Естественные и планировочно-конструктивные средства оптимизации микроклимата

Улучшение условий микроклимата возможно, естественно, не только с помощью дорогостоящих и сложных систем кондиционирования воздуха, в частности, даже и в условиях жаркого климата.

В условиях жаркого климата основной проблемой является снижение дневной температуры внутри помещения по сравнению с температурой наружного воздуха.

При проектировании жилья в жарком климате рекомендуются следующие защитные мероприятия по предупреждению перегрева жилища: максимальное обводнение и озеленение города; повышение теплоустойчивости ограждений; строительство зданий с высотой жилых помещений 3,5 м; применение солнцезащиты в виде вертикального озеленения стационарных и нестационарных затеняющих устройств (жалюзи и т. д.); планировка квартир, обеспечивающая сквозное проветривание в целях максимальной аэрации помещений; строительство в основном малоэтажных зданий; обязательное устройство широких веранд и террас с любой ориентацией, кроме западной.

Особенно эффективна для снижения температуры воздуха в здании естественная ночная вентиляция. Она осуществляется через отверстия на обоих фасадах зданий (сквозное, угловое проветривание), защищенных подвижными регулируемыми приспособлениями, которые направляют приточный воздух в верхнюю зону помещений. В этом случае наружный воздух достигает зоны пребывания людей только после контакта с воздухом и поверхностью стен помещения.

В последние годы теоретики и практики южного жилища восстановили в правах древний способ вертикального проветривания квартир через шахты.

В течение многих десятилетий в нашей стране этот прием был забыт, что отчасти объясняется неудачным опытом в дореволюционный период строить в столицах нашей страны доходные дома с полутемными и сырыми дворами-колодцами. В умеренном климате, где мало солнца, отказ от них правомерен, но на юге, особенно в жарком сухом климате Средней Азии, целесообразно его использование.

Следует особо отметить вклад в формирование шахтного проветривания института ТашЗНИИЭП (Л. М. Гумовская, Е. И. Угрюмов и др.) и, в частности, предложенный институтом прием разделения внутренней полости шахты на отдельные каналы, способствующий заметному снижению опасности перетекания воздуха из одной квартиры в другую.

Именно это нововведение существенно повысило гигиеническую надежность приема и дало основание для включения в последнюю редакцию СНиП "Жилые здания" положения о допустимости шахтного вертикального проветривания квартир, наряду со сквозным или угловым проветриванием.

Следует обратить внимание и на эстетический эффект домов с шахтами. Включение в застройку этих домов, имеющих за счет устройства шахт значительного размера пропорции приземистого объема, плотно прилегающего к земле, позволит создать эффект контраста со зрительно более легкими протяженными объемами четырехэтажных домов, имеющих более узкий корпус и богатую светотень лоджий по фасаду.

световентиляционные   шахты аэрационные    (вентиляционные)    шахты
Ориентировочные величины сечения шахт (м2) для проветривания одно-, двух- и трехкомнатных квартир при четырех квартирах на этаже по данным ТашЗНИИЭП и ЦНИИЭП жилища
а - световентиляционные шахты (дворики); б - аэрационные (вентиляционные) шахты; / - однокомнатные квартиры; // - двухкомнатные квартиры; /// - трехкомнатные квартиры
Схема аэрационной шахты с наклонными каналами, препятствующими обороту тяги Схема аэрационной шахты с вертикальными каналами, препятствующими обороту тяги

Гигиенически крайне важно на юге применение наружных регулируемых солнцезащитных устройств на окнах и проемах, летних помещений, ориентированных на все стороны горизонта, и особенно на юго-запад и запад.

Для обеспечения эффективной солнцезащиты помещений очень важен рациональный подбор конструктивных решений солнцезащитных устройств. Наиболее эффективными и гигиенически целесообразными являются регулируемые солнцезащитные устройства типа жалюзи, при помощи которых достигается значительное снижение температуры воздуха и радиационной температуры в помещении, проветривание помещений.

В последние годы все более широкое применение находят конструкции с солнцезащитными экранами, теплозащитными стеклами, вентилируемыми воздушными прослойками. При применении теплозащитных стекол температура воздуха в инсолируемом помещении становится на 3-4 ниже, чем в помещении с обычным остеклением. Еще более эффективны регулируемые солнцезащитные шторы, выполненные на основе металлизированной лавсановой пленки: они позволяют снизить температуру воздуха на 4-6°, а температуру инсолируемых поверхностей - на 12-14°. Кроме того, они обеспечивают зрительную связь с наружным пространством и снижают в несколько раз яркостные контрасты. Через светотехническую металлизированную лавсановую пленку проходит только 13% солнечной радиации, тогда как через обычное стекло толщиной 4 мм- 81%.

Одним из действенных методов улучшения микроклимата квартир является озеленение балконов и лоджий, что приводит к снижению температуры воздуха в жаркие дни в среднем на 5°, а радиационной - на 20°.

Установлено, что способность квадратной в плане комнаты противостоять наружным тепловым воздействиям уменьшается наполовину, по сравнению с глубоким помещением. Здесь улучшается температурный режим и особенно радиационный режим помещений, но одновременно в глубине помещения ухудшаются естественная освещенность и процессы проветривания.

При совместном учете этих факторов целесообразно принимать отношение глубины помещения к ширине в пределах 1,4-1,6. Кстати, такое соотношение сторон комнат благоприятно и в психоэмоциональном отношении. Узкие, сильно заглубленные комнаты не отличаются хорошими пропорциями. Квадратные и вытянутые вдоль светового фронта - лучше, но последние могут быть чрезмерно холодными в умеренном и холодном климате, и жаркими - на юге. Значительные теплопоступления в помещение летом на юге происходит через светопроемы. Снижение площади остекления на 10% способствует снижению теплопоступлений в помещение в два раза, в то же время увеличение площади светопроемов на 1/3 повышает воздухообмен на 20%.

В районах с интенсивным внешним тепловым воздействием, где принята дневная изоляция зданий (закрытый режим), следует сокращать площадь остекления, а вечернее и ночное проветривание активизировать с помощью широко раскрывающихся окон или даже трансформируемых участков наружной стены.

Реальное снижение температуры воздуха в помещении по сравнению с температурой наружного воздуха при широком применении естественных и планировочно-конструктивных средств оптимизации микроклимата составляет 8-12°.

Наше внимание к вопросам перегрева южного жилища не случайно.

Если на Севере и в умеренном климате многое зависит от отопления, то на юге, в условиях перегрева для регулирования потоков воздуха и затенения пространства, могут и должны широко использоваться приемы планировки, поскольку эти средства, коль скоро они дают эффект, более здоровы, чем кондиционер при закрытом режиме. Кроме того, сама открытость южного жилища к внешней среде заставляет внимательно относиться к каждой детали его устройства: к плану, к устройству окон, лоджий и т. п.

Однако и на севере, и в средней полосе планировка активно связана с микроклиматом. Компактный план дома с широким корпусом более уместен в холодном климате не только из-за снижения теплопотерь. В таком доме микроклимат более устойчив, менее подвержен ветровому "выдуванию", выхолаживанию при смене погоды. В холодном климате обязательно утепление входной части в дом, введение тамбуров, сокращение количества входов и др.

На микроклимат и на психоэмоциональные качества жилища умеренных и северных широт большое внимание оказывает обращение жилых помещений на южные стороны, к солнцу. Здесь опять-таки дело не только в нагреве комнат, в определенной экономии тепла, в использовании солнечной энергии. Хорошо инсолируемая комната, имеющая и солнцезащитные устройства на случай чрезмерного солнечного облучения,- комфортна и с точки зрения бактерицидного режима (солнечные лучи убивают или значительно ослабляют действие бактерий), и с точки зрения психологического состояния (облучение, солнечный свет, изменяющийся под влиянием облачности, благотворно действует на психику человека).

Эффективность планировок квартир со сквозным или угловым проветриванием доказывалась неоднократно советскими гигиенистами, причем не только для жилища юга, но и средней полосы, и даже севера (Л. Ф. Тулякова). На юге главный эффект проветривания проявляется летом, способствуя ускорению движения воздуха в квартире и, тем самым, помогая человеку перенести условия перегрева, облегчить ему отдачу тепла. Но и зимой во всех широтах страны, и даже на севере, при закрытом режиме жилища (окна закрыты, притворы окон заклеены бумагой) планировка, обеспечивающая выход окон на две стороны, способствует еле заметному, очень слабому, но принципиально важному для состояния человека движению воздуха. В квартире исключается застойность воздуха, появляются его микротоки, благотворно действующие на организм человека, улучшающие воздушную среду жилища. Кроме того, выход окон на две стороны очень важен с психологической точки зрения: наружное пространство, воспринимаемое из квартиры, намного расширяется, солнечное освещение квартиры приобретает еще большую динамичность, изменчивость во времени суток. Психоэмоциональный фактор двусторонней квартиры оказывает существенное положительное воздействие на жителя Севера и это является одной из причин того, что двусторонние квартиры и там получают достаточно высокую оценку.

Таким образом, планировочные средства не только на юге, но и в других широтах - существенные факторы улучшения микроклимата и оздоровления среды в жилище, в этом смысле их можно условно назвать факторами "кондиционирования среды".