- •А.И. Скрыпник, с.А. Яременко, а.В. Шашин Основы Экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Основные термины, определения и сокращения
- •Глава 1. Факторы и показатели влияния градостроительной деятельности на окружающую природную среду
- •1.1. Состояние окружающей природной среды в городах рф
- •1.2. Экологические данные по регионам
- •Глава 2. Состав окружающей среды
- •2.1 Состав атмосферного воздуха,
- •2.2. Токсичность вредных выделений,
- •2.3. Влияние выбросов вредных веществ на качество атмосферного воздуха
- •2.4. Шумовые, электромагнитные и радиационные загрязнители,
- •Глава 3. Состав водной среды города, влияние антропогенной деятельности
- •3.1. Показатели качества водной среды
- •Глава 4. Плата за выброс и сброс вредных веществ в окружающую среду
- •Глава 5. Состав плодородного слоя земли, влияние антропогенной деятельности на окружающую среду
- •Глава 6. Зеленые насаждения в городе, их влияние на качество окружающей среды
- •Глава 7. Модели устойчивого развития городов
- •Глава 8. Территориальное ограничение распространения вредных выделений на территории города
- •Глава 9. Экологические показатели строительных материалов
- •Глава 10. Влияние вредных выделений на здоровье населения
- •Глава 11. Экологическая экспертиза объектов строительства
- •11.1. Требования к содержанию проектной документации
- •Глава 12. Энергоэффективное зеленое строительство
- •Глава 13. Развитие городского подземного строительства объектов
- •Материалы для практических занятий
- •1. Мониторинг окружающей среды
- •2. Этапы решения экологических проблем города
- •3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий
- •4. Выбор площадки для строительства котельной
- •5. Определение площади загрязненной городской зоны
- •6. Влияние низких источников вредных выбросов
- •7. Влияние низких источников вредных выбросов и скорости ветра
- •9. Определение предотвращенного экологического ущерба водной среде
- •Материалы для самостоятельной работы
- •Вопросы для самоконтроля
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Основы Экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
4. Выбор площадки для строительства котельной
Определение площадки для строительства котельной на территории города с учетом климатических условиях и возникновения НМУ.
Пример:
- район строительства г. Рязань;
- расход дымовых газов Qг = 5,54 м3/с, температура tг = 160 оС;
- высота дымовой трубы Нт = 30 м, диаметр её устья Dт = 1,0 м;
- скорость дымовых газов на выходе из трубы Vт = 7,06 м/с;
- температура атмосферного воздуха tв = +25 оС, коэффициент температурной стратификации А = 160;
- выброс окислов азота Мо = 4,1г/с, окислов углерода Мс = 11,4 г/с;
- местность ровная (рельеф спокойный), для неё показатель η = 1;
- фоновая приземная концентрация окислов азота Сф = 0,7ПДКМ.Р., окиси углерода Сф = 0,5ПДКМ.Р.
Решение.
1. Определяется максимальная приземная концентрация по формуле (11) При F = 1, η = 1, параметр .
2. Определяется параметр Vм = 0,65∙ .
3. Определяется параметр
m =
4. Определяется параметр n = 0,532∙ Vм2 – 2,13∙ Vм +3,13=1,9–4+3,13=1,03.
5. Максимальная приземная концентрация окислов азота равна
Cm = = .
6. Определяется расстояние, на котором образуется максимальная концентрация xm = Н∙[4,95∙Vm∙(1 + 0,28∙ ] = 30[4,95∙1,9∙(1+0,28∙0,745)] = 340 м.
7. Определяется приземная концентрация окислов азота С = См + Сф = =0,1 + 0,7∙0,2 = 0,24мг/м3.
Следовательно, концентрация С > ПДКМ.Р.= 0,2 мг/м3, поэтому строительство котельной возможно только при условии очистки выбросов или при увеличении высоты дымовой трубы.
При высоте трубы Н = 40 м получим См = 0,1∙(30/40)2 = 0,056 мг/м3, тогда приземная концентрация будет равна
С = 0,056 + 0,7∙0,2 = 0,196 мг/м3 < ПДКМ.Р.
Однако при наступлении второго предупреждения НМУ возможно повышение СМ в два раза, тогда С = 0,2 + 0,14 = 0,34 мг/м3, что превышает ПДКМ.Р.. В этом случае необходимо увеличить высоту трубы до 60 м, т.к.
С = 0,2∙(30/60)2 + 0,14 = 0,19 мг/м3.
В этом случае необходимо сравнить экономические затраты на создание очистного устройства или строительство высокой трубы, учитывая, что при наступлении третьего режима предупреждения НМУ, когда приземная концентрация может увеличиться вместо двух в три раза, т.е. концентрация будет равна не менее С = 0,34 мг/м3. В этом случае высота трубы должна быть не менее 145 м и капитальные затраты будут значительными.
При переводе котельной на резервное топливо (мазут или дизельное топливо) потребуется применение только очистного устройства, поскольку количество выбросов сернистого ангидрида относительно окислов азота будет выше в 2,5 раза.
Максимальная приземная концентрация оксида углерода, рассчитанная по формуле (10), составит 0,314 мг/м3 на расстоянии 90 м, которая в 16 раз меньше ПДК = 5 мг/м3, поэтому ею можно пренебречь.
5. Определение площади загрязненной городской зоны
Определение площади загрязнения, при максимальной приземной концентрации вдоль оси направления ветра с учетом фоновой концентрации при наступлении третьего режима НМУ составит С = 0,34 мг/м3 в одной точке на расстоянии xm = 340 м от источника.
Концентрации вдоль оси направления ветра на различном расстоянии до точки с Cm рассчитываются при x/xm ≤ 1 по зависимости Сx = (Cm + cф)∙S1, где
S1 = 3(x/xm)4 - 8(x/xm)3 +6 (x/xm)2 и при 8> x/xm > 1 S1 = 1,13 / [0,13∙(x/xm)2 +1].
В табл. 5.1 приведены значения приземных концентраций вдоль направления скорости ветра - х.
Таблица 5.1
x, м |
x/xm |
S1 |
Cx, мг/м3 |
x, м |
x/xm |
S1 |
Cx, мг/м3 |
50 |
0,15 |
0,1 |
0,03 |
340 |
1,0 |
1,0 |
0,34 |
100 |
0,3 |
0,33 |
0,1 |
400 |
1,2 |
0,96 |
0,3 |
150 |
0,44 |
0,6 |
0,19 |
600 |
1,8 |
0,8 |
0,29 |
200 |
0,59 |
0,8 |
0,25 |
800 |
2,3 |
0,66 |
0,2 |
250 |
0,73 |
0,94 |
0,29 |
1000 |
2,9 |
0,53 |
0,17 |
300 |
0,88 |
0,99 |
0,295 |
1200 |
3,5 |
0,43 |
0,14 |
Значения концентраций в перпендикулярном направлении y определяются с учетом величины опасной скорости ветра U, т.е такой, при которой воздушный поток максимально приближен к поверхности земли. При параметре Vm ≤ 0,5 U= 0,5 м/с, при 0,5 <Vm ≤ 2 U= Vm м/с, при Vm > 2 U = 2,2 Vm..
Для исследуемого варианта Vm = 1,9 и U = 1,9 м/с.
Концентрации Сy определяются по зависимости Сy = Сx∙S2. Значение S2 определяется по параметру ty = U∙(y/x)2, задавшись рядом значений y для соответствующего значения x, т.е. - S2 = .
В табл. 5.2 приведены значения Сy для ряда значений y для одной точки при xm = 340 м верхней зоны концентраций. Нижняя зона относительно оси x будет идентичной.
Таблица 5.2
y,м |
ty |
S2 |
Cy, мг/м3 |
0 |
0 |
1 |
0,22 |
20 |
0,007 |
0,97 |
0,21 |
40 |
0,026 |
0,77 |
0,17 |
60 |
0,06 |
0,56 |
0,12 |
80 |
0,1 |
0,35 |
0,08 |
100 |
0,16 |
0,5 |
0,04 |
Аналогично определяются концентрации для остальных точек вдоль линии x.