Почему в городе Алматы дома ставят под углом к улице: географические причины и последствия для проветривания

Географическая ловушка и горно-долинная циркуляция

Алматы находится на наклонном предгорном шлейфе хребта Заилийский Алатау. Перепад высот в городской черте огромный. Южные жилые массивы расположены на отметках около 1000–1100 метров над уровнем моря, а северная граница опускается до 600 метров. Котловинный рельеф создает замкнутое воздушное пространство, окруженное с юга и востока высокими горными цепями высотой до 4500 метров.

Крупные атмосферные циклоны часто проходят мимо или задерживаются перед горной стеной. В приземном слое атмосферы воцаряется штиль. Единственным постоянным двигателем воздуха остается суточная горно-долинная циркуляция, вызванная разницей температур между скалистыми вершинами и равнинной степью. Днем солнце прогревает нагретый асфальт и открытые северные участки быстрее, теплый воздух устремляется вверх по склону к ледникам, создавая долинный ветер. Ночью механизм разворачивается в обратную сторону. Охлажденные горные массы становятся тяжелыми и текут вниз на город стоковым горным ветром со скоростью от 1 до 5 метров в секунду.

Этот ночной сток служит естественным очистителем города. Главными природными путепроводами выступают русла рек Большая и Малая Алматинка, Весновка (Есентай) и ущелье Ремизовка. Доходя до равнины, поток теряет скорость из-за трения о поверхность земли, поэтому планировка жилых кварталов должна облегчать, а не тормозить его движение.

Почему здания ставят под углом

Уличная сеть исторической части Алматы спроектирована по прямоугольной прямоугольно-ортогональной схеме. Улицы проложены строго с юга на север вниз по склону и с востока на запад поперек него. Такую сетку заложили военные топографы еще в XIX веке при строительстве укрепления Верный. Однако воздушные струи спускаются с ущелий не строго по меридиану, а веером с юго-востока и юго-запада в зависимости от формы конкретного горного распадка.

Когда в 1960–1980-х годах советские архитекторы создавали генеральный план застройки микрорайонов «Самал», «Алмагуль» и спальных секторов вдоль улицы Шаляпина, они учитывали аэродинамику. Инженеры института «Казгорстройпроект» проводили продувку макетов в аэродинамических трубах. Здания ориентировали по диагонали к красным линиям кварталов по нескольким причинам.

• Продуваемость междомовых пространств. Расположенный под углом корпус встречает нисходящий поток воздуха узким торцом или плавной гранью, разделяя поток на две струи и направляя его вглубь двора без образования застойных аэродинамических теней.
• Предотвращение эффекта аэродинамической стены. Сплошной фасад, развернутый перпендикулярно к ветру, заставляет воздушную массу подниматься вверх и перелетать через квартал, оставляя нижние этажи и детские площадки в неподвижном смоговом мешке.
• Инсоляция помещений. В Алматы избыточная солнечная радиация летом приводит к перегреву жилья. Диагональная посадка домов исключает перегрев комнат западным низким солнцем и гарантирует равномерную освещенность комнат в течение всего дня.
• Сейсмическая защита. При землетрясении колебания почвы вдоль линии разломов создают направленные нагрузки. Разворот фасадов относительно господствующих тектонических разломов снижает резонансные риски для каркасных и панельных конструкций.

Температурная инверсия и накопление смога

Главная климатическая угроза для Алматы в холодный сезон — приземная инверсия температуры. В стандартных условиях с подъемом на каждые 100 метров температура воздуха падает примерно на 0,65 градуса Цельсия. Теплый воздух у земли поднимается вверх конвекцией, унося с собой выбросы ТЭЦ и выхлопные газы автомобилей.

Зимой в Алматинской котловине этот закон нарушается. Тяжелый выхоложенный воздух скапливается на дне котловины, а сверху на него натекают более теплые воздушные массы с гор или степных равнин. Образуется так называемая термическая крышка на высоте от 200 до 600 метров. Вертикальное перемешивание атмосферы прекращается полностью. В таких условиях единственным спасением от накопления угарного газа, диоксида азота и твердых частиц PM2.5 остается горизонтальный ветровой дренаж, завязанный на правильную расстановку зданий.

Современные градостроительные ошибки и их последствия

В последние тридцать лет правила проветривания часто нарушались точечной застройкой. Выше проспекта Аль-Фараби, прямо на путях формирования горного стока, выросли сплошные жилые комплексы повышенной этажности. Фасады многих современных комплексов встали глухой поперечной стеной к воздушным коридорам рек Весновка и Большая Алматинка.

Последствия такой застройки специалисты фиксируют инструментально.

• Скорость горно-долинного ветра в нижней части города снизилась более чем в два раза по сравнению с показателями середины XX века.
• Толщина приземного слоя смога увеличилась, а граница прозрачного горного воздуха отодвинулась вверх по склону на отметки выше 1200 метров.
• Внутри плотно застроенных кварталов сформировались локальные тепловые острова, где температура летней ночью на 4–6 градусов выше, чем на открытых участках предгорий.
• Дворы-колодцы потеряли естественную инсоляцию и сквозную циркуляцию, что усиливает концентрацию мелкодисперсной пыли на уровне детских площадок.