Учебное пособие 2033

– повысить эффективность эксплуатационных процессов, позволяющих в рамках текущего содержания и ремонта улучшить технические характеристики существующих конструкций, и а также привлечь собственников снижать энергопотребление домов, применяя энергосберегающие бытовые приборы и оборудование.

Устройство эффективной системы утепления позволяет значительно сократить трансмиссионные потери существующего жилья. Утепление уменьшает не только теплопотери, но и конденсат в плохо утепленных домах. Модернизация теплозащиты здания дает возможность снизить энергозатраты на отопление. Существующие оконные блоки целесообразно заменить двухкамерным стеклопакетом в одинарном поливинилхлоридном переплете из стекла с твердым селективным покрытием, имеющим наилучшие значения энергоэффективности светопрозрачных конструкций [8]. Тем самым увеличивается сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов до 0,580 м2∙ºС/Вт.

При внедрении системы отопления с пофасадным авторегулированием на вводе коэффициент эффективности подачи теплоты увеличится в 2 раза и пропорционально увеличится эффективность всех теплопоступлений в здание.

Расчетная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период составит qот = 0,25 Вт/(м3∙ºС), соответственно, панельный дом серии 1-335 после реконструкции будет относиться к классу В по энергетической эффективности.

Сравнительный анализ теплового баланса существующего и реконструированного панельного здания показывает, что при выполнении комплекса основных мероприятий, достигается эффект снижения расхода энергии на отопление в несколько раз. Многообразие конструктивных решений и технических приемов позволяет в каждом отдельном случае подобрать наиболее рациональные решения. Выбор энергосберегающих мероприятий можно произвести на основе решения задачи оптимизации [9].

Заключение.

Энергопотребление зданий, построенных по старым нормам тепловой защиты, может быть снижено на 70…75 % относительно существующего среднего уровня. Такое снижение энергопотребления может быть достигнуто преимущественно за счет применения эффективной тепловой изоляции наружных ограждающих конструкций.

Выбор мероприятий по энергосбережению должен основываться на обобщенных показателях состояния недвижимости, ее морального и физического износов, на анализе совокупности факторов глобальных и региональных условий функционирования объектов.

Установлено, что проведение санирующих мероприятий повышает ресурс эксплуатации зданий на 10…15 %, увеличивает срок эффективной эксплуатации и снижает расход тепловой энергии до 30 %.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Воробьева, Ю. А. Влияние процесса старения ограждающих конструкций и инженерных систем жилых зданий на микроклимат помещений / Ю.А. Воробьева // автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.03. – Воронеж, 2006. – 18 с.

2.Воробьева, Ю. А. Анализ снижения тепловой эффективности ограждающих конструкций жилых зданий с различным износом / Ю. А. Воробьева // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Высокие технологии. Экология. – 2010. – С. 54-56.

3.Викторов, Д. А. Анализ влияния теплоэнергетических характеристик на энергоэффективность жилых зданий на примере серии 1-335 / Д. А. Викторов // Научный журнал строительства и архитектуры. – 2013. – № 31. – С. 9-15.

-81 -

Необходимо отметить, что расчет загрязнения окружающей среды от источника поступления вредного вещества, предложенный в ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий», вызывает сомнение. Основное направление, на которое ориентирует нормативный документ – получение усредненных значений, обобщающих неравномерно изменяющиеся и накапливающиеся в течение года количества вредных веществ. Таким образом, настоящая методика вносит неточность в оценке экологической обстановки в городе [2].

С целью подтверждения и внесения корректировок в ОНД-86 проведены статистические и математические исследования. Для проведения эксперимента выбрана территория Воронежского городского округа, включающего промышленные производства разного характера технологического процесса.

В число крупных предприятий Воронежской области, вносящих дестабилизацию в баланс экосистем города, приводящих к накапливанию вредных веществ, входят ОАО «Воронежсинтезкаучук», Воронежское акционерное самолетостроительное общество, ЗАО «Воронежский Шинный Завод».

На рис. 1 представлена карта города Воронежа с границами районов. Авторами проведен анализ состава атмосферного воздуха в Железнодорожном районе города Воронежа, который показал, что основными загрязняющими веществами являются окись углерода, окислы азота и летучие органические соединения такие как: ксилол, трихлорэтилен, бензин. Для Левобережного района характерно присутствие сернистого ангидрида, окислов азота, летучих органических соединений в виде: стирола, ксилола, толуола, бутадиена, ацетона, бензина. В Советском районе преобладают выбросы неорганической пыли, окиси углерода, окислов азота. В Центральном районе доминируют окислы азота, окись углерода, а в Ленинском районе основными загрязняющими веществами являются окись углерода и окислы азота [3].

Рис. 1 – Карта г. Воронежа с границами районов: 1 – Железнодорожный район; 2 – Центральный район; 3 – Коминтерновский район; 4 – Ленинский район; 5 – Советский район; 6 – Левобережный район

В результате оценки ситуационной обстановки Воронежского городского округа выделено четыре зоны экологического риска, обусловленные текущим загрязнением воздуха, представленные на рис. 2 [4].

Первая зона опасного экологического риска включает крупные автомагистрали, санитарно-защитные территории предприятий и прилегающие к ним участки жилой застройки промышленных микрорайонов правобережья и левобережья города.

- 85 -

Научный журнал ВГТУ. Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

Вторая зона повышенного экологического риска, требующая так же регулярного контроля, содержит территории автостоянок общественно-деловых центров правобережного и большую часть левобережного промышленно-транспортного секторов города.

Третья зона удовлетворительного экологического риска, не вызывающего беспокойства. К ней относятся: окраинная часть территорий, примыкающая к автомагистралям и промышленным зонам правобережного района.

В четвертую зону низкого, допустимого экологического риска входит северная непромышленная часть города.

Рис. 2 – Карта г. Воронежа с зонами экологического риска

Результаты статистических исследований показывают, что неудовлетворительной является экологическая обстановка в левобережной промышленной зоне, что связано с поступлением химических отходов, сливаемых ОАО «Воронежсинтезкаучук». В результате на прилегающих территориях образовались ядовитые водоемы, которые при расползании с высокой степенью вероятности могут достигнуть водозабора. Результаты обследования атмосферы говорят о том, что наибольшее влияние оказывают следующие вредные вещества: оксиды серы – SO2, SO3; сероводород Н2S; сероуглерод СS2; оксиды азота; бензопирен; аммиак; соединения хлора; соединения фтора; сероводород; углеводороды; синтетические поверхностно – активные вещества; канцерогены; тяжелые металлы; оксиды углерода – СО, СО2. Производство синтетического каучука сопровождается поступлением

ватмосферу стирола, дивинила, толуола, ацетона и многих других компонентов.

Входе технологического процесса на химическом предприятии основными причинами выбросов являются неполная дегазация латекса или крошки каучука, отсутствие установок обезвреживания вредных веществ от агрегатов сушки и недостаточная герметичность технологического оборудования. В помещениях выделения каучука количество выбрасываемых из сушилок вредных примесей в отдельные периоды достигает 90 кг/ч. В местах сброса отходов производственных помещений полимеризации обнаружено наличие в воздушной среде стирола и непредельных углеводородов в концентрациях, достигающих 0,5…1,0 мг/л, что превышает предельно допустимые нормы для закрытых помещений. Источники выбросов производственных вредных веществ на территории предприятия, как правило, расположены в зоне на высоте от 0,0 м до 35,0 м.

-86 -

Наибольшее количество выбросов производится на высоте 5,0…20,0 м, что свидетельствует о загазованности данной зоны.

Для расчета загрязнения атмосферы от одиночного источника выбрано поступление стирола С8Н8 от ОАО «Воронежсинтезкаучук». Данное вредное вещество является общетоксическим слабым ядом, неприятный запах которого ощущается при концентрациях от 0,07 мг/м³. Стирол обладает нейротоксическим, наркотическим, раздражающим, судорожным действиями и относится ко второму классу опасности. Характеризуется высоким коэффициентом кумулятивности в организме 0,7005, то есть накопительной способностью для сравнения с окисью углерода – 0,1195.

При отказе и выходе из строя технологического оборудования вентиляционные выбросы часто содержат предельно допустимую концентрацию стирола, которая составляет 30 мг/м3 [4].

При таких условиях максимальное значение приземной концентрации вредного вещества СМ, мг/м3, при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии xМ, м, от источника и определяется по зависимости [5, 6, 7, 8]:

где n, т – коэффициенты, учитывающие условия выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса; А – коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы; М – выбросы вредного вещества в атмосферу в единицу времени, мг/с; F – безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе, для газообразных загрязнений принимается равным 1; h – безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности, в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h =1; H – высота источника выброса над уровнем земли, м; Т – разность между температурой выбрасываемой газо-воздушной смеси ТГ и температурой окружающего атмосферного воздуха ТВ, °С; L– расход газо-воздушной смеси, м3/с, определяемый по зависимости:

где D – диаметр устья источника выброса, м; w0 – средняя скорость выхода газо-воздушной смеси из устья источника выброса, м/с.

Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным: 180 – для Европейской территории РФ и Урала от 50 до 52° с.ш.

Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f и VМ:

При f <100, что характерно для рассматриваемой ситуации, параметр m определяется по зависимости:

при f ≥ 100 по выражению:

Научный журнал ВГТУ. Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

Расстояние xM, м, от источника выбросов, на котором приземная концентрация с, мг/м3, при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значениясм, определяется по формуле:

M 4

Значение опасной скорости, при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ принимается равным:

при VМ<0,5,

UM 0,5,

при 0,5<VМ≤2,

UM VM ,

При опасной скорости ветра UМ приземная концентрация вредных веществ в атмосфере на расстоянии от источника выброса х, м, в соответствии с ОНД-86 определяется по зависимости:

где S1 – безразмерный коэффициент, который находится в зависимости от отношения х / хМ при х / хМ 1

при 1 х / хМ 8

при 24 х / хМ 80 и F≤1,5

- 88 -

Схема распределения приземных концентраций вредных веществ в зависимости от расстояния от источника выброса представлена на рис. 3.

Математическая зависимость (15) не учитывает повторяемость направлений атмосферных воздушных потоков и действительную скорость ветра по румбам. Однако, при учете представленных параметров, возможно оценить реальное рассевание вредных веществ. Для уточнения методики расчета формула (15) преобразована и представлена в виде эмпирической зависимости:

где nСС, UСС – повторяемость и скорость ветра, по странам света, м/с; nmin, Umin – минимальные из значений повторяемости и скорости ветра, по странам света, м/с.

Результаты численного эксперимента представлены на рис. 3.

Рис. 3 – Схема распределения приземных концентраций вредных веществ

Ситуационная карта-схема (рис. 4) иллюстрирует рассеивание вредных веществ. На этой схеме в виде колец цветами (красный-розовый-зеленый-синий-желтый), представлено существующее представление о распространении выброса вредных веществ по мере удаления от источника выброса. Однако, при учете действительной скорости ветра по румбам выше представленные области преобразуются в сложные фигуры, области которых не совпадают с искомыми. Так, в западном, юго-восточном, северо-восточном и восточном направлениях представлены зоны рассеивания, выходящие за пределы колец, и как следствие, на данной территории города при расчете по методике ОНД-86 не учтена

- 89 -

Научный журнал ВГТУ. Жилищное хозяйство и коммунальная инфраструктура

экологическая обстановка. При этом северное, северо-западное, юго-западное и южное направление имеют завышенный запас площади.

Рис. 4 – Ситуационная карта-схема

Следует отметить, что при расчете рассеивания вредных веществ по методике, приведенной в ОНД-86, степень загрязнения окружающей среды одинакова по радиусу их распространения. Однако решить задачу для конкретного района строительства существующий подход не позволяет. С помощью предложенной методики возможно выполнять оценку распространения загрязнения объективно с учетом климатических особенностей региона.

Заключение.

Установлено, что применительно к территории городских округов методика, представленная в ОНД-86, является неточной. Предложенные изменения в существующей оценке загрязнения окружающей среды от источника выброса вредных веществ позволяют выявить зоны экологического риска и снизить вероятность негативного воздействия на человека и окружающую природную среду. Результаты исследований с применением эмпирической зависимости позволяют прогнозировать области и территории, где необходимы мероприятия по усилению мероприятий по поддержанию экологической безопасности, а также наиболее чистые, где целесообразно размещение социальных объектов, жилой застройки.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Полосин, И. И. Влияние автозаправочных станций в черте городской застройки на экологическое состояние окружающей среды воздуха / И. И. Полосин, К. В. Гармонов, А. В. Плотников // Экология промышленного производства. – 2014. – № 1 (85). – С. 51-54.

- 90 -