Відображені на кліматичній діаграмі показники відповідають. Основні кліматичні показники

Розрахункові нормативи визначаються за ймовірнісними значеннями, причому ймовірність (забезпеченість) визначається залежно від проектованої тривалості експлуатації споруди. Так, температура зовнішнього повітря в СНиП наведена забезпеченістю 0,98 та 0,92.

Тема 2 Основні характеристики клімату та їх значення при проектуванні

Основні кліматичні характеристики

Будівельна кліматологія передбачає облік клімату при вирішенні архітектурно-будівельних завдань, складання кліматичних характеристик району будівництва з метою виявлення сприятливих та несприятливих для людини факторів клімату.

Клімат нашої країни різноманітний, різноманітні його впливу людини, формування середовища проживання. Без урахування клімату не можна збудувати економічно, досить міцно; не можна створити умови, сприятливі для діяльності.

Клімат впливає довговічність будівель – тривалість їх експлуатації, що визначається здатністю протистояти кліматичним впливам. Щоб знешкодити негативні фактори клімату та використовувати позитивні, необхідно, вивчивши клімат району будівництва, вибрати найбільш підходящі будівельні матеріали, що відомим чином реагують на мороз чи спеку, підвищену чи знижену вологість, стійкі проти корозії тощо; визначити планування будівлі, яке забезпечує найбільший комфорт для людини.

Показники клімату можна розділити на дві групи – загальні та спеціальні.

До загальних показників клімату належать: температура (t, °С), вологість (w, %), переміщення повітря (u, м/с), сонячна радіація (Р, Вт/м2).

Температура –один із найважливіших кліматичних елементів. У таблиці 2 наведено температурні шкали та їх зв'язок.

Таблиця 2

Температурні шкали

Температура в робочий час дня t ср дн залежить від середньої температури клімату, за окремі місяці року t ср міс та середньої амплітуди коливань температури Аt н протягом доби і має найбільше значення для теплової характеристики.

З урахуванням теплового впливу на людину виділено такі види погоди:

- Холодна (нижче +8 ° С);

- Прохолодна (8-15 ° С);

- тепла (16-28 ° С);

- спекотна (вище +28 ° С);

- Дуже холодна (нижче -12 ° С);

- Дуже жарка (вище +32 ° С).

Тривалість характерних видів погоди протягом року визначає основні риси клімату, які впливають на конструктивні та архітектурні рішення будівель.

Довговічність будівлі залежить від стану основних його частин - фундаменту, несучих стін або каркаса, що захищають конструкцій. Під змінним впливом тепла та холоду матеріали конструкцій руйнуються. Інтенсивніший руйнація відбувається при швидкій зміні температур і, особливо, при перепадах температури з переходами через 0°С.

Тому при проектуванні будівель враховують:

– розрахункову температуру найбільш холодної доби та п'яти діб;

- Амплітуди коливань температури повітря - добові, місячні, річні.

Вологість повітряного середовища істотно впливає на стан вологості конструкцій.

Для визначення режиму вологості користуються наступними показниками.

Абсолютна вологість f, г/м 3 - кількість вологи в грамах, що міститься в 1 м 3 повітря.

Парціальний тиск (пружність) водяної парие, Па, - тиск г або пари, що знаходиться в суміші з іншими газами - дає уявлення про кількість водяної пари, що міститься в повітрі.

Стан повного насичення повітря водяною парою називається стан насичення W, г/м 3 . Стан насичення постійний за заданої температури повітря.

Граничне значення парціального тискуЕ, Па відповідає повному насиченню повітря водяними парами.

З підвищенням температури повітря величини Е та W збільшуються. Значення Е для повітря з різною температурою наведено у таблиці 3.

Таблиця 3

Значення максимального парціального тиску водяної пари Е, Па для різних температур (при атм. тиску …)

Відносна вологість повітря j характеризує ступінь насичення повітря водяною парою та визначається, як відношення абсолютної вологості до стану насичення при постійній температурі:

Відносна вологість повітря може бути визначена як відношення абсолютного парціального тиску до парціального тиску в стані насичення:

Величина j впливає інтенсивність випаровування вологи з будь-яких зволожених поверхонь.

За величиною j розрізняють вологий режим приміщень:

сухий (j<50%);

нормальний (j=50?60%);

вологий (j=61?75%);

мокрий (75%).

З підвищенням температури повітря відносна вологість j знижується, величина парціального тиску е залишається постійною, а величина Е збільшується, так як тепле повітря може бути більш насиченим парами вологи, ніж холодне.

При зниженні температури відносна вологість j зростає і може досягти 100 % і за деякої температури може виявитися Е = е, настає стан повного насичення повітря водяною парою. Температура, за якої настає повне насичення повітря водяною парою, називається температурою точки роси t р . При подальшому зниженні температури повітря t всередині приміщення надлишок вологи переходить в рідкий стан - конденсується, і у вигляді рідини осідає на огорожі.

Величина j впливає процеси конденсації вологи в товщі і поверхні огородження, на вологовміст матеріалу огородження.

Приклад визначення точки роси:

Підвищена вологість повітря погіршує експлуатаційні якості конструкцій, зменшує термін їх придатності та негативно впливає на мікроклімат приміщень. При проектуванні здійснюють розрахунок можливого зволоження, утворення конденсату на поверхні або в товщі огорожі.

По поєднанню температури та вологості повітря визначають комфортність умов у приміщеннях. Вимоги до умов комфортності встановлені у санітарно-гігієнічних нормах з урахуванням кліматичного району будівництва. Це пояснюється особливостями впливу клімату на організм людини у різних умовах. У районах з холодною зимою для нормалізації теплового стану людини у житлі потрібна більш висока температура у приміщенні, ніж у теплих районах.

Залежно від клімату, співвідношення температур і вологості зовнішнього повітря та всередині приміщення, переміщення водяної пари через огородження відбувається назовні або всередину приміщень.

Наприклад, у Москві протягом року температура зовнішнього повітря (таблиця 4) рідко перевищує температуру всередині приміщення (18 ° С), переважає тепловий потік назовні. Абсолютна вологість повітря 50 - 60% всередині приміщень більшу частину року вище, ніж зовні (таблиця 5), отже, переважає рух водяної пари з приміщення назовні. Як заходи, що запобігають конденсаційному зволоженню огорож, у Москві передбачають гідроізоляційний шар ближче до внутрішньої сторони стіни (до найбільш вологої зони огородження).

Таблиця 4

Середня місячна та річна температура повітря, °С

Таблиця 5

Вологість та опади

Тому не можна автоматично переносити профілактичні заходи з одного району в інший, без урахування особливостей клімату, а саме, температури та вологості повітря.

Кількість випадаючих опадівта їх інтенсивність мають велике значення при проектуванні. Вплив опадів на огородження будівель є суттєвим.

При дощах із сильними поривчастими вітрами стіни зволожуються. У холодну пору року волога переміщається всередину конструкції від холодніших і вологіших шарів до тепліших і сухіших.

Якщо огородження легкі, волога може досягати внутрішньої поверхні стіни. Якщо стіни масивні, волога не проникає всередину приміщення, але такі стіни повільно висихають, а при зниженні температури волога всередині конструкцій замерзає та руйнує стіни. Руйнування прискорюється відлигами. Більш шкідливу дію надають тривалі опади, що мрячать, ніж інтенсивні, нетривалі у вигляді дрібних крапель. Дрібні краплі утримуються на поверхні та вбираються матеріалами. Великі краплі скочуються зі стін під впливом сили тяжіння.

Опади (дощ, танення снігу) збільшують вологість ґрунту, підвищується рівень ґрунтових вод. Це небезпечно для будівель можливістю спучування ґрунту, затопленням підземної частини будівлі.

Кількість снігу, що випадає, збільшує навантаження на дахи будівель. При проектуванні покриттів враховують можливість інтенсивних снігопадів, що створюють короткочасне навантаження.

Вітербезпосередньо впливає на будівлі. Від напрямку та швидкості повітряних потоків залежить температурно-вологісний режим території. Від швидкості вітру залежить тепловіддача будівель. Вітровий режим впливає на планування, орієнтацію будівель, розміщення промислової та житлової зони, напрямок вулиць.

Наприклад. У Сибіру і Уралі внутрішня поверхня зовнішньої стіни, розташованої перпендикулярно холодному вітру, трохи холодніше, ніж при штилі. У Мурманську взимку у квартирах, вікна яких виходять на південь, холодніше, ніж у орієнтованих на північ, бо південний вітер там виявляється холоднішим. У разі жаркого клімату розташуванням кімнат можна домогтися наскрізного провітрювання квартир, тобто. вітер покращує мікроклімат житла. У вологих районах вітер прискорює просушування огорож, таким чином збільшуючи довговічність будівель.

Променева енергія сонця (сонячна радіація) створює природне висвітлення земної поверхні. Сонячну радіаціюможна визначити як кількість енергії на одиницю поверхні, Вт/м2.

Спектр сонячної радіації складається з ультрафіолетових променів (близько 1 %), видимих ​​променів, що світять (близько 45 %), та інфрачервоних променів, що гріють (близько 54 %).

Земної поверхні досягає лише частина сонячної радіації: пряма, розсіяна та відбита.

Кількість сумарної (прямої та розсіяної) сонячної радіації наведено в СНиП для горизонтальних та вертикальних поверхонь.

Опромінення будь-якої поверхні прямим сонячним промінням називається інсоляцією. Інсоляція території чи приміщення вимірюється тривалістю у годинах, площею опромінення та глибиною проникнення сонячних променів у приміщення.

Позитивна дія інсоляції визначається бактерицидними властивостями сонячних променів та тепловим впливом.

Малюнок 2- Порівняння інтенсивності сонячної радіації.

Від кількості сонячної радіації залежить нагрівання стін і температура всередині приміщень. При відчинених вікнах в приміщення надходить тепла стільки ж, скільки і на стіни. При закритих вікнах частина радіації відбивається від скла, частина поглинається склом і віконними палітурками, нагріваючи їх. При одинарному склінні через вікно проникає близько половини падаючої радіації (41-58%), при подвійному склінні - близько 1/3 радіації (23-40%).

Розглядаючи вплив сонячної радіації на будівлю, слід враховувати здатність поглинання різних матеріалів, яка залежить від їх кольору і стану. У таблиці 6 наведена поглинальна здатність різних матеріалів.

Я назвав би кліматичну діаграму однієї з галузей інфографіки, т. е. способу подання даних в такий спосіб, у якому досягається максимальний ефект розуміння візуально представленої інформації. Дійсно, кліматична діаграма дозволяє швидко співвіднести певні температурні показники та на їх основі зробити висновок. Без неї довелося б аналізувати всі цифри на думці.

Інформація кліматичних діаграм

Саме грецьке слово «діаграма» означає одночасне наочне уявлення кількох величин, що дозволяє порівнювати їх між собою. Правильніше називатиме кліматичну діаграму «кліматограмою» - це її офіційна назва. Кліматограма складається з:

• Шкали температури (у градусах).
• Шкали опадів (мм).
• Показник режиму випадання опадів.
• Кривий річний хід температури повітря.
• Осі абсцис з місяцями року.

При цьому велика зручність представляє одночасне використання в одному графіку стовпчастої діаграми величини опадів за місячним інтервалом та річної зміни амплітуди температур.

Як читати кліматограму

За даними, вказаними в кліматограмі, можна зробити висновок, про яку місцевість йдеться, і який клімат у ній переважає. Наприклад, якщо місцевість наближена до Північної півкулі, то крива температур вигинається вгору, а якщо до Південної – то вниз. Крапка на місцевості, розташована ближче до екватора, покаже відносно пряму лінію. У свою чергу, якщо діаграмні стовпці опадів мають високий показник, то така точка знаходиться на екваторі або поблизу моря. При малих показниках – у глибині материка. Мало опадів також буває у тропічних районах та місцях холодних течій.

Сучасне застосування кліматограм

Здавалося б, кліматичні пояси на нашій Землі давно вже встановлені та пройшли своє районування. Але вся справа в тому, що в глобальному сенсі, ці пояси схильні до змін, тим більше при загрозі всесвітнього потепління.

Тому кліматологи щороку моніторять усунення тих самих арктичного та антарктичного поясів, щоб вчасно попередити можливу катастрофу.

Цілі уроку:

Навчальні:

• Відпрацювання навичок роботи з різними джерелами інформації; аналізу даних та формулювання висновків.
• Відпрацювання навичок правильного оформлення результатів роботи із діаграмами.
• Закріплення знань про клімат та кліматоутворюючі фактори.
• Закріплення знань про принципи роботи табличного процесора Microsoft Excel.
• Оцінити рівень освоєння способів візуалізації числових даних та відпрацювати навички застосування цих способів при вирішенні конкретного завдання.

Розвиваючі:

• Розвиток навичок групової практичної роботи.
• Розвиток здатності логічно міркувати та робити висновки.

Виховні:

• Виховання творчого підходу до виконання практичної роботи.
• Розвиток пізнавального інтересу.
• Виховання інформаційної культури.

Тип уроку: Практична робота, що проводиться в кабінеті інформатики

Обладнання: комп'ютери, мультимедійний проектор, інтерактивна дошка, карти атласу.

Хід уроку

1. Організаційний момент

2. Постановка цілей уроку

3. Актуалізація опорних знань:

• дати визначення поняттю “клімат”;
• які кліматичні пояси та області виділяються на території Росії (карта на інтерактивній дошці);
• причини, що впливають різноманітність кліматичних умов біля Росії;
• що таке візуалізація числових даних;
• які дані потрібні для побудови діаграм;
• які типи діаграм ви знаєте;
• згадати елементи кліматограми.

4. Практична робота

Учні під час практичної роботи повинні побудувати кліматограму, визначити тип клімату і розмістити її на кліматичній карті Росії.

Практична робота проводиться у кабінеті інформатики. Учні працюють по парах за комп'ютером.

I. Побудова кліматограми (алгоритм роботи для учнів Додаток 1 )

Порядок роботи.

Збережіть результати роботи (клацніть на “Файл” – “Зберегти як…”, надайте ім'я файлу та виберіть папку).

Перевага електронних таблиць полягає в тому, що у разі зміни вихідних даних у таблиці наша кліматограма автоматично перебудовується.

II.Для визначення типу клімату, після побудови кліматограми, тим, хто навчається, пропонується заповнити таблицю:

ІІІ. Розмістити кліматограму на кліматичній карті Росії за допомогою інтерактивної дошки.

5. Підбиття підсумків

У нашій країні клімат відрізняється великою різноманітністю через протяжність території з півночі на південь та із заходу на схід. На формування клімату впливають певні чинники: ДП, сонячна радіація, ВМ, поверхня, що підстилає.

Учні здають роботу у вигляді файлу на комп'ютері та записів у зошитах, що містять аналіз побудованої діаграми з висновками.

Наприкінці уроку вчителі підбивають підсумки та оцінюють діяльність учнів.

Дані для побудови кліматограм (Додаток 2 ) .

Список літератури:

1. Використання Microsoft Office у школі. - М., 2002.
2. www.klimadiagramme.de
3. Сиротін В.І.Самостійні та практичні роботи з географії (6–9 класи). - М.: Просвітництво, 1991.
4. Географія Росії. Природа.8 клас: робочий зошит до підручника І.І. Баринової“Географія Росії. природа. 8 клас”/І.І. Барінова. - М.: Дрофа, 2007.