Строительная климатология

УДК 551.5: 69
ББК 38.113
М21
Рецензенты: 
член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор Ю.А. Табунщиков, 
едующий кафедрой инженерного оборудования зданий Ɇ
Ⱥ
Ɋ
ɏ
ɂ

                                    кандидат технических наук Е.В. Коркина, доцент кафедры теплогазоснабжения 
                                                                             и вентиляции НИУ МГСУ
Малявина, Е.Г.
М21      Строительная климатология [Электронный ресурс] : учебно-методическое пособие / 
Е.Г. Малявина, О.Ю. Маликова, А.А. Фролова ; Министерство науки и высшего образования 
Российской Федерации, Национальный исследовательский Московский государственный 
строительный университет, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции. – Электрон. дан. и прог. 
(8,1 Мб). – Москва : Издательство МИСИ – МГСУ
, 2020. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/
Scripts/irbis64r91/cgiirbis64.exe?C21COM=F&I21DBN=IBIS&P21DBN=IBIS.  — Загл. с титул. 
экрана.
ISBN 978-5-7264-2094-3
В учебно-методическом пособии приведены краткие теоретические положения и методики 
формирования количественных показателей климата местности, используемых при планировке и застройке 
населенных мест, конструировании и проектировании инженерных систем отопления, вентиляции, 
теплоснабжения, газоснабжения. Пособие построено в форме шести заданий с примерами их выполнения 
на получение ветровых, температурных и актинометрических показателей рассматриваемой местности, 
применяемых при расчетах установленной мощности инженерных систем здания и энергопотребления 
ими за отопительный период.
Для обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство.
Учебное электронное издание
©	Национальный исследовательский
Московский государственный
строительный университет, 2020

Редактор, корректор М.Л. Манзюк
Компьютерная верстка О.Г. Горюновой
Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного 
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2013, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 11.12.2019. Объем данных 8,1 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет»
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ
. 
Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..................................................................................................................................................5
1. Пример введения к пояснительной записке практических занятий....................................................5
2. Роза ветров, температурно-ветровая характеристика района строительства.
.....................................6
3. Средняя температура и продолжительность отопительного периода 
(российская методика)................................................................................................................................12
4. Градусо-сутки, средняя температура и продолжительность 
отопительного периода (европейская методика).....................................................................................15
5. Расчет суточного хода прямой и рассеянной солнечной радиации 
пересчетом с горизонтальной поверхности на вертикальные................................................................20
6. Расчет прихода суммарной солнечной радиации на различно 
ориентированные вертикальные поверхности за отопительный период..............................................26
7. Климатическое районирование территории РФ..................................................................................29
8. Заключение к пояснительной записке практических занятий.
...........................................................33
Библиографический список.......................................................................................................................33
Приложение.................................................................................................................................................34

ПРЕДИСЛОВИЕ
Климатическими особенностями района строительства определяются важнейшие характеристики застройки населенных мест и самих строящихся зданий и сооружений. Поэтому понимание 
обучающимися в магистратуре студентами методик разработки климатических показателей и знакомство с исходными климатическими данными в справочной литературе являются важнейшими 
задачами обучения магистрантов в курсе «Строительная климатология». 
Студентам предстоит выполнить шесть заданий по получению различных показателей климата для одного района строительства, который выдается преподавателем на практических занятиях. 
Пояснительная записка к практическим занятиям оформляется в виде рукописи, включающей в себя 
оглавление, введение, основную часть, заключение, список литературы.
Целью выполнения работы является знакомство с нормативной и справочной литературой, содержащей исходную климатическую информацию, и методиками получения показателей климата района 
строительства. Задачи работы состоят в применении изучаемых методик к разработке и построению:
– розы ветров, позволяющей определить теплопотери здания с учетом воздействия скорости и 
направления ветра на его наружные поверхности ограждающих конструкций; температурной розы 
ветров, представляющей собой температурно-ветровой комплекс внешней среды в рассматриваемом районе строительства; 
– основных показателей отопительного периода по российской и европейской методикам. 
Общим показателем для обеих методик служат градусо-сутки отопительного периода, для расчета 
которых по российской методике требуется значительно меньше исходных данных, чем по европейской. Такое положение объясняется наличием централизованного теплоснабжения в российских 
населенных пунктах, для расчета мощности которого требуются заранее рассчитанные показатели, 
отсутствующие в европейском климатологическом обеспечении;
– суточного хода прямой и рассеянной солнечной радиации на вертикальные поверхности восьми ориентаций по сторонам света при безоблачном небе для июля месяца, служащего исходной 
информацией для расчетов мощности систем охлаждения зданий в теплый период года;
– суммарной солнечной радиации, приходящей на вертикальные поверхности восьми ориентаций за отдельные месяцы отопительного периода и за весь отопительный период с учетом неполных 
месяцев, входящих в отопительный период в его начале и конце, которые были получены при определении характеристик отопительного периода в предыдущих работах.
На основании полученных характеристик климата нужно отнести рассматриваемый район строительства к одному из предусмотренных строительным районированием. Методы комплексной климатологии позволяют в удобной для архитектурных целей форме выразить климатические условия 
количественно. 
Введение к пояснительной записке должно содержать цели и задачи выполнения работы, описание географического положения района строительства и его типа климата. 
В заключении пояснительной записки излагаются итоги выполненных работ и в концентрированном виде дается климатическая характеристика района строительства. Могут быть приведены 
рекомендации по использованию полученных климатических показателей.
В пособии в качестве примера рассматривается город Барнаул.
1. ПРИМЕР ВВЕДЕНИЯ К ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКЕ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Географические координаты города Барнаула: широта: 53°20,84′ с.ш., долгота: 83°46,74′ в.д. 
Барнаул расположен в лесостепной зоне Западно-Сибирской равнины, на северо-востоке Приобского 
плато, в верхнем течении реки Оби, преимущественно на ее левом берегу, в месте впадения реки 
Барнаулки в Обь. С севера и востока Барнаул огибает русло Оби, на юго-западе — ленточный бор.
Континентальный климат города Барнаула определяется своеобразным географическим положением на юге Западной Сибири. Открытость воздействию одновременно со стороны Атлантики, 
Алтайских гор, Северного Ледовитого океана и степных районов Средней Азии создает возможность поступления различных по свойствам воздушных масс, что способствует значительной контрастности погодных условий. Для Барнаула характерна морозная, умеренно суровая и снежная 
зима, но теплое, комфортное и умеренно влажное лето.
5

2. РОЗА ВЕТРОВ, ТЕМПЕРАТУРНО-ВЕТРОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 
РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА
Ветром называют горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Ветер 
характеризуется направлением, скоростью и порывистостью. Непосредственной причиной возникновения ветра является различие атмосферного давления в разных точках земной поверхности, создающее горизонтальный барический градиент.
Ветер всегда обладает турбулентностью. В воздухе возникают многочисленные беспорядочно 
движущиеся вихри и струи разных размеров. Таким образом, на общий перенос воздуха в определенном направлении и с определенной скоростью налагается система хаотических, беспорядочных движений отдельных элементов турбулентности по сложным переплетающимся траекториям. 
Турбулентность возникает вследствие различия скоростей ветра в смежных слоях воздуха. Особенно 
велика она в нижних слоях атмосферы, где скорость ветра быстро растет с высотой. Но в развитии турбулентности принимает участие также и архимедова (гидростатическая) сила. Отдельные 
количества воздуха, имеющие более высокую температуру, поднимаются вверх, а более холодные 
объемы воздуха опускаются вниз. Такое перемещение воздуха за счет различий температуры, а следовательно, и плотности происходит тем интенсивнее, чем быстрее падает температура с высотой. 
Поэтому различают динамическую турбулентность, возникающую независимо от температурных 
условий, и термическую турбулентность (или конвекцию), определяемую температурными условиями. В действительности турбулентность всегда имеет комплексную природу, в которой термический фактор играет большую или меньшую роль.
Давление ветра — это сила давления, которое оказывает воздух, перемещаясь с определенной 
скоростью на предметы и сооружения, Па. 
Скорость ветра измеряют в м/с, реже в км/ч и баллах. За направление ветра принимают то, откуда дует ветер. Направление определяют в румбах (их 16) или угловых градусах. В строительстве 
обычно ограничиваются восемью направлениями.
Повторяемость направлений ветра рассчитывается в процентах от общего числа случаев направлений ветра без учета штилей. Повторяемость штилей рассчитывается в процентах от общего числа 
случаев наблюдений. Для изучения повторяемости ветров различных направлений строят график, 
называемый розой ветров, который позволяет выявить преобладающее направление ветра в данном 
месте за определенный период (месяц, сезон, год). 
Роза ветров (англ. wind rose) — векторная диаграмма, характеризующая режим ветра в заданной 
местности по многолетним наблюдениям (за месяц, сезон или год). Если в каком-то из направлений 
ветер в течение всего рассматриваемого периода не дул вообще, на соответствующей оси не будет 
никаких отметок, а значит, с этой стороны многоугольник остается незамкнутым.
Ранее в СНиП «Строительная климатология и геофизика» [1] в таблице приводились повторяемости направления ветра для января и июля по восьми румбам. По этим данным легко было построить розы ветров для этих месяцев. В качестве примера в табл. 2.1 приведены повторяемости 
направлений ветра и штилей.
Таблица 2.1
Повторяемость ветра, %, и среднее число штилей
Месяц
С
С-В
В
Ю-В
Ю
Ю-З
З
С-З
Число штилей
Январь
3
7
35
11
6
10
20
8
7
Июль
9
8
13
5
6
10
33
16
9
Для построения розы ветров из центральной точки откладывают по направлению основных румбов отрезки, соответствующие повторяемости ветра данного направления, и концы отрезков соединяют прямыми линиями. В центре розы ветров указывается число штилей (рис. 2.1).
Пользуясь построенными розами ветров, можно сделать вывод о том, с какой стороны от населенных пунктов лучше располагать котельные и промышленные предприятия с вредными выбросами, чтобы преобладающий ветер не гнал дым на населенный пункт. Часто при построении розы ветров учитывают средние скорости ветра для каждого направления. В таком случае можно на одном 
графике в определенных масштабах построить розу повторяемости направления и розу скоростей 
6