Кратко: планировка и архитектурная композиция задают распределение ветра, солнца и поверхностных температур в квартале — через ориентацию улиц и фасадов, соотношение высоты зданий к ширине улицы, плотность застройки, «проницаемость» (перепады, арки, сквозные проходы) и озеленение. Эти факторы определяют скорость и характер вентиляции, уровни инсоляции и накопление тепла в уличном каньоне, а значит — и интенсивность урбанистического теплового острова (UHI). Ниже — эффекты и практические приёмы.
1) Ветровое влияние и вентиляция
- Эффект: улицы и слои застройки формируют каналы и барьеры для ветра; недостаточная вентиляция удерживает тёплый, загрязнённый воздух.
- Ключевые параметры: соотношение высоты к ширине улицы $H/W$. При $H/W\gtrsim 2$ возникает «скриминг/скольжение» (skimming flow) — плохой обмен воздуха, при низких $H/W$ поток лучше проникает.
- Приёмы:
- выравнивать магистрали и зелёные коридоры по направлению преобладающих ветров для «продувки» квартала;
- обеспечивать сквозные проходы, проёмы между зданиями и перфорированные фасады (повышенная проницаемость);
- ступенчатая расстановка высот (переменный силуэт) снижает образование устойчивых застойных зон.
2) Солнечное воздействие и уличные каньоны
- Эффект: инсоляция влияет на нагрев фасадов и покрытий; уличные каньоны с высоким $H/W$ днём поглощают и ночью излучают тепло в город, повышая UHI.
- Приёмы:
- ориентировать квартальные блоки и улицы с учётом климата: в холодном климате — максимизировать солнечный доступ зимой (южные фасады), в тёплом — минимизировать прямую летнюю инсоляцию и усиливать затенение;
- контролировать $H/W$: для городского комфорта обычно рекомендуется диапазон $H/W\approx 0.5-2$ (в зависимости от климата и ширины улицы);
- создавать внутренние дворы и «солнечные колодцы» с продуманной глубиной и ориентацией для сбалансированного доступа света.
3) Уличные каньоны: рост MRT и задержка тепла
- Эффект: ограниченный небосклоний угол увеличивает среднюю лучистую температуру (MRT), ухудшает ночное охлаждение.
- Приёмы:
- увеличивать альбедо горизонтальных покрытий и фасадов там, где необходимо снижать нагрев;
- проектировать навесы, балконы и деревья для частичного или полного летнего затенения фасадов.
4) Зелёные коридоры и растительность
- Эффект: деревья и растительность обеспечивают затенение, испарительное охлаждение (эвтранс-), уменьшают температуру поверхности и MRT.
- Приёмы:
- формировать связные зелёные коридоры вдоль преобладающего ветра для комбинированного эффекта вентиляции и охлаждения;
- использовать уличную, каркасную и разноуровневую зелень: рядовые деревья, вертикальные сады, крыши с растительностью;
- Ожидаемый эффект: локальное снижение воздушной температуры $\sim 1-3^{\circ }\mathrm{C}$ в зависимости от плотности растительности; зелёные крыши/стены дополнительно снижают температуру оболочки зданий.
5) Материалы и поверхности
- Приёмы:
- повышать альбедо крыш и покрытий («cool roofs», «cool pavements») — снижает нагрев поверхностей и излучаемую энергию (местное понижение температур воздуха $\sim 0.5-1.5^{\circ }\mathrm{C}$ возможно);
- применять проницаемые и светлые покрытия для уменьшения аккумулируемого тепла;
- уменьшать долю тёмных асфальтовых поверхностей, где возможно.
6) Водные элементы и испарительное охлаждение
- Приёмы:
- встроенные фонтаны, каналы и влажные поверхности вдоль коридоров повышают испарение и создают локальное охлаждение;
- сочетать водные элементы с тенью и растительностью, чтобы избегать лишних потерь воды.
7) Снижение антропогенного тепла
- Приёмы:
- снижать тепловые выбросы транспорта и систем кондиционирования (эффективные сети, электромобили, тепловые насосы, централизованные решения);
- планировать схему парковок и логистику для уменьшения стоянок двигателей в жару.
8) Климат-зависимое проектирование и баланс интересов
- Важное замечание: одни и те же приёмы работают по-разному в разных климатах. В холодном климате полезна максимальная солнечная доступность зимой; в жарком — приоритет имеет затенение и вентиляция.
- Балансы: плотная застройка уменьшаeт потребления земли и транспорта, но увеличивает UHI; решается сочетанием зелёных коридоров, «дышащих» застроек и высокоальбедных поверхностей.
9) Практический набор мер для минимизации UHI (приоритеты)
- связная сеть зелёных коридоров и уличной тени (деревья, вегетативные покрытия);
- повышенные альбедо крыш и покрытий, прохладные материалы;
- оптимизация $H/W$, градуированная высота зданий и сквозные продуваемые коридоры;
- зелёные крыши и фасады, водные элементы;
- снижение антропогенной тепловой нагрузки (энергоэффективность, транспорт).
Короткая числовая ориентировка: типичная интенсивность UHI в городах составляет $2-8^{\circ }\mathrm{C}$; деревья и зелёные корр diversity могут дать локальное охлаждение $1-3^{\circ }\mathrm{C}$; cool roofs уменьшают поверхности на $10-20^{\circ }\mathrm{C}$ и воздух на $0.5-1.5^{\circ }\mathrm{C}$ вблизи. Эти величины зависят от климата и плотности застройки.
Если нужно — могу дать быстрые рекомендации для конкретного климата (умеренный/субтропический/континентальный) и примерные ориентации улиц и $H/W$.