Технические требования к конструкциям навесов и пешеходных связей по типу «сухие ноги» на остановочных пунктах и железнодорожных станциях, обеспечивающих защиту от косого дождя с учетом аэродинамики сооружений на основе математического моделирования
(утв. Распоряжением ОАО «РЖД» от 19.03.2024 № 696/р)
Утверждены Распоряжением ОАО «РЖД» от 19 марта 2024 г. № 696/р
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К КОНСТРУКЦИЯМ НАВЕСОВ И ПЕШЕХОДНЫХ СВЯЗЕЙ ПО ТИПУ «СУХИЕ НОГИ» НА ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТАХ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ СТАНЦИЯХ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗАЩИТУ ОТ КОСОГО ДОЖДЯ С УЧЕТОМ АЭРОДИНАМИКИ СООРУЖЕНИЙ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Введение
Настоящие Технические требования (далее — ТТ) распространяются на навесы и пешеходные связи по принципу «сухие ноги» на остановочных пунктах и железнодорожных станциях, обеспечивающих защиту от косого дождя с учетом аэродинамики сооружений, обеспечивающих связь пассажирской инфраструктуры железнодорожного транспорта, а также последней с сетью городского и смежного пассажирского транспорта на транспортно-пересадочных узлах, железнодорожных вокзалах и вокзальных комплексах, остановочных пунктах и станциях в границах Центрального и Санкт-Петербургского транспортных узлов.
ТТ носят рекомендательный характер, применяются на добровольной основе в соответствии с Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» и не являются обязательными при проектировании навесов и пешеходных связей.
Область применения ТТ — разработка предпроектной документации. Разработанная предпроектная документация используется в дальнейшем при проектировании.
ТТ содержат рекомендации по проведению математического моделирования эффективности защиты навесами от погодных явлений вновь строящихся и реконструируемых навесов, пешеходных связей по принципу «сухие ноги» на пассажирских остановочных пунктах и железнодорожных станциях, а также требования к их эксплуатации, обеспечивающих доступные и безопасные условия для движения пассажиров, самостоятельного движения инвалидов и других маломобильных групп населения.
Применение ТТ позволит достичь следующие цели:
-
повысить конкурентоспособность и привлекательность железнодорожного транспорта для пассажиров;
-
развить и повысить комфорт внутригородских, пригородных и пригородно-городских пассажирских перевозок железнодорожным транспортом.
-
развить транспортно-пересадочные узлы, вокзалы, вокзальные комплексы, остановочные пункты и создать условия для развития прилегающих территорий;
-
обеспечить максимальную интеграцию железнодорожной инфраструктуры в сеть городского и смежного пассажирского транспорта;
-
повысить комфорт пассажиров при ожидании наземного транспорта и пересадке на смежные виды пассажирского транспорта (принцип «сухие ноги»).
В настоящие ТТ могут быть внесены изменения в порядке, установленном ГОСТ 2.503-2013.
Все внесенные изменения должны быть указаны в листе регистрации изменений.
Термины, определения и сокращения
В настоящих ТТ применены следующие термины с соответствующими определениями:
Абсолютная влажность воздуха — это масса водяного пара, содержащаяся в одном кубическом метре воздуха;
Атмосферные осадки — разновидность неблагоприятных метеорологических явлений, которые включают в себя дождь, снег (в зависимости от сезона года);
Балансодержатель — структурное подразделение или филиал ОАО «РЖД», на баланс которого передается актив, сформированный в результате реализации инвестиционного проекта, в соответствии с принятым решением о закреплении имущества;
Бизнес-заказчик — подразделение ОАО «РЖД», формирующее инвестиционную заявку и комплект обосновывающих материалов, паспорт инвестиционного проекта и детальный план мероприятий (для комплексных инвестиционных проектов), а также несущее ответственность за выполнение целевых и планово-стоимостных параметров от реализации инвестиционного проекта и своевременную актуализацию паспорта инвестиционного проекта;
Доступные пешеходные зоны Объекта — зоны на железнодорожных пассажирских остановочных пунктах и станциях (в том числе и под навесами) и пешеходные связи доступные для нахождения и передвижения пассажиров.
Исполнитель — организация, выполняющая строительно-монтажные работы и передающая построенный объект на баланс и/или в хозяйственное ведение Бизнес-заказчику;
Критерий комфортности по принципу «сухие ноги» — условие превышения значения горизонтальной поперечной составляющей скорости ветра, направленного на навес или пешеходную связь под любым углом в горизонтальной плоскости, над допустимым значением, определенным для конкретного типа и конфигурации конструкции навеса или пешеходной связи, который приводит к отклонению линий тока дождя (снежинок) от вертикального падения, заносу его (их) под навес в область продольной (центральной) осевой вертикальной плоскости навеса, формированию областей 100% относительной влажности (в том числе, скоплению жидкости на поверхности платформы или пешеходной дорожки) и ощущению дискомфорта человека;
МЦД — Московские центральные диаметры;
МЦК — Московское центральное кольцо;
Навес — металлическая, железобетонная или иная конструкция, состоящая из столбчатых несущих конструкций и крыши (кровли), располагающаяся на пассажирской платформе или в непосредственной близости от платформы, защищающая пассажиров от вертикально падающих осадков в виде дождя или снега;
НГПТ — наземный городской пассажирский транспорт;
Объект — пассажирский транспортно-пересадочный узел, железнодорожный вокзал или вокзальный комплекс, остановочный пункт, станция в границах Центрального или Санкт-Петербургского транспортного узла;
ОП — остановочный павильон, элемент пассажирского остановочного пункта в зоне ожидания, предназначенный для защиты пассажиров от осадков и ветра;
Относительная влажность воздуха — отношение текущего и максимального значения абсолютной влажности при определенной температуре воздуха;
Пешеходная связь — наземная интеграция пассажирской инфраструктуры железнодорожного транспорта между собой, а также с сетью городского и смежного пассажирского транспорта, обеспечивающая защиту пассажиров от осадков;
СПбТУ — Санкт-Петербургский транспортный узел;
Сухие ноги — система навесов, установленных на территории ТПУ над пешеходными маршрутами для защиты от осадков пассажиров в процессе пересадки между видами транспорта;
ТПУ — транспортно-пересадочный узел — пассажирский комплекс, выполняющий функции по перераспределению пассажиропотоков между видами транспорта и направлениями движения.
1. Общие требования и нормы
Для определения эффективности защиты пассажиров от атмосферных осадков навесами и пешеходными связями применительно к выбранному оригинальному архитектурному решению, а также для определения необходимости возведения дополнительных ветровых заграждений на Объектах, определения формы, размера и местоположения ветровых заграждений, необходимо проводить математическое моделирование для каждого Объекта.
Для типовых проектов навесов в условиях стандартной городской застройки возможно использование оптимального соотношения высоты и ширины навеса для максимальной защиты пассажиров от сезонных осадков (Приложение В) без проведения математического моделирования.
Навесы и пешеходные связи по принципу «сухие ноги» предназначены для создания комфортной крытой пешеходной зоны, обеспечивающей перемещение пассажиров между близлежащими транспортными объектами пассажирской инфраструктуры (остановочными пунктами МЦД, МЦК, СПбТУ, станциями метрополитена и остановками наземного пассажирского транспорта). Предлагаемые конструкции навесов являются универсальными решениями для большинства ситуаций, легко вписываются в городскую инфраструктуру, обеспечивают сохранность инженерных сетей.
Внешний вид системы навесов по принципу «сухие ноги» должен гармонировать с архитектурным окружением в месте установки и соответствовать единой стилистике объектов пассажирской транспортной инфраструктуры Центрального и Санкт-Петербургского транспортных узлов.
1.1 Требования соответствия нормативным документам
Все технические решения, связанные с изготовлением и монтажом системы навесов должны соответствовать требованиям безопасности, установленными законодательством Российской Федерации, а также требованиям экологических, санитарно-гигиенических, противопожарных и других норм, действующих на территории Российской Федерации, и обеспечивать безопасную для жизни и здоровья людей эксплуатацию объектов, в том числе требованиям законодательных и нормативных документов.
При изменении (замене) документов стандартизации, нормативных и технических документов, на которые приведены ссылки в настоящих ТТ, следует руководствоваться измененными (замененными) документами. При отмене указанных документов, следует руководствоваться настоящими ТТ без учета положений, определяемых отмененными документами.
1.2 Основные требования по комфортности пассажиров применительно к системам навесов «сухие ноги»
Под принципом «сухие ноги» подразумевается организация процессов ожидания, перехода, посадки, высадки пассажиров в защищенных от воздействия атмосферных осадков (снег, дождь) местах.
Для определения критерия комфортности навесов и пешеходных связей, обеспечивающих защиту от атмосферных осадков и анализа ветровых и атмосферных (снег, дождь) воздействий на различные конструкции навесов введен критерий «сухие ноги».
В соответствии с критерием «сухие ноги», случай нахождения человека за продольной осевой линией навеса относительно направления ветра, рассматривается как самый защищенный от снега и дождя, которую вынужденно займет человек, укрывающийся от снега или дождя. При этом учитывается рациональное стремление человека к положению, обеспечивающему ему комфорт, то есть перемещение для занятия определенной позиции под навесом или пешеходной связью, которая будет соответствовать минимальному количеству попадающей на него влаги.
Ключевыми условиями для определения критерия комфортности по принципу «сухие ноги» являются:
-
условие заноса линий тока осадков в плоскость, вертикально проходящую через продольную центральную ось навеса или пешеходной связи, что соответствует нарушению принципа «сухие ноги» и, как следствие, нарушению состояния комфортности человека;
-
условие превышения значения горизонтальной поперечной составляющей скорости ветра над пороговым значением, после чего начинается выполнение 1 условия.
Для оценки комфортности навесов «сухие ноги» требуются данные метеонаблюдений: роза ветров и повторяемость распределения скоростей ветра в качестве исходных данных (граничных условий) при проведении численного расчета нестационарного обтекания тел.
Среднегодовые скорости ветра, максимальные в порывах скорости ветра, роза ветров, среднегодовые осадки в мм, максимальные осадки по годам определяются по климатической справке предоставленной Центральной дирекцией инфраструктуры ОАО «РЖД».
Для определения коэффициента «сухих ног» применяется формула (1) (используется при проведении математического моделирования).
Точечное значение коэффициента «сухих ног» в точке j, на высоте hn,
K_{n_{j}}^{\text{сн}} = \frac{\omega^{\text{п}}}{\omega^{\text{п}} + \omega_{n_{j}}} , (1)
где \omega^{\text{п}} — пороговое значение горизонтальной поперечной составляющей скорости ветра, при котором капли дождя (снежинки) заносятся под строительное сооружение (навес, пешеходная связь и т.д.) и достигают вертикальной плоскости, проходящей через продольную строительную ось (определяется расчетным путем при математическом моделировании объекта);
\omega_{n_{j}} — значение горизонтальной поперечной составляющей скорости ветра в точке j на высоте hn (определяется при математическом моделировании на основании статистических данных о фактических скоростях ветра, указанных в климатической справке предоставленной Центральной дирекцией инфраструктуры ОАО «РЖД».
Для получения интегральной оценки результаты фактических значений горизонтальной поперечной составляющей скорости ветра \omega_{n_{j}} в точках j усредняются сначала в продольном направлении на одной высоте, а затем усредненные продольные значения усредняются по высоте конструкции навеса (hn).
Соответственно, значения K_{n_{j}}^{\text{сн}} в диапазоне (0, 0,5] будут соответствовать ситуациям, когда \omega_{n_{j}} \geq \omega^{\text{п}} , и капли дождя (снежинки) залетают под навес, а значения K_{n_{j}}^{\text{сн}} в диапазоне (0,5, 1] будут соответствовать ситуациям, когда 0 \leq \omega_{n_{j}}<\omega^{\text{п}} , и средняя скорость капель дождя (снежинок) недостаточна для залета под навес, т.е. соответствуют критерию комфортности по принципу «сухие ноги».
Зоны, где 0.5 \leq K_{n_{j}}^{\text{сн}} \leq 1 , являются зонами комфорта («сухие ноги»), а где K_{n_{j}}^{\text{сн}}<0.5 — зоны пешеходного дискомфорта.
Значения коэффициента «сухие ноги» Kсн будут различны для каждого времени года. Самый низкий коэффициент «сухие ноги» Kсн характерен для зимнего периода (с учетом задувания снега). В целом коэффициент Kсн для навесов и пешеходных связей типа «П», «Г» и «Т» должен удовлетворять требованиям по комфортности и находится в требуемом диапазоне (0,5...1,0] для всех доступных пешеходных зон Объекта, оборудованных навесами. Принимая во внимание изменение направления ветра в течение года, для оценки эффективности защиты навесами и пешеходными связями от атмосферных осадков, целесообразно рассчитывать коэффициент «сухие ноги» для каждого сезона.
Тип конструкции и соотношение ее сторон (L1(высота)/L2(ширина)) оказывают влияние на эффективность защиты пассажиров (значение коэффициента «сухие ноги» Kсн.) При уменьшении отношения L1/L2, эффективность защиты пассажиров (значение коэффициента «сухие ноги» Kсн будет увеличиваться).
В Приложение В приведены области значений L1/L2 для навесов типа «П», «Г», «Т», при которых обеспечивается максимальная защита пассажиров от сезонных осадков.
Приведенные в Приложении В области значений L1/L2 рекомендовано применять при разработке предпроектной документации на навесы типовых конструкций (Приложение Б), а также при расположении Объекта в условиях стандартной городской застройки (Объект закрыт окружающей застройкой со всех сторон) и если тип навесов, метеоусловия, условия застройки аналогичные станциям Митьково, Фарфоровская (Санкт-Петербургский транспортный узел), Ольгино, Щукинская, Сортировочная (Санкт-Петербургский транспортный узел), Текстильщики, Ростокино.
В остальных случаях (Объект расположен на открытом пространстве, окружающей застройки нет, окружающая застройка расположена с одной стороны, в окружении только одиночно-стоящие здания и сооружения, Объект расположен на возвышении (эстакада, естественный или искусственный рельеф), имеется большой перепад высот в границах Объекта и прочие условия) рекомендуется проводить математическое моделирование для каждого объекта.
Рекомендации по проведению математического моделирования приведены в Приложении Г.
1.3 Основные требования к системам навесов «сухие ноги»
При выборе мест установки системы навесов по принципу «сухие ноги», необходимо учитывать кратчайшие возможные пешеходные пути, соединяющие объекты ТПУ.
В местах сопряжения навесов с входными группами других пассажирских объектов (входами в подуличный переход/наземный вестибюль станции метрополитена/МЦК/МЦД/СПбТУ, остановочные пункты), стык крыш должен обеспечивать предотвращение попадания атмосферных осадков на пассажиров.
Типовые виды навесов и их размеры, приведены в Приложении Б.
Внешний вид системы навесов по принципу «сухие ноги» должен гармонировать с архитектурным окружением в местах установки и соответствовать единой стилистике объектов пассажирской транспортной инфраструктуры г. Москвы и г. Санкт-Петербурга.
Навес должен покрывать траектории движения пассажиров и места ожидания транспорта на территории ТПУ.
На предпроектной стадии необходимо разделить систему навесов по принципу «сухие ноги» на участки и определить балансодержателей для каждого из участков.
Разделение системы навесов между балансодержателями не допускает попадание осадков в местах сопряжения навесов.
Разработка системы навесов должна учитывать требования для формирования безбарьерной среды для маломобильных групп населения в соответствии с СП 140.13330.2012, СП 59.13330.2016.
1.4 Требования по учету климатических параметров при разработке предпроектной документации навесов и пешеходных связей
Климатические параметры к навесам и пешеходным связям по принципу «сухие ноги» включают ветровые, снеговые и дождевые нагрузки, температурный режим с учетом региональных климатических условий в соответствии с СП 131.13330.2020.
Расчет допустимых нагрузок должен производиться в соответствии с СП 20.13330.2016.
Скорость ветра и его направление (северное, западное, южное и восточное), также температурный режим в районе исследуемого Объекта определяются согласно СП 131.13330.2020.
Анализ количества атмосферных осадков производится на основе оценки количества осадков в данном районе (усредненные по месяцам года статистические данные о количестве осадков, зафиксированных в географических районах Объекта) и также определяется в соответствии с СП 131.13330.2020.
Конструкция навеса должна быть рассчитана в соответствии с СП 20.13330.2016.
Расчетная снеговая нагрузка рассчитывается в соответствии с СП 20.13330.2016.
Коэффициент надежности по ответственности рассчитывается в соответствии с СП 20.13330.2016.
Ледовая нагрузка рассчитывается в соответствии с СП 20.13330.2016. Боковые и вертикальные нагрузки регламентируются СП 20.13330.2016.
2. Требования к навесам и пешеходным связям
2.1 Общие требования к навесам и пешеходным связям
Навесы и пешеходные связи по принципу «сухие ноги» — конструкции, обеспечивающие комфорт пассажиров при ожидании ОТ или пересадке на смежные виды транспорта.
Навесы и пешеходные связи представляют собой системы, состоящие из колонн, вспомогательных и поперечных конструкций, крыши.
Все элементы конструкции навесов должны соответствовать требованиям «Единой Системы Защиты от Коррозии и Старения (ЕСЗКС). Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами» ГОСТ 9.005-75.
При наличии узлов с деформационными швами предусмотреть исключение попадания осадков под кровлю (на тротуар).
Количество деформационных швов устанавливается предпроектной документацией на строительство конкретного инженерного сооружения, в зависимости от формы и материалов конструкции.
Обустройство пассажирских платформ навесами, их эксплуатация и содержание должны осуществляться с соблюдением требований безопасности в соответствии с «Типовыми требованиями к размещению, эксплуатации, обслуживанию и ремонту пассажирских обустройств на железнодорожных линиях», утвержденными распоряжением ОАО «РЖД» от 1 декабря 2021 г. № 2695/р.
Пожарная безопасность навесов должна обеспечиваться соблюдением требований СП 18.13330.2019, Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и СП 4.13130.2013, в части обеспечения движения пожарной техники.
2.2 Габаритные требования
Расположение навесов и пешеходных связей по принципу «сухие ноги» должно соответствовать:
-
Габаритным ограничениям в соответствии с ГОСТ 9238-2022;
-
«Контрольным очертаниям приближения строений КО65 и КОтб, минимально необходимые для пропуска пассажирских двухэтажных вагонов ОАО „ТВЗ“ модели 61-4465 и перспективных двухэтажных вагонов с увеличенным верхним очертанием, частично использующих габарит подвижного состава Тб», утвержденным распоряжением ОАО «РЖД» от 29 декабря 2016 г. № 2778/р;
-
Ограничениям по высоте над проезжей частью в соответствии с СП 4.13130.2013, в части обеспечения движения пожарной техники.
Ширина навеса должна рассчитывается по прогнозному пиковому пассажиропотоку на накрываемом направлении.
Рекомендации к размерам и конструкциям типовых навесов в условиях стандартной городской застройки приведены в Приложениях Б и В.
Оптимальное соотношение высоты и ширины навеса типовых конструкций навесов в условиях стандартной городской застройки для максимальной защиты пассажиров от сезонных осадков представлено в Приложении В.
2.3 Требования к элементам конструкции навесов
Для предотвращения попадания воды на пешеходную зону, укрываемую навесом или пешеходной связью, необходимо предусмотреть систему отвода осадков с крыши навеса в ливневую канализацию ТПУ.
На крыше рекомендуется разместить кровельный лоток (с антикоррозионным покрытием). Кровельные лотки должны соединяться с системой водоотвода. Для обеспечения бесперебойной работы системы отвода осадков с крыши предусмотреть установку в лотках кровли грязеулавливающих решеток.
В климатических поясах с отрицательными температурами рекомендуется предусмотреть обогрев системы отвода осадков с крыши.
Элементы конструкции навесов должны обеспечивать защиту пассажиров от атмосферных осадков и соответствовать критерию комфортности по принципу «сухие ноги».
Приложение А
(справочное)
Перечень ссылочных нормативных документов
| Обозначение документа | Наименование документа | Номер пункта в ТТ |
| № 184-ФЗ | Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании» | Введение |
| ГОСТ 2.503-2013 | Межгосударственный стандарт «Единая система конструкторской документации. Правила внесения изменений». | Введение |
| ГОСТ Р 56728-2015 | Национальный стандарт Российской Федерации «Здания и сооружения. Методика определения ветровых нагрузок на ограждающие конструкции» | Приложение Г |
| ГОСТ 9238-2022 | Межгосударственный стандарт «Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений». | 2.2 |
| ГОСТ 9.005-75 Межгосударственный стандарт «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами». | ||
| 2.1, 2.3 | СП 18.13330.2019 | Свод правил «Производственные объекты. Планировочная организация земельного участка». |
| 2.2 СП 20.13330.2016 | ||
| Свод правил «Нагрузки и воздействия». | 1.4 | СП 4.13130.2013 |
| Свод правил «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям». | 2.2 | СП 59.13330.2016 |
| Свод правил «Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения». | 1.3 | СП 140.13330.2012 |
| Свод правил «Городская среда. Правила проектирования для маломобильных групп населения». | 1.3 | № 123-ФЗ |
| Федеральный закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» | 2.2 | СП 131.13330.2020 |
| Свод правил «Строительная климатология» 1.4 | ||
| № 2695/р | «Типовые требования к размещению, эксплуатации, обслуживанию и ремонту пассажирских обустройств на железнодорожных линиях», утвержденные распоряжением ОАО «РЖД» от 1 декабря 2021 г. № 2695/р | 2.1, 2.4 |
| № 2778/р | «Контрольные очертания приближения строений КО65 и КОтб, минимально необходимые для пропуска пассажирских двухэтажных вагонов ОАО „ТВЗ“ модели 61-4465 и перспективных двухэтажных вагонов с увеличенным верхним очертанием, частично использующих габарит подвижного состава Тб», утвержденные распоряжением ОАО «РЖД» от 29 декабря 2016 г. № 2778/р | 2.2 |
| РД 34 15.132-96 Руководящий документ «Сварка и контроль качества сварных соединений металлоконструкций зданий при сооружении промышленных объектов», утвержденный Минтопэнерго России 14 марта 1996 г., Минстроем России 20 мая 1996 г. | ||
| 2.3 | Перечень библиографических ссылок | |
| 1 | Белостоцкий, А.М. Численное моделирование задач строительной аэродинамики. Разработка методик расчета ветровых воздействий и исследование реальных объектов/А.М. Белостоцкий, С.И. Дубинский, И.Н. Афанасьева//Вестник МГСУ, 2010. — № 4 — 5. — С. 182 — 185. | |
| Приложение Г | 2 | Белостоцкий, А.М. Оценка пешеходной комфортности на основе численного моделирования ветровой аэродинамики зданий в окружающей застройке/А.М. Белостоцкий, И.Н. Афанасьева, И.Ю. Ланцова//International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2019. — № 15. — С. 24 — 39. |
Белостоцкий, А.М. Математическое (численное) моделирование ветровых нагрузок и воздействий: метод. пособие/А.М. Белостоцкий, П.А. Акимов, И.Н. Афанасьева и др. — М.: Федеральный центр нормирования, стандартизации и технической оценки соответствия в строительстве, 2020. — 61 с.
Основные типовые схемы устройства навесов представлены на рис. 1.
Рисунок 1 — Типы навесов в поперечном сечении — «П», «Г» и «Т»
Тип конструкции и соотношение ее сторон (L1/L2) оказывают влияние на эффективность защиты пассажиров (значение коэффициента «сухие ноги» Kсн.) При уменьшении отношения L1/L2, эффективность защиты пассажиров (значение коэффициента «сухие ноги» Kсн) будет увеличиваться.
Значительное влияние на изменение значения коэффициента «сухие ноги» Kсн оказывает аэродинамика сооружения и окружающей застройки. Чем больше высота и размер зданий и сооружений, тем значительнее влияние они оказывают.
Значение Kсн также зависит от местоположения навеса или пешеходного перехода: если конструкция расположена на возвышении (эстакаде) и не имеет естественной (рельеф местности) или искусственной (здания и сооружения) защиты от ветра, то для обеспечения комфорта пассажиров, при любой конфигурации навеса или пешеходной связи, необходимо предусмотреть ветровые заграждения таким образом, чтобы заграждение закрывало полностью наветренную сторону части навеса или пешеходной связи.
Для определения необходимости возведения дополнительных ветровых заграждений на Объектах, определения формы, размера и местоположения ветровых заграждений, необходимо проводить математическое моделирование для каждого Объекта.
1. Типовые конструкции П-образных навесов
Типовые конструкции П-образных навесов (тип «П») представлены на рисунках 2 - 6.
Рисунок 2 — тип «П» навесов на остановочных пунктах, L1 — высота, L2 — ширина, характерное соотношение для типа «П» L1/L2 от 0,32 до 0,89
Рисунок 3 — Пример трехмерной модели элемента навеса тип «П» с размерами
Рисунок 4 — Пример трехмерной модели элемента навеса тип «П» для обеспечения перехода между ТПУ с размерами
Рисунок 5 — Пример трехмерной модели элемента навеса («сухие ноги») с размерами
Рисунок 6 — Пример трехмерной модели элемента навеса («сухие ноги») с размерами
2. Типовые конструкции Г-образных навесов
Типовые конструкции Г-образных навесов (тип «Г») представлены на рисунках 7, 8, 9.
Рисунок 7 — тип «Г» навесов на остановочных пунктах, L1 — высота, L2 — ширина, характерное соотношение для типа «Г» L1/L2 от 0,31 до 0,81
Рисунок 8 Пример модели навеса типа «Г» (с павильоном) с размерами
Рисунок 9 Пример трехмерной модели элемента навеса тип «Г» с размерами
3. Типовые конструкции Т-образных навесов
Типовые конструкции Т-образных навесов (тип «Т») представлены на рисунках 10, 11, 12, 13.
Рисунок 10 — тип «Т» навесов на остановочных пунктах, L1 — высота, L2 — ширина, характерное соотношение для типа «Т» L1/L2 от 0,31 до 1,04
Рисунок 11 Пример модели элемента навеса типа «Т»
Рисунок 12 Пример модели навеса типа «Т» с размерами
Рисунок 13 — Пример модели элемента навеса («сухие ноги») с размерами
ОПТИМАЛЬНОЕ СООТНОШЕНИЕ ВЫСОТЫ И ШИРИНЫ НАВЕСА ДЛЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ПАССАЖИРОВ ОТ СЕЗОННЫХ ОСАДКОВ
Для определения оптимальных геометрических размеров навесов и пешеходных связей различных типов (тип «П», «Т» и «Г») для обеспечения максимальной защиты пассажиров от сезонных осадков проведен ряд расчетов при различных значениях высоты (L1) и вылета (L2) навеса. В качестве безразмерной величины, определяющей форму конструкции, определено соотношение L1/L2. Минимальное значение соотношения L1/L2 определяется из условия комфортного нахождения человека под навесом, а также габаритов подвижного состава (L1/L2 = 0,3). Параметром, определяющим комфортность пассажиров под навесами, является скорость, при которой мелкие капли дождя начинают заноситься под навес. В связи с тем, что осадки в виде капель дождя преобладают во всех сезонах года, они были выбраны в качестве определяющего показателя.
Результаты расчетов по определению оптимального соотношения L1/L2 для навесов и пешеходных связей различных типов (тип «П», «Т» и «Г»), при которых мелкие капли дождя начинают заноситься под навес, представлены на рисунках 1 - 3.
Рисунок 1 — Зависимость скорости ветра от оптимального соотношения L1/L2, при которой мелкие капли дождя начинают заноситься под навес (тип «П»)
Для навеса типа «П» область, при которой обеспечивается максимальная защита пассажиров от сезонных осадков, составляет 0,32 <= L1/L2 <= 0,89, при значениях скорости ветра — 3,01 \leq \omega \leq 3,78\text{м}/\text{с} . В области при L1/L2 >= 0,95 и \omega>3\text{м}/\text{с} защита пассажиров от сезонных осадков под навесами и пешеходными связями практически не обеспечивается, это обусловлено габаритами конструкции.
Рисунок 2 — Зависимость скорости ветра от оптимального соотношения L1/L2, при которой мелкие капли дождя начинают заноситься под навес (тип «Т»)
Для навеса типа «Т» область, при которой обеспечивается максимальная защита пассажиров от сезонных осадков, составляет 0,31 <= L1/L2 <= 1,04, при значениях скорости ветра — 2,79 \leq \omega \leq 3,7\text{м}/\text{с} . В области при L1/L2 >= 1,1 и \omega>2,6\text{м}/\text{с} защита пассажиров от сезонных осадков под навесами и пешеходными связями практически не обеспечивается, это обусловлено габаритами конструкции.
Рисунок 3 — Зависимость скорости ветра от оптимального соотношения L1/L2, при которой мелкие капли дождя начинают заноситься под навес (тип «Г»)
Для навеса типа «Г» область, при которой обеспечивается максимальная защита пассажиров от сезонных осадков, составляет 0,31 <= L1/L2 <= 0,81, при значениях скорости ветра — 2,86 \leq \omega \leq 3,69\text{м}/\text{с} . В области при L1/L2 >= 0,9 и \omega>2,61\text{м}/\text{с} защита пассажиров от сезонных осадков под навесами и пешеходными связями практически не обеспечивается, это обусловлено габаритами конструкции.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОВЕДЕНИЮ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В качестве исходной информации для математического моделирования используется информация, позволяющая сформировать представление об Объекте и окружающей застройке:
-
прочая информация по запросу (необходимость выявляется при проведении математического моделирования).
В качестве исходных метеорологических данных используются переданные статистические данные о направлении ветра и силе ветра, а также температуре усредненные по месяцам года, зафиксированные в географических районах Объектов.
В качестве показателей вентилирования воздуха вне зданий используется средняя скорость ветра с поправками на антропогенный и естественный ландшафты для конкретной территории, где будет располагаться объект. Скорость ветра и его направление (северное, западное, южное и восточное), также температурный режим в районе исследуемого Объекта определяются согласно СП 131.13330.2020, а также по данным климатической справки Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД». Поправки на антропогенный и естественный ландшафты для конкретной территории рассчитываются при математическом моделировании.
Оценка особенностей рельефа производится с целью определения матрицы высот территории вблизи объекта. Определяются ровные места и относительные понижения рельефа, плоские водоразделы и вершины, склоны различной крутизны, а также водостоки. Участки, имеющие крутизну менее 2°, приравниваются к ровным местам.
В результате анализа полученной исходной информации моделируется объемная геометрическая модель здания, сооружения, окружающей застройки и особенностей рельефа. При создании трехмерной геометрической модели объекта детализация выбирается в соответствии с поставленной задачей. Подробная детализация при создании геометрии здания или сооружения, воспроизведение реальной формы фасадов необходима для адекватной оценки защиты от осадков, а также дождевых, ветровых и снеговых воздействий на различные конструкции.
При моделировании реальной застройки рассматривается близлежащая территория радиусом, достаточным для учета аэродинамического влияния окружающей застройки для крупных объектов, как правило, от 1 до 3 км. Окружающая застройка моделируется упрощенно согласно исходным данным — чертежам ситуационного плана. При построении геометрической модели застройки учитывается реальное расположение зданий относительно объекта, их высота и сечение в плане, а также локальный рельеф местности (перепады высот вблизи объекта). Для зданий или сооружений, не относящихся к объекту, допускается разумное упрощение геометрических форм здания или сооружения.
На рис. 1 показана трехмерная модель навесов и пешеходных связей по принципу «сухие ноги» с инфраструктурой вблизи него.
Рисунок 1 Трехмерная модель навесов и пешеходных связей по принципу «сухие ноги» с инфраструктурой вблизи него
В объемной геометрической модели создается комбинированная конечно-объемная сетка: неструктурированная сетка из тетраэдров, призм и пирамид в геометрически «сложных» областях и структурированная сетка из гексаэдров в геометрически «простых» областях.
Рекомендуемые размеры конечно-объемных сеток для проведения основных расчетных исследований:
- у поверхности объекта и приземном воздушном слое (~ 4 м от земли): 0,25 — 1 м;
- в ближней зоне объекта (в радиусе 0,3 — 0,5 км) у поверхностей соседних зданий и сооружений и приземном воздушном слое достигают: 1,5 — 3 м;
- на достаточном удалении от объекта (в радиусе более 0,5 км) размеры у поверхностей зданий/сооружений окружающей застройки: 6 — 10 м, а в приземном слое: 4 — 6 м.
Перед проведением цикла основных аэродинамических расчетов (в т.ч. ветровых, дождевых и снеговых воздействий) здания или сооружения с учетом окружающей застройки и локального рельефа местности необходимо проводить серию верификационных и валидационных расчетных исследований (проверка сеточной сходимости) без учета застройки и рельефа с целью выбора оптимальных параметров расчетной конечно-объемной сетки непосредственно у поверхности и вблизи исследуемого объекта. Рекомендуемая начальная величина поверхностной сетки на объекте не должна превышать характерные размеры фасадных конструкций (~ 0,5 м). Серия валидационных расчетов завершается по достижении сеточной сходимости результатов.
В качестве начальных условий для расчета определяется сезон, средняя скорость (направление) ветра (в соответствии с розой ветров местности), температура и количество осадков (для соответствующего района местности) в соответствии с СП 131.13330.2020 и СП 20.13330.2016. Определяются параметры воздуха и интенсивность турбулентности с учетом СП 131.13330.2020. Расчет траекторий движения частиц дождя/снега проводится с использованием результатов, полученных при аэродинамическом расчете объекта.
Коэффициент сухих ног рекомендуется определять посредством создания трехмерной модели с решением системы уравнений гидрогазодинамики движения воздушных масс, заносящих осадки в виде капель дождя или снега под крышу навеса с учетом розы ветров, среднемесячных норм выпадения осадков и окружающего ландшафта (который влияет на движение воздушных масс) [1, 2, 3]. Решение указанных уравнений гидрогазодинамики рекомендуется проводить численными методами в соответствии с п. 5.5.3 ГОСТ Р 56728-2015 (с учетом требований СП 20.13330.2016) с применением CFD-технологии, содержащую опцию решения задач нестационарного трехмерного обтекания тел воздушной средой, на основе классической модели вязкой несжимаемой жидкости постоянной плотности при отсутствии внешних сил.
Для учета эффектов турбулентности следует детально моделировать рельеф и окружающую застройку. На поверхностях исследуемых зданий и сооружений возможно задание эквивалентной шероховатости материала. Крупномасштабную шероховатость (балконы, оконные проемы) необходимо моделировать непосредственно.
Результаты моделирования передаются Бизнес-заказчику и используются в дальнейшем, как исходные данные при проектировании строительства или реконструкции навесов.
ЛИСТ РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕНЕНИЙ
| Изм. | Номера листов (страниц) | Всего листов страниц в докум. | № докум. | Входящий № сопроводительного докум. | Подп. | Дата | |||
| измененных | замененных | новых | аннулированных | ||||||