13.5. Проблема проветривания в условиях перегрева среды обитания
13.1. Сущность процесса аэрации
Сущность рассматриваемого процесса заключается во взаимодействии движущегося потока воздуха (ветра) и неподвижных преград в виде зданий, элементов благоустройства, озеленения — застройки в целом.
Застройка воздействует на воздушный поток, деформирует его направление и изменяет скорость. В некоторых случаях застройка сама является причиной возникновения воздушных потоков или так называемых искусственных бризов. Искусственные бризы возникают при разности давления воздуха между отдельными участками, в частности при возникновении разности температур на этих участках. Такое движение воздуха (термическое проветривание) может возникнуть между зеленым массивом и прилегающей территорией застройки, между небольшим водоемом и его берегом, между затененной частью участка и площадкой, облученной солнцем, многоэтажным зданием и малоэтажной застройкой.
Многоэтажное здание работает как воронка, собирая ветер по высоте фасада и сбрасывая его вниз, к земле. При высоте здания в 14-16 этажей скорость ветра у земли будет на 20-50% выше скорости ветра, проносящегося над микрорайоном. Если метеостанция дает прогноз средней скорости северного муссонного ветра по городу 7-10 м/сек., то в стесненном пространстве застройки среди зданий-"крейсеров" нас встретит ветер до 15 м/сек. Притом, что предельно комфортным значением скорости ветра для человека считается 4 м/сек., а в морозный день - всего 1-2 м/сек.
Особенно ярко эффект "воронки" заметен, когда башня возникает в малоэтажной застройке исторического центра или среди "хрущевок". В кварталах 5-6-этажных зданий с озелененными дворами, размер которых не более 2-3 высот окружающих жилых домов, ветер скользит по кровлям и кронам деревьев, конечно, если жилой район озеленен. Поэтому такие "старые" городские дворики, да еще и освещаемые солнцем, отличаются комфортным микроклиматом. Когда в подобную застройку вписывается точечный "высотный" дом, эффект воронки проявится ярче из-за резкой разницы между низким давлением воздуха у земли и высоким на уровне кровли многоэтажки.
Высотное здание, способно сформировать постоянно дующие сильные ветра и испортить микроклимат даже комфортных южных жилых кварталлов. Несмотря на сильные ветра, города в ближайшем будущем продолжаит застраиваться "свечками", и их этажность 16-24 этажа.
Высотный жилой дом легче вписать в существующую застройку. По нормам инсоляции для его строительства не требуется больших участков земли. Значит, есть возможность обеспечить большую плотность жилого фонда при меньшей его стоимости. Да и инженерные сети - тепло, вода - уже существуют.
Федеральных и региональных строительных норм, устанавливающих уровни комфорта ветрового режима для зоны городов, сегодня нет. Поэтому в обязательный перечень чертежей рабочей документации для строительства мероприятия по оценке и регулированию ветрового режима не входят.
Часто, несмотря на неудачную для ветрозащиты форму здания, аэрационный режим двора можно исправить средствами ландшафтной архитектуры, и в первую очередь озеленением детских площадок и зон для отдыха. Даже зимой плотные трех-пятирядные посадки лиственных деревьев способны гасить северный ветер. Навесы и беседки, развернутые на юг, не только защитят от ветра, но и при правильно выбранной форме обогреют солнечным теплом зимой и создадут тень летом.
Оценивая продуманность ветрозащитных мероприятий, необходимо также предварительно познакомиться с картой аэрационного режима участка, на основе которой запроектирована ветрозащита.
Кстати, за рубежом архитектор обязан на стадии проекта доказать санитарной инспекции, что его многоэтажный дом не ухудшит ветровой климат в уже существующих дворах. Для этого, например, в Веллингтоне макет здания продувается в аэродинамической трубе.
Во многих районах новостроек из-за нерациональной планировки кварталов в отдельных их точках могут наблюдаться местные падения атмосферного давления. Так, в небольших промежутках между двумя крупными домами при определенных направлениях ветра скорость ветровых потоков может значительно возрастать. Согласно законам аэродинамики в этих точках происходит местное падение атмосферного давления (до десятков миллибар), которое с внутренней стороны квартала приобретает пульсирующий характер (частота около 5-6 Гц). Зона подобного пульсирующего давления распространяется на 15-20 м в стороны от промежутка между домами. Сходное, хотя и менее четко выраженное положение наблюдается и на верхних этажах зданий с плоской кровлей.
Пребывание в этих зонах людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, может отрицательно влиять на их здоровье.
Решение данной проблемы постоянно требует проведения в районах новостроек комплекса мер по нормализации ветрового режима в отдельных микрорайонах за счет более рациональной планировки кварталов, строительства ветрозащитных сооружений и высадки зеленых насаждений.
Ветер в зависимости от сочетания с другими основными микроклиматическими факторами (температуры воздуха, температуры излучающих поверхностей, влажности воздуха) влияет на формирование микроклимата пространства жилой застройки (пространства между зданиями), что имеет существенное значение при размещении отдельных элементов жилой территории (детских площадок, пешеходных трасс, стоянок автомобильного транспорта, загрязняющего атмосферу вредными выбросами, и пр.). Сильный ветер оказывает влияние на образование снеговых заносов и пылевых отложений на жилой территории.
Таким образом, вопросы аэрации жилой территории неразрывно связаны с приемами планировки и застройки, принципами озеленения и благоустройства, типами и конструкциями зданий.
Рассмотрим некоторые наиболее типичные архитектурно-планировочные решения жилой застройки, ориентированные на учет ветрового режима в различных природно-климатических условиях и ставящие своей целью:
- защиту территории застройки и зданий от сильных неблагоприятных (холодных или горячих) ветров;
- создание оптимальных условий аэрации территории и помещений за счет рационального использования ветра (динамическое проветривание) и возникновения искусственных токов воздуха (термическое проветривание).