Экологическая климатология и климатические ресурсы (стр. 23 )

В таблице 81 представлены региональные теплозащитные климатические ресурсы зданий. Как видим, на территории Липецкой области требования к теплозащитным характеристикам зданий выше, чем в Тамбовской области, в которой за счет континентальности климата зимой наблюдаются более низкие температуры. Дело в том, что Липецкая область характеризуется большими скоростями ветра, что приводит к дополнительным потерям тепла зданий в холодное время года.

Таблица 81

Значения основных специализированных показателей теплозащитных климатических ресурсов зданий (холодный период)

Административно-территориальная единица	Температура воздуха, °С	Отопительный период	Средняя суточная амплитуда наиболее холодного месяца, °С	Градация ресурсов, у. е
наиболее холодных суток с обеспечен­ностью, %	наиболее холод­ной пятидневки с обеспечен-ностью, %	абсолют­ная мини­мальная	Средняя продол­житель­ность, дни	Средняя темпера­тура воздуха, °С	Скорость ветра 80% - и обеспе-чен­ности, м/с
98	92	98	92
Липецкая область	-34	-31	-29	-27	-37	194	-3,2	6,0	7,1	12,55 –15,05
Тамбовская область	-34	-32	-30	-28	-39	194	-3,5	5,3	7,0
Курская область	-31	-29	-27	-25	-35	191	-2,8	3,0	6,3
Воронежская область	-31	-30	-28	-26	-37	185	-2,5	4,0	6,8
Белгородская область	-30	-29	-28	-25	-36	188	-2,6	6,1	6,2

Расчет средней стоимости затрат на обеспечение теплозащиты стен в зависи­мости от климатических условий региона показал, что в целом территорию России можно разделить на две зоны: первая (европейская часть России) — зона, где затраты при проектировании ограждающих конструкций ниже средних по России от 2—5 % . в Предуралье до 40—45 % южнее Ростовской области; вторая (азиатская часть России за исключением Приморья. Сахалина и Камчатки) — зона, где затраты при проектировании ограждающих конструкций выше средних по России от 2—5 % в Южной Сибири до 20—35 % в центре и на северо-востоке азиатской части России.

3.23 Теплоэнегроклиматические ресурсы

Теплоэнергоклиматические ресурсы — климатические условия, способст­вующие работе теплоэлектростанций (ТЭС).

Теплоэлектростанции являются наиболее распространенным источником энергии в настоящее время. Они производят около 70 % электроэнергии в РФ. Тепловые установки, в отличие, например, от гидроэлектростанций, размещают­ся более или менее свободно и способны производить энергию без сезонных колебаний, осуществляя электроснабжение потребителей. Кроме того, их строи­тельство ведется быстрее и связано с меньшими затратами труда и материальных средств.

Специализированные показатели климатических ресурсов для работы ТЭС и диапазон их изменения по территории России представлены в табл. 82.

Таблица 82.

Диапазон изменения специализированных показателей теплоэнергоклиматических ресурсов

Показатель	Единица измерения	Минимум	Максимум
Вероятность смерча	—	0	1,3 × 10-5
Максимальное годовое число дней с опасным ветром, возможное 1 раз в 100 лет	дни	1	10
Среднее число дней с температурой воздуха > 30 °С и относительной влажностью	«	0	50
< 50 % за год

Все указанные в таблице климатические показатели препятствуют нормаль­ной работе ТЭС и уменьшают теплоэнергоклиматические ресурсы данного райо­на.

Опасным считается ветер средней скоростью 30 м/с и более или порывами 40 м/с и более. Опасный ветер может серьезно повредить конструкции электростанции.

Влияние смерча проявляется в резком возрастании скорости ветра (она может превысить 40 м/с), перепаде давления, воздействии летящих предметов.

Сочетание высокой температуры воздуха и низкой относительной влажности ведет к перегреву агрегатов ТЭС и высыханию прудов-охладителей, которые совместно с атмосферой являются конечным поглотителем тепла.

В европейской части России наибольшими значениями климатических ре­сурсов для работы ТЭС характеризуются Ленинградская область и Республика Карелия (13,2 и 12,8 у. е. соответственно). В этих районах практически не на­блюдаются смерчи, среднее годовое число дней с температурой воздуха > 30 °С и относительной влажностью < 50 % не превышает 1, максимальное годовое число дней с опасным ветром, возможное 1 раз в 100 лет, составляет 1.

В центральном районе европейской части России значение климатических ресурсов этого типа определяется тем, насколько вероятен смерч в той или иной административной области. В Московской, Ивановской, Нижегородской, Липец­кой, Тамбовской областях, где вероятность смерча наиболее высока, теплоэнергоклиматические ресурсы составляют 7—10 у. е. В других областях этого района климатические ресурсы для работы ТЭС изменяются от 10,0 до 12,5 у. е.

Наименьшие теплоэнергоклиматические ресурсы отмечаются на юге евро­пейской части России (5—7 у. е.). Это связано, прежде всего, с большой продол­жительностью периодов с высокой температурой воздуха.

Как видно из табл.83 Белгородская и Курская области наиболее благоприятны для развития теплоэнергетики в регионе.

Таблица 83.

Значения основных специализированных показателей теплоэнергоклиматических ресурсов

Административно-территориальная единица	Максимальное годовое число дней с опасным ветром, воз­можное 1 раз в 100 лет	Среднее число дней с темпера­турой воздуха >30 оС и относительной влажностью < 50 % за год	Градация ресурсов, у. е
Тамбовская область	1	10	7,55—10,05
Липецкая область	0	10
Воронежская область	0	12
Курская область	0	15
Белгородская область	0	17	10,05 –12,55

3.24 Технико-климатические ресурсы

Долговечность и надежность работы изделий техники (всевозможных уст­ройств, приборов, строений, отдельных строительных деталей и других) зави­сит от многих факторов, в том числе и от климатических условий. По отноше­нию к изделиям техники климатическое воздействие всегда является результа­том одновременного влияния многих метеорологических величин, между которыми существуют многообразные и вполне определенные взаимосвязи. Важнейшими метеорологическими факторами с точки зрения влияния климата на технические изделия являются температура и влажность воздуха, солнечная радиация, содержание примесей (песка, пыли, двуокиси серы, поваренной соли и т. д.) в атмосфере. Таким образом, технико-климатические ресурсы опреде­ляются указанными выше метеорологическими параметрами. Они являются отрицательными ресурсами, так как технические изделия надо защищать от окружающей среды.

Высокое развитие техники, ее проникновение во все отрасли хозяйства не­возможно без тщательного учета климатических условий районов эксплуата­ции этой техники. Практика показала, что от недоучета влияния климатиче­ских условий на эксплуатацию различных механизмов и машин народное хозяйство несет значительные материальные убытки. Так, например, конст­рукции, применяемые в районах с умеренным климатом, непригодны для районов с жарким влажным климатом или районов, где наблюдается очень низкая температура. Метеорологическая, или атмосферная, коррозия обусловлена влиянием метеорологических условий на те или иные материалы. Она вызывает разрушение металлов и других материалов, из кото­рых строят здания, инженерные сооружения, создают машины и различное оборудование. Атмосферная коррозия ускоряет старение лакокрасочных по­крытий, ухудшает работу электро - и радиоаппаратуры. Установлено, напри­мер, что скорость коррозии мартеновской стали в районах с влажным клима­том в воздухе, насыщенном промышленными выбросами, примерно в 100 раз больше, чем в зоне сухого климата, а скорость коррозии малоуглеродистой стали — в 300 раз.

В районах с холодным климатом особую опасность представляет низкая температура. Одной из причин разрушения деталей машин и механизмов является уменьшение способности металлов к деформации при низкой темпе­ратуре. При некотором критическом значении температуры металл приходит в хрупкое состояние. Так, в Сибири зимой по сравнению с летом аварийность работы техники повышается в 3—4 раза, а в неблагоприятные годы — в 10 раз. При температуре воздуха ниже -35 °С поломок бывает в 10—12 раз больше, чем при температуре 0 °С. Количество поломок одних и тех же деталей одной марки стали в средней полосе России на 25—30 % меньше, чем в Красноярском крае и Якутии. Климатические условия сказываются на работе машин и меха­низмов не только непосредственно, но и еще в большей степени косвенно. Прямое влияние связано с прекращением из-за низкой температуры работы машин согласно указаниям в их технических паспортах и работы человека на открытом воздухе. Косвенное влияние связано с понижением производительно­сти техники, простоями оборудования в результате аварии, организационными затруднениями.

Использование технико-климатических ресурсов заключается в проведении таких мероприятий, которые уменьшают влияние неблагоприятных погодных условий на эксплуатационные качества изделий. В технической климатологии используется понятие «климатическая защита». Целью всех мероприятий по климатической защите является создание изделий, которые будут в течение ограниченного времени и в ограниченных размерах, но все же в достаточной степени защищены от деформаций, связанных с воздействием погоды и климата. Климатическая защита изделий техники охватывает широкий комплекс мер, которые должны быть предприняты для обеспечения долговечности и надежно­сти работы этих изделий. Для влажного климата это:

- выбор подходящих материалов, например использование пластиков с не­органическими наполнителями вместо органических,

- использование нержавею­щей стали вместо обычной и т. д.;

- надлежащая защита поверхности, например нанесение металлических или
лаковых защитных покрытий и т. д.;

- создание продуманных конструкций, исключающих, например, появление сырости в непроветриваемых пустотах или углах;

- отдельные изменения технических параметров, например использование электромоторов с большой номинальной мощностью, которые в среде с высокой температурой охладителя (окружающего воздуха) перегреваются меньше, чем моторы с низкой номинальной мощностью.

Для районов с низкой температурой воздуха это:

- использование специальных марок стали, бетона, выдерживающих очень
низкую температуру;

- применение специальных смазочных материалов и т. д.

Одним из основных вопросов климатической защиты является классифика­ция климатов применительно к требованиям техники. На основе такой класси­фикации возможно дать прогноз неблагоприятного воздействия климата на то или иное изделие и разработать меры его защиты. Простейшей классифика­цией климатов земного шара применительно к требованиям техники является классификация Веера. В ее основу положено распределение двух метеорологи­ческих величин — температуры и влажности воздуха, так как автор считает, что в вопросах климатической защиты, как и во многих других технических проблемах, наибольшее значение имеют температура и влажность воздуха. Региональное распределение большинства других метеорологических факто­ров, имеющих значение для техники, например солнечной радиации, осадков, содержания атмосферных загрязнений и других, примерно соответствует распределению температуры и влажности. В ГГО был разработан стандарт «Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей и строительства». В нем приведено райониро­вание территории бывшего СССР для технических целей. В качестве основных климатических факторов при районировании приняты средний из абсолютных минимумов температуры воздуха и комплекс «средняя годовая относительная влажность и средняя годовая температура». Выделено восемь типов климата: очень холодный, холодный, арктический приполюсной, арктический восточ­ный, арктический западный, холодный умеренный, теплый умеренный, теп­лый сухой умеренный. Большая часть территории России расположена в усло­виях холодного климата и лишь регионы юга европейской части России находятся под влиянием теплого умеренного и теплого сухого умеренного кли­мата.

При определении технико-климатических ресурсов для административно-территориальных единиц (субъектов РФ) в качестве показателей использовались средний из абсолютных минимумов температуры воздуха и средняя годовая относительная влажность воздуха. Поскольку в зонах холодного климата отно­сительная влажность высока, но абсолютная мала, то относительная влажность не имеет существенного значения. Поэтому вклад относительной влажности в данный вид ресурсов в регионах с холодным климатом принимался равным 0,1. В регионах с теплым умеренным климатом, наоборот, условия работы техниче­ских изделий во многом определяются режимом влажности. Ее вклад в этих регионах принимался равным 0,9. Так как технико-климатические ресурсы являются отрицательными, то за 0 баллов принимались самые неблагоприятные условия. В табл. 84 приведены показатели технико-климатических ресурсов и диапазон их изменения по территории России.

Таблица 84.

Диапазон изменения специализированных показателей технико-климатических ресурсов

Показатель	Единица измерения	Минимум	Максимум
Средний из абсолютных минимумов температуры воздуха	°С	-55,2	-16,3
Средняя годовая относительная влажность воздуха	%	65,0	84,4

В табл.85 даны значения технико-климатических ресурсов по администра­тивно-территориальным единицам ЦЧО. Наиболее высокий потенциал для эксплуатации техники – на юге региона – в Белгородской, Курской и Воронежской областях. В Тамбовской и Липецкой областях условия ухудшаются за счет более низких температур холодного периода (табл.86)