велико также и непосредственное воздействие солнечного света на центральную нервную систему. После долгой зимы с ее беспросветными пасмурными днями весеннее солнце, несущее тепло и пробуждение природы, создает у человека приподнятое, бодрое настроение, повышая активность, работоспособность, общий жизненный тонус.
Солнечные лучи убивают болезнетворные микроорганизмы, т.е. проявляют бактерицидное действие, создают более здоровые условия жизни в помещениях.
Тепловое действие солнечных лучей проявляется в тех случаях, когда, падая на поверхность какого-либо тела, они поглощаются им и, преобразуясь в тепло, нагревают его. Чем светлее поверхность тела, тем больший процент лучей оно отражает и, следовательно, тем меньше нагревается.
Исследование особенностей инсоляционного режима жилых помещений в условиях реконструкции сложившейся застройки
Секция жилого дома характеризуется повторяющимися поэтажными планами с определенным набором квартир, объединенных вертикальным коммуникационным узлом (лестницы, лифты и внеквартирные коридоры).
Основной характеристикой планировочного решения секции является количество квартир, выходящих на поэтажную площадку, и ориентация их по странам света.
Для домов средней этажности характерны двух-, трех-, четырех-, и шес-тиквартирные секции. Схемы планировки таких секций, приведенные в таблице на рис. 2.3 [91], составлены из учета, что квартира состоит из набора модульных ячеек длиной в пролет секции, а шириной в шаг по её длине. Каждая модульная ячейка может включать в себя: - комнату и коридор; комнату и санитарный узел; кухню, санитарный узел и переднюю.
Поэтому однокомнатная квартира занимает две планировочные ячейки, а двухкомнатная - три; трехкомнатная - четыре.
По требованию соблюдения нормативов инсоляции жилых комнат секции разделены на широтные и меридиональные.
В широтных секциях противоположные стороны её ориентированы на север и юг. Обычный состав широтной секции - четырехквартирный.
Главное достоинство - почти универсальная ориентация. Дома широтной ориентации не расположены на южную сторону горизонта лестнично-лифтовым узлом, так как в этом случае квартиры односторонней ориентации, расположенные против лестничного узла, выходят на северную сторону горизонта, что недопустимо по нормам.
Меридиональные секции размещены фасадами на запад и восток. Ориентация секции ограничена, но количество квартир в каждой из них может быть существенно большим, чем в широтных секциях.
Восточная и западная ориентация считается благоприятной, так как обеспечиваются комфортные условия инсоляции квартир. Следовательно, на каждую сторону секции может быть ориентировано по несколько квартир. В практике проектирования количество квартир в меридиональных секциях принимается равным шести, восьми и более.
Моделирование и расчет продолжительности инсоляции выполнен с помощью программы «СИТИС: Солярис - 3.61», предназначенной для расчета продолжительности инсоляции жилых зданий и территорий в соответствии с методикой расчета инсоляции, приведенной в СанПиН [114].
Программа позволяет смоделировать на экране компьютера трехмерное градостроительное пространство и выполняет вычисление непрерывной и прерывистой инсоляции для любых заданных расчетных окон исследуемых помещений.
Соответствие расчета инсоляции нормативным документам подтверждено сертификатом соответствия ГОССТРОЯ РОССИИ № 0541980 (ПРИЛОЖЕНИЕ 1).
Географические параметры: Населенный пункт: г. Магнитогорск, Челябинская область Расчётная зона: центральная. Географическая широта: 53 27 с.ш. Географическая долгота: 59 04 в.д. Часовой пояс: +5.
Нормируемая инсоляция: Непрерывная: 2 ч по п. 3.4. либо 1,5 ч по п. 2.5. СанПиН [114]. Суммарная прерывистая: 2 ч 30 мин. либо 2 ч 00 мин. по п. 3.3. СанПиН [114]. Обязательное непрерывное время для прерывистой инсоляции: 1 ч. Не учитываемое время (после восхода и до захода Солнца): 1 ч.
В качестве расчётных объектов задавались здания длиной L = 34 и 51 метр, согласно типичных схем расположения зданий, представленных на рис. 2.2. Выбирались расчётные стороны заданных зданий - стороны, на которых расположены расчётные комнаты квартир (в зданиях широтного типа на расчётной стороне расположены односторонние квартиры и расчётные комнаты двусторонних квартир, в зданиях меридионального типа обе стороны являются расчётными). На выбранных сторонах зданий задавались расчётные окна.
Определение значимости коэффициентов регрессии
Предварительными исследованиями доказана зависимость продолжительности инсоляции жилых помещений от высоты затеняющего здания, расстояния до затеняющего здания и величины смещения оси исследуемого здания от оси затеняемого. Для совместного учёта этих факторов при определении продолжительности инсоляции жилых помещений необходимо получить обобщающую зависимость.
Задача исследования заключается в создании математической модели изучаемого параметра, т.е. некоторой зависимости, связывающей выбранный параметр оптимизации 7с влияющими на него факторами: Y = f(Xi X2..JCn)m (3.1)
Параметр оптимизации (целевая функция, функция отклика) - это выходная величина, изменение которой нас интересует и происходит при изменении факторов. Параметром в данном случае служит продолжительность инсоляции жилых помещений. Функция f(Xi,X2...Xy) называется функцией отклика. В планировании эксперимента принято представлять неизвестную функцию, описывающую поведение отклика, в виде отрезка степенного ряда, т.е. алгебраическим полиномом [5]. Y = b, + Д + fjbnX, +YdbtX,Xj, 1 1 i / где: Y - значение выхода, предсказанное уравнением; bo, Ъ[, Ьц, by - коэффициенты регрессии; к - число факторов.
Функции отклика могут быть выражены полиномами различной степени.
На основании проведенных экспериментов, результаты которых изложенные выше, было принято решение взять за основу модели полином второй степени в виде полного квадратного уравнения. При числе факторов, равном двум, уравнение принимает вид Y=b0 +Ь\ХХ +6 Х2 +№\Х2 +Ъ\ Л +\&. (3.3) Для двухфакторных моделей варьируемыми параметрами являются: - X] - расчётная высота затеняющего здания (Нр); - Хг - расстояние от затеняющего до затеняемого здания (/). Для числа факторов, равном трем, уравнение имеет вид: Y=k +W +ъ& +ь& +вд + х3 +№г3 +h Я2 +ЪгЛ +h . (3.4) Для трёхфакторных моделей варьируемыми параметрами являются: - Xi - расчётная высота затеняющего здания (Нр); - Х2 - расстояние от затеняющего до затеняемого здания (/); - Хз - величина смещения оси исследуемого здания от оси затеняемого (X).
Диапазоны варьирования факторов для двух- и трёхфакторных экспериментов описаны в п. 2.6 гл. 2. Интервалы варьирования факторов определяются по формуле [52] J:= Хг-Х:. /max /mm где Х/max - X/mjn = R - вариационная разность. (3.5) X +Х у _ /max /min чо (3.6) Xim&xZzXiQ+Ji (3-7) 104 Ximln=XiO-Ji (3-8) где Xj0 - основной уровень фактора г. Для упрощения расчётов переходим к безразмерной величине факторов. Значения факторов на нулевом уровне приравниваем нулю, верхний уровень (+1), нижний уровень (-1). у - j (3.9) где X/ - кодированное значение фактора / .
В матрице планирования первого порядка каждая из переменных варьируется на двух уровнях. Для описания искомой зависимости полиномом второго порядка в план должны включаться дополнительные точки для увеличения количества уровней каждого фактора. Поскольку полный факторный эксперимент (ПФЭ) и дробный факторный эксперимент не дают уравнений второго порядка, при планировании эксперимента использовался композиционный рота-табельный план. Основу такого плана составляет ПФЭ линейного приближения типа 2 , который достраивается определенным количеством специально расположенных «звёздных» точек. «Звёздные» точки характеризуются величиной звездного плеча а, которая определяет расстояние от них до центра эксперимента. Третью группу образуют опыты в нулевой точке - «центральные» точки.
Используя матричную алгебру согласно [19] можно вывести уравнения для расчета планов любого порядка. Ниже приводится описание трехфакторного эксперимента и матрица планирования двухфакторного эксперимента (табл. 3.1). Обработка полученных данных ведется по формулам, приведенным в [5, 19, 30,48,52,68,112,118,164].
Аналитический метод расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений
Как отмечено в 1 главе, на сегодняшний день разработано достаточно много способов расчёта продолжительности инсоляции жилых помещений, но наиболее широкое распространение получили расчётно - графические (один из них рекомендован СанПиН [114]). Достоинствами их является относительная простота, наглядность и удобство в использовании, однако, эти методы имеют и ряд недостатков: ограниченная точность расчёта, относительно большие затраты времени (особенно при большом количестве затеняющих объектов).
При оценке инсоляции в сложившейся жилой застройке отсутствует, на сегодняшний день, простой и удобный аналитический способ определения продолжительности инсоляции, который бы позволял учесть как параметры окон исследуемых помещений, так и особенности АПР данной застройки. Создание такого метода приобретает особую актуальность при реконструкции сложившейся жилой застройки. Метод должен быть как можно более простым, точным и доступным для широкого круга специалистов.
Предлагаемый аналитический метод определения продолжительности инсоляции имеет ряд достоинств по сравнению с традиционными методами: - не требует дополнительных приспособлений; - обеспечивает высокую точность расчёта; - процесс расчёта занимает минимальное время; - является доступным для широкого круга специалистов; - метод применим как для решения прямой (определения продолжительности инсоляции помещений), так и для решения обратной (определение высоты и расположения зданий в застройке с учётом требований по инсоляции) задач.
Недостатком данного метода является ограниченная область применения: - метод применим для широты 53 27 ±2 30 центральной зоны; - в рамках данной работы рассмотрены наиболее общие схемы, следовательно, некоторые АПР застройки нельзя свести к имеющимся типичным схемам.
Выполнение норм по инсоляции каждой квартиры зависит от продолжительности инсоляции её жилых помещений (комнат). Согласно СанПиН [114] продолжительность инсоляции в жилых зданиях должна быть обеспечена не менее чем в одной комнате 1 - 3-комнатных квартир и не менее чем в двух комнатах 4-х (и более)-комнатных квартир. Исходя из анализа планировочных решений жилых зданий средней этажности (рис. 2.3) установлено, что комнаты квартир могут иметь одно-, двух- или трехстороннюю ориентацию.
Суть метода заключается в том, что у здания, для помещений которого определяется продолжительность инсоляции, выбираются главные, по условиям нормированной инсоляции, расчётные стороны заданных зданий - стороны, на которых расположены расчётные комнаты квартир (в зданиях широтного типа на расчётной стороне расположены односторонние квартиры и расчётные комнаты двухсторонних квартир, в зданиях меридионального и свободного типа обе стороны являются расчётными). Для помещений, ориентированных на вы бранные расчётные стороны, производится расчёт продолжительности инсоляции с использованием соответствующего математического уравнения (математической модели). По рассчитанной продолжительности инсоляции с учётом количества и ориентации определяют выполнение/невыполнение требований СанПиН[114].
Областью применения данной методики является многоквартирная жилая застройка преимущественно средней этажности.
Цель расчёта: определение продолжительности инсоляции помещений в данных градостроительных условиях
Последовательность расчёта продолжительности инсоляции помещений при решении прямой инсоляционной задачи:
1. Выделить из исходной схемы застройки, с учётом ориентации зданий и их взаимного расположения, затеняемые и затеняющие здания (в случае, если не определено конкретное здание, для которого требуется выполнить расчёт).
2. Определить, исходя из объёмно-планировочного решения затеняемых (исследуемых) зданий: длину здания (L, м), высоту расчетной точки (Но, м), состав квартир и ориентацию жилых комнат по сторонам горизонта.
3. Выбрать расчётные стороны исследуемых зданий, на которых расположены расчётные комнаты квартир.
4. Определить значение расчётной высоты каждого затеняющего здания -Нр, м по формуле (4.1), в соответствие с рис. 2.9 - 2.11. HP = H3d±Ah-H0, (4.1) где Н3() - высота затеняющего здания, м; ±Ah - разность высотных отметок у основания соответственно исследуемого и затеняющего здания, м; Но - высота расчётной точки от поверхности земли, м.
5. Определить значение расстояния между исследуемым и затеняющим зданием (Л и величины смещения осей исследуемого и затеняющего зданий (X), согласно рис. 2.9 - 2.11.
6. Исходя из данных табл. 2.6 (глава 2) и имея рассчитанные значения параметров Нр, / и X для каждого затеняющего здания, установить, какие из них действительно влияют на инсоляционный режим исследуемого здания. Здания, не влияющие на инсоляционный режим исследуемого здания, при расчёте не учитываются.
7. Привести АПР существующей застройки к одной или нескольким типичным схемам расположения зданий (рис. 2.2), для выбранных расчётных сторон.
8. В соответствие с определёнными параметрами Нр и X для учитывающихся затеняющих зданий выбрать расчётное уравнение из зависимостей (3.40) - (3.52), либо использовать метод интерполяции данных табл. 2.4.
9. Подставив известные значения параметров Нр, / и X в выбранное расчётное уравнение, определить значение продолжительности инсоляции помещений, расположенных на расчётных сторонах исследуемого здания.
10. По полученным значениям продолжительности инсоляции жилых по мещений, расположенных на расчётных сторонах зданий, устанавливается вы полнение/невыполнение норм по продолжительности инсоляции исследуемого здания.
