Оценка пешеходной комфортности
Комфортность воздушной среды характеризуется объективными расчётными параметрами и напрямую влияет на эффективность использования открытых пространств. Наибольшее значение комфортности традиционно связывается с территориями жилых, рекреационных и курортных комплексов, где налицо прямая связь между комфортностью и экономической эффективностью эксплуатации объектов недвижимости. Однако, не следует недооценивать значение комфортности и для офисных комплексов, и для торгово-рекреационных комплексов, в особенности имеющих открытую компоновку типа аутлетов.
Развитие технологий численного моделирования ветровых потоков (CFD-моделирование, от англ. Computational Fluid Dynamics, CFD – вычислительная механика жидкости и газа) сделало возможным применение современных аэродинамических расчётов в широком спектре архитектурно-строительных проектов.
При обтекании ветровым потоком рельефа местности и объектов застройки, его скорость и направление изменяются. При каждом направлении ветра образуются свои области, где ветер замедляется или, наоборот, ускоряется. Однако, ветер непостоянен и характеризуется неравномерной по сторонам света повторяемостью своих направлений и скоростей, которые для каждой местности известны из результатов многолетних метеонаблюдений. Совмещение результатов расчёта ветровых потоков на все возможные направления ветра (с учётом повторяемости этих направлений) чётко демонстрирует различия ветрового режима между разными участками территории, что обуславливает различие степени комфортности воздушной среды.
Комфортность – это параметр воздушной среды, эффективно управляемый посредством архитектурно-планировочных мероприятий и благоустройства. Своевременная оценка комфортности на этапе концепции или проектирования позволяет оптимизировать генеральный план и предусмотреть необходимые мероприятия по повышению комфортности, чтобы обеспечить эффективное использование открытых пространств.
Ветровая (пешеходная) комфортность
Ветровая (пешеходная) комфортность характеризуется временем, когда скорость ветра в порывах у земли превышает характерные пороговые значения. Чаще всего рассматривается годовой период, но на территориях с сезонным характером использования, таких как курортные комплексы, могут рассматриваться иные временные периоды. Чем выше скорость ветра, тем меньше допускается продолжительность ветра.
Необходимость оценки комфортности пешеходных зон при разработке архитектурно-планировочных решений городских кварталов, а также при планировании возведения зданий внутри существующих городских кварталов, установлена в действующих СП 20.13330.2011 и 20.13330.2016 "Нагрузки и воздействия". При этом критерии комфортности в указанных документах не регламентированы.
Spectrum R&D в большинстве случаев для оценки пешеходной комфортности рекомендует применять критерий комфортности, принятый на региональном уровне в МДС 20-1.2006 "Временные рекомендации по назначению нагрузок и воздействий, действующих на многофункциональные высотные здания и комплексы в Москве". Критерий определён по критическим скоростям ветра и предельной продолжительности их проявления в виде трёх уровней комфортности, которые должны выполняться совместно.
Уровень комфортности I II III
Скорость, м/с, не более 6 12 20
Продолжительность, час/год, не более 1000 50 5
На практике также применяются критерии, принятые в Евросоюзе и в США, которые отличаются ранжированием классов комфортности и учётом режима эксплуатации территории по виду деятельности: автомобильные парковки, быстрая ходьба, прогулочная ходьба, стояние, сидение. В отдельных случаях важна количественная оценка возможной силы ветра, которая выполняется по универсальной шкале Бофорта, принятой Всемирной метеорологической организацией для приближенной оценки скорости ветра по его воздействию на наземные предметы или по волнению в открытом море.
Основным результатом аэродинамических расчётов ветровой (пешеходной) комфортности являются схемы дискомфортных зон, где установленные критерии не выполняются. При необходимости проводится моделирование ветрозащитных мероприятий.
Экологическая комфортность
Расчёты экологической комфортности занимают промежуточное положение между архитектурно-строительной и экологической аэродинамикой. Фактически, это углублённая оценка пешеходной комфортности с учётом расширенного количества параметров воздушной среды, а именно, с учётом концентрации загрязняющих веществ.
В рамках экологической комфортности рассматриваются сосредоточенные или территориально распределённые эмиссии различных загрязняющих веществ, актуальных на исследуемой территории, например, автомобильные эмиссии, распределённые вдоль автодорог.
Поскольку ветровой режим на каждом участке территории отличается (как мы рассмотрели выше применительно к ветровой комфортности), концентрация загрязняющих веществ также будет различаться. Учёт этого обстоятельства важен для эффективного использования территорий, для размещения детских и спортивных площадок, рекреационных зон, остановок общественного транспорта.
Экологическая комфортность, как и ветровая (пешеходная) комфортность, может быть улучшена с помощью архитектурно-планировочных мероприятий и благоустройства (сооружение ветрозащитных и экологических экранов, размещение рекламных конструкций и архитектурных форм, высадка зелёных насаждений с ветрозащитными и экологическими функциями). Ввиду сложного характера аэродинамики окружающей среды, характер ветрового режима сложно прогнозировать без моделирования. Например, высадка зелёных насаждений может как повысить, так и понизить эффективность рассеяния загрязнений на конкретном участке. Поэтому целенаправленное повышение комфортности наиболее эффективно на основе аэродинамического моделирования.
Основным результатом аэродинамических расчётов экологической комфортности являются схемы концентрации загрязняющих веществ. При необходимости проводится моделирование инженерно-экологических мероприятий.
