Расчет степени загазованности - Расчет загазованности территории

Все горячие газы при смешении с окружающим воздухом быстро охлаждается и их плотность быстро приближается к плотности воздуха, поэтому он быстро рассеивается по территории как некий средний газ.

В градостроительной практике за представительный показатель уровня загрязнения атмосферного воздуха часто принимается концентрация в приземном слое территории и по высоте здания окиси углерода. ПДКСС (среднесуточная) СО равна 3 мг/ м3, а ПДКМР (максимально разовая) - 5 мг/м3.

Количество выбрасываемых автомобилем вредных веществ зависит от технического состояния двигателя, качества топлива и режима работы двигателя.

Снижение загрязнения атмосферного воздуха связано с электрификацией автотранспорта (замена автомобиля электромобилем, широкое развитие троллейбусного движения, метрополитена, монорельсовых дорог и др.). Однако предложенные варианты электромобилей не отвечают современным требованиям и нуждаются в серьезном усовершенствовании. Таким образом, можно говорить лишь о частичной электрификации транспортных средств.

Проблема непосредственного снижения вредных выбросов в самом источнике (автомобиле) наталкивается на ряд технических трудностей. Ведутся исследования, направленные на усовершенствование рабочего процесса двигателей и систем зажигания, разработку специальных топлив, изыскание эффективных и экономичных нейтрализаторов выхлопных газов и т. п. Для выполнения всех этих исследований и внедрения их результатов в практику, очевидно, потребуется достаточное время.

Таким образом, на ближайшую перспективу технические усовершенствования существующих типов автомобилей способны лишь снизить, но не устранить выброс вредных примесей в атмосферу. Поэтому сочетание технических мер с градостроительными и административно-законодательными дают наибольший гигиенический эффект на ближайшие 20-30 лет.

Одним из градостроительных мероприятий часто применяемых для этих целей является озеленение территории застройки. Обычно посадка зеленых насаждений осуществляется вдоль улицы, около перекрестков и на внутриквартальной территории. При этом обязательна посадка кустарников (высокая степень поглощения вредных веществ), а также деревьев. В таблице 1 представлена эффективность этих мероприятий.

Таблица 1. Влияние озеленения на снижение загазованности территории

Наименование посадок

Степень снижения загазованности, %

Кустарник (ширина полосы 0,6 - 1,6 м)

7 - 15

Однорядная посадка деревьев при шахматном порядке (ширина полосы 10 - 15м)

25

Двухрядная посадка деревьев, при расстоянии между рядами 3 - 5м, ряды аналогичны однорядной посадке (ширина полосы 21 - 25м)

40

Трехрядная посадка деревьев, при расстоянии между рядами 3м, ряды аналогичны однорядной посадке (ширина полосы 26 - 30м)

50

Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% "летит на ветер". К тому же камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.

Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч, в среднем автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного автомобиля - это 800 кг окиси углерода (СО), 40 кг оксидов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности ее концентрация в атмосферном воздухе желательно не должна превышать 1 мг/м3.

Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины. Из-за проникновения окиси углерода в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация окиси углерода на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязненного воздуха.

На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии. В основном, они характерны для севера европейской части России, Сибири, Дальнего Востока и возникают, как правило, при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего их приземные концентрации возрастают в несколько раз.

Из соединений металлов, входящих в состав твердых выбросов автомобилей, наиболее изученными являются соединения свинца. Это обусловлено тем, что соединения свинца, поступая в организм человека и теплокровных животных с водой, воздухом и пищей, оказывают на него наиболее вредное действие. До 50% дневного поступления свинца в организм приходится на воздух, в котором значительную долю составляют отработавшие газы автомобилей.

Градостроительные мероприятия, улучшающие условия рассеивания выхлопных газов автотранспорта в жилой застройке и позволяющие снижать концентрации до предельно допустимых значений - важный фактор в борьбе за чистоту воздушного бассейна в городе.

Известны случаи трагической гибели людей, запускавших двигатели автомобилей при закрытых воротах гаража. В одноместном гараже смертельная концентрация окиси углерода возникает уже через 2-3 минуты после включения стартера. В холодное время года, остановившись для ночлега на обочине дороги, неопытные водители иногда включают двигатель для обогрева машины, а из-за проникновения угарного газа в кабину такой ночлег может оказаться последним.

Уровень загазованности магистралей и примагистральных территорий зависит от интенсивности движения автомобилей, ширины и рельефа улицы, скорости ветра, доли грузового транспорта и автобусов в общем потоке и других факторов. При интенсивности движения 500 транспортных единиц в час концентрация СО на открытой территории на расстоянии 30-40 м от автомагистрали снижается в 3 раза и достигает нормы. Затруднено рассеивание выбросов автомобилей на тесных улицах. В итоге практически все жители города испытывают на себе вредное влияние загрязненного воздуха. Градостроительные мероприятия, улучшающие условия рассеивания выхлопных газов автотранспорта в жилой застройке и позволяющие снижать концентрации до предельно допустимых значений - важный фактор в борьбе за чистоту воздушного бассейна в городе.

Значения фоновых концентраций загрязняющих веществ типичны для многих районов Москвы, как соседствующих с территориями производственного назначения, так и находящихся от них на относительном удалении.

Для анализа загрязнения воздушной среды необходимо определить Концентрации окиси углерода на бордюре проезжей части, которая определяется по эмпирической формуле, предложенной В. Ф. Сидоренко (ВолГАСУ):

С= ,

Где - расчетная концентрация СО на бордюре проезжей части, мг/м3; N - количество автомобилей в час в обоих направлениях: - скорость ветра на улице, м/с, при штиле =1 м/с; H - ширина улицы в линиях регулирования застройки, м; - коэффициент, учитывающий конструкцию двигателей, уровень технического обслуживания машин, вид топлива и т. д.

В настоящее время =0,35; - коэффициент, учитывающий долю общественного и грузового транспорта () в потоке и его среднюю скорость (табл.3); - коэффициент, учитывающий повышение уровня концентрации СО, вследствие прерывистости движения транспорта из-за наличия перекрестков (табл. 2).

Таблица 2. Значения при разных автотранспортных потоках

До 25 %

Средняя скорость транспортного потока, км/ч

10-20

30

40

50

60

70

Значения

1,05

0,9

0,75

0,7

0,6

0,55

Таблица 3. Значения, учитывающие прерывистость транспортного потока

Значения

Расстояние между перекрестками, м

100

200

400

600

800

2,0

1,5

1,25

1,1

1

Расчет Концентрации СО у бордюра перекрестка проводится по формуле:

СРбп = С, мг(СО)/м, где N>N

Изменение концентрации СО за счет удаления от проезжей части дороги осуществляется по формуле:

С = СХ / СБ,

Где СХ - концентрация СО на расстоянии х от бордюра, СБ - концентрация СО на бордюре проезжей части. При этом снижение концентрации СО в зависимости от расстояния можно определить по графику (рис.1), построенном по данным таблицы 4, приведенной ниже.

Таблица 4. Зависимость снижения загазованности от расстояния

Х, м

0

5

10

15

20

30

40

50

60

90

С

1

0,83

0,72

0,61

0,53

0,43

0,38

0,33

0,3

0,2
изменение загазованности (со) в зависимости от расстояния

Рис. 1. Изменение загазованности (СО) в зависимости от расстояния

Расчет загрязнения атмосферного воздуха на территории застройки

Существующая загазованность СО на фасаде здания СТ1 Оценивается по формуле:

СТ1= (СР - ?СОз )- С-К1 ,

Где СР - концентрация СО на бордюре проезжей части; СО на расстоянии х от бордюра; С - снижение концентрации выхлопных газов (СО) по территории застройки; ?СОз - снижение концентрации СО зелеными насаждениями; К1 - изменение концентрации СО перед зданием в зависимости от его ширины и этажности.

Концентрация СО за фасадом здания СТ2 Рассчитывается по формуле:

СТ2=СТ1-К2,

Где К2 - изменение концентрации СО за зданием в зависимости от его ширины и этажности.

Перед зданием возникает повышенная концентрация СО на расстоянии 0,8-1,2Н; за зданием резкое падение - 0,06-0,4Н.

На расстоянии 4-5 высот 1-5 этажного здания наблюдается повышение концентраций, значения которых в 2 раза выше по сравнению с концентрацией СО за зданием. По ширине зона равняется высоте здания h, по протяженности - длине здания (табл. 5). Снижение уровня загазованности от границы зоны повышенных концентраций при открытой местности происходит по вышеописанным правилам.

Таблица 5. Концентрация СО (мг/м3) в зависимости от этажности и ширины здания

Перед фасадом здания (Т1)

Кол-во секций

N - этажность

5

9

16

2 (50 м)

1,0

1,05

1,1

4 (100м)

1,2

1.25

1,3

8 (200м)

1,5

1,4

1,35

За зданием (Т2)

Кол-во секций

N - этажность

5

9

16

2 (50 м)

0.5

0.5

0.5

4 (100м)

0.2

0.15

0.12

8 (200м)

0.12

0.08

0.07

При застройке здания под углом 45° к магистрали снижение концентраций СО на 10% больше, нежели на открытой местности, т. е. воспользоваться правилами при открытой местности, но величина концентрации будет на 10% меньше по сравнению с открытой территорией).

При замкнутых планировочных решениях в двором пространстве концентрация СО увеличивается на 20-30% по сравнению с ожидаемой для обычного фронтального расположенного здания.

Определение уровня загазованности в расчетных точках

Изменение концентрации оксида углерода СО в расчетных точках перед зданием и за ним определяется в зависимости от здания ширины и этажности по таблицам 5.

Цель работы: расчет величин массового выброса оксида углерода СО от автотранспорта, двигающихся на известном участке дороги длиной L (км) в транспортном потоке с плотностью Р со средней скоростью V.

Рассчитать величины массового выброса оксида углерода (СО) от двигающегося потока автотранспорта на бордюре проезжей части, на перекрестке и на территории застройки, движущегося с известной скоростью V (км/ч) и плотностью потока N (авт./км).

Похожие статьи




Расчет степени загазованности - Расчет загазованности территории

Предыдущая | Следующая