Известно, что при определении теплотехнических показателей наружных ограждений (наружные стены, светопрозрачные ограждения, покрытия, полы) и тепловой мощности систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха расчётные значения наружного воздуха принимаются в соответствии с нормами по строительной климатологии [1–5].
Значения наружного воздуха в ряде городов, отличающиеся во времени, представлены в табл. 1. Известно, что изменение параметров наружного воздуха вызвано главным образом изменением климата, связанным с антропогенным фактором — деятельностью человека [6]. В целом можно констатировать, что продолжительность отопительного периода со временем уменьшается, а температура наружного воздуха увеличивается.
Следует отметить, что в пределах населённых пунктов действительное значение параметров наружного воздуха в холодный период года во многом зависит от особенностей строительства, климата и теплового воздействия зданий и сооружений, работы систем теплоснабжения и электроснабжения.
К ним можно отнести:
- численность населения и площадь застройки;
- этажность жилых и общественных зданий;
- плотность застройки;
- коэффициент остекления зданий;
- теплозащитные свойства наружных ограждений;
- схемы систем теплоснабжения и электроснабжения.
Наименьшее влияние на температуру наружного воздуха оказывают сельские поселения с однои двухэтажными домами, с минимальной плотностью застройки и индивидуальными источниками теплоснабжения.
В городских поселениях распространено преимущественно многоэтажное строительство. В ряде городов ведётся пятии девятиэтажное (и более) строительство, и плотность застройки относительно большая. Например, в Москве плотность населения составляет около 5080 человек на 1 к м², в Санкт-Петербурге — 3890, в Угледаре — 3480, в Хабаровске — 1614, во Владимире — 1129,6 человек на 1 к м². За 50 лет плотность Москвы увеличилась в пять раз. В крупных городах, особенно в их центральной части, плотность застройки увеличивается с увеличением этажности зданий и при реализации программы реновации, уменьшается скорость ветра. При плотной застройке многоэтажными зданиями через окна практически исключается поступление солнечных лучей в квартиры нижних этажей.
В городах при централизованном теплоснабжении существенное тепловое воздействие на окружающую среду оказывают магистральные квартальные и распределительные тепловые сети в наземном и подземном исполнении. В Москве, например, протяжённость тепловых сетей составляет более 17 тыс. км, в Санкт-Петербурге — более 9000 км, в Казани — 1842 км. Определённое влияние оказывает и наружное освещение улиц, зданий, продолжительность работы которого в холодный период года составляет более половины суток.
При наличии в городах производственных и промышленных предприятий на температуру окружающей среды оказывает влияние и количество удаляемого из данных предприятий тёплого воздуха.
Отметим, что теплозащитные свойства наружных ограждений зависят от их материала, их состояния и интенсивности изменения температуры наружного воздуха во времени. Снижение теплотехнических свойств ограждений происходит особенно интенсивно при быстрой смене температуры и перепадах температуры с переходами через 0°C. Источниками увлажнения наружных стен являются и жидкие осадки, особенно косые дожди при большой скорости ветра.
С увеличением коэффициента остекления увеличиваются тепловые потери через наружные ограждения, так как коэффициент теплопередачи окон почти в три-четыре раза больше коэффициента теплопередачи наружных стен.
В холодных районах Российской Федерации наружные поверхности зданий, окрашенные в серый, голубой, зелёный и жёлтый цвета, позволяют поглощать больше солнечной тепловой энергии в холодный период года.
В целом температура наружного воздуха в холодный период, в зависимости от городской застройки, по сравнению с загородной может быть выше нормативной на 1–3°C.
