ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ В ШТИЛЕВЫХ
УСЛОВИЯХ
ШУКУРОВ ИЛХОМЖОН САДРИЕВИЧ
д.т.н., профессор, советник РААСН СамГАСУ
ШУКУРОВА ЛОЛА ИЛХОМОВНА
Докторант- ТашАСУ
Аннотация:
В статье рассмотрены вопросы оздоровления окружающей среды жилой застройки в
штилевых условиях городов. Исследования направлены на создании теплофизических и теплотехнических
основ формирования теплофизического режима многоэтажной, современной высокоплотной жилой
застройки с учетом санитарно-гигиенических требований. Приводятся результаты экспериментальных
исследований, данные о формировании теплофизического режима окружающей среды современной и традиционной жилой
застройки городов. Предложены рекомендации, позволяющие выбрать оптимальные средства по формированию комфортного
теплофизического режима окружающей среды застройки, а также тепло-ветровое районирование территории города с целью
локального регулирования теплофизического режима отдельных участков застройки.
Результаты исследований могут быть использованы для разработки нормативных документов по
оздоровлению окружающей среды городов.
Annotation:
The article deals with the issues of improving the environment of residential development in calm conditions of cities. The research
is aimed at creating the thermophysical and thermal engineering foundations for the formation of the thermophysical regime of multi-storey, modern high-
density residential buildings, taking into account sanitary and hygienic requirements. The results of experimental studies, data on the formation of the
thermophysical regime of the environment of modern and traditional residential urban development are presented. Recommendations are proposed that
allow choosing the optimal means for the formation of a comfortable thermophysical regime of the building environment, as well as heat and wind zoning of
the city territory for the purpose of local regulation of the thermophysical regime of individual building sites.
The results of the research can be used to develop regulatory documents on the improvement of the urban environment.
Annotatsiya:
Maqolada shaharlarning tinch sharoitida turar-joy binolarining atrof-muhitini yaxshilash masalalari muhokama qilinadi.
Tadqiqotlar sanitariya-gigiyena talablarini hisobga olgan holda ko'p qavatli, zamonaviy yuqori zichlikli turar-joy qurilishining termofizik rejimini
shakllantirishning termofizik va issiqlik muhandislik asoslarini yaratishga qaratilgan. Eksperimental tadqiqotlar natijalari, shaharlarning zamonaviy va
an'anaviy turar-joy binolari atrof-muhitining termofizik rejimini shakllantirish to'g'risidagi ma'lumotlar keltirilgan. Rivojlanish muhitining qulay termofizik
rejimini shakllantirish uchun maqbul vositalarni tanlashga imkon beradigan tavsiyalar, shuningdek, rivojlanishning ayrim uchastkalarining termofizik rejimini
mahalliy tartibga solish maqsadida shahar hududini issiqlik va shamol bilan rayonlashtirish taklif etiladi.
Tadqiqot natijalari shaharlarning atrof-muhitini yaxshilash bo'yicha me'yoriy hujjatlarni ishlab chiqish uchun ishlatilishi mumkin.
Ключевые слова:
градостроительство, жилая застройка, оздоровление, окружающая среда, штиль,
климат.
Keywords:
urban planning, residential development, health improvement, environment, calm, climate.
Kalit so'zlar:
shaharsozlik, uy-joy qurilishi, sog'lomlashtirish, atrof-muhit, tinchlik, iqlim.
ВВЕДЕНИЕ
Для обеспечения жизнедеятельности людей в сложных природно- климатических
условиях необходимо создание благоприятной окружающей среды жилой застройки городов.
Эта комплексная и сложная научно-техническая проблема, поставленная самой жизнью перед
градостроителями, архитекторами, проектировщиками, инженерами является одной из
основных задач современного градостроительства в условиях штилевого климата. Решение
этой проблемы создаст наиболее благоприятные условия для человека в сфере окружающей
среды городов и иных населенных пунктов.
Высокая концентрация населения в крупных городах Узбекистана делает
необходимым переход от категории «микроклимат застройки» к таким категориям, как:
«оздоровление окружающей среды», «среда жизнедеятельности человека», «экологическая
безопасность среды», «экореабилитация окружающей среды». Эти вопросы становятся все
более актуальными и служат основными критериями для принятия важнейших решений в
области оздоровления жилой застройки городской окружающей среды.
Методы.
Анализ материалов проектов генеральных планов и микрорайонов городов
показал, что в них мало внимания уделено вопросам борьбы с перегревом, что в значительной
степени объясняется недостаточной изученностью теплотехнических и теплофизических
процессов, протекающих в условиях современной жилой застройки.
Городская среда во многих крупных городах продолжает терять свое качество, что
делает ее не только дискомфортной, но и опасной для здоровья горожан. Потеря качества
городской среды связана не только с чрезвычайно высоким уровнем химического загрязнения
атмосферы и шумового воздействия, но и с появлением на территории городов
микроклиматических явлений. Уплотнение застройки, увеличение ее этажности, уменьшение
площадей зеленых насаждений, замена ее искусственным покрытием и другие виды
антропогенного преобразования естественного рельефа в процессе градостроительного
процесса приводят к изменению радиационного и теплового балансов, деформации полей
характеристик ветра, температуры воздуха и многим другим последствиям.
Особенно остро стоит проблема оздоровления окружающей среды современной жилой
застройки и выявление закономерностей формирования теплофизического режима при
штилевых (по шкале Бофорта, т.е. скорость ветра 0-1м/с-дым поднимается вертикально и.т.д)
условиях в жарком климате.
Современная многоэтажная городская застройка в жарком климате создает свой
собственный теплофизический режим, характеризующийся высокими температурами, тяжело
переносящимися на фоне безветрия - штиля. В руководствах, нормативных документах и
других регламентирующих материалах по градостроительству отсутствуют методические
рекомендации и указания по учету таких негативных специфических природно-
климатических факторов как штиль и перегрев, важные определяющие среду для проживания
в жилой застройке. В настоящее время имеющиеся рекомендации по оздоровлению
окружающей среды относятся к условиям ветрового климата и не включают научного
обоснования по учету штилевых условий.
Действующие градостроительные нормы ШНК 2.07.01-03 до сих пор не имеют норм
учета безветрия и особых требований к формированию теплофизического режима
окружающей среды. Климат многих городов в летние месяцы характеризуется именно
жарой и штилем. Поэтому при планировке жилой застройки необходимо делать акцент на
безветрие. Следовательно, дальнейшие исследования следует вести в направлении,
учитывающем климат при штилевых условиях.
Таким образом, состояние вопроса, действующие в настоящее время нормы и правила,
методические рекомендации и указания по планировке и застройке городов требуют
совершенствования архитектурно-планировочной организации жилых территорий.
Как новое направление градостроительной науки проблема оздоровления
окружающей среды жилой застройки в штилевых условиях климата должна развиваться на
стыке теплотехники, строительной физики, экологии и физиологии. Авторам удалось сделать
лишь первые шаги в комплексном решении этой проблемы с учетом всего того, что было
достигнуто в науке и практике специалистами.
Обсуждение.
Инженерная теплофизика современной жилой застройки.
Жилищное
строительство 20-60- годов XX века во многом подготовили появление новых идей о
взаимосвязи современного жилища и природной среды.
Переходя к анализу действующих норм инсоляции и оздоровления окружающей среды
отметим, что в ШНК 2.07.01-03 и Санитарные нормы-«Гигиенические требования к инсоляции
и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий» до сих пор не
имеют в своем составе норм формирования теплофизического режима окружающей среды
застройки территорий, хотя этот пункт выделен отдельно [п.11.9]. Одним из важнейших
пробелов в обосновании ШНК 2.07.01-03 является отсутствие достоверных сведений о
природных ресурсах инсоляции на территории страны, ее зонирование на этой основе и
закономерностях поступления в застройку. Отсутствуют также данные об изменения этих
режимов под воздействием антропогенных факторов. Без этих сведений не возможно научная
оценка оздоровления окружающей среды застройки. Что касается общеоздоровительного
значения оздоровления окружающей среды со времени подготовки норм, этот вопрос еще
менее изучен.
Обеспечение инсоляции жилых и общественных зданий и территорий жилой
застройки, степень затенения незастроенной территории микрорайонов на день равноденствия
не должно превышать 10% в районах южнее 58°с.ш. и 20% севернее 58
0
. Получается так, что
вместо борьбы с солнечным перегревом в застройках, действующие нормы предписывают
максимально ограничивать затенение территорий и тем самым создавать наиболее
подходящие условия для максимальной аккумуляции тепла в застройке с последствиями
перегрева с которыми необходимо (по тем же нормам) затем бороться.
Нелогичность действующей градостроительных норм с позиции оздоровления
окружающей среды очевидна. Между тем именно на этом норме до недавнего времена были
основаны нормы плотности жилого фонда микрорайонов.
В результате сложившегося положения нормы плотности противоречила другим
требованием того же ШНК 2.07.01-03 например, по установлению световых и инсоляционных
разрывов между зданиями.
Результаты.
Современная городская застройка, однако, еще во многом не совершенна
и должна быть улучшена. Таким образом, анализ методов и приемов градостроительства
жилой застройки прошлого позволили выявить ряд характерных архитектурно-
планировочных решений, естественных средств и мер, способствующих созданию
благоприятной среды в жилище и застройке. К ним можно отнести следующие: 1-создание
замкнутых объемно-пространственных композиций, включающих объемы и внешние
замкнутые ими пространства. Каждый градостроительный элемент основан на ячейке с
внутренним двором. Строительство узких улиц и небольших площадей, озелененных и
обводненных дворов и крыш-садов; 2-размещение и ориентация зданий и застроек в
соответствии с природно-климатическими факторами; 3-применение различных видов
блокировки зданий в единые объемы, высокая плотность застройки; 4-применение высоких и
глубоких помещений на всю ширину зданий с коротким фронтом по фасаду: анфиладное
расположение помещений: одни с легкими ограждениями (используется в вечернее и ночное
время), другие c массивными (используются днем); 5-устройство различных приспособлений
для защиты от солнечных лучей и знойных ветров, а также для улавливания благоприятных
потоков воздуха и его охлаждения; 6-применение простейших трансформируемых
солнцезащитных экранов и устройств; 7-выполнение ограждающих конструкций домов и
кровли из материалов, отражающих, а не накапливающих тепловое облучение; 8-крыша -
самый существенный элемент дома. Ее делают массивной и с выступающими свесами; 9-
защита зданий или его части от солнечной радиации с помощью растений возможно только
для невысоких зданий; 10-«ковровая застройка" способствует улучшению микроклимата,
поддерживая циркуляцию воздуха за счет конвекции тепловых потоков; 11- ночью над
поверхностью земли образуется прохладный влажный воздух, который проникает в
помещение, охлаждая их на достаточно продолжительное время последующего дня; 12-
зависима от наличия водных ресурсов и масштабов ирригационных работ, т.е. в прошлом
система обводнения и озеленения была равномерное ее распределение в планировочной
структуре и высокий удельный вес в общем балансе территорий -7-12% от общей площади
территории жилой застройки; 13-умелое использование эффекта инерционности (мало и
высоко инерционность) дворовых систем.
Учитывая широту неисследованных аспектов этой проблемы, автор на основе
достигнутого разработал комплексную программу исследований, которая охватывала
следующей круг вопросов, т.е. должна быть разработана многокритериальная комплексная
система формирования теплофизического режима окружающей среды в градостроительстве,
основанная на трех главных критериях: гигиеническом, санитарно-градостроительном и
технико-экономическом, т.е:
-расчетно-теоретические исследования теплофизического режима окружающей среды;
-разработку специальных средств и способов для формирования теплофизического
режима окружающей среды, осуществление таких измерений в реальной городской застройке
для сопоставления с расчетно-теоретическими данными;
-районирование территории по ветровому и температурному режимам.
В жарких-сухих районах требуется надежная защита от чрезмерной инсоляции,
высоких дневных температур, с учетом резках суточных температурных колебаний,
перегрева, яркого света и горячих потоков воздуха и создание оптимальных условий
вентиляции в вечернее и ночное время, с использованием благоприятных прохладных
воздушных течений. Кроме того, следует позаботиться об улучшении условий лучистого
теплообмена в течение суток. Следовательно, при проектировании жилой застройки,
осуществляемой в соответствие теплотехническими требованиями, основной задачей является
создание такого микроклимата в данной внешней окружающей среды, при которой
физиологические восприятия среды человеком приближались бы к комфортным [5, с.46]. Для
того чтобы в какой-то мере решить эти основные проблемы необходимо изучать следующее
объективные факторы и явления:
1-температурно-влажностный режим окружающей среды;
2-подвижность воздуха, обусловленную различными ветрами, воздушными
течениями и колебаниями температуры, от которой зависит интенсивность теплообмена,
конвекции и испарение;
3-характер видов использования территорий окружающей среды-возможности
создания благоприятного непосредственного окружения. Охлаждающий эффект,
обеспечиваемый растительностью, водными пространствами и условиями затенения;
4-поведение различных строительных материалов, ограждающих конструкции
зданий, разнообразных по своему характеру грунтов (почв), подверженных воздействию
солнечной радиации, высокой температуры, влажности и их теплотехнические качества;
5-условия жаркого и сухого климата при штиле как основу формирования
естественной вентиляции территории жилой застройки;
6-условия лучистого теплообмена, регулирующие теплообмен излучением между
поверхностями, телом человека, а также его средой.
Эти шесть предпосылок определяют комфорт в любой конкретной окружающей
среде жарких районов. В дальнейшем рассмотрение различных вопросов будет производиться
в свете выше указанных основных факторов и явлений, которые оказывают существенное
влияние на формирование теплофизического режима городской застройки.
Заключение
Анализ отечественных и зарубежных исследований, руководств, нормативных
документов, проектных и существующих жилых застроек, показывает, что в настоящее
время накоплен обширный материал по строительству традиционной жилой застройки с
широкими возможностями оздоровления окружающей среды градостроительными
средствами, но в современной многоэтажной (разновысотной) и смешанной застройке
«эффект малой и высокой инерционности» и другие методы традиционной жилой застройки
практически не применяются. Это требуют разработки новых объемно-планировочных и
конструктивных решений
.
Опыт ведения биомониторинга в современной жилой застройке выявил
необходимость дальнейшего совершенствования градостроительного подхода к
формированию теплофизического режима, приоритетными направлениями можно считать:
1-
пересмотр показателей теплофизического режима жилой застройки с учетом
влияния различных факторов на среду проживания и здоровье населения;
2-
введение количественных оценок социально-градостроительных, технико-
экономических, гигиенических и других факторов. Введение количественных оценок
позволит получить достоверную информацию по оценке теплофизического режима
окружающей среды и разработать мероприятия по его улучшению на застраиваемых и
реконструируемых жилых территориях.
Предложенные алгоритмы прогноза теплофизических и теплотехнических процессов
жилой застройки позволяют разрабатывать современные технологии информационно-
управляющих систем оздоровления окружающей среды.
Разработанный комплексный метод оценки формирования теплофизического режима
окружающей среды и полученные научные результаты приняты за основу при оптимизации
параметров жилой застройки, которые позволяют упорядочить строительные нормы
застройки жилых территорий. Составлены рекомендации, которые содержат основные
параметры планировочной структуры жилой застройки и объемно-планировочные решения
конструкций надземной части жилого здания. Согласно предложенной методике отдельные
здания возводятся в каркасном варианте (на колоннах) с открытым пространством в пределах
первого этажа, которые позволяет проветривать жилые застройки.
Предложенные теплотехнические, теплофизические, гелиотехнические и экономи-
ческие аспекты проектирования и застройки могут рассматриваться как перспективные
направления градостроительной экологии и гигиены жилой среды при штилевых условиях
климата
.
ЛИТЕРАТУРА:
1.
Алексеев Ю.В. Аэродинамические особенности пятиэтажной застройки // «Жилищное строительство» 2004,
№ 6 - с.5-6
2.
Банхиди А. Тепловой микроклимат помещений. Расчет комфортных параметров по теплоощущениям
человека. Пер. с венгерского. -М., Стройиздат, 1981, - 247с.
3.
Гиясов А. Регулирование микроклимата застройки городов в условиях жаркого штилевого климата.
Автореферат дисс. докт. техн. наук.–М.: 2004
4.
Карамышев В.А. Город строится в пустыне-Алма-Ата, 1995, - 89с.
5.
Липсмайер Г. Строительство в условиях жаркого климата. Пер. с англ. -М. Стройиздат, 1984, - 187с.
6.
Рекомендации по совершенствованию проектно-планировочных решений жилой застройки (На примере
Душанбе),Ташкент,1988,- 57с.
7.
Римша А.И. Градостроительство в условиях жаркого климата.- М., Стройиздат, I979, - 251с.
8.
Шукуров И.С. Расчет интенсивности теплового острова в мегаполисах с помощью моделирования в
программе ENVI-met// Вестник МГСУ. 2020. Т. 15. Вып. 9. С. 1262–1273. DOI: 10.22227/1997-
0935.2020.9.1262-1273
9.
Шукуров И.С. Проблемы проветривания городов, расположенных в условиях горной котловины и водных
акваторий. Материалы
IV МНТК (MPCPE-2023) 27-28 апреля 2023 года г. Владимир, РФ
10.
Шукуров И.С. Районирование территории по штилевому режиму.// «Жилищное строительство» № 6, -М.,
«Ладья», 2005г., - с.4-5.
11.
W. Heron, “Pathology of Boredam” “Scientific American” Vol. 196, 1997.
