Из физико-геологических процессов и явлений на исследуемой территории развито заболачивание, сезонное промерзание и оттаивание грунтов.Осложняющими факторами инженерно-геологических условий площадки является заболоченность территории, наличие болотных вод.
По условиям питания болото относится к верховому типу. Торф от среднеразложившегося до сильноразложившегося маловлажный до сильно влажного. Мощность торфяной залежи изменяется от 0,9 до 3,3 м.
Интенсивное заболачивание территории вызывается избыточным увлажнением почвы (преобладание осадков над испарением), равнинным характером рельефа, слабой фильтрационной способностью грунтов, в силу чего не обеспечивается поверхностный и подземный сток атмосферных осадков и талых вод.
Грунты, залегающие в зоне сезонного промерзания, обладают свойствами морозного пучения, которое проявляется в неравномерном поднятии поверхности слоя промерзающего грунта, сменяющегося осадкой последнего при оттаивании. На период изысканий мерзлые грунты встречены до глубины 0,4-2,4м.
О погоде зимой в Турции: температура воздуха, особые климатические условия
Нормативная глубина сезонного промерзания при проектировании согласно СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», 23-01-99 «Строительная климатология»составляет:
для торфа — 1,2 м
для песка — 2,9 м
для супеси — 2,7 м
для суглинка — 2,2 м
Изменения глубины сезонного промерзания при хозяйственном освоении территории в СреднемПриобье приведены в таблице 5.
| Промерзание без снега и растительности | Промерзание под асфальтом и шлакобетоном толщиной 5 см | Промерзание под слоем гравия толщиной 10 см | Промерзание под слоем торфа мощностью 20 см |
| 2,95м | 2,82 м | 2,56м | 2,15 м |
Обоснование сроков выполнения работ (определение продолжительности простоев по метеоусловиям и построение графика климатических характеристик)
Продолжительность строительства автомобильной дороги протяженностью 2000 м согласно «Нормам продолжительности строительства и задела в строительстве предприятий, зданий и сооружений» СНиП 1.04.03-85*, ч. II, р.З, п.р. 2, п.18 по экстраполяции от протяженности 2,0км — Тн = 11,0 мес. составит:
— уменьшение протяженности равно:
(5,0км – 2,84км) : 5,0км × 100 = 60%
— уменьшение нормы продолжительности строительства составит:
— продолжительность строительства автомобильной дороги равна:
Т1№10 = 12,0мес. × [ (100 — 18) :100 ] = 9,84мес.
Общая продолжительность строительства автомобильной дороги составит:
Тобщ.= Т1 × К= 9,84мес. ´ 1,6 = 15,77мес. ≈ 16 мес.,
где: К-коэффициент, учитывающий природно-климатические условия района строительства (СНиП 1.04.03-85*,ч.I, «Общая часть», п.11).
Для расчетов принимаем продолжительность строительства автомобильной дороги:
Тобщ. автомобильной дороги = 16 месяцев, в том числе подготовительный период — 1,0 мес.
Источник: cyberpedia.su
Строительство на вечной мерзлоте. Свайные фундаменты. Вечная мерзлота
Особенности технологии и организации устройства фундаментов зданий и сооружений в особых условиях
Особые условия строительства — это комплекс специфических геофизических, природно-климатических, территориальных и организационных характеристик, оказывающих существенное влияние на проектирование, организацию и технологию производства строительных работ вообще и производство свайных работ в частности.
Особые геофизические условия характеризуются сложным геологическим и гидрогеологическим строением участка; наличием структурно-неустойчивых грунтов в основании зданий и сооружений; сейсмическими и карстовыми проявлениями; опасностью оползней, лавинных и селевых сходов; преобладанием слабых, болотистых и обводненных, насыпных и намывных, пустынных, дюнных и песчаных грунтов, скальных и горных пород.
Особые природно-климатические условия обуславливаются типом природной зоны, аномальными среднесуточной, среднемесячной и среднегодовой температурами воздуха и его влажностью, продолжительностью холодного (жаркого) периода, ветровым режимом, количеством осадков, солнечной радиацией и инсоляцией.
Территориальные условия характеризуются экономикогеографическим положением района строительства, наличием природных ресурсов и богатств, различной плотностью населения и разнообразными природными условиями регионов, низкой степенью хозяйственного освоения и размещения производительных сил, преимущественным развитием добывающей промышленности и очаговым характером мест освоения территорий, узким кругом отраслей специализации и суженным комплексом технологических производств.
Особые организационные условия возникают при возведении зданий и сооружений в отдаленных и труднодоступных районах; на ограниченных по размерам площадках и территории действующих предприятий, а также при реконструкции объектов.
К районам с особыми природно-климатическими и территориальными условиями относят: Северную строительноклиматическую зону (включая Крайний, Ближний и Южный Север, Среднесибирское плоскогорье, Северо-Восточную Сибирь); территории с сухим жарким климатом — Средняя Азия, Южный и Центральный Казахстан, юг Украины, Молдавии, России; высокогорные области горных территорий (Кавказ, Алтай, Памир, Саяны, Карпаты, Урал и т.д.); территории влажных субтропиков (юг Азербайджана, Грузии, Армении, Южная Осетия, Абхазия); степная и лесостепная зоны (Белоруссия, Украина, Молдавия, Центральная Россия).
Северная строительно-климатическая зона характеризует- ся большой продолжительностью холодного периода; низкими температурами наружного воздуха в сочетании с частыми зимними ветрами и снежными заносами; полярными днями и ночами; вечномерзлым состоянием грунтов; низкой степенью хозяйственного освоения. Многие районы подвержены сейсмическими и карстовыми проявлениями, опасностью селевых сходов.
Северные территории занимают большую часть площади России, более 60 %. Здесь сосредоточены огромные запасы разнообразных природных ресурсов: нефти, природного газа, цветных металлов — золота, меди, никеля, платиноидов, олова, кобальта, титана, алюминия, лесных, водных, рыбных и энергетических ресурсов, алмазов и др. Россия — единственная в мире страна, которая может обходиться без импорта внешней продукции, в отличие, например, от Японии, которая строит свою экономику почти целиком на импорте. Даже США, располагающие огромными природными ресурсами, вынуждены значительную часть сырья завозить извне.
Зона Севера отличается от других районов своими своеобразными природными и экономическими условиями. Для нее характерны:
суровые природные условия, неблагоприятные для развития земледелия и создающие ряд затруднений в развитии многих отраслей промышленности и видов транспорта, а также заселения;
отдаленность от крупных промышленных центров и экономически развитых районов страны, являющихся базами ее освоения;
малонаселенность и в целом еще низкий уровень промышленного развития и развития транспортной сети.
По этим признакам к зоне Севера относятся: в европейской части России:Мурманская и Архангельская области, Карелия, Коми-Пермяцкий автономный округ, в азиатской — Ямало- Ненецкий и Ханты-Мансийский национальные округа Тюменской области, северные районы Томской области. Таймырский и Эвенкийский национальные округа, Туруханский, Игарский и другие районы Красноярского края, Якутия, Магаданская и Камчатская области, северные районы Иркутской, Читинской, Амурской, Сахалинской областей, Бурятии, Хабаровского и Приморского краев (рис. 1).
В азиатской части России южная граница экономической зоны Севера совпадает с Южной границей регионов, приравненных к Крайнему Северу [1] , за исключением районов, находящихся в Приморском крае и Сахалинской области.
В целом зона Севера охватывает немногим более 11 млн.
Таким образом, к этническому признаку в большей мере прибавились признаки экономические. Установленные тогда границы обеих групп районов менялись законодательством в 1960 и 1967 гг., происходили изменения и в дальнейшем.
В целом всю территорию Севера делят на две подзоны — Ближний и Дальний Север. Разумеется, понятия «ближний» и «дальний» являются относительными и в большей степени зависят от уровня развития транспорта на данной территории. Так, район Севера, не связанный железнодорожной сетью, но отстоящий от южнее расположенных экономически развитых территорий на 500-700 км может быть отнесен к Дальнему Северу, ибо преодоление бездорожья на таком расстоянии требует огромных транспортных затрат, что приводит к большому удорожанию всех работ по освоению данного района. И, наоборот, район, отстоящий на 1000 км и более от экономически развитых территорий, с которыми он связан железной дорогой, может быть с полным основанием отнесен к подзоне Ближнего Севера, так как транспортный фактор оказывает незначительное влияние на удорожание работ.
К Дальнему Северу относятся территории зоны тундры и лесотундры, частично тайги, отдаленной от железнодорожной сети, расположенные в высоких широтах и отличающиеся наиболее суровыми природными условиями, трудными для акклиматизации человека. В этих районах особенно сильно действуют удорожающие факторы. Все производимые здесь работы удорожаются по сравнению с районами, расположенными к югу от зоны Севера, в 2-3 раза и более. К Дальнему Северу относятся также территории расположенные за Полярным кругом (за 62 параллелью) и связанные с железнодорожной сетью республики, так как для них характерны наиболее суровые и экстремальные условия — длительные полярная ночь и полярный день.
К Ближнему Северу относятся территории, находящиеся в относительной близости от железных дорог, от крупных промышленных центров, которые могут служить базами широкого освоения природных богатств Севера, и где климатические условия менее суровы, чем в высотных широтах. На этих территориях можно развивать более широкий комплекс производств, чем на Дальнем Севере, в частности, местную продовольственную базу, главным образом, животноводство и овощеводство. Здесь действие удорожающих факторов значительно ослаблено.
Так, относительная близость Европейского Севера к экономически развитым районам России (Центру, Западу) и железнодорожная связь с ними способствовали более быстрому его освоению и позволили в значительных масштабах использовать такие природные ресурсы, как лес, апатиты, железные руды. Напротив, отдаленность Азиатского Севера от
Рис. 1. Территория Севера России
экономически развитых районов страны и отсутствие здесь сети железных и автомобильных дорог сдерживают его освоение. Здесь факторы, удорожающие капитальное строительство и эксплуатацию природных ресурсов, действует намного сильнее, чем в районах Европейского Севера. Вот почему до последних лет в этом районе использовали лишь наиболее ценные и транспортабельные природные ресурсы (золото, олово, алмазы и др.).
Развитие транспортной сети резко меняет географическое положение территории. Так, отделённая бездорожьем на относительно небольшое расстояние от крупных промышленных центров территория, отнесённая по указанным выше признакам к Дальнему Северу, после постройки железной дороги может стать «ближним» северным районом.
Например, район Средней Оби, где идет дальнейшее освоение месторождений нефти и лесных ресурсов, на первых порах освоения, когда действовал только сезонный, речной транспорт, мог отнесён к Дальнему Северу. Однако после окончания в 1974 г. строительства железной дороги Тюмень-Сургут его экономико-географическое положение резко изменилось, так как дорога создала надёжную и дешёвую связь района с промышленными центрами.
Это ускорило и удешевило процесс промышленного освоения и общего развития экономики Средней Оби. Он стал районом, типичным для Ближнего Севера. Или такой пример- территория, на которой прошла Байкало-Амурская железнодорожная магистраль, где до её постройки остались труднодоступные районы, ныне развивается вглубь и вширь. Тяготеющие к ней районы стали типичными для Ближнего Севера и здесь создаётся ряд крупных промышленных узлов и территориально-промышленных комплексов.
Практика показывает, что подзона Ближнего Севера по мере развития современного транспорта, связывающего её территории с экономически развитыми районами страны, а также по мере повышения общего уровня развития производительных сил постепенно регулируется. Однако, и в отдалённой перспективе останутся обширные территории Севера, суровые по своим природным условиям, где условия жизни человека трудные и удорожающие факторы будут действовать сильнее, чем в южнее расположенных районах. Поэтому зоны тундры и лесотундры и сходные с ними по климатическим районным условиям северные территории и в будущем, даже после создания железнодорожной сети, будут относиться к Дальнему Северу. В их состав войдут площади к северу от Полярного круга и европейской части России, на Обском и Енисейском Севере, северная часть Якутии, Магаданская область, северная часть Охотского побережья и Камчатская область, примерно по 60 0 с.ш. Это составит площадь около 6 млн. км 2 , или немногим более ‘Л территории России.
Природные условия Северной строительно-климатической зоны весьма разнообразны. Вся зона Севера отличается от других районов страны своими суровыми природными условиями. Так, на заполярном северо-востоке Европейского Севера средние годовые температуры составляют в Воркуте — 6,3 °С, а в Сыктывкаре, относящемся к Ближнему Северу, +0,4 С, температуры января соответственно в этих пунктах составляют -20,6 °С и — 15,1 °С , июля — +14 °С и + 16 °С, число безморозных дней в году — 62 и 103. Но во всех частях Европейского Севера средние годовые температуры, а также число безморозных дней значительно ниже, чем в соседних южнее расположенных местах- в Вологде, Череповце, Перми и др.
Но если на Европейском Севере, особенно в северо- восточной части, смягчающее влияние оказывает тёплое течение Гольфстрим, то на азиатском Севере обратное влияние оказывают огромные ледовые массивы Северного Ледовитого океана. Средние годовые температуры снижаются до -6,7 °С в Салехар- де(на Оби), до -10,7 °С в Дудинке. В Якутии значительно ниже — 11,9 °С (Сеймчан).
Существенно выше в Сургуте -3,3 °С. Зимние температуры падают на Дальнем Севере до -60 °С мороза и ниже. В Семчане насчитывается только 55 безморозных дней в году. Резко-континентальный климат на Азиатском Севере характеризуется тем, что летом температура во многих местах достигает +30 °С, однако и в летние месяцы бывают заморозки, пагубно отражающиеся на сельском хозяйстве.
Суровость климата определяется сочетанием температуры воздуха и силы ветра. Анализ влияния низких температур и скорости ветра показывает, что при относительно небольшом морозе и сильном ветре суровость оказывается намного выше, чем при сильном морозе без или с ветром, имеющем небольшую скорость. Эта суровость оценивается баллами жесткости, которая равна сумме отрицательной температуры воздуха по абсолютной величине плюс две скорости ветра, т. е. 111 +2V. В результате оказывается, что побережье Кольского полуострова, где морозы благодаря Гольфстриму мягче, но скорость ветра очень велика, суровость в ряде мест примерно такая же, как в Оймяконе (Саха Якутия), где мороз в январе доходит до -50,1 °С, а ветер имеет скорость 0,3м/с.
Наиболее суровый климат охватывает полосу Арктики и Субарктики, где ветер достигает больших скоростей особенно на побережье Северного Ледовитого океана.
В Южной части Севера распространены подзолистые почвы, отдельные разновидности которых пригодны для земледе-
Севернее распространены торфяно-болотистые оглеенные почвы грубого механического состава, каменные и слаборазвитые почвы. Большие пространства не только в тундре, но и в таёжных районах, сильно заболочены.
В целом почвенно-климатические условия неблагоприятны для зернового хозяйства и оно развито лишь в южной части Европейского Севера, входящей в него нечерноземную зону, а также в центральной Якутии. Во многих районах Севера в значительных масштабах возможно развитие овощеводства и молочного животноводства.
В тундре и некоторых таёжных районах, где распространён ягель, имеются благоприятные условия для оленеводства. Поголовье оленей на севере России превышает 2,5 млн. голов- это самое большое стало в мире. Тундра и тайга богаты пушным зверем.
Большая часть территории севера находится в зоне вечной мерзлоты. Сооружение на таких грунтах производственных и жилых зданий, автомобильных и железных дорог требует особых методов проектирования и строительства зданий. Главным из них является изоляция мерзлоты, т.е. устройство вентилируемых подполий и каналов, чтобы не допустить нарушения мерзлого состояния грунтов, вызывающего деформации и аварии построенных зданий и дорог. Такое строительство требует дополнительных капитальных затрат.
Большие пространства в тундре и тайге, где идет освоение природных богатств, сильно заболочены, что также вызывает значительные трудности и дополнительные затраты.
Вместе с тем мерзлые грунты и заболоченность имеют и свои положительные стороны при умелом их использовании. В частности, при сильных северных морозах все основные работы по прокладке трубопроводов через заболоченные места проводятся в зимний период. При этом накопленный опыт позволяет осуществлять прокладку их в очень короткие сроки.
Вопросы населения Севера, Сибири и Дальнего Востока, а также особенности хозяйственного освоения и размещения производительных сил оставим в стороне.
Высокогорные районы характеризуются сложностью рельефа и непрерывным его изменением под воздействием землетрясений, селей, оползней и снежных лавин, горных обвалов; неблагоприятными геологическими и гидрогеологическими условиями; резкими перепадами атмосферного давления.
Территории влажных субтропиков характеризуются жарким влажным климатом, значительным количеством осадков, слабыми водонасыщенными грунтами, благоприятными условиями для микроорганизмов и низших растений (лимонов, апельсинов).
Степная и лесостепная зоны наиболее характерны для нашей страны. Территория западного региона республики имеет абсолютные отметки от 80 до 500м над уровнем моря. Площадь Белоруссии составляет 207,6 тыс.ё! . На юге, западе и севере рельеф равнинный, нередко заболоченный, характерно наличие плоских котловин и часто зарастающих озер и болот. Равнины — низменные занимают 3/5, возвышенные платообразные — 2/5 территории.
Инженерно-геологические условия стран Прибалтики, Молдавии, Украины и Белоруссии существенно отличаются друг от друга. Северная и центральная части представлены различными типами морен. Наиболее распространены днепровская, московская, калининская и осташковская морены с отложениями, представленными преимущественно песками с большим количеством грубообломочного материала, супесями, суглинками и глинами. В толще морены нередко встречаются прослойки и линзы песков, в большинстве случаев обогащенными обломочными материалами.
Схема инженерно-геологического районирования грунтов Белоруссии, Украины и Молдавии представлена на рис.2,3.
Рис. 2. Региональная карта грунтов Белоруссии
На северо-западе Белоруссии крупнохолмистые мореные возвышенности чередуются с водно-ледниковыми низинами и мореными равнинами. Белорусская гряда простирается от Гродно на восток и северо-восток до Орши, переходя в Смоленско- Московскую возвышенность. В средней части гряды расположена Минская возвышенность с горами Дзержинской высотой 346м и Лысой — 341м. На юге страны простирается обширная низменность Белорусского Полесья, представляющая плоскую заболоченную впадину, сложенную водно-ледниковыми, болотными и речными отложениями. На этой территории расположены также дюнно-бугристые формы эоловых отложений, широкие речные террасы и заболоченные озерные котловины.
Древесная растительность занимает около 35% территории, болотная — примерно 5%, но процесс заболачивания охватывает около 1/3 площади республики. Заболоченные участки встречаются на лугах, в лесах и пахотных землях.
Почвообразующими породами являются водноледниковые отложения — 29,1%, морены — 11,5%, органогенные торфяные грунты — 23%, пески различного генезиса — 10,5%, а также лёссовые породы, выходы мергеля, известняка, доломита и туфа.
На территории Белоруссии повсеместно развиты четвертичные отложения средней мощностью 80 м и максимальной — до 300 м. Отложения отличаются большой сложностью по условиям залегания, строению и свойствам, следствие резкой и частой смены условий их образования.
Верхние пласты земной коры, используемые в производственной деятельности человека, называются грунтами. На территории Белоруссии грунты образовались преимущественно в четвертичном периоде геологической истории Земли, те есть на протяжении последних 1+1,5 млн. лет.
Этот период характерен длительными и значительными колебаниями температур, в результате чего происходили неоднократные похолодания и потепления климата, вызывавшие оледенения значительных территорий и последующее таяние ледников. По подсчетам геологов, за последние 50СИ-600 тыс. лет произошли, по меньшей мере, три-четыре оледенения территории Белоруссии и соответственно сравнительно теплые межледниковые. Некоторые исследователи насчитывают до шести оледенений на территории, которую занимает наша республика. Единая стратиграфическая схема четвертичных отложений в стране не создана.
На территории Прибалтики наиболее широко распространены залегающие на поверхности флювиогляциальные, межморенные и позднеледниковые отложения.
Для южной зоны региона (Украина и Молдавия) характерны следующие инженерно-геологические особенности строительных площадок: широкое распространение просадочных лёссовых грунтов; развитие неустойчивых и оползневых склонов; повсеместный высокий уровень грунтовых вод; значительная сейсмичность.
Рис. 3. Карта-схема распространения инженерногеологических регионов, материковых оледенений, покровнолёссовых отложений:
1-4 — границы распространения материковых оледенений, соответственно днепропетровского, московского, калининского, осташковского; 5-7 — области распространения лессовых пород, соответственно средней и изменчивой мощности, проявляющие незначительные просадочные деформации и местами переходящие в непросадочные; лёссовидные породы и лёссы мощностью до 15-30 м, проявляющие значительные просадочные деформации (II, реже II типа по просадочности); 8- область распо- странения моренных пород; 9 — то же, водноледниковых и других пород; 10 — регионы (Прибалтийский—(1), Прикарпатский— (2), Украинский кристаллический район-(З), Причерноморская впадина-(4), Днепропетровская-Донецкия впадина-(5)); 11— границы регионов
Распространение, условия залегания и физикомеханические свойства грунтов очень разнообразны и обусловлены формированием лёссового покрова под влиянием поднятия одной части территории над другой.
На всем пространстве Междуречья Днестр-Прут, севернее линии Фалешти — Бельцы — Флорешты, лёссовые породы залегают в виде обособленных арен мощностью от 0,5 до 10 м, покрывая склоны и некоторые водоразделы. Они представлены преимущественно тяжелыми малопросадочными ( I типа по условиям просадочности) или непросадочными лёссовидными суглинками. Подстилаются лёссовые породы глинами или песками, которые часто обнажаются на дневной поверхности. На юге Молдавии, южнее Кишинева и Котовска, распространение лёссовых грунтов представляет собой весьма пеструю картину.
Следует также отметить, что площади с активными оползневыми процессами, временно стабилизировавшимися оползнями и территориями, предрасположенными к смещениям, занимают более 10% территории Молдавии, а в центральной её части достигают 2(Н25%. Оползневые склоны в основном сложены разнообразными грунтами и находятся в стадии периодических подвижек в зависимости от природно-климатических условий. Оползни имеют различные глубины захвата, сильно обводнены.
Для Молдавии (как и для других республик региона) изучение возможностей и разработка способов строительства на неустойчивых грунтах и оползневых территориях являются актуальными задачами.
Рис. 4. Карта-схема распространения оползневых явлений и сейсмичности территории Молдавии:
1-7 — площадки, занятые оползневыми накоплениями (в % от общей территории): 1 — 70+80; 2 — 40+70; 3 — 20+40; 4 — 10+20; 5 — 5+10; б-менее 5; 7 — оползневые накопления отсутствуют; 8 — граница сейсмических зон; 9 — сейсмическая балльность
Как показывают данные обследований, одной из наиболее распространенных причин образования вторичных оползней является хозяйственная деятельность человека (подрезка оснований стабилизовавшихся склонов, террасирование, поливка и т.д.).
Не меньшее значение имеет и учет в строительстве сейсмических воздействий.
Схема распространения оползневых явлений и сейсмического районирования Молдавии приведена на рис.4.
Детально районирование территорий республик для строительных целей и основные характеристики этих районов приводятся в нормативно-справочной литературе по климатологии и геофизике, строительной теплотехнике, строительству в сейсмических районах и др.
Строительные работы в районах с особыми условиями отличаются большой сложностью и повышенными затратами ресурсов всех видов. Это обуславливается не только спецификой объемно-планировочных и конструктивных решений возводимых объектов, но и неблагоприятным воздействием на технологию и организацию работ природно-климатических, геофизических и организационных факторов.
Источник: bstudy.net
Особенности градостроительных решений в условиях сухого жаркого климата.
К районам жаркого сухого климата относят территории со среднегодовыми температурами, равными или выше 20 о С. Такие районы занимают пространства между 15 и 25оС северной и южной широт. К ним относятся: южная часть Алжира, Ливия, Египет, Судан, Мали, Нигер, Чад, Мавритания, Эфиопия, Оман, Саудовская Аравия, Ирак, Иран, Пакистан, Афганистан, среднеазиатские республики бывшего СССР, внутренние районы Австралии, юго-запад США, Эквадор, Чили, Перу, Парагвай. Характерными особенностями данного климата являются: высокий уровень солнечной радиации и инсоляции, высокие температуры воздуха, дискомфортные влажностные и ветровые условия, отриц. влияющие на самочувствие человека и требующие спец. мер защиты людей от неблагоприятных воздействий всех этих факторов. Жаркий климат отрицательно влияет и на материалы, конструкций зданий, оборудования и механизмы.
В летний период температура днем в таких районах может колебаться от 27 до 45 оС, ночью от 15 до 24оС. Зимой температуры днем более низкие. Наиболее ярко выражен этот тип в пустыне Сахаре: летом здесь температура до 70оС, зимой может опускаться до 0оС. Суточная амплитуда температур может достигать 40оС (обычная 15-20оС).
Значение суммарной солнечной радиации возрастает с уменьшением широты и зависит от высоты над уровнем моря, а также от облачности. Облачность в этих районах почти отсутствует, что ведет к перегреву воздуха днем и к потере теплоты в результате излучения ночью.
Относительная влажность колеблется в пределах 15-55 % , в летний период она не превышает 20,а зимой – немного выше 40 %. Годовые осадки незначительны, обычно менее 250 мм. В некоторых районах Сахары дожди иногда не выпадают в течение нескольких лет, а в Южной Америке есть пустынные районы, где дождей не бывает десятилетиями. Растительность бедная, специфическая для засушливых районов.
Недостаток воды, иссушающие ветры, высокие температуры чрезвычайно затрудняют искусственные посадки, озеленение. Почвы песчаные, гравийно-песчаные с включениями валунов, скалистые, встречаются глинистые и лессовидные. В большинстве районов опасность промерзания отсутствует, грунтовые воды расположены глубоко, однако возможно набухание грунтов.
Лессовые грунты при замачивании подвержены просадкам. Для некоторых районов свойственна повышенная сейсмическая активность. Данные природно-климатические особенности районов с жарким сухим климатом требуют закрытого характера режима помещений, надежность защиты человека от внешних неблагоприятных воздействий. Необходимы дополнительне затраты при строительстве зданий, поэтому весьма важным является наиболее точная оценка конкретных климатических условий района строительства.
Выбирая место строительства, следует использовать все естественные возможности снижения температуры, уменьшения напряженности радиации, защиты от вредных ветров. Участок следует выбирать там, где ветры и воздушные течения способствуют охлаждению воздуха.
С этой целью следует использовать ветры моря, увлажненные и охлажденные, ветры с гор, охлажденные вверху и стекающие в долины. Для защиты от жарких пыльных ветров следует использовать повышение рельефа – размещать здания в пониженных местах с тем, чтобы они охлаждались в ночное время прохладным воздухом, сосредоточивающимися в долинах и понижениях рельефа. Общая компоновка населенного пункта и размещение отдельных жилых зданий, как и выбор участка, должны быть подчинены задачам улучшения микроклимата помещений и уменьшения их перегрева. Здания следует располагать так, чтобы использовать благоприятные воздушные течения наиболее полно, защищая в то же время от сухого жаркого воздуха.
Для жаркого сухого климата наиболее приемлем замкнутый тип поселения с компактными, широкими корпусами небольшой этажности, включающими чередующиеся разновысотные закрытые и открытые помещения. Желательно блокирование зданий между собой. Это обеспечивает компактность застройки и взаимное затенение зданий – защиту от солнечной радиации и ветров.
Жилые здания могут быть мало- и многоэтажными. При соответствующих возможностях рекомендуется частичное заглубление здания в грунт. В жарком климате в жилых районах следует сокращать радиусы пешеходной доступности учреждений обслуживания, размещать их в отдельностоящих зданиях, не включать их в первые этажи жилых зданий (особенно продовольственные магазины и подобные им). Следует предусматривать сооружения летнего типа (кинотеатры, кафе и пр.) на открытом воздухе или трансформацию ограждающих конструкций закрытых помещений, увеличение их площадей за счет озеленения площадок.
Особой задачей при размещении зданий в жарком сухом климате является защита от пыльных бурь. Во время бурь образуются песчаные наносы у зданий и на них. Наносы на здания создают дополнительные нагрузки на перекрытия, удары песчаных частиц по поверхностям ограждающих конструкций разрушают внешнюю отделку и выступающие части здания, повреждают оконные стекла.
Мелкая пыль, проникающая в помещения, загрязняет воздух, создает дискомфортные условия проживания. Плотная, компактная застройка благоприятна и с этой точки зрения – уменьшает площади наносов около зданий. Отдельное здание следует размещать широкой стороной к направлению ветра, тогда наносы будут меньше. Оптимальная ориентация зданий определяется, с одной стороны, требованиям защиты помещений от прямых солнечных лучей, а с другой – требованиям создания необходимого ветрового режима.
Ориентация по солнцу будет оптимальной, если нагрев ограждающих конструкций будет минимальным. Большое напряжение солнечной радиации, действующей на западные фасады зданий, в сочетании с высокими температурами воздуха во второй половине дня делают нежелательной ориентацию помещений на запад.
При строительстве на свободных участках обычно (если нет других ограничений) здания следует располагать по оси на восток – запад с тем, чтобы длинные их стороны получили максимальную возможность затенения. Защищая помещения от перегрева, следует в то же время сохранять необходимые условия инсоляции, учитывая санирующие, бактерицидные свойства солнечных лучей.
Ориентация по ветру должна обеспечить защиту помещений от проникания в них горячих масс воздуха, песка и пыли, максимально снизить интенсивность движения воздуха в помещениях. Позади построек на заветренной стороне образуется зона низкого давления с обратным течением воздуха над поверхностью земли. 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 избежание перегрева при застройке территории длинными параллельными зданиями расстояние между ними рекомендуют принимать не менее 7 высот экранирующего здания.
В жарких районах озеленение и обводнение прилегающих к зданию территорий приобретает особое значение как мера снижения температуры окружающего здание воздуха. Не меньшее значение имеют и меры благоустройства территории.
Озеленение прилегающей к зданию территории должно способствовать: ограничению радиационного облучения дорожек и площадок у здания в часы максимального перегрева; защите от солнечной радиации стен зданий, сплошных оград южной и западной ориентации; ограничению радиации почвы; созданию необходимых условий проветривания – снижению скорости ветра в районах сильных ветров. На улицах широтного направления дорожки и тротуары у зданий, обращенных фасадами на север, можно окаймлять низкорастущими деревьями, так как защита от солнца обеспечивается самими зданиями.
На южных фасадах посадки должны затенять дорожки и тротуары для удобства пользования и снижения отраженной радиации. На меридионально направленных улицах тротуары у восточных фасадов следует защищать только от полуденного солнца. У западных фасадов тротуары окаймляют высокоствольными деревьями для затенения фасадов и низкоствольными, ширококронными – для защиты пешеходов. Зеленые насаждения – деревья, кустарники, вьющиеся растения – выполняют солнцезащитные функции, затеняя здания, при этом в субтропиках они обладают таким ценным свойством, которым не обладают обычные стационарные защитные устройства: сбросив листья, они пропускают солнечные лучи в помещения в зимний период, когда в инсоляции ощущается необходимость. Лучшими для озеленения считаются невечнозеленые породы деревьев, такие как вяз, клен, тополь.
Защищая здания от солнечных лучей, зеленые насаждения поглощают солнечную энергию и, выделяя влагу, охлаждают воздух, очищают и фильтруют его. Используя зеленые насаждения, можно снизить температуру воздуха до 2,5 оС, интенсивность солнечной радиации – до 40-50%, скорость ветра – до 50-60, загрязнение воздуха – на 25-40%.
В условиях жаркого сухого климата и искусственного орошения более целесообразно не травяное покрытие, а почвопокровные растения. В тех случаях, когда не может быть осуществлен посев трав и растений, грунт следует прикрыть мощением. Положительно влияет на микроклимат обводнение территории: устройство бассейнов, фонтанов и т.д. Озеленение и сопутствующее ему обводнение проектируют из условий соблюдения необходимого сочетания потребности снижения влияния солнечной радиации и возможности достижения необходимой свободы перемещения воздушных потоков.
Выводы по выбору места строительства:
· Использование охлажденных ветров с моря, гор.
· Использование повышения рельефа – размещать здания в пониженных местах (охлаждение ночным воздухом).
· Меры по защите зданий
· Большая плотность застройки, замкнутый тип поселения (компактное размещение, блокирование построек и большая их ширина, заглубление в грунт) – взаимное затенение зданий, защита помещений от сухого горячего воздуха, сокращение площади облучаемой солнцем конструкции, уменьшение площади песчаных наносов.
· Расположение здания по оси восток-запад – максимальная возможность затенения.
· Сокращение радиусов пешеходной доступности учреждений обслуживания (размещение их в отдельностоящих зданиях, не включать их в первые этажи жилых зданий)
· Предусматривать сооружения летнего типа (кинотеатры, кафе и пр.) на открытом воздухе .
· Озеленение и обводнение территории.
2. Особенности объемно – планировочных решений
Солнечные лучи, проникающие в помещение, превышают освещенность за счет отраженного света, положительно влияют на психику людей и являются мощным бактерицидным фактором, вместе с тем под действием солнечной радиации происходит интенсивный перегрев ограждающих конструкций. Для защиты от перегрева помещений и находящихся в них людей следует обосновывать: выбор участка под застройку и способ размещения здания на нем; необходимость озеленения и обводнение участка; выбор формы и ориентации зданий, а также внутренней планировки помещений, обеспечивающей естественную их вентиляцию; выбор соответствующих строительных материалов и конструкций для ограждающих частей зданий, применение солнцезащитных устройств, а также механических средств для создания искусственного микроклимата помещений.
В районах жаркого климата исторически сложились следующие планировочные структуры городов – замкнутая и линейная. Замкнутая структура характерна для городов с компактным планом. Она развивается моноцентрично в пределах очерченных радиально-кольцевым направлением. В современном понятии замкнутая композиция — закрытая планировка не означает необходимости полной застройки периметра. Обычно сплошь застраивается часть периметра, обращенная в неблагоприятную сторону проявления внешней среды.
Линейная структура предполагает линейную планировку города с продольной композиционной осью развития. Для жаркого сухого климата наиболее приемлем замкнутый тип поселения с компактными, с большой шириной корпуса, и в основном, небольшой этажностью зданиями, включающими в себя чередующиеся разновысотные закрытые и открытые помещения.
Центр города, селитебная, промышленная, коммунально-складская, транспортная, санитарно-защитная и парковая зоны должны иметь расположение зданий и сооружений по замкнутой композиции. Прием замкнутой композиции для сухого жаркого климата исторически рассматривается со времен возникновения перистильного дворика. Затененный со всех сторон двор, окруженный галереей, образует глубокую тень, которая охлаждает стены и расположенные за ним жилища. Размещенный в центре дворика водный источник и зеленые насаждения в течение жаркого дня постепенно отдают прохладу и влагу окружающему двор пространству.
По данным специалистов коммунальной гигиены, в южных районах оптимальная высота жилых помещений, не оборудованных солнцезащитными устройствами, должна составлять 3,2 — 3,5 м. Как известно, влияние высоты помещения на его микроклимат связано с температурой, радиационными температурами и кубатурой воздуха, приходящегося на человека, подвижностью воздуха. В помещениях с большой высотой температура воздуха обычно ниже, чем в помещениях меньшей высоты.
Однако эта разница, как показывают исследования, проведенные в Узбекистане, невелика. При экспериментальных исследованиях разность среднесуточных температур воздуха помещений высотой 3,8 и 2,5 м составила при ночном проветривании всего 0,7°С, а при круглосуточном всего 0,2-0,3°С. В то же время такое увеличение высоты помещений вызывает удорожание стоимости здания примерно на 10%.
Анализ зарубежной практики строительства показывает, что высота помещений жилых домов южных стран мало отличается от их высоты в северных зданиях. Если в Швеции почти все жилые помещения имеют высоту 2,5-2,6 м, то во Франции такую высоту имеют 97% жилых домов.
В Италии 83% жилых зданий имеют высоту помещений 2,8 м, а 17% — 2,5 м. В Австралии рекомендованная высота составляет 2,3 м. В Гане высота типовых этажей принимается 2,2 м, а последнего верхнего — 2,64 м. В Южной Африке принята высота 2,36 м, в Индии — 2,44 м. Строительными нормами и правилами в нашей стране высота этажа принята 3,0 м. В целом, практика показывает, что снижение температуры в помещении достигается не столько увеличением его объема, сколько подвижностью воздуха. Форма помещений в жарком климате играет существенную роль в поддержании благоприятного микроклимата.
Однако если в условиях жаркого влажного климата мы стремимся обеспечить наиболее широкий выход помещения на фасад здания, с тем, чтобы дать наилучшие условия проветривания, то в условиях жаркого сухого климата существует стремление уменьшить поверхность ограждения помещения, выходящего на фасад здания, вытянуть это помещение внутрь, спрятать его от воздействия обжигающих солнечных лучей и сократить возможность проникновения внешнего жаркого воздуха. Процесс формирования современной городской среды в районах жаркого климата закономерно приводит к такой композиции жилых комплексов, при которой окружающая их пространственная среда является продолжением собственного жилища. Эта особенность градостроительного приёма является отражением национальных и исторических традиций для строительства в местах с жарким климатом. В связи с этим для районов жаркого климата в проектах следует предусматривать условия защиты от перегрева улиц и площадей, обеспечивая максимальную затенённость, эффективную аэрацию и благоприятный режим естественного освещения.
Рис 11.2.1. Элементы планировки зданий с рекомендуемыми приёмами для их защиты от перегрева; а – расположение зданий в плане по отношению к направлению господствующих ветров, б – ступенчатая по высоте застройка комплекса гражданских зданий с раскрытием пространства в сторону преобладающих ветров; в – размещение зданий в зоне низкого давления с соблюдением необходимого разрыва, г – влияние зеленых насаждений на аэрацию зданий, д – водоём около здания для охлаждения воздушных потоков.
Солнечное облучение или инсоляция территории и помещений измеряется количеством времени прямого облучения в часах и минутах. Минимальное солнечное облучение для квартир, жилых комнат гостиниц и общежитии, детских учреждении и территории детских площадок и т. п. составляет 3 часа в дни осеннего и весеннего равноденствия.
Обеспечение необходимой инсоляции достигается соответствующей ориентацией зданий и сокращением сроков и площади затенения зданий и территорий соседними зданиями. Для домов, в которых все комнаты квартир выходят на одну сторону (дома ограниченной ориентации), не допускается ориентация жилых комнат на северный сектор горизонта в пределах от 310 до 50°.
Для обеспечения необходимой инсоляции дома ограниченной ориентации (меридиональные) располагают в застройке только меридионально. Для домов, в которых размещены квартиры с двусторонней ориентацией (дома неограниченной ориентации — широтные), по условиям инсоляции возможно любое расположение в застройке.
Для домов частично ограниченной ориентации (часть квартир имеет одно-, часть- двустороннюю ориентацию) возможно меридиональное и широтное расположение в застройке(при ориентации односторонних квартир на юг). Рекомендуемой является ориентация жилых комнат на юго-восток.
Восточная, южная и юго-восточная ориентация рекомендуется также для основных помещений детских учреждений и школ. Такая ориентация при обеспечении необходимой длительности инсоляции исключает перегрев помещений под действием солнечной радиации. Для исключения перегрева помещений в южных районах не допускается ориентация на юго-западный сектор горизонта (от 200 до 290°) жилых комнат односторонне ориентированных квартир и основных помещений детских учреждений и школ. Проемы окон и балконных дверей, обращенные на сектор горизонта от 200 до 290°, должны быть оборудованы солнцезащитными устройствами. В этих районах разрешается устройство полуоткрытых лестничных клеток, наружных открытых лестниц.
Важнейшее мероприятие здесь — применение конструкций стен и покрытий, исключающих перегрев жилищ летом, что устанавливается специальным теплотехническим расчетом. В этих же целях применяют слоистые конструкции стен и покрытий с продухами за теплоотражающими экранами, которыми защищают здание от непосредственного теплового воздействия солнечной радиации. В продухах предусматривают охлаждающее движение наружного воздуха. Галереи, лоджии, как и наружные стены, должны быть хорошо защищены от прямых лучей солнца — планировочно, конструктивно, специальными солнцезащитными устройствами, применением озеленения.
Лестничная клетка в жарких районах выносится в отдельные объемы, используются полуоткрытые, открытые или заключенные в перфорированные ограждения лестницы. Закрытые лестничные клетки аккумулируют тепло. Разность температур наружной и внутри лестничной клетки) доходит до 6° С. Вынос лестничных клеток в отдельный объем обосновывается в тех случаях, когда лестничные и лифтовые узлы входят в основной объем здания, гигиенические условия (особенно верхних квартир) ухудшаются за счет поступления в них отработанного воздуха нижних этажей через лестничную клетку. С точки зрения объемного решения здания вынесенная лестница, как гибкий шарнир, позволяет получить разнообразную компоновку секции и здания в целом.
Характерной особенностью жарких местностей является повышенная яркость небосвода в 3-4 раза выше, чем в умеренном поясе. Учитывая это обстоятельство, целесообразно предусматривать в интерьере более глубокие помещения, а также сокращать площади световых проемов за счет высоты.
Говоря о световых проемах следует отметить, что на величину солнечной радиации, проникающей в помещение, основное влияние оказывает площадь остекленных поверхностей. При назначении размеров окон нужно исходить не только из условия естественного освещения, но и недопустимости перегрева помещений.
Эффект может быть получен при заполнении оконных проемов теплозащитным стеклом, отражающим тепло солнечной радиации, а также стеклопакетами, стеклоблоками и светорассеивающим стеклом. Величина проемов в сухом жарком климате может быть сокращена до 1/20 площади пола.
Чтобы уменьшить блеск и действие отраженной от земли радиации, оконные проемы обычно располагают в верхней части стены, кроме того, нежелательно их центральное расположение, проемы сдвигают к углу комнаты, чтобы уменьшить количество лучей, попадающих в помещение. Обязательно оборудование оконных проемов солнцезащитными устройствами.
Светопроёмы лучше иметь на южном и северном фасадах, ограниченное количество — на восточном. Не следует размещать проемы на западных фасадах. В проемах следует устраивать регулируемые жалюзи. Солнцезащитные устройства не должны ухудшать условия воздухообмена в помещениях. Они должны быть легкими, удобными и надежными в эксплуатации, экономичными, а в зимний период создавать минимальное затенение светопроемов.
Солнцезащитные устройства подразделяют на постоянные, являющиеся элементом здания, и временные, устраиваемые в процессе эксплуатации зданий. По конфигурации различают горизонтальные, вертикальные, наклонные и комбинированные.
Тип солнцезащитных устройств выбирают с учетом назначения здания, природных особенностей района, ориентации, формы и размеров светопроёмов, режима эксплуатации и технико-экономических показателей. Наибольшее распространение получили козырьки, жалюзи, маркизы. Козырьки используют главным образом для затенения южных фасадов. Они могут быть горизонтальными и наклонными.
Изготавливают козырьки из железобетонных плит, асбестоцементных листов, деревянных реек и др. Они имеют простую конструкцию, снижают освещенность незначительно, не ухудшают аэрацию помещений, но при этом не защищают помещение от косых лучей солнца.
Жалюзи — горизонтальные солнцезащитные устройства, хорошо защищающие помещение от солнечной радиации при любой ориентации проёмов. Жалюзи могут быть с неподвижными и подвижными ребрами. Устанавливают их в пределах толщины светового проёма, около него и с выносом от проёма. Жалюзи выполняют из дерева, металла и пластмасс.
Они значительно снижают естественную освещенность помещений. Для затенения световых проёмов с северо-западной и северо-восточной ориентации применяют вертикальные ребра из сплошных плит. Вертикальные ребра не допускают в помещения косые лучи низкостоящего солнца, но не защищают от лучей при высоком стоянии солнца.
В многоэтажных зданиях на фасадах любой ориентации применяют комбинированные (коробчатые) солнцезащитные устройства, состоящие из вертикальных и горизонтальных плит, обрамляющих световые проёмы. Коробчатая система хорошо защищает помещение от прямых и косых солнечных лучей. Однако, она дорога и трудоёмка при монтаже.
Маркизы – текстильные солнцезащитные устройства (навесы), натянутые на металлический каркас. Размеры и наклон затеняющих устройств определяют в зависимости от географической широты места строительства и ориентации световых проёмов по сторонам горизонта. Рекомендовано окрашивать в белый цвет все типы солнцезащитных устройств.
Если есть возможность, рекомендуется частичное заглубление здания в грунт. Так это сделано, например, при строительстве жилого дома вблизи г. Феникс (штат Аризона, США).
Традиционный прием частичного заглубления жилища в грунт в сочетании с массивными стенами позволяет в условиях, приближающихся к климату пустыни, поддерживать в доме прохладу в жаркие дни и тепло — в холодные ночи. Исследования, проводившиеся в Ташкенте, Ашхабаде и Кишиневе Б.Ф.
Васильевым, показывают, что разность температур на поверхности почвы и на глубинах 20 — 40 см под зданием составляет 30-40 0 С. Это говорит о эффективности защиты помещений слоем грунта. Таким образом, в одноэтажных домах за счет охлаждающего действия грунта температура может быт снижена на 3-4°С.
Одноэтажные здания можно также затенить зеленью, что снижает температуру в помещение ещё на 1 — 1,5°С. Несмотря на целый ряд достоинств, одноэтажные дома не всегда приемлемы для застройки, например, крупных городов. Большая площадь застройки, перерасход материалов и удорожание строительства.
В настоящее время при строительстве в районах сухого жаркого климата широкое распространение получили многоэтажные жилые дома, как наиболее эффективно решающие проблему массового жилищного строительства. Проектирование многоэтажного для районов сухого жаркого климата не может основываться на традиционных приемах жилищного строительства того или иного района, так как в многоэтажном здании уже не могут быть использованы приемы снижения температуры, применяемые в малоэтажных зданиях традиционной постройки, — затенение озеленением или рядом стоящими зданиями, заглубление в грунт и т.д. Необходим поиск оригинальных, современных решений, обеспечивающих комфортность микроклимата помещений. Наиболее просто эта задача решается кондиционированием. Однако кондиционирование не всегда доступно по экономическим и техническим соображениям и, кроме того, не исключает, а подразумевает рациональность объемно — планировочного и конструктивного решения здания с целью использования всех естественных возможностей улучшения микроклимата помещений.
Рис 11.2.2. Типы солнцезащитных устройств зданий: а – горизонтальный козырек из сплошной плиты, б – то же, решетчатые, в – наклонный сплошной козырек, г – жалюзи, располагаемые в пределах толщины светопроёма, д – жалюзи около проёма, е – жалюзи на относе от светопроёма, ж – вертикальные ребра, з – вертикальные ребра в комбинации с горизонтальными жалюзями, и – комбинированные (коробчатые), к – ячеистые солнцезащитные панели, л – то же, маркизы.
В современном многоэтажном строительстве в условиях СЖК применяются, как известно, следующие типы домов: секционные башенные, галерейные и коридорные. При их проектировании и возведении стремятся учесть все требования обеспечения благоприятного микроклимата и создания максимума удобств: устройство центральных внутренних холлов; различных по высоте помещений; компактных квартир; озелененных лоджий, галерей, балконов; крыш-садов; обеспечение самостоятельной линии проветривания и изоляции кухонь и санузлов; предусмотрение квартир с помещениями в двух уровнях; строительство спаренных корпусов, связанных лестничными клетками и зданий с помещениями глубиной на всю ширину корпуса; применение трансформируемых ограждающих конструкций и различных солнцезащитных устройств.
Специфические условия СЖК наложили свой отпечаток и на архитектуру общественных зданий. В большинстве своем это малоэтажные, компактные, с большой шириной корпуса объемы, замкнутой, полузамкнутой или центрической композиции. В целях обеспечения благоприятных для большого количества людей условий микроклимата такие здания включают относительно высокие и большие по площади помещения с двусторонней ориентацией, оборудуются регулируемыми солнцезащитными устройствами и имеют широтную ориентацию. Для их покрытий используются все чаще современные большепролетные конструкции различных типов.
Сложные климатические условия и специфика демографии в городах СЖК требует поиска более современных систем обслуживания населения этих мест. Практика показала, что в районах СЖК не следует стремиться к созданию чрезмерно крупных жилых образований с непременной концентрацией обслуживания в общественно-торговом центре, тем более, что торговые и бытовые предприятия повседневной необходимости для жарких стран традиционно тяготеют к децентрализации и к линейному размещению вдоль жилых улиц и пешеходных путей.
Особую проблему в условиях жаркого сухого климата представляет защита от пыли — борьба с пылевыми бурями и песчаными заносами. При многоэтажных зданиях для защиты от пыли могут быть рекомендованы предложения советских архитекторов, разработанные ими для запыленных районов.
По этим предложениям четырехэтажные жилые блоки секции организуются таким образом, что создаются О-образные компактные жилые комплексы с двором посредине. В комплексе предусматривается два разрыва: один — с наветренной стороны, другой — с противоположной. Экспериментально установлено, что оптимальные размеры дворика составляют 4НХ6Н. Длинной стороной дворик ориентируется вдоль направления ветра или под углом к нему. Вдоль фасадов дворика устраиваются трехрядные посадки деревьев и стелющихся кустарников, в центре — водоем, на всей площади двора — непылящие покрытия.
Источник: megapredmet.ru