Indicadores climáticos básicos. Principais indicadores climáticos Temperatura média mensal e anual do ar, °С

Os padrões de projeto são determinados por valores probabilísticos, e a probabilidade (segurança) é definida em função da duração projetada de operação da estrutura. Assim, a temperatura do ar externo no SNiP é dada com segurança de 0,98 e 0,92.

Tópico 2 As principais características do clima e sua importância no design

Principais características climáticas

A climatologia predial prevê a consideração do clima na resolução de problemas arquitetônicos e construtivos, compilando as características climáticas da área de construção de forma a identificar fatores climáticos favoráveis ​​​​e desfavoráveis ​​​​ao ser humano.

O clima do nosso país é diverso, o seu impacto no homem e na formação do meio ambiente é diverso. Sem ter em conta o clima, é impossível construir de forma económica e suficientemente firme; é impossível criar condições favoráveis ​​à atividade humana.

O clima afeta a durabilidade dos edifícios - a duração do seu funcionamento, que é determinada pela capacidade de resistir às influências climáticas. Para neutralizar os fatores climáticos negativos e aproveitar os positivos, é necessário, após estudar o clima da área de construção, escolher o mais adequado Materiais de construção, que reagem de forma conhecida ao gelo ou ao calor, à humidade elevada ou baixa, resistentes à corrosão, etc.; determinar a disposição do edifício que proporcione maior conforto à pessoa.

Os indicadores climáticos podem ser divididos em dois grupos – gerais e especiais.

PARA indicadores gerais o clima inclui: temperatura (t, ° C), umidade (w,%), movimento do ar (u, m/s), radiação solar (P, W/m 2).

Temperatura - um dos elementos climáticos mais importantes. A Tabela 2 mostra as escalas de temperatura e sua relação.

mesa 2

Escalas de temperatura

A temperatura durante o horário de trabalho do dia t av day depende de temperatura média clima, para meses individuais do ano t sr meses e a amplitude média das flutuações de temperatura Аt n durante o dia e tem valor mais alto para desempenho térmico.

Levando em consideração o efeito térmico em uma pessoa, os seguintes tipos clima:

– frio (abaixo de +8 °С);

– fresco (8-15 °С);

– quente (16-28 °С);

– quente (acima de +28 °С);

– muito frio (abaixo de -12 °С);

– muito quente (acima de +32 °С).

A duração dos tipos climáticos característicos durante o ano determina as principais características do clima que afetam o projeto e as soluções arquitetônicas dos edifícios.

A durabilidade de um edifício depende do estado das suas partes principais - a fundação, paredes de suporte ou moldura, envolvendo estruturas. Sob a influência variável do calor e do frio, os materiais das estruturas são destruídos. A destruição mais intensa ocorre com mudanças rápidas de temperatura e, especialmente, com quedas de temperatura com transições de 0°C.

Portanto, ao projetar edifícios, leve em consideração:

– temperatura de projeto do dia mais frio e dos cinco dias;

– amplitudes das flutuações da temperatura do ar – diária, mensal, anual.

A umidade do ar ambiente afeta significativamente o estado de umidade das estruturas.

Para determinar o regime de umidade, são utilizados os seguintes indicadores.

Umidade absoluta f, g/m 3, - a quantidade de umidade em gramas contida em 1 m 3 de ar.

Pressão parcial (elasticidade) do vapor d'água e, Pa, - a pressão de g ou vapor misturado com outros gases - dá uma ideia da quantidade de vapor d'água contida no ar.

O estado de saturação completa do ar com vapor d'água é denominado moinho de saturação W,g/m3. O moinho de saturação é constante a uma determinada temperatura do ar.

Valor limite pressão parcial E, Pa, corresponde à saturação completa do ar com vapor d'água.

À medida que a temperatura do ar aumenta, os valores de E e W aumentam. Os valores de E para ar com diferentes temperaturas são apresentados na tabela 3.

Tabela 3

Os valores da pressão parcial máxima do vapor d'água E, Pa, para várias temperaturas (na pressão atm. ...)

Humidade relativa j caracteriza o grau de saturação do ar com vapor d'água e é definido como a razão entre a umidade absoluta e a saturação do moinho a uma temperatura constante:

A umidade relativa do ar pode ser definida como a razão entre a pressão parcial absoluta e a pressão parcial no moinho de saturação:

O valor de j afeta a intensidade da evaporação da umidade de qualquer superfície molhada.

De acordo com o valor de j, distingue-se o regime de umidade das instalações:

seco (j<50%);

normal (j=50¸60%);

molhado (j=61¸75%);

molhado (j>75%).

Com o aumento da temperatura do ar, a umidade relativa j diminui, o valor da pressão parcial e permanece constante e o valor de E aumenta, pois o ar quente pode ficar mais saturado com vapor de umidade do que o ar frio.

Com a diminuição da temperatura, a umidade relativa j aumenta e pode chegar a 100% e em alguma temperatura pode passar a ser E = e, instala-se um estado de completa saturação do ar com vapor d'água. A temperatura na qual o ar está completamente saturado com vapor d'água é chamada temperatura do ponto de orvalho tp . Com uma diminuição adicional da temperatura do ar t in, dentro da sala, o excesso de umidade passa para o estado líquido - condensa e se deposita na forma de líquido na cerca.

O valor de j afeta os processos de condensação de umidade na espessura e na superfície da cerca, o teor de umidade do material da cerca.

Exemplo de ponto de orvalho:

O aumento da umidade do ar prejudica o desempenho das estruturas, reduz sua vida útil e afeta negativamente o microclima das instalações. Ao projetar, é feito um cálculo da possível umidade, formação de condensação na superfície ou na espessura da cerca.

A combinação de temperatura e umidade determina as condições de conforto nas instalações. Os requisitos para as condições de conforto são estabelecidos em normas sanitárias e higiênicas, levando em consideração a região climática da construção. Isso se deve às peculiaridades da influência do clima no corpo humano em diversas condições. Em áreas com inverno frio para normalizar o estado térmico de uma pessoa em uma residência, mais do que aquecer dentro de casa do que em áreas quentes.

Dependendo do clima, da relação entre temperaturas e umidade do ar externo e interno, o movimento do vapor d'água através da cerca ocorre no exterior ou no interior das instalações.

Por exemplo, em Moscovo, durante o ano, a temperatura do ar exterior (Tabela 4) raramente excede a temperatura interior (18 °C), prevalece o fluxo de calor para o exterior. A umidade absoluta do ar de 50 a 60% em ambientes internos é maior na maior parte do ano do que em ambientes externos (Tabela 5), ​​portanto, prevalece o movimento do vapor d'água das instalações para o exterior. Como medida para evitar o amortecimento por condensação das cercas, Moscou prevê uma camada impermeabilizante mais próxima do lado interno da parede (na área mais úmida da cerca).

Tabela 4

Temperatura média mensal e anual do ar, °С

Tabela 5

Umidade e precipitação

Portanto, é impossível transferir automaticamente medidas preventivas de uma região para outra, sem levar em conta as peculiaridades do clima, nomeadamente a temperatura e a humidade do ar.

Número de menus suspensos precipitação e sua intensidade são de grande importância no projeto. A influência da precipitação nas cercas dos edifícios é significativa.

Quando chove com fortes rajadas de vento, as paredes ficam umedecidas. Na estação fria, a umidade se move dentro da estrutura, das camadas mais frias e úmidas para as mais quentes e secas.

Se as cercas forem leves, a umidade pode atingir o interior da parede. Se as paredes forem maciças, a umidade não penetra na sala, mas essas paredes secam lentamente e, quando a temperatura cai, a umidade dentro das estruturas congela e destrói as paredes. A destruição é acelerada pelo degelo. A garoa de longo prazo tem um efeito mais prejudicial do que a chuva intensa de curto prazo na forma de pequenas gotas. Pequenas gotículas são retidas na superfície e absorvidas pelos materiais. Grandes gotas rolam das paredes sob a influência da gravidade.

A precipitação (chuva, degelo) aumenta a umidade do solo, o nível das águas subterrâneas aumenta. É perigoso para os edifícios pela possibilidade de levantamento do solo, inundação da parte subterrânea do edifício.

A quantidade de neve que cai aumenta a carga nos telhados dos edifícios. Ao projetar pavimentos, é levada em consideração a possibilidade de nevascas intensas que criam uma carga de curto prazo.

Vento tem um impacto direto nos edifícios. O regime de temperatura e umidade do território depende da direção e velocidade dos fluxos de ar. A transferência de calor dos edifícios depende da velocidade do vento. O regime de ventos afeta o layout, a orientação dos edifícios, a localização das áreas industriais e residenciais e a direção das ruas.

Por exemplo. Na Sibéria e nos Urais, a superfície interna parede externa, localizado perpendicularmente ao vento frio, é um pouco mais frio do que quando está calmo. Em Murmansk, no inverno, os apartamentos voltados para o sul são mais frios do que os apartamentos voltados para o norte, porque o vento sul é mais frio ali. Em um clima quente, a disposição dos quartos pode proporcionar ventilação cruzada dos apartamentos, ou seja, o vento melhora o microclima da habitação. Em áreas úmidas, o vento acelera a secagem das cercas, aumentando assim a durabilidade das construções.

A energia radiante do sol (radiação solar) cria luz natural na superfície da Terra. radiação solar pode ser definido como a quantidade de energia por unidade de superfície, W/m 2.

O espectro da radiação solar consiste em raios ultravioleta (cerca de 1%), raios visíveis que brilham (cerca de 45%) e raios infravermelhos que aquecem (cerca de 54%).

Apenas parte da radiação solar atinge a superfície terrestre: direta, espalhada e refletida.

A quantidade de radiação solar total (direta e difusa) é dada no SNiP para superfícies horizontais e verticais.

A exposição de uma superfície à luz solar direta é chamada insolação. A insolação de um território ou sala é medida pela duração em horas, pela área de exposição e pela profundidade de penetração da luz solar na sala.

O efeito positivo da insolação é determinado pelas propriedades bactericidas da luz solar e da exposição térmica.

Figura 2– Comparação da intensidade da radiação solar.

O aquecimento das paredes e a temperatura no interior das instalações dependem da quantidade de radiação solar incidente. Quando as janelas estão abertas, a mesma quantidade de calor entra na sala e nas paredes. No janelas fechadas parte da radiação é refletida no vidro, parte é absorvida pelos vidros e caixilhos das janelas, aquecendo-os. Com vidros simples, cerca de metade da radiação incidente (41-58%) penetra pela janela, com vidros duplos - cerca de 1/3 da radiação (23-40%).

Considerando o efeito da radiação solar num edifício, deve-se ter em conta a capacidade de absorção dos vários materiais, que depende da sua cor e estado. A Tabela 6 mostra a capacidade de absorção de diversos materiais.

Eu chamaria o diagrama climático de um dos ramos da infografia, ou seja, uma forma de apresentar os dados de forma que seja alcançado o máximo efeito de compreensão da informação apresentada visualmente. Na verdade, o gráfico climático permite correlacionar rapidamente certos indicadores de temperatura e tirar uma conclusão com base neles. Sem ele, você teria que analisar todos os números em sua mente.

Informações do gráfico climático

A própria palavra grega "diagrama" significa a representação visual simultânea de várias quantidades, permitindo compará-las entre si. Seria mais correto chamar o gráfico climático de "climatograma" - este é o seu nome oficial. O climatograma consiste em:

• Escalas de temperatura (em graus).
• Escalas de precipitação (em mm).
• Indicador do modo de precipitação.
• A curva da evolução anual da temperatura do ar.
• Eixos de abcissas com meses do ano.

Ao mesmo tempo, é de grande conveniência usar simultaneamente em um gráfico um gráfico de barras da quantidade de precipitação durante um intervalo mensal e uma mudança anual na amplitude da temperatura.

Como ler um gráfico climático

De acordo com os dados indicados no climatograma, pode-se concluir qual área em questão, e que tipo de clima prevalece nele. Por exemplo, se a área estiver próxima do Hemisfério Norte, a curva de temperatura curva-se para cima, e se estiver mais próxima do Hemisfério Sul, então para baixo. Um ponto no solo mais próximo do equador mostrará uma linha relativamente reta. Por sua vez, se as colunas do gráfico de precipitação apresentam um indicador alto, então tal ponto está localizado no equador ou próximo ao mar. A taxas baixas - nas profundezas do continente. Também há pouca precipitação em regiões tropicais e locais de correntes frias.

Aplicação moderna de climatogramas

Parece que as zonas climáticas da nossa Terra foram estabelecidas há muito tempo e já passaram pelo seu zoneamento. Mas a questão é que, num sentido global, estas cinturas estão sujeitas a mudanças, especialmente com a ameaça do aquecimento global.

Portanto, os climatologistas monitoram anualmente o deslocamento dos mesmos cinturões Ártico e Antártico, a fim de evitar uma possível catástrofe a tempo.

Lições objetivas:

Tutoriais:

• Desenvolvimento de competências no trabalho com diferentes fontes de informação; análise de dados e formulação de conclusões.
• Praticar as habilidades de formatação correta dos resultados do trabalho com diagramas.
• Consolidação do conhecimento sobre o clima e os fatores formadores do clima.
• Consolidação do conhecimento sobre os princípios de funcionamento do processador de planilhas Microsoft Excel.
• Avaliar o nível de domínio dos métodos de visualização de dados numéricos e desenvolver competências de aplicação desses métodos na resolução de um problema específico.

Em desenvolvimento:

• Desenvolvimento de competências de trabalho prático em grupo.
• Desenvolver a capacidade de raciocinar logicamente e tirar conclusões.

Educacional:

• Educação de uma abordagem criativa para a implementação de trabalhos práticos.
• Desenvolvimento do interesse cognitivo.
• Educação da cultura da informação.

Tipo de aula: Trabalho prático, realizado na sala de aula de informática

Equipamentos: computadores, projetor multimídia, quadro interativo, mapas atlas.

Durante as aulas

1. Momento organizacional

2. Definir metas de aula

3. Atualização de conhecimentos básicos:

• definir o conceito de “clima”;
• quais zonas e regiões climáticas se destacam no território da Rússia (mapa em quadro interativo);
• razões que afetam a diversidade das condições climáticas no território da Rússia;
• o que é visualização numérica de dados;
• quais dados são necessários para construir gráficos;
• que tipos de diagramas você conhece;
• relembrar os elementos do climatograma.

4. Trabalho prático

Os alunos, no decorrer do trabalho prático, devem construir um climatograma, determinar o tipo de clima e colocá-lo no mapa climático da Rússia.

O trabalho prático é realizado na sala de aula de informática. Os alunos trabalham em pares em um computador.

I. Construindo um climatograma (algoritmo para realizar trabalhos para alunos Anexo 1 )

Procedimento de operação.

Salve os resultados do seu trabalho (clique em “Arquivo” - “Salvar como ...”, nomeie o arquivo e selecione uma pasta).

A vantagem das planilhas é que se os dados originais da tabela mudarem, nosso climatograma é reconstruído automaticamente.

II. Para determinar o tipo de clima, após a construção do climatograma, os alunos são convidados a preencher a tabela:

III. Coloque o climatograma no mapa climático da Rússia usando um quadro interativo.

5. Resumindo

No nosso país, o clima é muito diversificado devido à extensão do território de norte a sul e de oeste a leste. A formação do clima é influenciada por alguns fatores: GP, radiação solar, VM, superfície subjacente.

Os alunos submetem o trabalho em forma de arquivo em computador e anotações em caderno contendo a análise do diagrama construído com conclusões.

Ao final da aula, os professores resumem e avaliam as atividades dos alunos.

Dados para construção de climatogramas (Apêndice 2).

Bibliografia:

1. Uso do Microsoft Office na escola. - M., 2002.
2. www.klimadiagramme.de
3. Sirotina V.I. Independente e trabalho prático em geografia (6ª a 9ª séries). – M.: Iluminismo, 1991.
4. Geografia da Rússia. Classe Natureza.8: pasta de trabalho para o livro didático Eu. eu. Barinova“Geografia da Rússia. Natureza. 8ª série” / I.I. Barinova.- M.: Abetarda, 2007.