Методическое пособие 787

состояния и снижения влияния человеческого фактора во избежание возможных жертв. Так потери от пожаров оцениваются примерно в 50 млрд. р. в год, что составляет почти 50 % от суммы финансовых средств, предусмотренных в бюджете на 2008-2010 гг. для решения проблемы аварийного и ветхого жилого фонда [1]. Ежедневно происходит около 600 пожаров, в результате которых до 90 человек погибают или получают серьезные травмы и 1 тыс. чело-

век остаются без жилья при его полном уничтожении или существенном повреждении. Интенсивно-развивающееся строительство в районах с высокой плотностью населе-

ния вызывает серьезные опасения в обеспеченности сооружений пожарной безопасностью. Предпринимаемые в этом направлении меры требуют не только тщательных проектных проработок, но и соответствующих эксплутационных решений. Об актуальности данной проблемы говорит тот факт, что ежегодно в зданиях высотой 10 и более этажей происходит до 10 тыс. пожаров, в результате которых погибает около 300 человек [1].

Среди современных проектируемых и строящихся объектов значительную часть составляют здания повышенной этажности и относящиеся к пожароопасной категории. Увеличение высоты зданий, наряду с положительным экономическим эффектом, повышает вероятность возникновения возгораний и усложняет своевременный вывод людей при чрезвычайных ситуациях вследствие значительной протяженности путей эвакуации, а также возрастания плотности эвакуационного потока. Поэтому возникает необходимость повышения предела огнестойкости ограждающих несущих конструкций и инженерных коммуникаций с помощью пассивной огнезащиты.

Обеспечение пожарной безопасности при реализации такого вида защиты достигается применением негорючих материалов, увеличивающих предел огнестойкости конструкций. Кроме того, современные огнезащитные системы позволяют в короткие сроки возводить здания из прочных металлических или облегченных железобетонных конструкций, что приводит к снижению массивности сооружений и сокращению расходов на строительство зданий.

Для огнезащиты несущих конструкций следует применять материалы с высокими теплоизолирующими свойствами и незначительной паропроницаемостью, обеспечивающими медленный прогрев ограждений без значительных внутренних напряжений, вызываемых диффузией паров воды. Установка листовых, плитных и рулонных облицовок или экранов, характеризующихся указанными теплотехническими параметрами, может существенно повысить предел огнестойкости секций здания при незначительных дополнительных затратах на обустройство и без снижения темпов строительно-монтажных работ.

К наиболее дешевым и достаточно широко выпускаемым промышленностью средствам огнезащиты данного типа относятся гипсокартонные (ГКЛ) и гипсоволокнистые (ГВЛ) листы [2]. Они состоят из слоя гипса плотностью 800—1150 кг/м3, покрытого с обеих сторон картоном толщиной 0,5 — 0,7 мм. Гипсоволокнистые листы армированы стекловолокном, и применять их следуетв тех случаях, когда предъявляются повышенные требования к внешнему виду несущих конструкций.

Огнезащита из облицовок ГКЛ и ГВЛ может выполняться в один и более слоев в зависимости от требуемого предела огнестойкости конструкций. Для наружных облицовок рекомендуется использовать гипсокартонные листы толщиной не менее 14 мм [2].

Массовая востребованность материалов на основе гипса с различными параметрами и свойствами предопределена не только соблюдением пожарной безопасности, но и повышенными требованиями к отделке и изоляции зданий, направленными на снижение материалоемкости и создание комфорта как в микроклимате помещений, так и в их акустике. Особое внимание в последнее время уделяется экологической чистоте материалов, используемых при выполнении современных дизайнерских решений интерьеров. Всем этим требованием в значительной мере отвечают КНАУФ-листы (ГКЛ) и КНАУФ-суперлисты (ГВЛ) [3].

Рост производства и активное применение КНАУФ-листов и КНАУФ-суперлистов в строительстве обусловлены тем, что их поставка может быть осуществлена с большим количеством комплектующих материалов, которые в совокупности образуют разнообразные строительные системы, позволяющие монтировать легкие перегородки, облицовки стен, подвесные потолки, сборные основания полов. Учитывая перечисленные достоинства листов

50

КНАУФ, прежде всего, следует отметить их хорошие показатели по огнестойкости (табл.) [3], которые были выявлены в ходе испытаний, проведенных во ВНИИПО МЧС РФ.

Существенную конкуренцию листовым и плитным облицовкам составляют фольгированные рулонные огнезащитные материалы на основе базальтового супертонкого волокна, разработанные и выпускаемые предприятием ООО «КРОЗ» (табл.) [4]. Все покрытия, предлагаемые компанией «КРОЗ» и относящиеся к данной категории, уникальны и имеют ряд преимуществ по сравнению с другими видами конструктивной огнезащиты. Они обладают незначительной плотностью, позволяющей оказывать минимальную нагрузку на несущие конструкции, являются экологически чистыми и могут одновременно использоваться как тепло- и звукоизоляция, допускают влажную уборку покрытия и эксплуатацию в помещениях с повышенной влажностью воздуха.

Таблица

Огнестойкость защитных покрытий

Рассматривая пассивную защиту несущих строительных конструкций зданий различного назначения, следует выделить отдельно такие сооружения, в которых необходимо для этой цели применение материалов более огнестойких и высокоэффективных. К ним относятся архивы, библиотеки, цеха и склады предприятий с пожароопасной продукцией, закрытые автостоянки и гаражи, встроенные или пристроенные к зданиям различного назначения. В перечисленных сооружениях целесообразно выполнение усиленной пассивной защиты конструкций, предполагающей в том числе и обработку наружных ограждений. Облицовка огнезащитными материалами легких железобетонных конструкций, входящих в состав наружных стен и покрытий, позволит избежать необратимых деформаций, возникающих при действии высоких температур и нагрузок, и без угрозы разрушения провести все необходимые спасательные работы пожарным расчетам при чрезвычайных обстоятельствах. Кроме того последствия процесса длительного горения могут быть быстро устранены заменой с внутренней стороны наружных ограждений поврежденных огнезащитных материалов. В тоже время следует отметить, что обустройство высокоэффективной пассивной защитой, позволит сократить объемы теплоизоляционных материалов, применяемых в соответствии с современными требованиями [5] экономии энергопотребления сооружений в холодный период времени.

Выясним, насколько сократится толщина тепловой изоляции для здания, расположенного в климатической зоне г. Воронежа, если наружная стена, имеющая с внутренней стороны пассивную защиту, выполнена из монолитного железобетона толщиной 200 мм, с утеплителем, закрепленным на его внешней стороне и прикрытым вентилируемым фасадом. Как показали результаты расчетов, проведенные по методикам [5, 6], значительное сокращение расходуемого для наружных ограждений утеплителя и возможность полного отказа от него может быть обеспечено при применении рулонных облицовочных материалов на основе базальтового супертонкого волокна (рис. 1, 2). Их фольгированная поверхность позволяет

51

уменьшить, в том числе излучающую составляющую теплопотерь в окружающую среду и значительно снизить проникновение водяных паров с последующим накоплением в конструкции при длительной эксплуатации.

Рис. 1. Требуемая по энергосберегающим нормам толщина утеплителя для железобетонной наружной стены в зависимости от обеспеченной огнестойкости листами КНАУФ: 1, 2, 3 - соответственно, тепловая изоляция, выполненная на основе минерального волокна Rockwool плотностью 35 кг/м3,

по ГОСТ 9573-82 плотностью 75 кг/м3 и 350 кг/м3.

Рис. 2. Требуемая по энергосберегающим нормам толщина утеплителя для железобетонной наружной стены в зависимости от обеспеченной огнестойкости материалами на основе базальтового супертонкого волокна: 1, 2, 3

– соответственно, тепловая изоляция, выполненная на основе минерального волокна Rockwool плотностью 35 кг/м3, по ГОСТ 9573-82 плотностью 75 кг/м3 и 350 кг/м3

52

О.В. Рябова, Р.А. Гниломёдов

МЕТОДИКИ РАСЧЁТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОКСИЧНОСТИ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ГАЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРУ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ДОРОГ

ИЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОТРАНСПОРТА

Крассмотрению предлагаются методики расчёта выбросов загрязняющих веществ, основанные не на статистических массовых показателях, а на результатах моделирования режимов движения автомобилей с расчётом параметров топливовоздушной смеси и фактического выброса вредных веществ с отработавшими газами автомобилей.

Ключевые слова: методы оценки проектных решений, технический уровень и эксплуатационное состояние дороги, режим работы автомобиля и двигателя.

O.V. Ryabova, R.A. Gnilomyodov

DESIGN PROCEDURES INDICATORS OF TOXICITY EMISSIONS OF HARMFUL GASEOUS SUBSTANCES IN ATMOSPHERE AT ROADS DESIGNING AND MO-

TOR TRANSPORT OPERATION

Design procedures of the polluting substances emissions, based not on statistical mass indicators, and on results of modeling of cars movement modes with calculation of oxygen mix parameters and actual harmful substances emission with the fulfilled gases of cars are offered.

Keywords: methods of an estimation design decisions, a technological level and an operational condition of road, a car and engine operating mode.

Экологическое качество автомобильной дороги определяется последствиями воздействия её сооружений и транспортного потока на окружающую среду. При сравнении вариантов автомобильных дорог, например при проектировании дороги, вблизи населённого пункта или в курортной зоне, показатели токсичности могут оказаться решающими для принимаемого варианта.

Оценка загрязнения атмосферного воздуха и почвы вредными веществами отработавших газов автомобильных двигателей основана на сравнении концентрации вредных веществ (мг в кубическом метре воздуха) с предельно-допустимой концентрацией (ПДК). Фактическая концентрация определяется двумя основными процессами: 1 – выбросом (эмиссией) вредных веществ с отработавшими газами автомобильных двигателей; 2 – распределением вредных веществвпридорожномпространстве.

Внормативныхпрактических методиках экологических расчётов, зачастую без достаточ-

©Рябова О.В., Гниломёдов Р.А., 2009

54

ного обоснования, выброс вредных веществ, рекомендуется находить по зависимостям массового выброса (пробегового выброса). Последние получены моделированием работы двигателей в режимах ездовых циклов, с большой продолжительностью холостого и принудительного холостого хода, резких разгонов и торможений. Однако точно определить количество вредных веществ (граммы на пикет, на километр дороги) двигателями внутреннего сгорания практически невозможно. Величина выбросов вредных веществ зависит от многих факторов: расхода топлива, коэффициента избытка воздуха α (отношение количества воздуха, присутствующего при сгорании к теоретическому количеству воздуха, необходимому для полного сгорания топлива), конструктивных параметров элементов двигателя, угла опережения зажигания, режима работы двигателя, частоты вращения вала двигателя, степени сжатия и формы камеры сгорания, особенностей процесса подготовки и сгорания смеси, технического состояния и др.

Основой для разработки практических методик расчёта выбросов, на наш взгляд, должны быть не статистические массовые показатели, а результаты моделирования режимов движения автомобилей с расчётом параметров топливовоздушной смеси и фактического выброса вредных веществ с отработавшими газами автомобилей.

Тот или иной режим работы автомобиля и двигателя водитель выбирает, анализируя технический уровень и эксплуатационное состояние дороги на данном участке, что определяет расход топлива, объёмотработавшихгазов, концентрациювредныхвеществвнихит.д.

1. Определения количества токсичных веществ, выделяемых автомобилем при движении в

При известной степени открытия дросселя р и частоте вращения двигателя n относи-

где NP – мощность двигателя при частоте n и степени открытия дросселя, кВт; N – максимальная мощность при частоте n, кВт.

Мощность NP [2] находят по формуле

Для дизелей (по формуле Н.Я. Говорущенко)

α = 2–Н. (4)

Эмиссию окиси углерода карбюраторными двигателями вычисляют по формуле

55

где G – расход топлива, л.

Верхняя часть этой формулы соответствует теории двигателя, нижняя часть учитывает эмпирическую зависимость эмиссии окиси углерода.

Эмиссию окислов азота и углеводородов находят по зависимостям

где PNO , PCH – относительная концентрация соответственно окислов азота и углеводородов в

1 л отработавших газов.

Эмиссию токсичных веществ дизелями определяют по формулам вида

объем отработавших газов, л.

Объем отработавших газов дизелей рассчитывают в соответствии с теорией двигателя

2. При работе двигателя на холостом ходу (накат, торможение двигателем, остановка

на перекрестках и т.п.) количество токсичных веществ определяют по формулам при = 0,85.

В таблице 2 показаны результаты расчета окиси углерода в отработавших газах по предлагаемому методу и экспериментальным данным. Можно отметить удовлетворительную сходимость расчетного метода с экспериментом и рекомендовать его к оценке проектных решений автомобильных дорог по токсичности отработавших газов.

56

Таблица 2 Расчет эмиссии окиси углерода (кг) при различных оборотах двигателя различной степени

открытия дросселя для автомобиля ЗИЛ – 130

( GCO, p – расчетные значения, GCO,ф – результаты наблюдений, расход топлива G в кг)

3. При определении количества выбросов газообразных вредных веществ предлагается методика, учитывающая условия движения автомобиля в потоке, структуру парка автомобилей, их техническое состояние

где mi – количество выброса i-oro вида примеси в атмосферу, отнесённое к 1 км пройденного автомобилем пути; Ji – содержание i-гo вида вредной примеси в топливе, г/л, [2]; Qкм – расход топлива на 1 км пробега автомобиля, л/км; K1, K2 , K3 – коэффициенты влияния соот-

57

ветственно среднего возраста парка автомобилей, уровня технического состояния, природноклиматических условий; Kдв – коэффициент, учитывающий условия движения автомобиля;

Ктп – коэффициент, учитывающий тип покрытия.

4.Оптимизация проектного решения по минимуму токсичных веществ может основываться на обобщённом показателе токсичности. Обобщающий показатель токсичности – это общее количество вредных веществ с учётом их относительной ядовитости, которая определяется с учётом санитарных норм концентрации этих веществ.

Принимая токсичность окиси углерода за единицу [2], получают следующий ряд относительной токсичности веществ: 1:0,67:10:20. обобщённый показатель Т токсичности находят по эмиссии Р отдельных вредных веществ

водородов, окислов азота, сажи для автомобиля j –го типа, вычисляемые по формулам алго-

ритма расчёта эмиссии токсичных веществ.

Вариант проектного решения с меньшим значением Т экологически более безопасен. С целью повышения точности и достоверности транспортно-эксплуатационных характеристик автомобильных дорог при их проектировании предложено применять не статистические массовые показатели, а результаты моделирования режимов движения автомобилей с расчётом параметров топливовоздушной смеси и фактического выброса вредных веществ с отработавшими газами автомобилей. Рассчитанные с учетом этого принципа такие показатели, как скорость движения, расход топлива, токсичность и т.п., существенно повышают степень оптимизации проектных решений при вариантном проектировании дорог и организации

движения на них.

Библиографический список

1.Курьянов В.К. Организация дорожного движения в лесном комплексе. [Текст]: моногр. / В.К. Курьянов, Ю.И. Трофимов, О.В. Рябова, А.В. Скрыпников, З.Н. Нахаев, В.А. Морковин; ВГУ. – Воронеж, 2008.- 176 с.

2.Рябова О.В. Совершенствование методов оценки транспортно-экологических качеств автомобильных дорог [Текст] : моногр. / О. В. Рябова, А.В. Скрыпников, Е.В. Кондрашова; ВГЛТА.- Воронеж : ВГЛТА, 2005. – 277 с.

References

1.Kuryianov V. K. The traffic organization in a wood complex. [Text]: / V.K.Kurjanov, J.I.Trofimov, O.V.Ryabova, A.V.Skrypnikov, Z.N.Nahaev, V.A.Morkovin; VSU. – Voronezh, 2008.176 with.

2.Ryabova O.V. The improvement of the estimation methods of transport and environmental qualities of highways [Text]: monograph / O.V.Ryabova, A.V.Skrypnikov, E.V.Kondrashova; VSFTA .-Voronezh: VSFTA, 2005. - 277 р

58

УДК 625.768.5

Т.В. Самодурова, А.С. Гаспарян

РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ

Обосновывается необходимость оценки безопасности движения при проведении работ по зимнему содержанию автомобильных дорог. Приведена методика обработки данных наблюдений метеостанций. Получен закон распределения интенсивности снегопадов в период проведения работ. Рассчитана метеорологическая дальность видимости при снегопадах различной интенсивности.

Ключевые слова: безопасность движения, интенсивность снегопада, закон распределения, метеорологическая дальность видимости.

T.V. Samodurova, A.S. Gasparyan

PARAMETERS FOR TRAFFIC SAFETY ESTIMATION IN WINTER PERIOD

Necessity of traffic safety estimation during the winter maintenance operations is justified. The paper considers the technique of meteorological data processing. The probability distribution for snowfall intensity has been obtained. Meteorological visibility distance for snowfalls of various intensity is calculated.

Keywords: traffic safety, snowfall intensity, probability distribution law, meteorological visibility distance.

Повышение риска возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в зимний период обусловлено снижением сцепных качеств дорожного покрытия и видимости при выпадении осадков. При снегопадах и метелях значительные помехи в режимы движения транспортных потоков вносят также отряды снегоуборочной техники из-за:

-скорости движения, более низкой, чем средняя скорость транспортного потока,

-повышенных габаритов навесного оборудования,

-малых интервалов между машинами в отряде,

-расположения дорожных машин по всей ширине проезжей части дороги.

Основная цель проводимых исследований – оптимизация параметров технологиче-

ских схем организации работ по снегоочистке по условиям безопасности движения. Одна из задач исследования – оценка влияния параметров снегопадов на условия видимости.

Метели и снегопады сопровождаются ухудшением видимости. При изучении метеорологической дальности видимости Бачуриной А.А. были установлены наиболее информативные параметры - интенсивность снегопада и скорость ветра. Снижение видимости вызы-

© Самодурова Т.В., Гаспарян А.С., 2009

59