Большое влияние на организацию планировочной структуры города, систему застройки, ориентацию зданий, характер озеленения, а также на экологическую обстановку на территории города оказывают климатические условия. Климат – это статистический многолетний режим погоды, одна из основных географических характеристик той или иной местности. Климат определяется поступлением солнечной радиации, процессами циркуляции воздушных масс, характером подстилающей поверхности.
Ведущими характеристиками климата являются: радиационный, температурный и ветровой режимы, влажность воздуха, показатели количества и качества осадков. Климатические параметры, которые применяются при планировке и застройке городских поселений, проектировании зданий и сооружений, приведены в СНиП 23-01-99 [35]. Они установлены на основе метеорологических данных многолетних наблюдений в городах стран СНГ. Дополнительные сведения о климатических условиях района строительства могут быть получены из справочной литературы, а также при проведении инженерно-гидрометеорологических изысканий для строительства.
Радиационный режим. Мощность потоков света и тепла, падающих на земную поверхность, зависит от географической широты местности и состояния атмосферы. В градостроительстве учитывают прямую и рассеянную солнечную радиацию. Прямая солнечная радиация – часть солнечной радиации, поступающей на поверхность в виде пучка параллельных лучей, исходящих непосредственно из видимого диска солнца. Рассеянная (диффузная) солнечная радиация – часть солнечной радиации, поступающей на поверхность со всего небосвода после рассеяния в атмосфере. Радиационный режим определяется поступающей от солнца суммарной солнечной радиацией. Данные о суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной) в МДж/м2, падающей на горизонтальную и вертикальную поверхности, по месяцам года для различных широт приведены в СНиПе.
Температурный режим. Его оценка строится на основе анализа средней месячной и годовой температуры воздуха, вероятности различных градаций температуры воздуха в холодный и теплый периоды года.
Степень континентальности климата может быть выражена через годовую амплитуду колебаний А срднемесячных температур воздуха:
А = tс.ж.м – tс.х.м ,
где tс.ж.м – среднемесячная температура наиболее жаркого месяца года, tс.х.м - среднемесячная температура наиболее холодного месяца года.
Ветровой режим. Причиной перемещения воздуха является неодинаковый нагрев земной поверхности солнцем. Воздушные массы перемещаются в направлении от высокого давления к низкому. Чем больше разность давления, тем выше скорость ветра. Направление ветра определяется той частью горизонта, откуда он дует. В СНиПе приведены следующие показатели ветрового режима: преобладающее направление ветра за декабрь - февраль и июль - август, максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь и минимальная – за июль в м/с.
Многолетние показатели ветрового режима, характерного для данной местности, принято изображать так называемой «розой ветров». Применяют розы ветров по направлению ветра, по повторяемости направления ветров и по скорости ветра. По длительности периода года различают годовую, сезонную и месячную розу ветров. Для г. Омска характерна роза ветров юго-западного направления.
Влажность воздуха. Различают абсолютную и относительную влажность воздуха. Для характеристики абсолютной влажности пользуются величиной парциального давления водяного пара в воздухе, называемой упругостью водяного пара. Предельное значение упругости соответствует максимально возможному насыщению воздуха водяным паром. Чем выше температура, тем больше будет значение предельной упругости.
Относительная влажность воздуха j - это отношение упругости водяного пара е к его предельной упругости Е, соответствующей данной температуре: j = (е/Е)×100. Относительная влажность воздуха характеризует степень насыщения воздуха влагой и выражается в процентах. В СНиПе приводятся значения среднемесячной относительной влажности воздуха наиболее холодного и наиболее теплого месяцев. Там же приводится схематичная карта зон влажности для стран СНГ. Относительная влажность в г. Омске составляет 50…80%.
Атмосферные осадки – это вода в жидком и твердом состоянии, которую получает земная поверхность в виде дождя, снега, града. Осадки определяют миграцию и распространение различных веществ, в том числе загрязняющих. Они играют значительную роль в круговороте влаги. Среднее количество осадков за временной период определяется высотой слоя воды в мм, образовавшегося на горизонтальной поверхности земли от выпавшего дождя, мороси, обильной росы и тумана, растаявшего снега, града, снежной крупы. Данные о количестве осадков за ноябрь - март и апрель - октябрь в городах стран СНГ приведены в СНиПе.
Климатическое районирование основано на комплексном сочетании средней месячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, средней месячной относительной влажности воздуха в июле. На территории стран СНГ выделено четыре климатических района и шестнадцать подрайонов. Суровый климат – I климатический район (подрайоны IА, IБ, IВ, IГ, IД); умеренный климат – II и III климатические районы (подрайоны IIА, IIБ, IIВ, IIГ, IIIА, IIIБ, IIIВ); теплый климат – IV климатический район (подрайоны IVА, IVБ, IVВ, IVГ).
На основании особенностей климатических районов и подрайонов формируются основные градостроительные требования коррекции климатических условий при планировке и застройке населенных мест. Нормируются основные типологические признаки жилых и массовых общественных зданий – планировка домов, школ, детских садов и пр.
Микроклиматические условия. На формирование климата оказывают влияние неоднородности земной поверхности. На фоне общеклиматических условий возникают климатические особенности.
Микроклимат – это климат приземного слоя воздуха небольшой территории. На формирование микроклимата оказывает воздействие орография территории местоположения участка. Выделяют следующие местоположения: вершины, верхние, средние и нижние части склонов (южных и северных), понижения, дно долин (продуваемых и непродуваемых), замкнутые понижения и котловины, поймы и первые террасы, надпойменные террасы [37]. Территория каждого типа местоположения имеет свой определенный микроклимат, метеорологические показатели которого отличаются от показателей открытого ровного места. Микроклиматическая изменчивость для каждого из указанных местоположений изучена и определена (табл. 3.1) [36].
Водоемы – моря, озёра, водохранилища, реки - оказывают влияние на изменение микроклимата прилегающих к ним территорий. Выделяют зоны постоянного и сильного, а также слабого и несистематического влияния. Весной и в начале лета водоем охлаждает прилегающую территорию, а в конце лета и осенью отепляет её. Ночью температура воздуха вблизи водоема выше, а днем ниже на 2…3 оС. Водоемы способствуют увлажнению воздуха и уменьшению его запыленности. Скорость ветра вблизи водоемов уменьшается днем и усиливается ночью [37].
Кроме орографии территории и близости её к водоему на микроклимат оказывают влияние: альбедо (отражательная способность) подстилающей поверхности (снега, воды, песка, травы, земли), загрязненность атмосферы, характер растительного покрова. Выделяют микроклиматическую изменчивость радиационного, температурного и ветрового режимов. В целом микроклиматические изменения общеклиматических режимов могут быть описаны следующим образом.
Микроклиматическая изменчивость радиационного режима. Величина поступающей солнечной радиации существенно зависит от орографии
Таблица 3.1