Ахмед Эламин Мохтар Адам. Регулирование тепло-ветрового режима жилой застройки прибрежной территории Голубого и Белого Нила (на примере г. Хартума) : Ахмед Еламін Мохтар Адам. Регулювання тепло-вітрового режиму житлової забудови прибережної території Голубого і Білого Нілу (на прикладі м Хартума)

Краткое описание

Ахмед Эламин Мохтар Адам. Регулирование тепло-ветрового режима жилой застройки прибрежной территории Голубого и Белого Нила (на примере г. Хартума): диссертация ... кандидата Технических наук: 05.23.22 / Ахмед Эламин Мохтар Адам;[Место защиты: ФГБОУ ВО Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет], 2017

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(НИУ МГСУ)
На правах рукописи

Ахмед Эламин Мохтар Адам
Регулирование тепло-ветрового режима жилой застройки прибрежной территории Г олубого и Белого Нила (на примере г. Хартума)
Специальность: 05.23.22 - Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент Шукуров Илхомжон Садриевич
Москва - 2017
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ХАРТУМА И ПРАКТИКА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛО-ВЕТРОВОГО РЕЖИМА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ 15
1.1. Природно-климатические и орографические характеристики
Судана, г. Хартума и Голубого и Белого Нила 15
1.2. Г радостроительные особенности территорий жилой застройки
г. Хартума 24
1.3. Практика регулирования тепло-ветрового режима жилой застройки
г. Хартума 26
1.4. Определение направления дальнейшего исследования 31
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 37
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ, ПРИБОРЫ И АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ ТЕПЛО-ВЕТРОВОГО РЕЖИМА, ОБРАБОТКА МАТЕРИАЛА 38
2.1. Выбор объектов исследования 38
2.2. Приборы исследования 40
2.3. Методика натурных наблюдений 44
2.4. Обработка результатов исследования 47
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 53
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАТУРНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ТЕПЛО-ВЕТРОВОГО РЕЖИМА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ 54
3.1. Трансформация воздушного потока под воздействием рельефа
местности, застройки 54
3.2. Влияние шероховатости подстилающей поверхности на скорость
ветра 60
3.3. Трансформация воздушного потока в жилой застройке 61
3.4. Влияние застройки прибрежной территории на ветровой режим 64
3.5. Тепло-влажностной и ветровой режим застроенной прибрежной территории 78
3.6. Изменение тепло-ветрового режима квартальных территорий под влиянием Г олубого и Белого Нила 84
3.7. Влияние элементов благоустройства на тепло-ветровой режим жилой застройки 85
3.8. Влияние Г олубого и Белого Нила на тепло-ветровой режим жилой застройки разной плотности 89
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 93
ГЛАВА 4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РАЗРАБОТАН¬НОЙ МЕТОДИКИ В ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ
ХАРТУМА 95
4.1. Рекомендации по оценке тепло-ветрового режима жилой прибреж¬ной зоны г. Хартума 95
4.2. Рекомендации по применению расчетных методов оценки и регу - лирования микроклимата застройки прибрежных территорий 96
4.3. Рекомендации по регулированию тепло-влажностных условий застройки прибрежных территорий 101
4.4. Рекомендации по регулированию ветрового режима жилой застройки и улично-дорожной сети в прибрежной зоне 110
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 116
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 117
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 121
Приложение А. Шкала Бофорта по воздействию ветра на человека 134
Приложение Б. Приборы для различных видов наблюдений 135
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Крупнейший г. Хартум - столица Республики Судан, находится в центральной части Судана, где Г олубой и Белый Нил сливаются и текут на север с названием Нил, который через Египет впадает в Средиземное море. Город находится на высоте 400 м над уровнем моря и исторически образовался из трех сопредельных городов: Хартума, Омдурмана и Северного Хартума.
Хартум является самым жарким крупным городом мира, его климат относится к категории тропического пустынного, однако, из-за географической широты, колебания температуры между летом и зимой относительно незначительны и составляют всего 12°С между январем и апрелем (наиболее тёплым месяцем), даже в зимние месяцы средний температурный максимум никогда не опускается ниже 30°С. Среднегодовой максимум в г. Хартуме составляет 37°С. Ни один другой крупный город мира не имеет столь высокий среднегодовой максимум.
Даже в январе возможна температура в 40°C, а в апреле - июне — почти 50°C. Среднесуточная температура в мае-августе в отдельные дни может превышать 40°C. Зима отличается крайней сухостью, хотя немного прохладнее лета. Все осадки (более 150 мм) выпадают строго с июня по сентябрь, образуя очень короткий влажный сезон. В остальное время года осадки практически исключены. Средняя температура января- 21,5°C, апреля-июня- 33,5°C.
За последние 30 лет прибрежная полоса Голубого и Белого Нила г. Хартума почти застроена и резерв пригодных для застройки земель практически исчерпан. Развитие и упорядочение структуры города происходит, в основном, за счет освоения отдельных участков поймы, в результате чего, пространственная структура г. Хартума имеет тенденцию к формированию относительно «равновесной» акватории композиции городского плана.
В связи с урабанизационными процессами и быстрым ростом численности населения столицы Республики Судан, в том числе г. Хартума, проблема всестороннего изучения городской среды - как фактора жизнедеятельности человека, становится все более актуальной. Голубой и Белый Нил один из важнейших факторов влияния на городскую жизнедеятельность.
Особенности рельефа г. Хартума и наличие огромной реки Голубого и Белого Нила, являются основными природно-климатическими факторами, которые формируют микроклиматические предпосылки к архитектурно¬планировочной структуре жилой застройки. Именно прибрежная зона требует комплексной градостроительной научно обоснованной застройки, основанной на множестве природно-климатических, орографических, гидрологических и гидрографических особенностей. Сегодня проблема эффективного учета влияния Голубого и Белого Нила на тепло-ветровой режим и использования его в градостроительстве чаще всего остаётся без должного внимания. С точки зрения градостроительства влияние Голубого и Белого Нила на тепло-ветровой режим прибрежных территорий г. Хартума, характеризующихся огромным разнообразием, представляет особый интерес для всего Судана. Благодаря Голубому и Белому Нилу в городе формируются особые тепло-ветровые условия, что делает прибрежные территории Нила наиболее ценными в градостроительном отношении.
В настоящее время территории вдоль берегов Голубого и Белого Нила используются нерационально. Отсутствуют благоустроенные территории набережных, в непосредственной близости от реки преобладает хаотичная застройка. Это в свою очередь сказывается на тепловом и ветровом режимах прибрежных территорий г. Хартума.
Для поиска возможностей улучшения микроклиматической среды городской застройки, прежде всего, необходимо, проанализировать типы погодных условий, на основе которых выявить районы, характеризующиеся специфическими признаками погоды. Учет местных особенностей природы и климата (рельеф, безветрие, направление ветра, пыльные бури и т.п.), играющих существенную роль при проектировании зданий и их комплексов, представляет собой особую проблему.
Степень разработанности темы исследовании.
В рамках диссертационного исследования проведен анализ нормативной и научно-технической отечественной и зарубежной литературы по вопросам, связанным с природно-климатическими аспектами формирования городской среды и вопросам методического подхода к изучаемой проблеме на территориальном уровне, связанными с такими именами как С.Б. Чистяковой [109-111], И.В. Лазаревой [52, 53], Ф.Л. Серебровского [88-90], Г.И. Полторака [72], И.С. Шукурова [116-120], В.Г. Крогиуса [50-51], А.А. Григоряна [33], А.Н. Римши [77, 78], В.Ф. Касьянова [41], В.К. Лицкевича [60], Е.М. Микулиной [64], В.М. Фирсанова [108], М.С. Мягкова [66], Ю.В. Алексеева [4], Г.А. Машковой [62], Е.В. Щербиной [121] и другие.
Теоретические и экспериментальные исследования аэродинамики зданий и их комплексов обобщены в капитальных трудах Э.И. Реттера [75, 76], Н.М. Томсона [104, 105], В.А. Батурина [14], В.М. Эльтермана [123], B. Талиева [101], И.К. Лифанова [59] и другие.
Исследование аэродинамических характеристик застройки и зданий в городах с жарким штилевым условием климата были изучены А.С. Антонини [8, 9.], В.С. Козаченко [45], А. Гиясовым [27-29], И.Н. Скрыль [93], В.Д. Оленьковым [69,70]и другими.
Вопросы влияния водоемов на окружающую среду и на прибрежные полосы изучены в трудах Т.И. Алексеевой [5], Е.В. Ишерской [40], Э.Ф. Скоробогатовой [92], Н.А. Степановой [100], О.А. Филатова [107], Макарова А.С., М.П. Тимофеев [103], Б .Х. Шакербаев [112] и других.
Изучению отражающего влияния климатической защиты жилой застройки и зданий в жарком климате значительный вклад внесли Д. Аронин [10], Г. Аткенсон [11], Д. Дхар [130], В. Олджей [140], Д. Саини [141], Т. Роджер [80], Г. Липсмайер[58], Б. Эванс [132], С. Заколей [38] и другие.
В ряде работ отечественных и зарубежных исследователей выявлены характерные особенности климата городов. Авторами отмечено, что в процессе взаимодействия с градостроительными факторами - застройкой и элементами благоустройства - температура и влажность воздуха, скорость и направление ветра существенно изменяются, особенно в приземной поверхности внутри застройки, формируется воздушная масса с более высокой температурой воздуха, чем на его окраине.
В работах В.Н. Адаменко [3], А. Гиясова [27-29], К.С. Леонтьевой [55], Г.К. Климовой [42, 43], К.И. Семашко [87], И.С. Шукуров [116-120], С.Б. Чистяковой [109-111] и др., проведена оценка природно-климатических условий, разработаны рекомендации по учету микроклимата в проектах планировки и застройки.
Известно, что температура реки в весенне-летний период повышается. Это оказывает воздействие и на ветровой режим прибрежных территорий реки. Общие закономерности формирования ветрового режима застройки и методы его учета рассматриваются в работе Д.Э. Аронина [10], И.А. Гольцберг [31], П.А. Кратцера [48], С.А. Сапожниковой [84]. В частности, эти авторы отмечают, что застройка, являясь препятствием, вызывает деформацию воздушных потоков, изменение их направления и снижение скорости на 40 % - 70% по сравнению с первоначальной направлении на незастроенных территориях.
В последние годы в связи с большими масштабами строительства круг исследований значительно расширился. Проблемам взаимодействия ветрового потока с застройкой посвящены работы В.М. Пивкина [71], С.М. Горлина [32], И.С. Борушко [17] и другие.
Для изучения аэродинамики микрорайона Э.И. Реттером [76] предложен метод математической статистики, позволяющий получать сравнительную оценку ветрового режима застройки. В случаях, когда необходимы подробные данные распределения скоростей, автор, применяя геометрическую характеристику микрорайона, введя понятие вертикальной плотности.
Знакомясь с рекомендациями и предложениями разных авторов по борьбе с перегревом в городах средствами планировки, застройки, благоустройства, озеленения и обводнения, можно заметить, что все они посвящены решению задач, связанных с жарко-ветровым климатом. Рекомендации по проектированию жилых образований в районах, характеризующихся, сухим жарким климатом
практически отсутствуют за исключением отдельных предложений, носящих локальный характер.
Анализ различных подходов к решению этой проблемы позволит выявить ряд неблагоприятных факторов, не учитываемых в градостроительном проектировании Хартума.
Отличие настоящей работы от исследований, проведенных большим количеством ученых разных стран, заключается в том, что в ней:
- учитывается, традиционная практика регулирования тепло-ветрового режима Хартума, производится поиск путей регулирования тепло-ветрового режима застройку в условиях влияния Голубого и Белого Нила в сухом жарком климате при сложном рельефе;
- детально изучается аэродинамическая характеристика жилой застройки при взаимодействии местного ветра и формирующая под влиянием Голубого и Белого Нила;
- изучаются пути формирования склоновых ветров прибрежной территории Голубого и Белого Нила и их роль в аэрации застройки г. Хартума;
- с помощью теоретических и натурных наблюдений изучаются форма и мощность воздушных потоков термического происхождения на территории сложного рельефа и равнины потенциального строительства;
- изучается роль местных ветров в аэрации застройки.
Общей концепцией генерального плана развития г. Хартума не предусматривается в должной мере развитие инфраструктуры и благоустройство прибрежных жилых территорий Голубого и Белого Нила. Отсутствуют методические рекомендации и конкретные указания по учету влияния Голубого и Белого Нила на прибрежные территории с точки зрения формирования тепло¬ветрового режима городской среды и в особенности учет его в проектах планировки. Не разработаны также правила застройки и землепользования для этих территорий. До настоящего времени отсутствует в Хартуме свод правил по планированию городского строительства.
Проведенный анализ определил направления методологии исследования влияния Голубого и Белого Нила на жилую застройку г. Хартума (мощного источника природного термостата).
Научная гипотеза диссертационной работы. Существующая практика планирования жилой застройки в условиях очень сухого жаркого климата предполагает круглогодичное обеспечение комфортности территорий. При этом преобладает знойный летний период, продолжительность которого - 250 дней в году. Очевидно, в этот период дискомфортность территории жилой застройки присутствует почти постоянно.
Автор гипотетически предлагает, что в летний жаркий период, комфортность территории жилой застройки в условиях сухого жаркого климата может быть улучшена за счет системного и рационального подхода к проектным решениям, учитывающим особенности влияния одной из главных рек мира Нила. Для этого:
- необходима классификация и значимость дестабилизирующих климатических факторов прибрежного характера;
- наличие тенденций изменения эффективности проводимых мероприятий в зависимости от нейтрализации и снижения негативных последствий (вызываемых дестабилизирующими климатическими факторами);
- установление параметров планировки жилой застройки, вызванных дестабилизирующими климатическими факторами, оказывающими негативное последствие на физиологическое состояние человека и т.п.
Целью диссертационной работы является разработка научно обоснованных рекомендаций по проектированию жилой застройки г. Хартума с учетом влияния благоприятного температурного и ветрового режимов Голубого и Белого Нила.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы и решены следующие задачи:
1. Выявить роль природно-климатических параметров в формировании благоприятного тепло-ветрового режима в жилой застройке прибрежной зоны Голубого и Белого Нила г. Хартума;
2. Выявить закономерности формирования тепло-ветрового режима
традиционной и современной жилой застройки в сухих жарких условиях;
3. Проанализировать микроклиматические факторы, оказывающие влияние на формирование тепло-ветрового режима жилой застройки и отдельных территорий в зависимости от рельефа местности, микроклиматического фона города, а также удаленности от реки Г олубого и Белого Нила;
4. Сопоставить полученные теоретические результаты путем проведения натурных наблюдений;
5. Разработать методики и практические рекомендации по формированию тепло-влажностного и ветрового режима городской жилой застройки с учетом воздействия рек Г олубого и Белого Нила.
Объектом исследования является: тепло-влажностной и ветровой режим жилой застройки г. Хартума, под влиянием Голубого и Белого Нила.
Предмет исследования: изучение влияния Голубого и Белого Нила на тепло- влажностной и ветровой режим прибрежной зоны (на примере г. Хартума) для формировании благоприятных и комфортных условий для проживания в жилой застройке.
Научная новизна диссертации:
1. В новом аспекте впервые решена задача по регулированию ветров и термического режима жилой застройки, сформировавшейся под воздействием Голубого и Белого Нила прибрежной территории;
2. Обосновано и введено понятие «коэффициент ветродуйности застройки», показывающее соотношение между первоначальной скоростью воздушного потока и скоростью в пространстве самой застройки. Оптимальный показатель коэффициента - 0,5. Это означает, что участок застройки обязательно должен иметь сквозное пространство. Плотная прибрежная застройка Хартума, не учитывающая данный показатель, создает значительную гигиеническую нагрузку на территорию;
3. Впервые для г. Хартума разработана методика расчета естественной аэрации жилой застройки с учетом прибрежного рельефа путем оценки тепло-ветровых процессов застройки;
4. Впервые изучены возможности улучшения тепло-ветровых параметров жилой застройки Хартума посредством градостроительного развития потенциала территории и реорганизации прибрежных территорий Г олубого и Белого Нила;
5. Впервые определены пути и средства регулирования тепло-ветрового режима прибрежной жилой застройки;
6. Впервые даны научные рекомендации по планировке жилой застройки, благоустройству и озеленению прибрежной территории потенциального строительства.
Теоретическая значимость результатов работы заключается в том, что полученные показатели позволяют осуществлять расчет и разработку рекомендаций по организации жилой застройки в прибрежной территории и составлять карты тепло-ветрового режима проектируемых территорий в условиях воздействия Голубого и Белого Нила. Предложенное температурно - влажностное и ветровое районирование прибрежной территории Хартума позволяют проектировать эффективные элементы благоустройства и формирование благоприятного тепло-ветрового режима среды жизнедеятельности населения.
Практическая значимость результатов работы заключается в разработке инженерно-градостроительных основ проектирования жилой застройки, находящейся под воздействием Нила. Эти основы позволяют анализировать микроклиматический режим застройки на предпроектной стадии с заданными параметрами с учетом благоприятного микроклиматического режима. Практическая реализация разработанных в диссертационной работе положений позволяет:
1. Выявить роль природно-климатических факторов в формировании жилой застройки;
2. Разработать инженерный метод аэродинамического расчета жилой застройки на прибрежной территории, позволяющий прогнозировать и улучшить тепло-ветровой режим;
3. Определить методы практического регулирования тепло-ветрового режима
путем применения рациональных градостроительных и архитектурно - строительных средств;
4. Разработать методику совершенствования приемов планировки жилой застройки на прибрежных территориях Голубого и Белого Нила.
Методология исследования основывается на известных достижениях фундаментальных положений градостроительной науки для получения аналитических зависимостей и прикладных научных результатах ориентированных на решение практических проблем проектирования жилой застройки. Методы исследования базируются на аналитическом системном анализе и синтезе, методах группировки, сравнения, статистической обработке информации, а также математических методах анализа взаимосвязей системообразующих факторов, и проведении конкретных натурных наблюдений.
Методы исследования:
1. Изучение отечественного и зарубежного опыта проектирования жилой застройки по регулированию температурного и ветрового режимов;
2. Обобщение и систематизация методов оценки фоновых, местных, особых климатических условий;
3. Аналитический системный анализ ветрового режима на территории застройки с выявлением термически контрастных зон;
4. Натурные наблюдения за температурным, влажностным и ветровым режимами, связанными с проектированием жилой застройки с учетом воздействия Голубого и Белого Нила.
Положения, выносимые на защиту:
1. Закономерности формирования тепло-ветрового режима жилой застройки г. Хартума;
2. Методика и практические рекомендации по регулированию тепло - влажностного и ветрового режимов прибрежной жилой застройки Хартума воздействиям реки Голубого и Белого Нила;
3. Методика совершенствования приемов планировки и жилой застройки на прибрежных территориях Голубого и Белого Нила;
4. Инженерный метод аэродинамического расчета жилой застройки на прибрежной территории, позволяющий прогнозировать и улучшить тепло- ветровой режим.
Степень достоверности работы определяется: строгостью применяемых методов теории вероятности и математической статистики, проведением и анализом натурных наблюдений, обобщением теоретических и практических работ, теории и рекомендаций российского и зарубежного многолетнего опыта по регулированию тепло- влажностного и ветрового режимов в жилой застройке, соответствием результатов натурных наблюдений и теоретических положений.
Апробация результатов исследования. По основным результатам диссертации были сделаны доклады на трех научно-практических конференциях, проведенных в городах Москве, Сызрани и Екатеринбурге.
- «Инновационное развитие технических наук в XXI веке» на тему: «Микроклимат застроенной прибрежной территории Голубого и Белого Нила города Хартума»; М. 02.2016;
- «Современные Научные Исследования: теоретический и практический Аспект» на тему: «Влияние элементов благоустройства на микроклимат застройки Хартума»; г. Сызрань, 02.2016;
- «International conference on sustainable cities» на тему: «Development and metabolism of the city of Khartoum (Republic of Sudan): spatial designing of the coastal territory of the Blue and White Nile»; Web of Science Yekaterinburg 05.2016.
Публикации. Основные результаты диссертации полно изложены в 7 опубликованных работах, обладающих научной ценностью, в т.ч. четыре работы опубликованы в научных журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степеней кандидата наук, на соискание ученой степеней доктора наук. Одна работа опубликована в изданиях, входящих в международные реферативные базы Scopus и Web of Science.
Личный вклад автора состоит:
1. В разработке теоретических положений, изложенных в диссертации;
2. В проведении анализа работ отечественного и зарубежного опыта и исследований по проблеме регулирования тепло-влажностного и ветрового режимов жилой застройки в прибрежной застройке г. Хартума под воздействием Голубого и Белого Нила с использованием математических расчетов;
3. В проведении анализа работ отечественного и зарубежного опыта и исследований по проблеме воздействия тепло-влажностного и ветрового режимов жилой застройки в прибрежной застройке г. Хартума под воздействием Голубого и Белого Нила;
4. В сравнение результатов расчетов по предлагаемой методике и рекомендаций
со статистическими данными городских метеостанций «Аэропорт» и «Шамбат»;
5. В разработке рекомендаций по регулированию микроклимата жилой застройки под влиянием Голубого и Белого Нила.
Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 1 43 наименований и приложений. Общий объем диссертации составляет 137 страниц машинописного текста, 2 приложений, всего в диссертационной работе 31 рисунок, 21 таблица.

Список литературы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Хартум и прибрежная часть Голубого и Белого Нила (самая крупная река в мире), имеет достаточно сложную орографию (рельеф местности). В условиях очень жаркого и засушливого климата г. Хартума (самый жаркий крупнейший город в мире), река предоставляет собой важный источник естественной вентиляции территории и одновременно мощный термостат для города. Прибрежная часть реки - это наиболее комфортные градостроительные территории, требующие комплексного градостроительного освоения.
Поэтому, для формирования развитой социальной и инженерно - транспортной инфраструктуры прибрежной зоны Голубого и Белого Нила властям Судана необходимо формирование концепции развития прибрежных территорий реки и разработка научной стратегии «Река Нил, стратегия развития прибрежных территорий».
Итоги выполненных исследований:
1. Результаты натурных наблюдений позволили получить закономерности изменения параметров тепло-ветровых и влажностных режимов прибрежных территорий, определено благоприятное влияние Голубого и Белого Нила на прибрежные территории. Установлено, что на свободных от застройки участках ширина зоны влияния Голубого и Белого Нила колеблется в пределах 1800- 2700 м от уреза воды. На застроенных прибрежных территориях получены соответственно следующие значения зоны влияния: 0-700 м; 700 - 1200 м; 1200 - 1800 м; 1800 - 2500 м.
2. Коэффициент ослабления благоприятного ветра от реки определяется плотностью застройки, размерами и конфигурацией зданий, расстояниями между ними и планировочными приемами расстановки. Снижение скорости происходит за счет трения потока о поверхности фасадов зданий, а также уменьшения общего расхода потока при его рассредоточении по боковым улицам (поперечным). В поперечном сечении продольной улицы скорость изменяется от 0,8 - 1,2 - на оси улицы до 0,5 - 0,7 - на линии застройки.
3. Получены коэффициенты влияния застройки на ширину зоны воздействия реки при различных направлениях ветра. Для ветров юго - восточной четверти коэффициент составил 0,65; для северо-западной четверти - 0,80. Воздействие реки на тепло-ветровой режим прибрежных территорий осуществляется также за счет бризовых явлений, которые оказывают заметное влияние на формирование ветрового режима.
Средний коэффициент «бризовости» практически одинаков на обоих берегах: для контрольных точек левобережья он составляет в среднем 38%, для правого берега 34%.
4. По степени влияния реки на тепло-ветровой режим жилой застройки выделены четыре зоны территории города:
- нижняя терраса берегового склона;
- зона между бровкой берегового склона и фронтом застройки;
- застроенные территории, испытывающие постоянное микроклиматическое воздействие реки;
- застроенные территории, испытывающие эпизодическое влияние реки.
5. Теоретическая обработка и анализ экспериментальных данных позволили рекомендовать определение аналитическим путем изменения температуры и влажности воздуха, а также скорости воздушного потока в застройке и незастроенной прибрежной части с увеличением расстояния от реки в жаркий период. Также выведено уравнение, позволяющее определить изменения ширины зоны влияния от направления ветра.
Установлена также зависимость изменения ширины зоны влияния реки, от плотности застройки прибрежной зоны, позволяющая определить ширину этой зоны при плотности застройки 0 % - 40%.
6. Шероховатость озелененной подстилающей поверхности оказывает значительное влияние на ветровой режим и скорость поступления воздуха с реки. При одновременном воздействии на воздушный поток берегового склона, прилегающей к бровке откоса застройки и шероховатости подстилающей поверхности основным трансформирующим фактором являются здания, снижающие первоначальную скорость потока на 40%-70%, что выражается нововведенным « коэффициентом ветродуйности застройки», который используется для качественной оценки «открытости пространства» жилой застройки на разных стадиях градостроительные проектирования. Воздействие шероховатости подстилающей поверхности на высоте 9 м (Н) снижает начальную скорость ветра до 10% -12%.
Характер распределения скоростей в сечении и по длине улицы зависит от этажности ограничивающей застройки, частоты и размеров боковых разрывов между зданиями.
Подстилающие поверхности, обладающие свойством уменьшать амплитуды колебания температуры и влажности воздуха (газоны, кустарники, зеленые насаждения), способствуют улучшению тепло-ветрового режима территории и увеличению зоны влияния Нила.
7. Изменение скорости ветра по длине улицы определяется ее шириной, протяженностью и направлением рассматриваемого ветра относительно продольной оси улицы. Наибольшая площадь зон повышенных скоростей отмечается при отклонении направления ветра на 45° от ее продольной оси.
8. На основе натурных исследований проведено микроклиматическое районирование территории, позволяющие осуществить дифференцированный подход в градостроительное проектирование.
Рекомендации: результаты настоящей диссертационной работы
предложены к использованию для градостроительного проектирования жилой территории г. Хартума и прилегающей к прибрежной зоне Г олубого и Белого Нила на предпроектном и проектном этапе градостроительного планирования.
Перспективами дальнейшей разработки темы диссертации является формирование концепции улучшения прибрежной полосы Голубого и Белого Нила с точки зрения современного градостроительства, объединение усилий специалистов в области архитектуры, строительной физики, экономистов и городского управления, что позволит получать необходимый и уникальный градостроительно- планировочный эффект.
Разработанная система сбора и обработки информации позволяет оценить особенности проектирования или реконструкции жилой застройки и прогнозировать процесс градостроительного развития и инвестирования.
Применение экономико-математического (дискретного) метода, разработанного автором, и принципов установления расчетных разрывов между зданиями позволяет обосновывать возможность реконструкции отдельных типов застроек.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Авдотьин, Л.Н. Градостроительное проектирование : учебник для вузов / Л.Н. Авдотьин, Н.Г. Лежава, И.М. Смоляр. - М.: Стройиздат, 1989. - 432 с.
2. Адам, Х. М. Особенности планирования реконструкции регулярной жилой одноэтажной и стихийно-хаотичной застройки (на примере г. Хартума, Судана) : дис. ... канд. тех. наук : 18.00.04 / Адам Халафалла Мохамед. — М.,
2002. - 113 с.
3. Адаменко, В.Н. Мелиоративная микроклиматология / В.Н. Адаменко. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 183 с.
4. Алексеев, Ю.В. Градостроительное планирование поселений. Том 1. Эволюция планирования / Ю.В. Алексеев, Г.Ю. Сомов — М.: Изд-во АСВ,
2003. — 336 с.
5. Алексеева, Т.И. Влияние крупного водохранилища на архитектурно - планировочную организацию береговой полосы города: автореф. дисс. ... канд. арх. / Алексеева Татьяна Ильинична. - Л., 1967. - 20 с.
6. Аль-Факри, О.А. Формирование тепло-ветрового режима жилой застройки в условиях высокогорной котловины Йемена : дисс. ... канд. тех. наук : 05.23.22 / Аль-Факри Омар Абдулджалиль Абдулла. - М., 2015. - 139 с.
7. Амфилохиев, А.А. Особенности микроклимата сельского жилища в Киргизской ССР. / А.А. Амфилохиев - В сб.: Исследования по микроклимату и шумовому режиму населенных мест. - М.: Стройиздат, 1965. - № 3. - 43-52 с.
8. Антонини A.C. Значение штилей при разработке схемы реконструкции города. / А.С. Антонини. - Метеорология и гидрология, 1935. - №3 - 14 с.
9. Антонини А.С. Метеорологические предпосылки к генплану озеленения Ташкента / А.З. Антонини. // Соц. наука и техника. 1936. - № 3 - С.
44.
10. Аронин Дж.Э. Климат и архитектура / Дж. Э. Аронин // Госизд. по строительству, архитектуре и строит. материалам. - М.: 1959. - 251 с.
11. Аткенсон Г. Жилищное строительство в странах с тропическим климатом. (Материалы первого конгресса Международного совета по строительству, Роттердам) / Г. Аткенсон, Б. Арч // — М.: 1962. - 24-27 с.
12. Бархин, М.Г. Архитектура и человек. Проблемы градостроительства будущего / М.Г. Бархин. - М.: Изд. Наука, 1979. - 146 с.
13. Басова, С.С. Влияние водоемов и других подстилающих поверхностей на микроклимат / С.С. Басова, Г.В. Санькина // В сб. трудов ЛГУ им. Герцена. - Л., 1958. т.151. - 65-69 с.
14. Батурин, В.З. Аэрация промышленных зданий / В.З. Батурин, В.М. Эльтерман. - М.: Госстройиздат, 1963. - 526 с.
15. Берлянд, М.Е. Комплексное исследование особенностей метеорологического режима большого города на примере города Запорожья / М.Е Берлянд, К.Я. Кондратьева, О.Б. Васильева. - Метеорология и гидрология, 1974, № 1. - 14-23 с.
16. Блайвас, А.М. Улучшение микроклимата жилых территорий. / А.М. Блайвас. - М.: ЦНТИС, 1972. - 36 с.
17. Борушко, И.С. Влияние водоемов на температуру и влажность воздуха побережья / И.С. Борушко // В кн. Трудов ГГО им. А.И. Войкова, вып. 182. - Гидрометеоиздат, 1965. - 81-98 с.
18. Будыко, М.И. Глобальная экология / М.И. Будыко. - М.: Мысль,1977. - 328 с.
19. Бурман, Э.А. Местные ветры / Э.А. Бурман. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969, - 341 с.
20. Васильев, Б.Ф. Летние натурные наблюдение в Бухаре в 1952г.: научный отчет. / Б.Ф. Васильев, З.П. Ломтатидз. - Институт строительной техники АС и А СССР. - М.: 1952.
21. Вильнер, М.Я. Мероприятия территориального планирования / М.Я. Вильнер. - М.; 2008.