Методи оцінки забудови за аеродинамічними показниками

Щоб мати можливість кількісно характеризувати вітровий режим у житловому будівництві використовуються різні критерії оцінки планових елементів міста за аеродинамічними показниками.

Найчастіше використовується безрозмірний показник

,                                                  (6.3)

де S_i площина зони з локальною швидкістю ;

 S_o – загальна площина території забудови (без будинків);

 - швидкість вільного потоку вітру (якби на вибраній території не було забудови).

Збільшення критерію k_В означає збільшення провітрювання забудови.

Для одержання кількісної характеристики дії вітру архітектори застосовують різні засоби побудови вітрових тіней за будинками. За вітрову тінь вважається територія за будинком, де швидкість вітру становить 50% і менше від швидкості потоку, що набігає. Довжину вітрової тіні (l) виражають у висотах будинку (Н) і знаходять за спеціальними графіками в залежності від довжини будинку (L). Вітер діє нормально до площі стіни будинку.

Можна також приблизно знаходити площину вітрової тіні за формулою

 

S = 0.8 L × l                                                            (6.4)

Максимальне значення вільного повітряного потоку становить 7 м/с.

Невдосконаленістю цього методу є те, що вітрові тіни будуються окремо для кожного будинку і не враховується вплив будинків один на одного і складна аеродинамічна ситуація в забудові. В залежності від геометрії будинків їх взаємного розташування, напряму дії вітру, вітер змінюється не тільки за величиною швидкості, а й за напрямом. Крім цього на торцях будинків утворюються зони підвищених швидкостей. Особливої неприємності слід чекати біля висотних будинків, які являються дуже сильними турбулізаторами повітря в приземному шарі.

Для виявлення вітрового режиму в забудові на етапі проектування можливе використання модельного експерименту в аеродинамічній трубі або чисельного за допомогою комп’ютера. На рис 6.1 показано лінії рівних швидкостей у приземному шарі забудови (на рівні пішоходів), що одержані за результатами іспитів в аеродинамічній трубі. Швидкості дані в відносних до вітрового потоку, що набігає, одиницях. На рис 6.2 приведено результати чисельного моделювання (розробка наукової групи “ВІТЕР” кафедр архітектури та прикладної математики ДонНАБА) за допомогою ПЕВМ.

Очевидно, що найбільш сучасним методом оцінки аерації забудови є моделювання на комп’ютері. Метод ґрунтується на закладах чисельних методів. Він дозволяє в автоматичному режимі на персональних комп’ютерах 4 - 5 поколінь наводити картину швидкостей і напряму дії вітру в забудівлі. Спеціальна програма адаптована до графічного редактору AutoCAD, що дозволяє архітектору на сучасному рівні оцінювати різноманітні варіанти забудови і вибирати оптимальні з точки зору аеродинаміки забудову.

Останнім етапом роботи над аерацією забудови є її оптимізація засобами благоустрою. Тут архітектор використовує знайомий йому набір засобів (вітрозахисні перешкоди, зелень, малі архітектурні форми) для покращення вітрового режиму в місцях відпочинку людей.

 

 

Рис. 6.1. Результати іспитів моделі мікрорайону ”Восточный” м. Донецька в аеродинамічній трубі

 

 

Рис. 6.2. Результати чисельного моделювання вітрового режиму за допомогою ПЕОМ

 

 

Лекція 7

Кліматологія міста