Значение микроклимата в градостроительстве

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

микроклимат парковый жилой инсаляция

Введение

1. Параметры микроклимата городской среды

1.1 Световой режим. Инсоляция

1.2 Шумы в жилой среде

1.3 Аэрационный режим

1.4 Температурный режим

2. Роль зеленых насаждений в формировании микроклимата городской среды

Заключение

Литература

Введение

Климат - многолетний режим погоды для данной местности. Климат определяется поступлением солнечной радиации, процессами циркуляции воздушных масс, характером подстилающей поверхности. Архитектурно-планировочные и техногенные особенности городской территории способствуют формированию местного климата, отличного от климата пригородной территории. В промзонах, на отдельных улицах, кварталах, парках и других частях города создаются свои особые микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, наличием промышленных предприятий, почвенным покрытием, распределением зеленых насаждений и водоемов.

Микроклимат города - это климат приземного слоя воздуха отдельных участков городской территории. Приземной слой воздуха занимает воздушное пространство двухметровой высоты над уровнем земли. На формирование микроклимата города, помимо природных условий, оказывают влияние условия, создаваемые городской застройкой, а также функционированием автотранспорта, теплоэлектростанций, промышленных и других предприятий.

Городская застройка изменяет природный рельеф: увеличивает шероховатость подстилающей поверхности (например, формирует котловинные условия на фоне равнинного рельефа), включает множество вертикальных поверхностей, создает пересеченную местность.

Кроме того, теплофизические свойства (теплоемкость и отражательная способность) элементов городской застройки (стен зданий, крыш, дорог, мостовых) отличаются от теплофизических свойств элементов природного окружения. Почва города скрыта под строениями и дорожными (асфальтовыми) покрытиями. В природных условиях часть влаги уходит в почву. В городе значительная часть осадков не попадает в нее. Стоки городских осадков отводятся в ливневую или городскую канализацию. При работе автотранспорта, отоплении города, функционировании предприятий в атмосферный воздух поступают потоки тепла, выбрасываются газообразные загрязняющие вещества, жидкие и твердые взвешенные частицы.

Перечисленные особенности городской территории определяют факторы формирования микроклимата города:

изменение рельефа, обусловленное городской застройкой;

различие теплофизических свойств поверхностей элементов городской застройки и природного окружения;

различие в альбедо подстилающих поверхностей территории города и окрестностей;

искусственные потоки тепла;

загрязнение воздуха;

снижение испарения из-за асфальтовых покрытий и зарегулированности стока атмосферных осадков;

резкое уменьшение площади поверхности с растительным покровом и естественной почвой и др.

Эти факторы влияют на микроклимат города одновременно, но их вклад в разное время года и в различных климатических условиях весьма различен. Они вызывают изменение естественного радиационного баланса, условий тепло- и массообмена, нарушение естественного круговорота влаги. Все это определяет микроклиматическую изменчивость общеклиматических режимов в отдельных районах крупного города.

1. Параметры микроклимата городской среды

1.1 Световой режим. Инсоляция

В последнее время жители городов все чаще жалуются на нарушение светового режима, особенно в зданиях повышенной этажности в уже сложившейся жилой застройке.

Световой режим включает естественное освещение и инсоляцию. Инсоляцией в общем виде называют облучение земной поверхности солнечной радиацией всех видов, оказывающее световое, тепловое и бактерицидное воздействие. Величина инсоляции зависит от высоты Солнца над горизонтом, от географической широты места, от угла наклона земной поверхности, от ориентации земной поверхности по отношению к сторонам горизонта. Применительно к жилой среде инсоляция - это попадание прямого солнечного света внутрь помещений.

Естественное освещение обеспечивается как за счет инсоляции, так и за счет рассеянного света от небосвода, отраженного от фасадов зданий и т.д.

Освещение

Стремительная урбанизация изменяет интенсивность и спектральный состав важнейшего фактора среды обитания человека - солнечной радиации у поверхности земли - вследствие загрязнения атмосферного воздуха, снижающего его прозрачность, и существенного затенения территории плотной многоэтажной застройкой. Ограниченная прозрачность остекления светопроемов, их затеняемость, а зачастую несоответствие размеров площади окон глубине помещений вызывают повышенный дефицит естественного света в помещениях. Недостаток естественного света ухудшает условия зрительной работы и создает предпосылки для развития у городского населения синдрома «солнечного (или светового) голодания». Из-за последнего снижается устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов химической, физической и бактериальной природы, а по последним данным возникают стрессовые ситуации. Поэтому дефицит естественного света и денатурация световой среды признаны факторами, неблагоприятными для жизнедеятельности человека. Естественное освещение помещений жилых зданий осуществлеяется через боковые светопроемы. Размер светопроемов должен обеспечивать нормируемый коэффициент естественной освещенности (КЕО), который характеризует выраженное в процентах отношение освещенности внутри помещения к одновременной наружной освещенности под открытым небом. Нормативное значение коэффициента в жилых комнатах и кухнях должно быть не менее 0,5.

Немаловажное значение имеет и рациональное, с гигиенической точки зрения, искусственное освещение внутренних помещений жилого дома. Основные требования к искусственному освещению заключаются в том, что света должно быть достаточно, он не должен слепить, светильники должны быть безопасными, источники света не должны оказывать неблагоприятного воздействия ни на человека, ни на окружающую среду (не загрязнять воздух вредными выделениями, не создавать шума).

Инсоляция

Облучение прямым солнечным светом является необходимым природным фактором, оказывающим оздоровляющее действие на организм человека. Благотворный эффект солнечного облучения отмечается как на открытых территориях, так и внутри помещений. Наряду с общебиологическим влиянием естественное освещение оказывает выраженное психологическое воздействие на организм человека. Свободный зрительный контакт с внешним миром через светопроемы достаточного размера и изменчивость дневного освещения (колебания интенсивности, равномерности, соотношений яркости, хроматичности света на протяжении дня) оказывают большое влияние на психику человека. Поэтому с гигиенической точки зрения в зданиях разного назначения необходимо предусматривать максимально возможное использование естественного освещения.

Однако стремление градостроителей к увеличению плотности застройки жилых районов и повышению этажности жилых и административных зданий приводит к уменьшению длительности инсоляции и к прерывистости солнечного облучения помещений, что снижает оздоровительное действие инсоляции, прежде всего ее бактерицидный эффект.

Проблема инсоляции обострена, прежде всего, для крупных городов, где идет интенсивное строительство, особенно в условиях уплотнения существующей застройки: появляются так называемые «каменные мешки» с ограниченным доступом солнечного света.

Поэтому если возведение любого объекта может повлиять на инсоляционный режим, в проектной документации специализированными организациями выполняются расчеты инсоляции и освещенности. При принятии решения о возможности размещения объекта дается оценка соответствия этого показателя санитарным нормам и правилам.

1.2 Шумы в жилой среде

Защита городской и жилой среды от шума имеет большое гигиеническое и социально-экономическое значение, что связано с повсеместным ростом шумового загрязнения, вызывающего ухудшение состояния здоровья населения. Существующие источники шума в условиях городской жилой среды можно подразделить на две основные группы: расположенные в свободном пространстве (вне зданий) и находящиеся внутри зданий. Источники шума, расположенные в свободном пространстве, по своему характеру делятся на подвижные и стационарные, т. е. постоянно или долговременно установленные в каком-либо месте. Для источников шума, расположенных внутри зданий, имеют значение характер размещения источников шума по отношению к окружающим защищаемым объектам и их соответствие предъявляемым к ним требованиям.

Внутренние источники шума можно подразделить на несколько групп: * техническое оснащение зданий (лифты, трансформаторные подстанции и т. п.); * технологическое оснащение зданий (морозильные камеры магазинов, машинное оборудование небольших мастерских и т. п.); * санитарное оснащение зданий (водопроводные сети, смывные краны туалетов, душевые и т. п.); * бытовые приборы (холодильники, пылесосы, миксеры, стиральные машины и др.); * аппаратура для воспроизведения музыки, радиоприемники и телевизоры, музыкальные инструменты. В последние годы отмечается рост шума в городах, что связано с резким увеличением движения транспорта (автомобильного, рельсового, воздушного).

Транспортный шум по характеру воздействия является непостоянным внешним шумом, так как уровень звука изменяется во времени более чем на 5 дБ. Уровень различных шумов зависит от интенсивности и состава транспортных потоков, планировочных решений (профиль улиц, высота и плотность застройки) и наличия отдельных элементов благоустройства (тип дорожного покрытия и проезжей части, зеленые насаждения). Наблюдается зависимость уровней звука на магистралях от фактических режимов движения транспорта.

Диапазон колебаний между фоновыми и максимальными (пиковыми) уровнями звука, характеризующими шумовой режим примагистральной территории, в дневное время составляет в среднем 20 дБ. В ночной период суток размах колебаний максимальных уровней звука относительно фона увеличивается. Это связано с изменением интенсивности движения, которая в периоды между часами пик, как правило, снижается в 2-2,5 раза. Влияние шума на организм. Субъективная оценка влияния различных факторов внутрижилищной и окружающей среды на комфортность проживания подтверждает существенную роль шума в создании неблагоприятных условий в жилых домах. Воздействие шума может вызвать следующие реакции организма: * органическое расстройство слухового анализатора;

* функциональное расстройство слухового восприятия;

* функциональное расстройство нейрогуморальной регуляции;

* функциональные расстройства двигательной функции и функции чувств; расстройства эмоционального равновесия. Общая реакция населения на шумовое воздействие -- чувство раздражения.

Отрицательно воздействующий звук способен вызвать раздражение, переходящее в психоэмоциональный стресс, который может привести к психическим и физическим патологическим изменениям в организме человека. С повышением уровня звука возрастает чувство неприятности. Субъективная реакция человека на шумовое воздействие зависит от степени умственного и физического напряжения, возраста, пола, состояния здоровья, длительности влияния и уровня шума.

Уровень шума в ночное время не должен превышать 35 дБ. На шум 35-40 дБ реагируют 13% спящих, а на 45 дБ -- 35%. Пробуждение наступает обычно при уровне шума 50,3 дБ (изменение стадии сна -- при 48,5 дБ).

Рис. 1. Жизненный потенциал жителя мегаполиса в зависимости от уровня шума

Воздействия шума на человека можно условно подразделить: * на специфические (слуховые) -- воздействие на слуховой анализатор, которое выражается в слуховом утомлении, кратковременной или постоянной потере слуха, расстройствах четкости речи и восприятия акустических сигналов; * на системные (внеслуховые) -- воздействие на отдельные системы и организм в целом (на заболеваемость, сон, психику). Неблагоприятное воздействие на слух оказывается в тех случаях, когда человек подвергается действию шума как на производстве, так и дома. В настоящее время лиц, обладающих "отличным" слухом, среди молодежи и взрослых намного меньше, чем 20 лет назад. Изменения в органе слуха происходят уже в период полового созревания, причиной чего является насыщенная техникой жизненная среда, а у молодежи, кроме того, громкая музыка.

Рис. 2. Шумы от различных источников

1.3 Аэрационный режим

Элементы городской застройки и зеленые насаждения изменяют скорость ветра и его направление. Обычно скорость ветра в городе меньше, чем за его пределами. Усиление ветра возможно при расположении города на холмах или при совпадении направления ветра с направлением улиц. Для городов, где скорости ветра незначительны, характерны местные циркуляции воздуха. Причиной их возникновения может быть разная температура или освещенность отдельных участков городской территории. Движение воздуха, называемое термическим проветриванием, возникает между городом и его окрестностями, между зеленым массивом и территорией застройки, между нагретой солнцем и затененной частью улиц. Наличие водоемов способствует формированию местной циркуляции, подобной бризам. Воздух движется от водоемов к застройке. Ветровой режим приземного слоя воздуха в условиях городской застройки принято называть аэрационным режимом. Аэрационный режим считается комфортным, если скорости ветра на территории застройки находятся в пределах от 1 до 5 м/с. Участки городской территории, где скорость ветра меньше 1 м/с, относятся к непроветриваемым, а более 5 м/с - к зонам продувания. Отдельно выделяются комфортный аэрационный режим (скорость ветра от 1 до 3 м/с) и аэрационный режим, близкий к комфортному (скорость ветра от 3 до 5 м/с). Непроветриваемые участки городской территории, или зоны застоя воздуха, создают антисанитарное состояние. Зоны продувания дискомфортны для человека.

1.4 Температурный режим

Температура воздуха в крупном городе по сравнению с его окрестностями выше на 1…4 градуса, иногда эта разница достигает 8 градусов.

Повышение температуры объясняется нагревом элементов застройки за счет поглощения ими солнечной радиации и отражением радиации городскими поверхностями, а также уменьшением эффективного излучения тепла над городом. Величина отраженной радиации зависит от наклона и ориентации поверхностей, а также от альбедо (отражающей способности) строительных и дорожных материалов. При этом может происходить взаимооблучение элементов застройки, а вблизи инсолируемых поверхностей городского окружения может значительно возрасти температура воздуха. Из-за загрязнения атмосферного воздуха, а также неоднородностей подстилающей поверхности, обусловленных застройкой, ослабляется эффективное излучение над городом и соответственно уменьшается его ночное охлаждение. Кроме того, на испарение влаги асфальтным покрытием и другими городскими поверхностями тратится значительно меньше энергии, по сравнению с энергией, необходимой для испарения влаги растительным покровом. Поэтому в приземном слое воздуха городской территории, за счет малого расхода энергии на испарение влаги, остается значительно больше тепла по сравнению с территорией окрестностей.

Дополнительное поступление тепла в атмосферный воздух происходит при сжигании топлива. Тепловые выбросы транспортных средств, промышленных и энергетических предприятий могут вызывать локальное повышение температуры воздуха над отдельными участками территории городской застройки - транспортной магистралью, промышленной зоной, ТЭЦ.

Повышение температуры воздуха внутри города по сравнению с температурой окружающей местности приводит к образованию так называемого «острова тепла» над городом - области повышенной температуры воздуха, которая имеет вид купола. Размер «острова тепла» и другие его показатели зависят от метеорологических условий и особенностей города. «Остров тепла» разрушается ветром или другими атмосферными осадками, но устойчив в безветрие. На высоте до нескольких сот метров по границам «острова» происходит циркуляция масс теплого и холодного воздуха. В «острове тепла» давление атмосферного воздуха понижено. Это способствует притягиванию облаков верхних слоев атмосферы. Поэтому облака над городом расположены значительно ниже, чем над открытой местностью. Восходящие потоки воздуха образуют кучевую облачность. Образование «острова тепла» вызывает уменьшение притока солнечной радиации на территорию крупного города, увеличение количества атмосферных осадков, увеличение повторяемости туманов.

Рис. 3 Городской «остров тепла»

2. Роль зеленых насаждений в формировании микроклимата городской среды

Специальными исследованиями установлены пределы условий наибольшей степени комфорта среды, окружающей человека. При помощи зеленых насаждений можно в значительной степени регулировать эти параметры, с тем чтобы приблизить их к оптимальным. Зеленые насаждения способствуют улучшению микроклимата.

Проведенные исследования показали, что зеленые насаждения влияют на температурно-влажностный режим: даже небольшой зеленый массив снижает температуру летом на несколько градусов не только внутри себя, но и в прилегающих районах. Эта особенность основана на большой отражательной способности зеленых насаждений и их свойстве поглощать тепловую энергию. При этом создается постоянное перемещение воздушных масс от зеленых массивов с менее прогретым воздухом к окружающим районам застройки с более теплым воздухом. Причем разница температур может достигать 10...12 °С, а скорость движения воздуха - 1 м/с. Особенно это движение воздуха ощущается человеком в жаркое время года после захода солнца, когда все поверхности, облученные солнцем, излучают тепло.

Просветы между листьями создают прозрачность кроны, которая у всех деревьев различна. На нее влияет строение кроны, мозаика листьев, габитус. Габитус характеризует внешний вид различных деревьев и кустарников. Чем меньше размер отдельного листа в кроне дерева, тем больше тепловой энергии поглощает крона, тем эффективнее затенение пространства под кроной. Например, черемуха обыкновенная дает тени меньше, чем осина. Это свойство деревьев и кустарников особенно ценно в теплое время года и при жарком климате там, где проводятся мероприятия по защите территории от излишней инсоляции, создаются большие зеленые оазисы.

Зеленые насаждения способствуют горизонтальному и вертикальному проветриванию, что значительно улучшает состав воздуха. Днем движение воздуха происходит от массива зеленых насаждений и освежает окружающую застройку, а ночью от перегретых поверхностей застроенной территории горячий воздух перемещается к зеленому массиву. Для хорошего проветривания нужно избегать загущенности посадок древесно-кустарниковых пород, где душно от застоя воздуха, и следует обеспечивать между зелеными насаждениями определенные расстояния. Воздухообмен наблюдается при оптимальной плотности древесных посадок.

Горизонтальным потокам воздуха способствуют вид и расположение групп зеленых насаждений, вертикальным потокам - некоторые расстояния между кронами деревьев. Вокруг них создаются устойчивые потоки, уносящие загрязненные воздушные массы в верхние слои атмосферы. Потокам воздуха можно искусственно придавать требуемое направление и скорость, применяя разные конструкции зеленых насаждений.

Зеленые насаждения обладают большой испаряющей способностью. Они испаряют влаги в 20 раз больше, чем занимаемая ими площадь, при этом значительно понижая, за счет процесса испарения влаги с поверхности листьев, температуру окружающего воздуха, поэтому в теплое время года и в районах с жарким климатом озеленение особенно полезно.

Зеленые насаждения с успехом можно использовать для очищения городской среды от пыли и газа. Установлено, что многие растения задерживают на пластинах своих листьев большое количество пылевидных частиц (в облиственном состоянии - 42,2 %, а при отсутствии листвы - 37,5 %). Образованию пыли существенно препятствует даже газон. Запыленность среди зеленых насаждений в 2...3 раза меньше, чем среди застройки. Это происходит вследствие снижения скорости движения воздушных масс среди растений. При этом содержащиеся в ветровом потоке взвешенные частицы пыли выпадают из него и оседают в кронах деревьев, а во время осадков смываются на землю. Эту особенность деревьев полезно учитывать при проектировании посадок, защищающих от пыли.

Загазованность атмосферы оказывает пагубное влияние на все виды живых организмов. Некоторые газы оказывают на растения вредоносные действия даже на расстоянии 2...3 км от источника загрязнения (например, сернистый газ). Несмотря на это, растительность обладает свойством поглощать газообразные отходы промышленных производств и транспорта. Для посадок, изолирующих предприятия с газообразными отходами, выбирают растения, стойкие к токсичным загрязнениям воздуха и усваивающие из атмосферы значительное количество этих загрязнений.

Санитарно-гигиенические требования к жилой застройке определяют необходимость защиты жилых массивов от шума. Одним из главных источников шума на городских магистралях является автотранспорт. Зеленые насаждения помогают человеку в борьбе с шумом. Проведенные исследования показывают, что даже в безлиственном состоянии зеленые насаждения снижают уровень шума на 2...6 дБА. Зеленые насаждения поглощают до 24% звуковой энергии, а оставшуюся ее часть отражают, рассеивая ее во всех направлениях. Отсутствие зеленых насаждений часто приводит к возрастанию уровня шума, так как звуковые волны усиливаются, отражаясь от вертикальных плоскостей зданий.

Для защиты территории от шума устраивают экраны из зеленых насаждений между источником шума и защищаемыми объектами. Высоту таких экранов принимают по специальным расчетам. В соответствии с ними и выбирают породы деревьев нужной высоты (обычно не менее 5...8 м). Зеленые насаждения в шумозащитном экране должны плотно смыкаться своими кронами, как по горизонтали, так и по вертикали. Для этого используют в верхнем ярусе лиственные густокронные деревья, а в нижнем - кустарники.

Ширина шумозащитных зеленых полос при однорядной шахматной посадке может быть принята 10...20 м, при двухрядной - 21...30 м, при трехрядной - 26...30 м. Такие зеленые полосы вдоль транспортных магистралей способны снизить уровень шума от 4 до 12 дБА. Расстояния от тротуара до домов должны составлять 15...20 м озелененной территории.

Внутри микрорайона зеленые насаждения снижают шум от спортивных, детских и хозяйственных площадок. При этом нормами предусмотрены различные расстояния от спортплощадок до жилых домов при наличии и отсутствии зеленых насаждений. Разница достигает 70 м.

Зелень всегда приятна для глаза, она оживляет силуэты каменных городов. С помощью озеленения можно объединить воедино и создать композиционно целое из отдельных зданий. При правильном подборе ассортимента деревьев и кустарников, вьющихся растений, цветов и газона можно искусственно создать разные цветовые гаммы, выразительные сочетания растений по их формам, очертанию, структуре, объему. Озеленение помогает подчеркнуть стройность архитектурных конструкций, служит прекрасным фоном для малых архитектурных форм садово-парковых скульптур, кулисами зеленых театров и танцплощадок, используется в качестве живой изгороди, разделительных полос и островков безопасности.

Озеленение является в городе важнейшим составляющим элементом и занимает значительное пространство. В каждом городе по его генеральному плану намечено увеличить площадь озелененной территории.

Заключение

Обоснование оптимальных гигиенических условий жилой среды, всесторонняя оценка состояния и выбор перспективных путей улучшения ее качества в целях предупреждения заболеваемости людей лежат в основе решения актуальной проблемы укрепления здоровья населения, проживающего на урбанизированных территориях, и в первую очередь - в городах, особенно крупных.

Согласно рекомендациям ВОЗ, понятие жилища не должно ограничиваться стенами здания; оно выходит за его рамки и включает не только территорию перед домом, но и микрорайон, жилой район со всеми учреждениями обслуживания. Иными словами, жилая (бытовая) среда - это, образно говоря, малая родина человека, горожанина или селянина. В то же время жилая среда представляет собой совокупность условий и факторов, которые позволяют человеку на территории населенных мест осуществлять свою непроизводственную деятельность.

В данном реферате мы рассмотрели несколько факторов микроклимата городской среды, описали их влияние на человека и обосновали роль зеленых насаждений в городской среде.

Литература

1. Хомич В.А. Экология городской среды: Учеб. пособие для вузов. - Омск: Изд-во СибАДИ, 2002. - 267 с.

2. Гигиена с основами экологии человека : учебник - Архангельский В.И. и др.; под ред. П.И. Мельниченко. 2010. - 752 с.: ил.

3. Басыйров А.М. Экология города: Учебно-методическое руководство. - Казань, КФУ, 2013. - 96 с.

4. "БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ" ПОД РЕДАКЦИЕЙ ПРОФ. Э. А. АРУСТАМОВА.

5. Экология города: Учебное пособие / Под ред. проф. В. В. Денисова. - М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д : Издательский центр «МарТ», 2008. - 832 с. (Серия «Учебный курс»)

Размещено на Allbest.ru