Считается, что форточку изобрели французы. Согласно историческому анекдоту, некий немец, будучи во Франции, ткнул пальцем в удивительное маленькое окошко, позволяющее управлять ветром в комнате, и спросил «was ist das?» («что это?»). Французы подумали, что он дает окошку немецкое определение – короткое и красивое. С тех пор, форточка по-французски называется vasistas.
Долгое время форточки использовали повсеместно для поддержания санитарно-гигиенических норм в помещениях. Сегодня они почти исчезли из окон, благодаря современным планировочным решениям и технологии микропроветривания. А, для того, чтобы жильцы могли, по-прежнему, управлять ветром в своих квартирах, проектировщики учитывают ориентацию зданий и ветровой режим. Сегодня поговорим о них, вслед за
инсоляцией.
О том, как правильно располагать форточки в зданиях писал еще знаменитый русский врач Николай Иванович Пирогов: «Широкие васисдасы в окнах или особенные воздуховоды выше окон должны быть обращены на юг». Сегодня это замечание может вызвать, разве что, улыбку.
Сегодня многоэтажные жилые здания проектируют как простыми рядовыми секциями, которые, при необходимости, могут быть со сдвигом и сложной формы, так и поворотными секциями, в том числе угловыми на 120°, которые позволяют формировать здание с развитием в двух-трех направлениях. Эти планировочные решения, варианты их группировок и специальные мероприятия позволяют получить необходимые параметры по инсоляции, о которой мы говорили в предыдущей статье, и обеспечить ветровой и температурный комфорт жизнедеятельности человека, энергоэффективность здания. Они также помогают проектировщику минимизировать сложности в процессе ориентации жилых зданий.
Ограничения на ориентацию домов в современных населенных пунктах накладывают:
- уже существующая застройка;
- нормы инсоляции жилых комнат;
- санитарно-гигиенические требования;
- санитарно-защитные зоны предприятий, транспортных магистралей, газо-, электротрасс, с особым режимом использования, где не может располагаться ни жилая застройка, ни образовательные и лечебные учреждения, ни парковые зоны и прочие объекты. Здесь величина разрыва может доходить до 1000 метров. Она устанавливается в каждом конкретном случае на основании расчетов рассеивания загрязнения атмосферного воздуха и физических факторов (шума, вибрации, электромагнитных полей и др.), в соответствии с СанПиНом 2.2.1/2.1.1.1200-03;
- региональные климатические особенности.
В тех случаях, когда все ограничения соблюдены, а также при разработке проектов комплексного освоения ранее незастроенной территории, проектировщик может выбирать более выгодную ориентацию для жилых зданий по сторонам света.
Различают широтную, меридиональную и диагональную виды ориентации жилых зданий.
При широтной ориентации жилые здания располагают вдоль широты и его помещения обращены на юг и север, при меридиональной ориентации жилое здание ориентируют вдоль меридиана, а его помещения на восток и запад, а в случае диагональной — по направлениям ЮЗ — СВ и ЮВ — СЗ.
В районах с холодным и умеренным климатом жилые здания ориентируют меридионально и диагонально в любом направлении, в районах с теплым и жарким климатом — широтно и диагонально по направлению ЮВ — СЗ.
Таким же опциональным инструментом, как ориентация, для проектировщика является учет ветрового (аэрационного) режима. Он также накладывает определенные ограничения при проектировании жилой застройки, влияет на формирование микроклимата внешней среды и загрязненность атмосферного воздуха, а значит должен быть обязательным условием для осуществления грамотного градостроительства и создания комфорта жизнедеятельности человека.
Согласно проведенному исследованию (Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». 2022. Т. 22, № 3. С. 14–23): «Умеренные величины скорости ветра обеспечивают проветриваемость дворов. Трансформированные же застройкой ветровые потоки (сильный ветер, порывы) способны нанести вред как людям, так и окружающим нас объектам: потеря равновесия и чрезмерное переохлаждение как результат воздействия шквального ветра, срыв элементов вентилируемых фасадов со стен зданий, помеха для проведения строительных и прочих работ на высоте». Кроме того, зоны с низкими скоростями ветра из-за городской застройки могут содержать в воздухе повышенные концентрации вредных веществ в виде газов и химически активной пыли.
Однако, и в «Руководстве по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки» от 1986 года и в современных публикациях (например, «Оценка ветрового комфорта территории при уплотнении жилой застройки высотным зданием» от 2020 года), авторы приходят к одинаковому выводу — нередко при проектировании и возведении зданий наружному климату, в том числе ветровому режимы, уделяется незаслуженно мало внимания». «Отчасти это объясняется тем, что в действующих в настоящее время нормативных документах указания по учету ветрового режима касаются лишь случаев выбора места расположения промышленных территорий в системе городской застройки относительно преобладающих ветров (повторяемость и скорость ветра по направлениям в холодный и теплый периоды года). Специальные указания, связанные с учетом и регулированием ветрового режима при проектировании жилой застройки, в действующих строительных нормах отсутствуют».
Оценка существующего поведения ветра на исследуемой территории должна проводиться до начала проектных работ, и именно она должна быть основанием для дальнейшего принятия архитектурно-планировочных решений, для оптимального размещения жилых и общественных зданий с учетом форм и размеров, а также функционально-пространственной организации территории.
Оценка ветрового режима состоит из следующих этапов:
- анализ ветрового режима на участке застройки с целью выявления господствующего направления ветров по временам года. Базовые данные проектировщик может взять в СНиП 23-01-99 Строительная климатология, потребуются также данные местной метеостанции;
- оценка ветрового режима разных вариантов застройки с помощью расчетных графоаналитических методов, номограмм и/или программного моделирования, имитирующего аэродинамическую трубу, с использованием эскиза планировки микрорайона с указанием этажности зданий и учетом направления ветра;
Затем следуют:
- разработка карт аэрационного режима участка застраиваемого жилого участка;
- расчет длины (или глубины) ветровой тени за зданиями в зависимости от изменения их высоты, протяженности и направления ветра к фасаду здания.
Критерием эффективности принятого в результате планировочного решения в аспекте аэрации следует принимать отношение между площадью территории с благоприятным ветровым режимом и всей территорией микрорайона.
Критерием оптимальности архитектурно-планировочной композиции застройки считается:
- коэффициент, равный 0,1-0,5 от исходной скорости на территориях с повышенными скоростями ветра. Его можно достигнуть использованием вариантов группировки жилых зданий различной конфигурации с целью ветрозащиты территории;
(изображение из «Руководства по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки»)
- коэффициент, равный 0,5-1,0 от исходной скорости на территориях с пониженными скоростями ветра. Его можно достигнуть использованием вариантов группировки жилых зданий различной конфигурации с целью усиления проветривания территории.
(изображение из «Руководства по оценке и регулированию ветрового режима жилой застройки»)
Получается, что особыми приемами застройки, например, использованием сооружений типа башен, ориентацией жилых многосекционных зданий углом в 45° по направлению к комфортному ветру, их расположение перпендикулярно или под небольшим углом до 30° к господствующему ветру и т.д., возможно эффективно корректировать аэрационные режимы.
