Круглова - Климат и ограждающие конструкции

В книге дана количественная оценка воздействия основных факторов климата — температуры, ветра, осадков и солнечной радиации — на вертикальные поверхности ограждающих  конструкций зданий различной ориентации для всей территории Советского Союза. Приводится анализ температурно-ветровых воздействий на различно ориентированные вертикальные  поверхности ограждающих конструкций, которые позволяют  оценить теплопотери зданий и уточнить существующие в  настоящее время процентные надбавки к основным теплопотерям на ориентацию зданий; дан метод расчета количества осадков, выпадающих на вертикальные поверхности наветренной  ориентации в зависимости от скорости ветра и осадков,  выпадающих на горизонтальные поверхности, а также даны карты распределения косых дождей по территории СССР.

Книга рассчитана на инженеров-проектировщиков и  научных работников. Она будет полезна студентам и аспирантам вузов строительных специальностей.

ВВЕДЕНИЕ

Изучению роли климатических факторов в формировании микроклимата промышленных и жилых зданий, а также  влиянию климата на долговечность, прочность, теплотехнические свойства и санитарно-гигиенические условия сооружений  посвящено немало работ советских и зарубежных исследователей.

Исследованиями установлено несомненное влияние  климатических факторов на технико-эксплуатационные качества  строительных конструкций; воздействие солнечной радиации,  температуры воздуха, ветра, осадков должно количественно  учитываться при проектировании всех основных элементов зданий. Однако воздействие внешней среды на сооружения столь сложно и многообразно, что до сих пор климатические факторы полностью не учтены и научные данные о климате еще весьма слабо используются в практике строительства. Это определяется сложностью взаимодействия климатических и погодных  факторов с ограждающими конструкциями и их комплексами.

Известно, что сила и направление ветра, температура  наружного воздуха, количество осадков и солнечной радиации  изменяются в весьма широкие пределах в зависимости от  географического положения, орографии, микрорельефа местности и времени года. Этим и объясняется сложный характер  взаимосвязи окружающей среды с ограждающими конструкциями.

Наиболее сложным во взаимодействии сооружения с  окружающей средой является, тепло- и массообмен через  ограждающие конструкции. Величины тепло- и массообмена  определяются метеорологическими градиентами вблизи ограждающих  конструкций; эти величины зависят от направления и скорости  ветрового потока, лучистого теплообмена, влажностного состояния ограждения и, следовательно, являются функциями  продолжительности и интенсивности солнечной радиации, осадков,  температуры воздуха, направления и скорости ветра.

Гидрометеослужба СССР на основе фактических  наблюдений располагает обширными климатическими данными.  Однако применяемые до настоящего времени классические методы оценки климатических характеристик — средние температуры  самого теплого и самого холодного месяцев года, среднегодовые суммы осадков, среднемесячное количество радиации,  падающей на горизонтальную поверхность, и т. п. — не используются в инженерных расчетах при проектировании сооружений, так как не учитывают их специфики.

Цель этой работы — получение на основе уже  существующего обширного материала метеорологических наблюдений новых климатологических характеристик, отражающих воздействие основных климатических факторов — прямой и рассеянной  солнечной радиации, температуры воздуха, ветра и атмосферных осадков — на вертикальные поверхности ограждающих  конструкций различной ориентации для всей территории Советского Союза.

Эти климатологические данные недооценивались в  строительной практике. Между тем неправильно выбранные  исходные климатологические показатели для теплотехнических и  других расчетов ведут к строительству зданий с плохими  эксплуатационными качествами, обусловленными несоответствием между расчетным и фактическим состоянием ограждающих  конструкций.

Учет этих параметров необходим в первую очередь при  расчетах теплопотерь и теплопоступлений через ограждения, при оценке величины сопротивления теплопередаче и  теплоустойчивости наружных ограждений, а также при определении  воздухопроницаемости и влажностного состояния ограждающих  конструкций и их долговечности.

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О КОЛИЧЕСТВЕННОМ ВОЗДЕЙСТВИИ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА НАРУЖНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Вопрос об инсоляции вертикальных поверхностей в связи с его большой важностью для ряда практических задач нашел свое отражение во многих исследованиях. Одна из первых  работ в этой области принадлежит П. Т. Смолякову [87], в которой впервые на основе известных правил сферической  тригонометрии приведен вывод общей формулы для потока солнечной  радиации на поверхности произвольной ориентации. 

Впоследствии в работе И. К. Разумова [73] уточнены расчетные формулы для вертикальной поверхности и рассчитаны потоки прямой  солнечной радиации при безоблачном небе на вертикальные  поверхности различной ориентации для отдельных дней года и  отдельных широт северного полушария