Інсоляція забудови

 i

Відштовхнувшись від цього графіка, було отримано аналітичний вираз для визначення величини фіктивного кута затінення вікна Яф у такому вигляді:

(41)

де Ш - географічна широта місцевості; Я0 - профільний кут вікна, який обчислюється як:.

Де hв - висота вікна, а b - товщина зовнішньої стіни; ? - гострий кут між лінією стіни, в якій інсольоване вікно, і напрямком "північ - південь"; Фс - функція схилення Сонця, Сх , і часового кута ходу Сонця (щt ):

. (42)

Знак (+) у формулі (41) стоїть при орієнтації вікон на північний сектор горизонту. У дні рівнодення при Сх = 0 функція Фс = 1. Це дає можливість застосовувати формулу (41) у спрощеному вигляді для днів рівнодення. Таким чином, після обчислення фіктивного кута затінення вікна за формулою (41) шляхом зіставлення його за формулою (40) з кутом затінення вікна ЯТ визначаємо Яр. Наступним кроком аналітичного визначення часу початку, часу кінця і тривалості інсоляції буде обчислення азимута Сонця в кінці інсоляції (для східних фасадів і початку інсоляції для західних фасадів (рис. 14, б) за формулою

. (43)



Далі обчислюємо часовий кут ходу Сонця в кінці інсоляції приміщення згідно з формулою (29) на будь-який період року; а для днів рівнодення простіше скористатися формулою (44), яка випливає із залежності (30)

. (44)

Обчислюємо час кінця інсоляції приміщення на східному фасаді зі знаком (-) перед часовим кутом ходу Сонця (для східних фасадів) і зі знаком (+) для західних фасадів за формулою

. (45)

При відомому часі кінця інсоляції неважко обчислити час початку інсоляції з нормованим часом її тривалості, наприклад, 2,5 год. Для цього достатньо відняти 2,5 год. Від часу кінця для східних фасадів, а для західних із початку визначається час початку і додаванням 2,5 год. до початку отримуємо час кінця інсоляції. Тобто для східних фасадів: , де ?tн - нормативна тривалість інсоляції.

Для приміщень із вікнами на фасаді західної орієнтації, як видно на схемі (14 б), .

Час початку інсоляції приміщень, що виходять на західний фасад, обчислюється в тому ж порядку і за тими ж формулами, що й при відшукуванні часу кінця інсоляції приміщень, які виходять на східний фасад. Тобто спочатку обчислюють та визначають Яр, за цим знаходять азимут початку інсоляції, потім часовий кут ходу Сонця на початку інсоляції і, нарешті, обчислюють час початку інсоляції за заданою тривалістю інсоляції.

Описаний хід аналітичного розрахунку відповідає випадку, який відображено на схемі 14 з будинками меридіональної орієнтації або близької до неї.

Якщо приміщення в будинку №2 (рис. 14), які виходять на східний фасад, не будуть затінюватися протилежними будинками, то тоді матимемо випадок інсоляції з відкритим горизонтом. У цьому випадку початок інсоляції прийнято вважати при висоті Сонця h = 100. У такому випадку, використовуючи формулу (24), неважко обчислити часовий кут ходу Сонця при заданій висоті його стояння, а для днів рівнодення і сама формула стає простою:

. (46)

Далі обчислюється час початку інсоляції з використанням формули (45) за основним її змістом, не звертаючи уваги на індекси, а вже після цього обчислюється тривалість інсоляції приміщення на східному фасаді:

,

яка, до речі, може виявитись більшою за нормований період або меншою залежно від величини кута ± ? та кута затінення вікна, Яр, географічної широти, Ш і пори року, Сх.

Розглянуті випадки розрахунку початку й кінця інсоляції виконано за умови, що між затінюючим і затіненим будинком буде забезпечено мінімально необхідний інсоляційний розрив, Т. А як бути в тому випадку, коли необхідно визначити тривалість інсоляції приміщення в існуючій забудові з довільною відстанню між будинками 1 та 2 (рис. 14), яка не була обґрунтована потребами інсоляції. Аналітичне розв'язання такої задачі можливе лише шляхом поступового наближення або інакше - проб і помилок. У таких випадках незамінними стають графічні або графоаналітичні способи розрахунку інсоляції.

13. Графічні способи розрахунку інсоляції

Існуючі графічні способи розрахунку інсоляції Димітру Вернеску й Олександру Ене [20] за змістом розподіляють на методи послідовних тіней, дубльованої проекції, горизонтальної і вертикальної перспективи та проекції сфери небосхилу. За способом застосування [90] виділяють два види:

- рішення задач за допомогою попередньо виготовлених графіків, які накладаються на креслення;

- рішення задач шляхом геометричних побудов на самому кресленні.

Найпоширенішим із них є перший тип.

Інсоляційні графіки першого типу будуються на кривих умовного ходу Сонця по небосхилу або на кривих ходу тіні за день.

До графіків, побудованих на траєкторіях ходу Сонця, відносяться сонячні карти Плейжела, Гуннара, інсоляційний графік Б.А. Дунаєва, “Сонцешукач” Беккера, Фунаро [72]. До графіків, що побудовані на кривих ходу тіні, належать інсоляційний графік А.У. Зеленко, “Світлопланометр” Д.С. Масленнікова, графіки Рудницького, “Сонячна лінійка” Тваровського та ін.

Усі ці графічні методи достатньо повно описані в літературі, й тому немає потреби ще раз докладно розглядати всі. Але необхідно зазначити, що вони дозволяють вирішувати різні задачі з інсоляції, зокрема, визначити тривалість інсоляції приміщень і фасадів будинків, будувати конверти інсоляції приміщень за день і конверти тіні від будинків та дерев на генплані, розраховувати горизонтальні й вертикальні жалюзі тощо. Поряд із перевагами графіків графічні методи не позбавлені суттєвих недоліків. Головними з них є низька точність визначень, особливо при малих масштабах підоснови; неможливість якимось одним із графіків чи планшетів розв'язувати всі інсоляційні задачі; великі затрати часу на побудову інсоляційних графіків для умов окремо взятої географічної широти місцевості і масштабу основи, а також утрудненість вирішення задач на крутому рельєфі місцевості.

Розв'язання інсоляційної задачі, яка виникла в попередньому параграфі, можливо виконати за допомогою, наприклад, інсоляційних графіків Б.А. Дунаєва [90]. Побудувати такі графіки для будь-якої географічної широти нескладно.

Для цього, користуючись формулами (24) і (25), для заданої географічної широти, Ш, виконуються обчислення висоти Сонця h0, а за нею азимута Сонця А0 для кожної години чи півгодини світлового дня для літа Сх = + 23,40, зими Сх = - 23,40 та весняно-осіннього рівнодення Сх = 0 при наперед відомому часовому куті ходу Сонця щt о 12; 11; 10; 9 і т.д. годинах дня. Розрахунки краще виконувати в табличній формі, яка наведена нижче (табл. 5), наприклад, для географічної широти Ш = 480 (Кривий Ріг).

Таблиця 5

Обчислення координат Сонця для умов Кривого Рогу

(Ш = 480 пн. ш.)

Час дня	Часовий кут ходу Сонця, щt	Літнє сонцестояння Сх = + 23,40	Весняно-осіннє рівнодення Сх = 00	Зимове сонцестояння Сх = - 23,40
		висота Сонця, h0	азимут Сонця, А0	висота Сонця h0	азимут Сонця А0	висота Сонця h0	азимут Сонця А0
22.00	0	65,30	0	42,0	0	18,6	0
11.30 - 12.30	1,5	64,60	16,5	41,5	10,07	18,25	7,2
11.00 - 100	15	62,60	31,0	40,2	19,8	17,25	14,3
10.00 - 14.00	30	55,70	54,70	36,0	37,.7	13,7	28,1
9.00 - 15.00	45	46,75	71,40	28,2	53,36	8	40,8
8.00 - 16.00	60	37,00	80,0	19,5	67,0	0,65	52,6
7.00 - 17.00	75	27,0	95,0	10,0	78,7	--	--
6.00 - 18.00	90	17,15	106,2	0	90	--	--
5.00 - 19.00	105	7,83	116,53	--	--	--	--

Інсоляційні графіки будуються на коловому полі розгорнутого в площину небосхилу від горизонту до зеніту (від 0 до 900 ), яке зорієнтоване за сторонами світу (пн; пд; сх; зх).

Для детальнішої орієнтації колове поле поділено на азимутальні сектори. По нанесених за даними таблиці 5 точках на колове поле (рис. 16) будуються графіки ходу Сонця для літа, весни-осені і на день зимового сонцестояння. Ці графіки краще будувати на аркуші кальки, а потім їх накладати на ситуацію забудови із суміщенням центра графіків із конкретною точкою вікна чи приміщення, до якої повинні надходити сонячні промені. Далі із заданої точки вікна вправо і вліво проводять лінії під кутом затінення вікна, розрахункове значення котрого попередньо обчислюється, як це показано раніше. Потім із заданої точки проводять лінії до характерних точок затінюючих протилежних будинків на схемі генплану забудови.

Визначивши відстань між заданою точкою вікна і точкою на фасаді протилежного затінюючого будинку на генплані, висоту цього затінюючого будинку і висоту від мостіння до підвіконня вікна, неважко аналітично за формулою тангенса або графічно, як це показано на рисунку 17, за допомогою транспортира визначити кут, під котрим протилежний будинок затінює дану точку приміщення.

Визначивши ці кути, неважко нанести їх значення на поле графіка рисунка 16 у вигляді окремих крапок, які також неважко плавно з'єднати й отримати епюри затінення точки довколишньою забудовою. Далі залишається лише прочитати одержані результати і там, де епюра перекриває графік ходу Сонця, будемо констатувати, що інсоляція приміщення в цей час не відбувається через затінення точки протилежним будинком, а там, де епюра нижче від графіка ходу Сонця, інсоляція має місце, за нанесеними годинами можемо вказати на час початку і кінця інсоляції або на час затінення точки забудовою.

Для інсоляційних розрахунків доволі інформативним може бути застосування “Світлопланометра” Д.С.Масленнікова. Він (рис.18) складається із двох рухомих дисків, скріплених у центральній точці, які обертаються довкола нерухомого диска “Світлопланометра” з інсоляційними графіками ходу тіні від об'єкта заданої висоти у різні місяці року, починаючи від літнього сонцестояння і кінчаючи зимовим сонцестоянням. Ці графіки Масленнікова доповнені умовними межами зони ультрафіолетової радіації Сонця в міській і заміській зонах.

Додаткові накладки застосовують для визначення затінюючого кута вікна (одна накладка) і кількості теплової радіації, яка падає на вертикальну поверхню при незахмареному небі і заданому куті падіння сонячних променів на вертикальну поверхню.

Усього таких накладок може застосовуватись від 7 до 40, що досить ускладнює його застосування. Найпростішим і найпоширенішим графічним способом розрахунку інсоляції є спосіб із застосуванням інсоляційного планшета, побудованого для днів рівнодення. Цей планшет виготовляється на прозорій плівці "типу рентгенівської", на котрій, як це показано на рисунку 19, вибирається висхідна точка, до якої, власне, і спрямовуються умовно азимутальні промені по годинах інсоляції від 7.00 до 17.00. Для того, щоб провести на прозорому плівковому матеріалі кожен такий промінь, необхідно спочатку обчислити для заданої географічної широти, Ш, значення азимута Сонця за формулою (47) для 7.00-17.00; 8.00-16.00; 9.00-15.00; 10.00-14.00; 11.00-100 годин та 12.00:

. (47)

Далі по цих азимутах наносяться промені, починаючи від 12.00, які проводяться від висхідної точки перпендикулярно до основи прямокутного планшета (рис. 19).

О 12 годині азимут дорівнює 1800, а румб Р = 00. Звичайно, ці азимути Сонця на день рівнодення можливо знайти і в таблицях різних видань. Такі таблиці, у яких би наводились координати Сонця для кожного градуса географічної широти, знайти нелегко, а тому краще мати під рукою формулу, ніж ненадійні табличні можливості.

Побудову інсоляційного планшета завершують проведенням сліду кінця тіні від стрижня заданої висоти, наприклад, висотою в 5; 9; 12 і 16 поверхів житлового будинку або іншою будь-якою висотою. Слід кінця тіні від стрижня заданої висоти, як це було вже показано в параграфі 10, у дні рівнодення йде чітко по прямій лінії.

Рис. 16. Приклад застосування інсоляційних графіків Б.А. Дунаєва для визначення тривалості інсоляції приміщення

Рис. 17. Схема графічного визначення кута, під яким протилежний будинок затінює дану проектну точку:

М - точка приміщення на підвіконні; L1,L2 - відстань від точки М до затінюючих будинків, висотою Н1, Н2; б1 б2 - кут, під яким протилежний будинок затінює дану точку М



Рис. 18. "Світлопланометр" Д.С. Масленнікова

(500 півн. широти)

День рівнодення особливий іще й тим, що висота Сонця опівдні, як було вже сказано там же, дорівнює: h12 = (90 - Ш0), а тому довжина тіні від стрижня висотою Н опівдні буде дорівнювати:

. (48)

Рис. 19. Інсоляційний планшет для днів рівнодення і заданої широти

Відклавши цю відстань від висхідної точки вздовж полуденної лінії азимута Сонця, визначаємо тим самим положенням лінії сліду тіні від об'єкта заданої висоти Ні. Таким же чином обчислюємо полудневу довжину тіні для всіх інших висот будинків, відкладаємо їх і проводимо через одержані точки паралельні лінії сліду тіні в дні рівнодення. Планшет у такому вигляді (рис. 19) у першому наближенні готовий. Далі він може доповнюватися для кожної години чи півгодини часу інсоляції значеннями висоти Сонця. Для конкретного населеного пункту він може доповнюватися характеристиками УФР та інтенсивності сонячної радіації тощо.

У такому вигляді інсоляційний планшет може застосовуватись для інсоляційних розрахунків, якщо попередньо буде зроблено обчислення кута затінення вікна і проведені прямі лінії кута затінення на схемі генплану, бо у протилежному випадку розрахунки будуть необ'єктивні. Це, власне, вже буде графоаналітичний спосіб вирішення задачі.

Щоб запобігти деякій незручності такого способу, нами разом з О.П. Кисельовим було створено інсоляційний прилад для графічного способу виконання розрахунків. У загальному вигляді цей інсоляційний прилад представлений [6] на рисунку 20.

Рис. 20. Загальний вигляд інсоляційного приладу:

1 - інсоляційний планшет; 2 - вісь; 3 - стрілка;

4 - транспортир; 5 - отвори для кріплення до лінійки комбайна

Як бачимо, він складається з інсоляційного планшета, транспортира і стрілки, котрі скріплені у висхідній точці на кільцевій осі так, щоб його можна було висхідною точкою накласти на розрахункову точку вікна, тобто висхідна точка повинна бути прозорою.

Основою інсоляційного приладу є інсоляційний планшет, який будується для днів рівнодення і зображається на прозорій плівці певних розмірів із такими розрахунками, щоб на цій же плівці зобразити графіки залежності фіктивного кута затінення вікна, вф, а також щоб зробити два отвори для кріплення планшета до лінійки креслярського комбайна. Приклад побудови графіків вф = f(в0, ?) для заданої географічної широти наведено на рисунку 21.

Інсоляційний прилад (рис.22.) використовують для побудови конвертів тіні, гарантійно-інсоляційних зон, для визначення тривалості інсоляції приміщення чи точки на фасаді, для визначення мінімально необхідного розриву між будинками заданої висоти. При перебудові планшета в масштабі, що стає співмірним приміщенню, можна використовувати інсоляційний прилад також для розрахунків сонцезахисних пристроїв.

Визначення тривалості інсоляції приміщення в умовах затінення його довколишньою забудовою за допомогою інсоляційного приладу виконується в такій послідовності (рис.2): спочатку інсоляційний прилад висхідною точкою підводиться до точки інсоляції приміщення, що знаходиться на перетині внутрішньої грані стіни і скосу вікна. За допомогою транспортира вимірюється кут затінення вікна. Для чого він повертається лінією основи до положення діагоналі в прямокутнику віконного отвору. Далі транспортир повертається так, щоб лінія його основи збігалася з лінією 12.00, тобто з напрямком "північ - південь", і за його допомогою визначаємо румб лінії стіни, в якій знаходиться задане інсольоване вікно, ?.



Рис. 21. Графік залежності вф від орієнтації вікна Д і профільного кута в0 для Ш = 550 пн. ш.



Рис. 22. Інсоляційний прилад:

1 - інсоляційний планшет з інсографіком;

2 - транспортир; 3 - стрілка

Рис. 2 Визначення тривалості інсоляції приміщення з вікном заданих розмірів у цегляній стіні та заданій ситуації довколишньої забудови

За допомогою графіка вф = f(в0, ?), що знаходиться над інсоляційним планшетом, виявляємо значення вф і зіставляємо його з кутом затінення вТ. Більше з них приймаємо за розрахункове вр. Основу транспортира повертаємо до стіни під кутом вр у напрямку до Сонця. Це положення транспортира буде фіксувати в даному випадку (рис.2) початок інсоляції приміщення.

У даному випадку напрямок лінії основи транспортира збігається з променем Сонця о 8 годині ранку, який проходить через точку “а” на будинку №2. Це, власне, положення, коли точка, для якої кут розкритості вікна у точці 1 збігається з висотою Сонця. Друга точка, в якій кут розкритості вікна у висхідній точці збігається з висотою Сонця, - це точка ”б”, а далі точка “в”. Стрілка інсоляційного приладу фіксує кінець 25 год. інсоляції, і далі від цієї точки вліво будинок №3 находить на лінію ходу тіні від об'єкта висотою в 9 поверхів. На інсоляційному планшеті (рис.2) це лінія 9-9. Таким чином, тривалість інсоляції складає ?t =2 год. 30 хв. Неважко уявити, що для іншого приміщення цього будинку навіть при такому ж самому вікні тривалість інсоляції буде іншою, бо зміняться умови затінення вікна довколишньою забудовою. Щоб з'ясувати всю ситуацію інсоляційного режиму приміщень, необхідно виконувати перевірки умов інсоляції для більшості вікон цього (рис.2) будинку або найкраще переходити на побудову гарантійно-інсоляційних зон ( ГІЗ ).

14. Гарантійно-інсоляційні зони і їх застосування для проектування забудови

Гарантійно-інсоляційні зони - це зони території, на яких не дозволяється розміщувати об'єкти забудови вище від означеної на межовій лінії ГІЗів висоти будинку. Інакше, ГІЗ - це сектор території, на якій за означений час інсоляції (2,5 год) тінь від об'єкта заданої висоти до точки інсоляції буде дорівнювати:

Ді = (Н - hn)ctg h0 .

Тобто ГІЗи можливо будувати як графічним, за допомогою інсоляційного приладу, так і графоаналітичним способом.

При графічному способі побудови гарантійно-інсоляційних зон, як, до речі, при графоаналітичному, спершу необхідно визначитись із кількістю інсольованих приміщень, що виходять на заданий бік будинку, і розмірами вікон у цих приміщеннях.

Для побудови ГІЗ для заданого приміщення у ситуації, що зображена на рисунку 23, висхідну точку приміщення позначаємо (рис.24.) №1 і підводимо до неї інсоляційний прилад так, як показано на рисунку 2 Аналізуючи ситуацію оточуючої забудови, знайдемо зону території, в межах якої без затінення будинками точки 1 можна забезпечити 2,5 години інсоляції. Це зона у вигляді трикутника з вершиною у точці 1 (рис.24), у якій згідно з рисунком 23 інсоляція починається о 8.00 (без затінення висхідної точки 5-поверховим будинком №2), а кінець інсоляції через 2.5 години о 10.30 у положенні, коли 9-поверховий будинок №3 не затінює точку 1.

Далі можна бачити ГІЗ для приміщення і вікна №6, яка вписалась у ситуацію буквально на межі можливого, бо іще трохи вліво і 5-поверховий будинок істотно затінить приміщення 6 або 9-поверховий будинок №3 буквально насунеться на межову лінію для 9-поверхової забудови (рис.24.). У точці №4 (рис.24) ситуація з розміщенням будинків №2 і №3 також на межі допустимого, бо хоч 5-поверховий будинок №2 і віддалений від ГІЗ для 5 поверхів, 9-поверховий будинок № 3 торкається ГІЗ у крайній точці.

З метою знизити графічне переобтяження рисунка 24 лініями ГІЗ для приміщень № 2, 3 і 5, вони на цьому рисунку не показані, але побудова ГІЗ для приміщення № 6 у точці № 6 якраз показує, що у цих точках виникають також проблеми з недопустимим затіненням приміщень, бо 5-поверховий будинок №2 насунутий на зону ГІЗ для 5-поверхової (рис.24.) забудови.

Вийти із заданої ситуації можливо або шляхом переміщення будинку № 2 на схід за межі ГІЗ, або шляхом пониження поверховості будинку № 2, наприклад, до 3-ох поверхів, або навіть пониженням поверховості не всього будинку, а лише тієї секції, яка попала на поле ГІЗ 5-поверхової забудови.



Рис. 24. Приклад побудови ГІЗ для окремих вікон і приміщень

На рисунку 24, як можна бачити, ГІЗи побудовані для 5-ти і 9-ти поверхів за довжиною тіні від них. Корисно також знати, що при будинках широтної або близької до широтної орієнтації побудову ГІЗів раціонально виконувати графічним способом, а при меридіональній чи близькій до неї орієнтації побудову ГІЗів можливо виконувати як графічним, так і аналітичним способом.

У цьому останньому випадку (рис.25) вирішення задачі виконується в тому ж порядку. Спочатку визначаються для заданої орієнтації стіни будинку, кут Д, розміри вікон інсольованих приміщень (в0, b, l), визначають розрахункове значення кута затінення вікна, вр, за методикою, описаною у параграфі 12. Далі на кресленні схеми генплану забудови, як це можна бачити на рисунку 25, від лінії стіни, в котрій розміщені задані вікна, відкладають кут затінення вікна вр і проводять лінію променя початку інсоляції для вікон західної орієнтації, а в іншому випадку - лінію проекції променя кінця інсоляції для східної орієнтації.

Якщо відоме положення променя в кінці чи на початку інсоляції, то подальший хід обчислень згідно з тим же §12 зводиться до того, щоб спочатку визначити азимут Сонця, наприклад, для вікна східного фасаду в кінці інсоляції, а азимут А.k.i, як суми вр і ?. За значенням азимута Сонця А.k.i неважко обчислити часовий кут ходу Сонця, щt.k.i та час кінця інсоляції, tk.i. Далі шляхом віднімання нормованого часу тривалості інсоляції, наприклад 2,5 години, елементарно просто дізнаємося про час початку інсоляції та азимут А.n.i, який і відкладається на схемі генплану (рис.25.).

Щоб завершити побудову ГІЗ для даного вікна, необхідно за значенням часового кута щt.n.i, щt.k.i визначити висоту стояння Сонця h0.n.i чи h0.k.i і за формулою, наведеною на початку цього параграфа, визначити довжину тіні від будинків різної поверховості.

Визначивши довжину тіні від будинку в 9 поверхів, наприклад, у кінці інсоляції відкладаємо цю відстань уздовж лінії проекції променя в кінці інсоляції, як це показано на рисунку 25. Остаточно ГІЗ для найнижчого вікна 9-поверхової забудови буде завершено, якщо від одержаної точки на промені кінця інсоляції провести пряму лінію перпендикулярно до напрямку "північ - південь" до перетину з лінією проекції променя на початку інсоляції. Визначивши довжину тіні від будинків висотою 5-ти поверхів, можна аналогічно побудувати ГІЗ для всіх вікон 5-поверхової забудови, так само будується ГІЗ для 3-поверхової забудови і будь-якої іншої (рис.25).

Тобто ГІЗи стають диференційованими за поверховістю. Якщо аналогічним чином побудувати ГІЗи окремо для кожного вікна східної, а потім і західної орієнтації, то отримаємо можливість для кожного поверху об'єднати окремі ГІЗи й одержати, таким чином, узагальнені деференційовані за поверховістю ГІЗи, як це показано на рисунку 25. Аналізуючи наведену на рисунку 25 забудову за поверховістю, можемо стверджувати, що будинки № 2, 3 і 4 не перешкоджають інсоляції приміщень у будинку № 1. Будуючи подібним чином ГІЗи для всіх інших будинків, отримуємо можливість всебічно аналізувати забезпечення інсоляції в забудові.

Рис.25. Приклад побудови диференційованих і узагальнених ГІЗів

15. Вплив інсоляції на формування композиції забудови

Необхідність економного використання міських територій, раціональної диференціації щільності забудови в межах міста, а також архітектурно-художні задачі вимагають створення не простих об'ємно-просторових композицій житлових комплексів із порівняно високою щільністю житлового фонду в забудові при одночасному дотриманні оптимальних санітарно-гігієнічних умов проживання населення. У такій ситуації стає все важче забезпечувати так необхідну за нормами інсоляцію кожної квартири, всього комплексу і його територій. Ця проблема не нова, але в умовах висотної й високощільної забудови розв'язання завдання інколи стає дуже проблематичним у зв'язку з тим, що нормативні вимоги з інсоляції у різних проектних організаціях та різними виконавцями можуть обгрунтовуватися з використанням різних, не завжди об'єктивних й достатньо точних методик.

Для рішення подібних задач досить ефективним є метод, запропонований Б.А.Дунаєвим, який передбачає для забезпечення інсоляції використовувати гарантійно-інсоляційні зони. Звичайно, їх побудова без урахування місця розміщення інсольованих вікон у житлових квартирах [72] і різниці в розмірах цих вікон призводить до значного збільшення площі гарантійно-інсоляційних зон, що в свою чергу може стати причиною помилкових трактовок і рішень. Це видно на прикладі розрахунково-територіальних досліджень інсоляції на комплексі 17-поверхових житлових будинків у Крилатському (Москва). Дослідження проводились із використанням інсоляційного приладу Скриля - Кисельова, описаного вище.

Побудова ГІЗ для кожного інсольованого вікна з використанням цього приладу зводиться до знаходження двох додаткових точок, які виявляються на перетині променів початку і кінця інсоляції з лінією ходу тіні від будинку відповідної поверховості та фіксацією їх на підоснові за допомогою голки. З'єднавши точку опромінення на підвіконні з цими двома, одержуємо ГІЗ у формі трикутника, як це показано на рисунку 26. Після побудови таких ГІЗ для всіх інсольованих вікон із конкретними їх розмірами й орієнтацією створюються можливості одержання узагальненої ГІЗ даного будинку і виявлення умов його затінення іншими будинками даного комплексу, як це можна бачити на рисунку 26. Для цього достатньо провести лінію по зовнішньому контуру окремих гарантійних зон, побудованих для кожного окремого вікна.

Такі узагальнені ГІЗи можливо диференціювати за поверховістю, і тоді на плані будемо мати, як і на рисунку 25, серію диференційованих ГІЗів. За наявності диференційованих ГІЗів можливо з високою точністю одержати дані не лише про допустиму поверховість затінюючих будинків, але і детальніше диференціювати висоту окремих секцій будинків (поверховості), тобто диференціювати забудову заданої планувальної організації за висотою у просторі (поверховістю), як це показано на аксонометричній схемі допустимої поверховості ділянки забудови у Крилатському (рис.27.). Аксонометрична схема на рисунку 27. побудована для ділянки вже існуючої 17-поверхової забудови у Крилатському і є яскравим прикладом невикористаних можливостей. При цьому на схемі поверховість секцій визначена як максимально можлива з умов незатінення інсольованих вікон у даному комплексі. До речі, місце інсольованих вікон визначено було на основі аналізу планів житлових секцій.

Наявність такої аксонометричної схеми дозволяє на високому та якісному рівні розв'язувати завдання створення функціонально доцільної, складної за конфігурацією в плані й виразної об'ємно-просторової композиції житлової забудови змішаної поверховості. При цьому в пошуках остаточного рішення композиції зовсім необов'язково намагатися досягти найбільш можливу висоту окремих секцій або будинків, а тим більше прямолінійного їх завершення. Це ще один шлях виявлення індивідуальних рис забудови в процесі композиційного пошуку об'ємно-просторового її вирішення.



Рис. 26. Обґрунтування допустимої поверховості забудови за допомогою ГІЗ у Крилатському (Москва)

Рис. 27. Аксонометрична схема допустимої поверховості (або висоти) у житлових секціях для ділянки забудови у Крилатському

16. Гірський рельєф і інсоляція

Архітектурне обличчя наших міст значною мірою визначається характером ландшафту і його невід'ємною частиною - рельєфом. Однією з причин одноманітності житлової забудови радянського періоду є недостатнє його використання. Про врахування рельєфу при інсоляції вже йшла мова, але залишається нерозв'язаним питання про врахування гірського рельєфу місцевості при визначенні відстані між будинками. З цією метою розглянемо розрахункову схему, наведену на рисунку 28. Зі схеми видно, що гірський рельєф характеризується наявністю круч і повільних схилів. Для рівномірних схилів інсоляційний розрив між паралельно поставленими будинками визначається за формулою (38). У цій формулі наявні дробова і недробова частини. Недробовою частиною є висота затінюючого об'єкта, а дробова враховує напрямок тіні та її довжину при одиничній висоті затінюючого об'єкта. При цьому чисельник визначає ці параметри для горизонтальної площини рельєфу, а знаменник відіграє роль коефіцієнта, що враховує нахил площини рельєфу на величину довжини тіні від об'єкта одиничної висоти.

Розгляд змісту вказаної формули показує, що вона дає можливість урахувати також елементи гірського рельєфу при визначенні необхідної інсоляційної відстані між будинками. Такими елементами є (рис. 28, а) висота кручі hк, відстань від підніжжя кручі до затінюючого будинку, розміщеного на ній - lк, і нахил місцевості від підніжжя кручі, на якій розміщується затінюваний будинок.

Якщо затінюючий будинок буде розміщено впритул до точки а і він матиме при цьому висоту (Н1 + hк), тоді відстань між ними за схемою (рис. 28, а) буде дорівнювати (Т - lк) і буде справедливе рівняння

. (49)

У тих випадках, коли затінюваний будинок буде розміщено безпосередньо на якомусь виступі гірської кручі (рис. 28, б), мінімально необхідна відстань може бути визначена за формулою

Т = (Н1 + hy - hn)ctg hsin н. (50)

Формула (50) може бути використана у тому випадку, коли за умовами забезпечення інсоляції необхідно визначити висоту розміщення уступу hy. При цьому наперед задаються величиною Т і за формулою (50) визначають висоту розміщення уступу по відношенню до основи затінюючого будинку.

Рис. 28. Розрахункові схеми:

а) для схилу одного напрямку;

б) для схилу змінного напрямку

17. Щільність житлового фонду забудови та інсоляція

Проблема пошуку компактних поселень із давніх часів була однією з головних, а з розвитком капіталістичних відносин їх пошук набув ще більшої потреби. У 40-их роках минулого століття за кордоном дістала поширення ідея пірамідального зонування щільності міських структур, потім інша ідея - розподілення щільності забудови [65], висловлена Т. Шерпом у 1932 р. Згідно з цією теорією місто являє собою нерівномірну структуру, в периферійних зонах якої формуються другорядні підцентри з високощільною житловою забудовою підвищеної поверховості.

У переосмисленому і дещо видозміненому вигляді ця теорія була використана для формування масового житлового будівництва в нашій країні мікрорайонами, житловими масивами, комплексами та житловими районами.

У процесі реалізації програми масового житлового будівництва у другій половині ХХ сторіччя радянським містобудівникам довелось зіткнутися з питаннями функціонального впливу екологічних, транспортних, міграційних факторів і форм розселення на структуру міста й щільність його забудови та житлового фонду. Певний вклад у вдосконалення структури й щільності житлової забудови мікрорайонів і житлових кварталів внесли А.Б. Ривкін, [42], А.А. Савченко [65], М.М. Моїсєєв та інші. Важливим етапом у вдосконаленні структури забудови було обґрунтування житлових утворень змішаної поверховості (ЖОСЄ, РОС) і відмова від одноманітної п'ятиповерхової забудови.

До другої половини ХХ сторіччя щільність міської забудови чисельно визначалась лише для оцінки проектного рішення конкретного об'єкта забудови, а її прогноз був, власне, в сфері інтуїції. З розвитком епідеміології і промсанітарії в проектній практиці з'являється санітарна норма щільності населення, яка обмежувала верхню межу перенаселеності території з точки зору профілактики епідемічних захворювань без урахування рівня благоустрою житлових утворень. Пізніше на основі практичного досвіду вводяться норми, що вже обмежували нижню межу щільності забудови.

Першою помітною роботою, яка показала корисність застосування математичного обґрунтування щільності житлової забудови і в якій використане поняття щільності житлової забудови "нетто" і "брутто", стала дисертація А.В. Ривкіна у 60-их роках [71] ХХ століття. Її теоретичні основи були використані для розроблення норм щільності житлового фонду мікрорайонів і районів, які діяли до 1 січня 1990 р. Разом із тим вільне поводження з одиницями виміру і термінами, протиріччя у висхідній концепції житлового фонду заслужили критичних зауважень та зробили її непридатною для об'єктивної оцінки щільності житлового фонду й щільності забудови. З цих міркувань дані норми проектування [76], які були певним досягненням у теорії щільності житлового фонду забудови, були замінені на норми щільності населення. Тобто було зроблено крок назад і повернуто до тих нормувань 20_их років, що виникли в процесі розвитку епідемології та промсанітарії.

У розвиток проблеми щільності забудови і житлового фонду певний внесок зробили Ю.М. Моїсєєв, А.А. Савченко [65], А.Е. Есенов [71] та інші [16] спеціалісти. Однак їх пропозиції обмежувались лише щільністю житлової забудови без урахування зони громадського призначення і носили емпіричний характер.

Пропозиції А.П. Борисова, Є.Я. Бубес, Н.Г. Ревунової [71] до визначення щільності житлового фонду мікрорайонів брутто через питомі розміри житлової території, норму житлозабезпеченості і питомих розмірів ділянок громадського обслуговування без пояснення способу визначення питомих розмірів житлової території за конкретними параметрами забудови не дозволили використати їх для поліпшення нормування щільності житлового фонду мікрорайонів чи кварталів. Ось чому при існуючому становищі найголовніше знайти спосіб визначення щільності забудови чи житлового фонду за їх конкретними висхідними параметрами, а вже тоді, виходячи з цієї щільності, можна визначити і питомі розміри житлової території.

Для розв'язання цієї проблеми зробимо [71] пошуки з висхідних позицій: з одного боку, візьмемо до розгляду існуючу структуру забудови мікрорайону, а з другого - висхідне поняття щільності житлового фонду мікрорайонів, під яким розуміємо відношення загальної площі в усіх житлових будинках У П0 у квадратних метрах загальної площі (з.п.) до площі території мікрорайону Fм, тобто

убр = У П0 / Fм , м2 з. п. /га. (51)

Відомо [31, 76], що забудова житлового кварталу формується згідно із задумом архітектора з одночасним дотриманням ряду вимог норм проектування й існуючих рекомендацій у деякому гармонійному порядку і з функціональною доцільністю; він повинен забезпечити зручність проживання й створити виразну композиційну структуру, в якій будуть доцільно розміщені групи житлових будинків, дитячих садів-ясел, шкіл, підприємств первинного побутового обслуговування, спортивних і господарських майданчиків, майданчиків для ігор дітей та відпочинку дорослих. Домогтися дотримання всіх цих умов та вимог доволі складно, особливо при безсистемному підході до розв'язання завдання.

З іншого боку, всю цю складну систему житлового кварталу (мікрорайону) з будинками різної довжини, поверховості й орієнтації, різного призначення, системи розміщення і благоустрою можливо, абстрагуючись, умовно представити у вигляді двох зон: житлової й зони ділянок громадського призначення, які геометрично розміщуються в двох сусідніх прямокутниках. У реальних умовах зона громадського призначення завжди розміщується поряд із житловою, але найчастіше ділянки громадського призначення певним чином вторгаються у житлову забудову і роззосереджуються по всій території кварталу (мікрорайону). То з позиції абстракції всі ці ділянки з усього кварталу можливо чисельно зібрати докупи, а геометрично представити у формі прямокутника з рівновеликою площею території, рівною Fо. Останню територію, зайняту житлом, теж можна абстрактно представити у формі прямокутника з рівновеликою площею Fж. Тоді формула (51) може бути переписана у такому вигляді:

. (52)

Доречно нагадати, що в практиці будівництва 50-их років навіть у Москві можна було зустріти мікрорайони з одних лише 5-поверхових будинків однієї орієнтації, поставлених рядами. Такі потворні житлові квартали в даному випадку необхідно прийняти до розгляду тільки для того, щоб спростити рішення поставленої задачі, а потім вже ускладнювати її в будь-якому бажаному варіанті. Такі вкрай спрощені схеми забудови житлових кварталів із будинками однієї поверховості представлені на рисунку 29 в одному випадку з меридіональною, а в другому - з широтною орієнтацією будинків. Якщо представити розрахункову схему забудови з діагональною орієнтацією, то вона принципово від цього не зміниться.

У даному випадку важливо те, що при будь-якій орієнтації забудови за розрахунковою схемою можливо в математичному вигляді представити площу житлової території кварталу (мікрорайону) залежно від розмірів будинків і розмірів між ними, а ділянки території під будинки громадського призначення через питомі їх розміри в чисельному [72] або алгебраїчному вигляді. Так, площу житлової території за схемами рисунка 29 можна виразити такою формулою:

Fж = АБ = [(УL + 0,5оnTр)(В + Тр) + др], (53)

де В, L - ширина і довжина окремо взятого будинку; о - коефіцієнт, який ураховує співвідношення фактичного та прийнятого у розрахунок розриву між причілками житлових будинків; n - число житлових будинків даної поверховості й орієнтації в межах даної території, Тр - розрахункове значення розриву між довгими боками будинків; др - розрахункова поправка до площі житлової території, яка враховує смугу території між лінією забудови і червоною лінією контуру території і віднімає площу території між лінією забудови крайніх будинків та межовою лінією крайніх конвертів тіні від них (рис. 29).

У конкретному випадку на схемі рисунка 29, а вона може бути обчислена за формулою

др = 2(А + В + Оп)Оп - [А + 0,5о(Б + Тр)]Тр, (54)

де А і В - розміри абстрактної ділянки житлової території (довжина, ширина); Оп - ширина смуги відступу будинків від червоної лінії забудови.

Сумарну площину ділянок території під будинки і служби громадського призначення Fо можливо також представити у загальному вигляді шляхом множення сумарної норми питомих розмірів території під будинки громадського призначення Уо, м2 з, п./ч, на численність населення, яке визначається діленням сумарної величини загальної житлової площі в житлових будинках на норму житлозабезпеченості, Жо, м2.з.п.

При мінімально допустимих значеннях розрахункових розмірів між будинками максимальну щільність житлового фонду житлового кварталу можливо обчислити за формулою

. (55)

Разом із тим мінімально допустимі інсоляційні розриви між будинками Т не завжди можливо прийняти як розрахункові значення розриву Тр, бо це останнє повинно вибиратись не лише з умови забезпечення інсоляційного фактора, а й з інших важливих вимог норм проектування (функціональних, протипожежних, світлотехнічних, акустичних, умов зорового сприйняття творів архітектури, вимог цивільної оборони).



На основі вивчення впливу всіх цих факторів на величину розриву між будинками було вироблено правило визначення розрахункового значення розриву, Тр:

де (1,5Н) або (2Н) - півтори висоти затінюючого будинку, приймається при орієнтації вікон на всі сектори горизонту, за винятком північного, та в районах південніше від 400 пн.ш. при будь-якій орієнтації, а 2Н - при орієнтації вікон на сектор від 316 до 450 у районах північніше від 400 пн.ш.; Т - розрив між будинками, необхідний за вимогами інсоляції.

При проектуванні житлової забудови, очевидно, неможливо в процесі розміщення будинків вимагати досягнення винятково максимальної щільності житлового фонду. Виходячи з цього, пропонується визначати якості нормативної величини щільності житлового кварталу за формулою (55) за умови, що за мінімальну величину розриву між будинками будемо приймати розрахункове його значення (Тmin = Тр), а величину розрахункової поправки до площі території будемо умовно приймати лише для того рідкісного випадку, коли вона дорівнює нулю (др = 0).

Тоді умовна щільність житлового фонду житлового кварталу, у0, буде мати такий вигляд:

. (56)

Ця умовна щільність [71] взаємопов'язана з максимальною, відрізняючись від неї здебільшого на 10-15%, а тому її доцільно використовувати як важливий економічний орієнтир у проектуванні нарівні з нормативною характеристикою.

Важливо і те, що на відміну від максимальної щільності житлового фонду ця умовна щільність житлового фонду не залежить ні від форми, ні від абсолютних розмірів території кварталу, а залежить лише від величини розривів між будинками, дещо від розмірів самих будинків (В і L), від кількості будинків, від обсягу житлового фонду в будинках, питомих розмірів ділянок території під будівлі громадського призначення та від норми житлозабезпечення на одну людину. Тобто, як бачимо, щільність житлового фонду житлового кварталу залежить від багатьох факторів, а не лише тільки від поверховості житлової забудови, як це вважали деякі спеціалісти і раніше зазначалося в нормах проектування [76] з планування й забудови населених пунктів. Саме ця багатофакторність у розумінні щільності житлового фонду наводила нудоту на укладачів нових норм після норм проектування [76], бо це вимагало узгодити ці щільності з усіма іншими вимогами норм щодо розміщення будинків у забудові та їх орієнтації або погодитись на те, щоб цю щільність обчислювати за формулою (56).

Вивчення величин щільності житлового фонду житлового кварталу разом із тим показало, що умовна щільність (табл.6) за формулою (56) головним чином залежить від величини розрахункових розривів між довгими боками будинків, від їх довжини й ширини і менше всього від поверховості. Так, при подвоєнні довжини будинків умовна щільність зростала на 12-15%, а з підвищенням поверховості зростала менш помітно. На основі вивчення впливу різних факторів на умовну щільність житлового фонду виявлена можливість підвищення щільності житлового фонду кварталів в Україні порівняно з тими, які зазначались у передостанніх нормах проектування [76], на 3,5-30%, що в цілому по країні може привести до значної економії міських територій, а за рахунок економії на благоустрої та інженерних мережах до значних виграшів у грошових витратах щорічно. При цьому підвищення щільності житлового фонду кварталів одночасно приводить до підвищення щільності забудови при належній, звичайно, організації у її розміщенні, направленої на підвищення ступеня затінення території в межах III і IV кліматичних зон, що одночасно сприяє поліпшенню температурно-вітрового режиму в забудові в літній період.

Ураховуючи, що не всі можуть зрозуміти, про яке підвищення щільності житлового фонду йдеться, нижче наводимо дані норм [76] СНиП II-60-75, де ця щільність для 5-поверхових будинків установлювалася в зоні України 4800 м2 - з.п. для 9-поверхової - 6300 м2/га і для 12-поверхової - 6700м2 з.п./га.

Після порівняння цих величин із даними таблиці 6 можна уявити, наскільки ці нормативні дані були не обґрунтовані, власне, базуючись на недостатньо об'єктивних концепціях щільності житлового фонду.

Таблиця 6

Розрахункові значення умовної щільності житлового фонду кварталів (брутто) для деяких широтних поясів Центральної України при умові забезпечення норми інсоляції

Географічна широта, Ш	Орієнтація будинків	Вид стінового вирішення	Розрахунковий відносний розрив між будинками	Числові значення умовної щільності житлового фонду кварталів при висоті забудови, м2 з.п./га
				у0, 5 пов.	у0, 9 пов.	у0,12пов.
480	М	Вел. Пан.	1,607	6844	7038	7299
480	М	Цеглян.	1,651	6790	6915	7155
480	Д	Будь-який вид	1,500	7112	7461	7946
480	Ш	Будь-який вид	2,000	6132	6372	6444
500	М	Вел. Пан.	1,649	6794	6921	7161
500	М	Цеглян.	1,890	6372	6302	6439
500	Д	Будь-який вид	1,500	7112	7461	7946
500	Ш	Будь-який вид	2,000	6132	6372	6444
520	М	Вел. Пан.	1,704	6683	6772	6987
520	М	Цеглян.	1,946	6227	6169	6286
520	Д	Будь-який вид	1,500	7112	7461	7946
520	Ш	Будь-який вид	2,000	6132	6372	6444
550	М	Вел. Пан.	1,793	6509	6541	6716
550	М	Цеглян.	2,251	5721	5515	5538
550	Д	Будь-який вид	1,500	7112	7461	7946
550	Ш	Будь-який вид	2,000	6132	6372	6444

Примітка: Наведені дані одержані для забудови чітко меридіональної (М), діагональної (Д) із румбом 450 і широтної (Ш) орієнтації при товщині стіни відповідно до кліматичної зони: 300-350 мм для великопанельних будівель, 510 чи 640 мм для цегляних. Розрахункові розриви при меридіональній орієнтації встановлені за вимогами інсоляції, при діагональній та широтній орієнтації - за вимогами природного освітлення.

Аналізуючи залежність (56), неважко помітити, що при використанні у забудові будинків однакових розмірів і типів обчислення умовної щільності можливо виконати, використовуючи у формулі лише дані цього одного будинку при n = 1, оскільки у цьому випадку “n” може бути винесено за дужки з усіх множників (загальної суми довжини будинків, загальної площі житлового фонду кварталу) і скорочено. Власне, у цьому випадку якраз і можна прийти до ідеї одного будинку у виведенні формули щільності житлового фонду кварталу, від якого відштовхуються І.Я. Конторович та А.В. Ривкін [42], забуваючи при площі брутто добавити території під об'єкти громадського використання.

Вивчення показало, що між максимальною й умовною щільністю житлового фонду кварталу існує такий зв'язок:

. (57)

Важливо також зазначити, що оскільки реальна забудова житлового кварталу заданої поверховості включає будинки різної орієнтації, то і підрахунки щільності житлового фонду для такого кварталу слід виконувати за формулою середньогармонійного:

(58)

де у0м, у0ш, у0д - щільності житлового фонду мікрорайону (кварталу) відповідно при меридіональній і діагональній орієнтації будинків у забудові;

Пом,, Пош,, Под - загальні житлові площі в будинках відповідно меридіональної, широтної та діагональної орієнтації у будинках заданої поверховості.

Аналізуючи залежність (58), неважко побачити, що при множенні і діленні чисельника та знаменника на (100/УП0) одержимо формулу середньогармонійного ряду, де у чисельнику при показниках щільності буде процент загальної площі в будинках даної поверховості, а в знаменнику після скорочення загальної площі в будинках даної поверховості залишиться тільки 100%.

Аналізуючи формулу (55) та (56), можемо помітити, що знаменник являє власне площу території житлового кварталу, а чисельник - загальну житлову площу в будинках даного кварталу. Якщо цю загальну житлову площу розділити на норму житлозабезпеченості у будинках (Ж0), то отримаємо чисельність населення, яке при цій нормі може проживати у них. У результаті такого ділення, виявляється, стає можливим перейти до щільності населення. Наприклад, можна обчислити для даних умов максимально можливу щільність населення за наступною формулою:

. (59)

Аналогічно цьому можемо обчислити й умовну щільність населення на одиницю площі території кварталу як деяку межу при його проектуванні.

18. Дослідження ступеня затінення території житлового кварталу

Щільність житлового фонду, як відомо [71, 72], безпосередньо пов'язана зі ступенем опромінення незабудованої території житлових масивів, оскільки зміна величин розривів між будинками при інших рівних умовах приводить до відповідної зміни площі незабудованої території і внаслідок цього до зміни ступеня затінення незабудованої території чи ступеня опромінення. Від ступеня затінення території залежать мікрокліматичні умови проростання зелених насаджень, температура і вологість повітря у просторі між будинками, вітровий режим, що свідчить про важливість урахування цього фактора при проектуванні житлової забудови. Вивчення питання зумовлюється двома обставинами: створенням найбільш сприятливих умов мікроклімату в житловій забудові й забезпеченням одночасно з ним високої щільності житлового фонду з метою економного використання території.

Ступінь затінення території за “Санітарними нормами…” [67] визначається у відсотках через відношення площі тіні в дні рівнодення до площі території, не зайнятої будинками. Площу тіні від окремо взятого будинку, за науковими джерелами [90,96] рекомендується визначати за ізохронами в інсоляційний період часу. Та ніде в джерелах, де ця рекомендація наводиться, вона не підкріплюється прикладом самого обчислення. Вважаємо, що такий спосіб зручний лише для загальної візуальної оцінки інсоляційної ситуації в забудові. Він великою мірою суб'єктивний. Об'єктивна оцінка ступеня затінення території може бути одержана на основі чисельних порівняльних даних. При цьому порівнянні, вочевидь, необхідно виходити на характеристику ступеня затінення території в найбільш перегрівний період доби у дні рівнодення, з 11 30 до 14 30, у 3-годинному періоді інсоляції, коли якраз слід захищати доріжки, майданчики для відпочинку людей, інші ділянки територій. У північних районах, де необхідно не знижувати опромінення території, а підвищувати, цей період слід обчислювати з 10 годин 45 хвилин - Fт10, о 12 годині - Fт12 та о 13 год. 45 хв. Середня площа тіні від будинків житлового кварталу буде визначена за формулою

УFт ср.= (УFт 11 + УFт 12 + УFт 14)/3, (60)

де УFт 11, УFт 12, УFт 14 - сумарні площі тіні від будинків житлового кварталу в зазначений час. При цьому в будь-який заданий час дня площа тіні від будинку в формі паралелепіпеда може бути обчислена за формулою

Fт = Н ctg h (Z sin нт + B cos нт), (61)

де H, Z, B - висота, довжина та ширина будинку; h - висота Сонця; нт -кут напрямку тіні від будинку в заданий час дня.

Вивчення затінення територій за описаною методикою було здійснено на 3-х прикладах забудови умовних кварталів з орієнтацією будинків в одному випадку тільки меридіонально, в другому - діагонально під 45о до напрямку "північ - південь" і в третьому - широтно. В усіх цих випадках загальна площа території була прийнята рівною 16,4 га. Будинки розміщувались рядами з розривами між довгими боками відповідно за даними таблиці 6. Загальна площа житлового фонду в будинках заданої орієнтації визначалась при цьому шляхом множення площі кварталу на умовну щільність житлового фонду, яка наведена у тій же таблиці 6.



Число будинків заданої орієнтації, яке повинно бути розміщене в межах заданої території, визначалось діленням загальної площі в даному кварталі на загальну площу житла в одному будинку. Площа вільної від забудови житлової території обчислювалася шляхом віднімання від загальної території кварталу площі ділянки під об'єкти громадського обслуговування та іще загальної площі забудови самими житловими будинками. При цьому об'єктами дослідження були 5-поверхові будинки серії 87-078 із довжиною і шириною Z = 121,2 м і В = 11,4 м при висоті Н = 17,0 м, а в районах південніше від 45о пн.ш. Н = 19 м із загальною житловою площею у такому випадку П0 = 5147,7 м2 з.п. Розрахунки ступеня затінення території були виконані для ряду широтних поясів: 40о, 45о, 50о, 55о, 58о пн.ш. Результати цих визначень представлені на рисунку 30 у вигляді графіків різного окреслення. Ці графіки, як видно, побудовано по розрахункових точках для різних широт і орієнтації будинків.

...