Учебное пособие 2011

Научный журнал ВГТУ. Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

воздухообмена осуществлялась так, что весь объем приточного воздуха поступал через открытые фрамуги первого этажа, расположенные на уровне рабочей зоны [6]. Удаление воздуха производилось полностью из верхней зоны второго этажа. При этой схеме воздухообмена влияние наличия проемов на структуру потоков воздуха оказалось наиболее ярко выраженным. Экспериментально исследовано шесть схем расположения проемов в плане перекрытий при сохранении неизменной площади живого сечения – 21%.

На рис. 2 показаны значения избыточных температур и характер циркуляции потоков воздуха в поперечном сечении помещения цеха при удельных теплоизбытках 27,8 Вт/м3 и кратности воздухообмена 12 ч-1. Картина циркуляции воздуха была получена путем применения дымообразующего вещества TiCl4. В качестве выделяющегося вредного вещества использовался толуол.

Рис. 2 – Распределение избыточных температур (ºС) и схема циркуляции воздушных потоков при различных вариантах расположения проемов; 1 – источники тепловыделений, 2 – источники газовыделений

Анализ рис. 2 показывает, что изменение расположения проемов в перекрытии изменяет характер циркуляции и структуру воздушных потоков, а, следовательно, и параметры воздуха в рабочих проходах. Проемы в перекрытии 1 этажа это вытяжные отверстия, а для второго – приточные. По варианту «б» воздушные потоки, поступающие с первого этажа, отклоняют тепловые струи, в проход у глухой стены, тем самым увеличивая избыточные температуры и концентрация в этом проходе (рис. 2б). Если в варианте «а» осредненное значение избыточной температуры воздуха было 6,2 ºС, в центральном проходе 5,6 ºС и концентрации 0,17 г/м3 и 0,14 г/м3, соответственно, то при расположении по варианту «б», значения избыточной температуры стали 7,9 ºС и 7,2 ºС, а концентрации

0,23 г/м3 и 0,157 г/м3.

Вариант «в» показал, что интенсивность циркуляции потоков воздуха на втором этаже возрастает. При таком расположении проемов воздушные потоки поступают с 1 этажа с

- 20 -

большей энергией, чем в варианте «б», из-за расхода энергии на взаимодействие с междуэтажным перекрытием, препятствующем приточному воздуху (рис. 2б, 2в). Поэтому в варианте «б» осредненное значение концентрации в уходящем воздухе – 0,21 г/м3, а в варианте «в» – 0,17 г/м3 при постоянном значении выделения толуола – 11,3 г/ч.

Наличие сплошного перекрытия между этажами у глухой стены и окон (вариант «г») приводит к образованию циркуляционных зон над средним проходом. В этом случае у глухой стены и у окон увеличились перепады температур и концентрации. При расположении проемов по варианту «д» неравномерность распределения температуры и концентрации в рабочей зоне стала почти в 1,5 раза меньше, чем в остальных вариантах. Температура в рабочей зоне уменьшилась на 30 %, а концентрация на 34…36% по сравнению с другими вариантами. В варианте «е» характер циркуляции воздушных потоков суммируется из циркуляции потоков по вариантам «б» и «в», а также наблюдается неравномерная скорость истечения воздуха на второй этаж из проемов. Наибольшая значение скорости при кратности воздухообмена 18 ч-1 наблюдалась у проемов, расположенных у глухой стены, у проемов, расположенных вблизи окон скорость была значительно ниже при той же кратности. В связи с этим тепловые струи оттеснялись к краю проема у окон, что привело к увеличению концентраций и температур в центральном проходе (рис. 2е). Независимо от расположения проемов на первом этаже траектория циркуляции потоков воздуха в основном сохранилась. Характер циркуляции потоков воздуха, полученный при моделировании, подтверждается результатами исследований других авторов [5, 7, 8, 9].

На рис. 3 показана зависимость концентрации вредного вещества от величины газовыделений GГ, г/ч, и величины воздухообмена, G, кг/ч.

Анализ результатов исследований показывает, что при выделении избытков тепла и вредных веществ на 1 и 2 этажах и равномерном расположении проемов по площади перекрытия (вариант «д») параметры микроклимата в рабочей зоне 1 и 2 этажей по сравнению с другими вариантами заметно улучшаются. При выделении газов только на 2

этаже и соотношении GГ / G = 0,053 концентрации паров толуола составляют: для варианта «б», «г» – 0,05 г/м3; варианта «в» – 0,038 г/м3; варианта «д» – 0,06 г/м3 и варианта «е» – 0,069 г/м3. В таком случае вариант расположения у глухой стены является лучшим.

Анализ рис. 3 показал прямую зависимость концентрации вредных веществ в рабочей зоне вентилируемого помещения от количества выделяющихся вредных веществ и ее уменьшение с увеличением воздухообмена. Аналогичная зависимость получена для концентрации и избыточной температуры в уходящем с каждого этажа воздухе.

Установлено, что концентрация вредных веществ в воздухе, перетекающем с этажа на этаж равна:

где ИЗБ – теплоизбытки, Вт; , 1 – коэффициенты, учитывающие влияние размещения проемов в плане междуэтажного перекрытия, равные = 1,23; 1 = 4,16.

В.М. Эльтерман предложил параметр, который увязывает концентрацию и избыточную температуру воздуха [8]:

- 21 -

Научный журнал ВГТУ. Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

Рис. 3 – Зависимость концентрации паров толуола от отношения валовых газовыделений к величине воздухообмена

- 22 -

Нормируемые параметры микроклимата на вышерасположенном этаже будут

где СПДК - предельно-допустимая концентрация вредных веществ в воздухе рабочей зоны, г/м3; ∆tН – нормируемый перепад температур, ºС, принимается по [10]; k2 – экспериментальный коэффициент, равный k2 = 0,7; 0,3 – допускаемое содержание вредных веществ в долях от ПДК в приточном воздухе [11,12].

Характер распределения избыточных температур и концентраций по высоте помещений этажей (рис. 2, 3) позволяет получить коэффициент воздухообмена по вредным веществам:

где СПР, tПР – концентрация и температура в приточном воздухе.

Количество вентиляционного воздуха, необходимого для разбавления вредностей и теплоизбытков, определяется по зависимостям:

Заключение.

Проведенные исследования позволили установить структуру воздушных потоков и распределение температур и концентраций вредных веществ по высоте помещений каждого этажа, что дало возможность получить коэффициенты воздухообмена по газам и теплу, которые в отличие от существующих методов определения воздухообмена по кратности позволяют получить величину воздухообмена расчетным путем.

Установлена взаимосвязь вентиляции с размещением проемов в плане междуэтажного перекрытия и получен рациональный вариант размещения проемов, позволяющий уменьшить величину воздухообмена на 30%.

Автором получена зависимость, определяющая предельное значение валового выделения вредных веществ и теплоизбытков для применения схемы организации воздухообмена, с возможностью перетекания загрязненного воздуха через проемы между этажами или площадками.

Полученные результаты исследований могут быть использованы при математическом моделировании подобных объектов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Сорокин, Ю. Г. Охрана труда в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Правила и нормы / Ю.Г. Сорокин, М.С. Сибилев. – М.: Химия, 1985. –

380 с.

2.Сарманаев, С. Р. Моделирование микроклимата жилых и производственных зданий / С.Р. Сарманаев, Б.М. Десятков // Известия вузов. Строительство. – 2002. - №1-2. – С.70-78.

3.Дацюк, Т. А. Анализ результатов физико-математического моделирования при решении задач промышленной вентиляции / Т.А. Дацюк, В.В. Дерюгин, В.Ф. Васильев, Ю.П. Ивлев // Известия вузов. Строительство. – 2003. - №9. – С.24-31.

4.Гримитлин, А. М. Отопление и вентиляция производственных помещений / А.М. Гримитлин, Т.А. Дацюк и др. – Санкт-Петербург: АВОК Северо-Запад, 2007. – 399 с.

-23 -

3.Datsyuk, T. A. Аnalys of results of physical and mathematical modeling at the decision of problems of industrial ventilation / T.A.Datsyuk, V.V.Derjugin, V.F.Vasilev, JU.P.Ivlev//News of high schools. Building. – 2003. – №9. – Р.24-31.

4.Grimitlin, A. M. Heating and ventilation of industrial premises / A.M.Grimitlin, T.A.Datsyuk, etc. – St.-Petersburg: the Northwest AVOK, 2007. – 399 pp.

5.Portjannikov, A. V. Modeling of air exchange of industrial premises with local exhaust and exchange ventilation / A.V. Portjannikov//Avt. Dissertations on competition Sc. Degrees of Cand.Tech.Sci. – Voronezh, VGASU. – 2010. – 19pp.

6.Polosin, I. I. Modeling of ventilation processes in industrial premises with openings in interstitial floors / I.I.Polosin, A.V.Derepasov // Scientific herald of Voronezh State Architectural and Construction University. Construction and architecture. – 2011. – № 2. – P. 43-51.

7.Elterman, V. M. Ventilation of chemical manufactures / V.M.Elterman. – М: Chemistry, 1980. – 288 pp.

8.Polosin, I. I. Realisation of mathematical model for an estimation of efficiency of schemes of the organisation of air exchange in shops Galvanocoverings / I.I.Polosin, S.N. Kuznetsov, A.V.Portjannikov, A.V.Derepasov // Privolzhsky scientific magazine. – 2009. – №2 (10). – P. 4247.

9.Melkumov, V. N. Interaction of air streams with convection streams from warmth sources

/V.N. Melkumov, S.N. Kuznetsov // News of high schools. Building. – 2009. – № 1. – P. 63-69.

10.Systems for microclimate of buildings and structures / M.N. Zherlykina, S.A. Yaremenko. – Voronezh: Voronezh State Architectural and Construction University, 2013. – 160 pp.

11.Yaremenko, S. A. Energy spectra of the pulsation velocity in free turbulent ventilation flows / S.А. Yaremenko, I.I. Pereslavtseva, N.A. Rudneva, V.A. Malin // Scientific journal. Engineering systems and facilities. – 2012. – №. 3 (8). – P. 32-38.

12.Sushko, E.A. Use of angle filters to reduce dust concentration in aspiration air / Е.А. Sushko, I.I. Pereslavtseva, R.A. Sheps // Scientific herald of Voronezh State Architectural and Construction University. Series: Physicochemical problems and high technologies of building materials science. – 2013. – No. 6. – P. 119-123.

- 25 -

обоснование конкретных требований в сфере территориального планирования и землеустройства.

Федеральный закон об охране атмосферного воздуха, определяя принципы государственного управления в области охраны атмосферного воздуха, устанавливает, что при проектировании, размещении, строительстве, реконструкции и эксплуатации объектов хозяйственной и иной деятельности, застройке городских и иных поселений, должно обеспечиваться не превышение нормативов качества атмосферного воздуха в соответствии с экологическими, санитарно-гигиеническими, а также строительными нормами и правилами в части нормативов площадей озелененных территорий. В целях охраны атмосферного воздуха в местах проживания населения устанавливаются СЗЗ, размеры которых определяются на основе расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе.

Особое значение в обеспечении санитарно-эпидемиологической безопасности имеет реализация на практике положений СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно—защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» (и ред.от 09.09.2010г.), в соответствии с которыми проектирование СЗЗ осуществляется на всех этапах разработки градостроительной документации проектов строительства, реконструкции и эксплуатации отдельного промышленного объекта и производства и/или группы промышленных объектов.

Проекты СЗЗ предприятий учитываются при градостроительном проектировании, которое включает разработку различного рода градостроительной документации, в частности генеральных планов городских и сельских поселений. В таких планах предусматриваются территории размещения различных промышленных объектов с учетом их СЗЗ. В градостроительном кодексе Российской Федерации данные зоны определены, как зоны с особыми условиями использования территорий. Границы данных зон отображаются на картах (схемах), содержащихся в схемах территориального планирования, а также на картах (схемах) ограничений, утверждаемых в составе документов территориального планирования субъектов РФ и муниципальных образований, причем в части как существующего их состояния, так и планируемого в будущем. Границы зон с особыми условиями использования территории в обязательном порядке отображаются на карте градостроительного зонирования, которая является составной частью правил землепользования и застройки [4].

Определенные в генплане зоны различного функционального назначения и ограничения на использование указанных зон являются основой разработки правил землепользования и застройки, устанавливающих градостроительные регламенты для каждой территориальной зоны [3]. Таким образом, в генпланах поселений обязательным условием является выделение зон различного функционального назначения, зон с особыми условиями использования территорий и ограничений на использование территорий указанных зон при осуществлении градостроительной деятельности, установлении параметров развития и модернизации производственной инфраструктуры и благоустройства территорий (рис.).

Всилу отмеченных причин на проектирование СЗЗ распространяются требования к выполнению проектов градостроительной документации. Проект СЗЗ представляет собой сооружение инженерной защиты и инженерно-технического обеспечения, цель разработки которого — достижение безопасного уровня воздействия на здоровье человека [1]. Данное утверждение в явном виде не прописано в Постановлении правительства РФ о составе разделов проектной документации, но следует из него.

Всоответствии с техническим регламентом, безопасность зданий и сооружений обеспечивается путем соблюдения требований регламента, стандартов и сводов правил, применяемых на обязательной основе в связи с Распоряжением правительства РФ, а также национальных стандартов.

-27 -

В схеме планировочной организации земельного участка расширяемого и реконструируемого промышленного объекта следует предусматривать организацию СЗЗ, увязку с планировкой и застройкой прилегающих жилых и иных территориальных зон города, совершенствование планировочного зонирования, благоустройства земельного участка и архитектурного облика объекта, повышение эффективности использования территории, объединение разрозненных производственных и вспомогательных объектов.

Территория СЗЗ должна быть благоустроена и озеленена по проекту благоустройства, разрабатываемому в составе проекта организации СЗЗ предприятия. Для озеленения земельного участка следует применять местные виды растений с учетом их санитарно—защитных и декоративных свойств и устойчивости к вредным веществам, выделяемым предприятиями (планировка защитного озеленения путем фильтрующих, изолирующих и декоративных посадок).

Правило о том, что для промышленных объектов и производств, входящих в состав промышленных зон и узлов (комплексов), СЗЗ может быть установлена индивидуально для каждого объекта, не значит, что проект СЗЗ может быть разработан для отдельной площадки или иного обособленного подразделения. Проект СЗЗ разрабатывается для предприятия в целом. При этом он может разрабатываться для обособленного подразделения (площадок) как выделенного объекта в силу удаленности площадки или подразделения в составе проекта СЗЗ предприятия [4].

Заключение.

Основной проблемой в практике разработки и экспертизы проектов СЗЗ является наличие не только противоречий, имеющих место в санитарных правилах и нормах, но и пробелов в законодательстве, регулирующем отношения в сфере градостроительства, архитектуры и землеустройства. Важным моментом, обострившим расхождения в применении СанПиН на практике, стало игнорирование проектными организациями комплекса санитарно-эпидемиологических, градостроительных и землеустроительных норм. Это связано с тем, что нет законодательных рычагов влияния и карательных мер за это "игнорирование".

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Киселев, А. Н. Опыт создания правового поля по организации санитарно-защитных зон государств – членов ЕврАаЭс на современном этапе / А.Н. Киселев, А.Ю. Ломтев, Г.Б. Еремин, А.В. Панькин // Научно-методические и законодательные основы совершенствования нормативно-правовой базы профилактического здравоохранения: проблемы и пути их решеиия. – М., 2012. – 208 с.

2.Ломтев, А. Ю. Организационно-правовое обеспечение гигиенической безопасности населения при воздействии факторов окружающей среды / А.Ю. Ломтев, Г.Б. Еремин, Н.А. Мозжухина, В.А. Никонов, М.Ю. Комбарова // Материалы III Международной научно-практической конференции «Техносферная и экологическая безопасность на транспорте (ТЭБТРАНС-2012)». – СПб: ПГУПС, 2012. – 316 с.

4.Никонов, В. А. О применении санитарных правил и норм о санитарно-зашитых зонах и санитарной классификации предприятий, сооружении и иных объектов при проектировании и реконструкции, техническом перевооружении объектов железнодорожного транспорта / В.А. Никонов, Г.Б. Еремин, Н.А. Мозжухина // Материалы III Международной научно-практической конференции «Техносферная и экологическая безопасность на транспорте (ТЭБТРАНС-2012)». – СПб: ПГУПС, 2012. – 150 с.

-29 -