Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Учебное пособие
.pdf
- класс А – живописность зеленого массива, выразительность рельефа,
наличие водоёма и водотока;
- класс Б – живописность и выразительность рельефа;
- класс В – учитывается только фактор живописности рельефа;
- класс Г – поверхность плоская, без леса, удаленность от водоёма.
В зависимости от класса территории назначается цена земельного участка.
При оценке лесистости территории учитывается безопасное расстояние
строений от леса на случай возникновения пожара.
Требования к содержанию проектной документации
В проекте строительства и реконструкции объекта раздел "Охрана окружающей среды" должен содержать следующие подразделы:
- общую экологическую характеристику,
- охрану атмосферного воздуха,
- охрану поверхностных и подземных вод,
- охрану почвенного растительного покрова,
- восстановление нарушенных земель,
- охрану окружающей среды от шума, электромагнитных воздействий, от
теплового загрязнения,
- охрану памятников культуры и истории,
- формирование зеленых насаждений,
- сохранение и улучшение комфорта проживания людей,
- инженерно-экологическое зонирование территории.
До начала проектирования должно быть выпущено постановление город-
ской администрации о разрешении использования земельного участка.
Рабочий проект должен пройти экспертизу по охране воздушного бассей-
на, по водопользованию и водоотведению, иметь заключение по предотвращению чрезвычайных ситуаций.
Проект может быть одностадийным и двухстадийным.
При завершении проектирования выпускается пояснительная записка с
заключениями экологических, санитарно-гигиенических, пожарных и иных
служб, кадастр землепользования, расчет рассеивания выбросов и предельно
допустимых выбросов, расчет допустимых сбросов сточных вод, расчет допустимых шумовых и электромагнитных воздействий. Выпускается сметная документация, комплектующие ведомости на оборудование, план организации
строительства. Проект содержит заключение комиссии по экологической экспертизе с оценкой экологических и социально-экономических последствий
осуществления проекта строительства или реконструкции объекта. Считается,
что экологическое равновесие в природе для района застройки территории может быть достигнуто при плотности населения не более 60 чел/км2 и наличии
зеленой растительности не менее 20 % территории микрорайона города [27].
61
ГЛАВА 12. ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ЗЕЛЕНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО
Зелёное строительство - это вид строительства и эксплуатации зданий,
воздействие которых на окружающую среду минимально. Его целью является
снижение уровня потребления энергетических и материальных ресурсов на
протяжении всего жизненного цикла здания: от выбора участка по проектированию, строительству, эксплуатации, ремонту и сносу.
Другой целью зелёного строительства является сохранение или повыше-
ние качества зданий и комфорта их внутренней среды. Эта практика расширяет
и дополняет классическое строительное проектирование понятиями экономии,
полезности, долговечности и комфорта.
Хотя новые технологии по строительству зелёных зданий постоянно со-
вершенствуются, основной целью данной идеи является сокращение общего
влияния застройки на окружающую среду и человеческое здоровье, что достигается за счёт:
эффективного использования энергии, воды и других ресурсов;
уделения внимания поддержанию здоровья жителей и повышению
эффективности работников;
сокращения отходов, выбросов и других воздействий на окружаю-
щую среду.
В странах Запада введено понятие "синдром здорового и нездорового
здания". Экологически нездоровое здание - когда более 20 % жителей считают,
что здание не отвечает действующим стандартам, происходит повышение заболеваний, связанных с качеством воздуха, неудовлетворительной регулировкой
его параметров в помещении.
В энергосберегающем доме системы отопления и горячего водоснабже-
ния работают от нетрадиционных источников энергии. Солнечная энергия используется до 80 % с помощью гелиосистем в стенах, витражах и крышах.
В этом доме применяются эффективные теплоизоляционные материалы.
В системе освещения используются галогенные и люминесцентные лам-
пы, а также максимально естественное освещение. Регулируемые солнцезащитные устройства в оконных проемах зимой пропускают солнечную радиацию,
летом препятствуют ее проникновению.
В биореакторах утилизируют органические отходы, перерабатывая их в
компост для теплиц и сельского хозяйства.
Максимально используются в строительстве природные материалы. Так,
применение деревоалюминиевых окон с клапанами, регулирующими поступление воздуха, обеспечивают норму воздухообмена - на 1 м2 пола не менее 3 м3/ч.
Предусматриваются локальные очистные сооружения для очистки собираемой дождевой воды.
62
Осуществляется озеленение затененных стен здания с посадкой, например, быстрорастущих лиан, девичьего винограда.
Достигаемые энергозатраты должны быть 6-12,5 Вт/м2оС вместо современных 47-63 Вт/м
2 о
С в новых зданиях.
В помещениях не используются материалы, выделяющие вредные вещества (ковры, покрытия стен, полов, мебели и др.).
При кондиционировании воздуха в помещениях должно обеспечиваться
содержание положительных аэроионов менее 3000 1/см3, а отрицательно заряженных более 3000 1/см3, т.е. кондиционеры должны использоваться с ионизаторами.
Требуется нормируемый инсоляционный режим в помещениях не менее
2,0 часов в течение суток для южной зоны, 2,5 ч – для умеренной зоны, и 3 ч –
для северной зоны. При остеклении световых проемов строений на 45% снижается ультрафиолетовая радиация.
Необходимо гармоничное сочетание архитектуры здания и природной
среды, т.е. создание видеоэкологии – визуально-психологического комфорта
человека при взаимодействии с внешней средой, включающей и сочетание различной окраски фасадов зданий.
63
ГЛАВА 13. РАЗВИТИЕ ГОРОДСКОГО ПОДЗЕМНОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА ОБЪЕКТОВ
Подземные сооружения располагаются на глубине от 4 до 20 м.
Преимущества расположения заглубленных городских объектов:
- минимальное воздействие на ландшафт,
- не нарушается сложившаяся структура городской застройки,
- пониженное влияние на окружающую среду вибраций и шума,
- объекты защищены от воздействия климатических факторов и радиации,
- экономия за счет неотчуждаемых земель. Стоимость их более высокая,
чем наземных строений,
- увеличивается площадь земли для зеленых насаждений.
Недостатки:
- сложные системы вентиляции, освещения, канализации,
- требуется утилизация разрабатываемых грунтов,
- сложности с обводнением территории.
К подземным объектам относят:
- атомные электростанции (во Франции её мощность 375 МВт на глубине
50 м),
- деловые центры (в Японии они построены на 0,5 млн чел., 300 магази-
нов, гаражи на 500 автомобилей, в Нью-Йорке построено 4 яруса служебных и торговых помещений, в Москве на Манежной площади - торговый центр),
- воздушная среда в таких объектах бывает чище, чем в городе.
64
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Темы практических занятий:
1. Мониторинг окружающей среды,
2. Этапы решения экологических задач,
3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий,
4. Выбор площадки для строительства объекта,
5. Влияние выбросов на воздушную среду из высоких источников,
6. Влияние выбросов на воздушную среду из низких источников,
7. Влияние сбросов в водную среду,
8. Определение предотвращенного ущерба при внедрении средств очистки
выбросов в атмосферный воздух,
9. Определение предотвращенного ущерба при внедрении средств очистки
сбросов в поверхностные воды.
1. Мониторинг окружающей среды
Наблюдения за загрязнением атмосферы проводятся на стационарных,
маршрутных и передвижных постах.
Стационарные посты служат для проведения систематических наблюдений, оборудованы аппаратурой для отбора проб воздуха, непрерывной регистрации содержания вредных примесей в атмосфере. Их количестве в городе
при населении до 50 тыс. – 1; при 50 - 100 тыс. – 2; при 100 - 200тыс. – 3, при
200 - 500 от 3 до 5, при 500 - 1000 – до 10, при 1000 - 2000 – до 15.
Маршрутные посты организуются с использованием передвижной автомашины, на которой установлена аппаратура для отбора и регистрации до 10
проб воздуха за 8 часов и объезда до 5 постов.
Передвижной пост предназначен для последовательного отбора проб воздуха на высоте 1,5 м от поверхности земли вдоль направления ветра от источника на различных расстояниях (подфакельные отборы). Эти отборы проб
необходимы для определения рассеивания выбросов с учетом рельефа местности, скорости и температуры воздуха, влияния высоты источника выброса Н.
Длительность отбора проб 20 – 30 мин для стационарного источника (например, котельной).
Источники выбросов разделяются на организованные через вентиляционные шахты и дымовые трубы, и неорганизованные, т.е. наземные.
Выбросы автотранспорта относятся к передвижным выбросам. С учетом
нестационарности принята их условная высота – 5 м. Определяются выбросы
NO2, NO, CO, SO2, бенз(а)пирена, сажи, углеводорода.
Отбор проб воздуха может осуществляться при помощи абсорбционной
установки, схема которой приведена на рис. 1.1 [21].
65
Рис. 1.1. Схема аспирационной установки:
1 – воздухосборник,2 – реометр для измерения расхода воздуха, 3 – фильтр для осаждения
пыли, 4 – диафрагма, 5 – эжектор для отсоса воздуха,6 – ротаметр для измерения расхода
воздуха, 7 – защитный патрон улавливания влаги, 8 – поглотительный прибор,
9 – воздуходувка
Отбор проб проводится протягиванием воздуха через соответствующие
поглотительные среды (жидкие и твердые) или фильтрующие материалы. Пробоотборники устанавливаются в аспирационную установку.
Объем просасываемого воздуха с химическими выбросами должен быть в
10 раз больше объема раствора в поглотительном приборе.
Определение абсорбированного вредного вещества в растворе производят различными методами. В качестве поглотительной жидкости используется
вода или растворы, состав которых зависит от вида вредного вещества. В учебном пособии [23] для многих веществ приведены абсорбирующие вещества. К
примеру, для определения состава щелочи NaOH в поглотительном приборе
может находиться раствор соляной кислоты HCl и по количественному содержанию соли NaCl, отнесенному к измеренному расходу воздуха, определяется
концентрация щелочи в атмосфере.
Количество уловленных вредных веществ определяется аппаратурой на
основе методов газовой и тонкослойной хроматографии, ультрафиолетовой и
инфракрасной спектрометрии, атомной спектрометрии, флуориметрии, а также
использования ядерных методов, масс-спектрометрии, лазерного зондирования.
Такое многообразие обусловлено стремлением достичь высокой точности
определения вредных веществ в атмосфере.
Хроматографический метод основан на разделении смесей, он обладает
возможностью определять многие вещества с использованием сорбции газов
жидкостью или изменении свойств газа. Определение вещества проводится по
изменению теплопроводности, плазменной ионизации его, по электронному захвату вещества.
Прибор катарометр работает на принципе изменения теплопроводности в
зависимости от молекулярного веса вещества и размера молекулы. Количе-
66
ственное определение проводится методом сравнения с образцом вещества, и
показания выводятся на шкалу прибора.
Прибор плазменно-ионизационный основан на горении между двумя
электродами, где проходит ионизация потока газа при горении водорода и кислорода, и при этом изменяется электропроводность газа. При попадании в пламя вредного вещества интенсифицируется ионизация.
Электронозахватный прибор основан на захвате тепловых электронов в
β-излучателе низкой энергии, захват приводит к уменьшению проводимости га-
за вследствие малой подвижности ионов в сравнении с электронами.
Тонкослойная хроматография основана на покрытии стеклянной пластины тонким слоем суспензии твердого вещества (силикагеля) и с последующим
испарением нанесенной жидкости. По параметру удержания на пластине вещества судят по его величине методом сравнения с образцом.
Спектрометрия в ультрафиолетовой области спектра (200 – 780)∙10
-9
м ос-
нована на сравнении степени поглощения вещества с образцом пробы.
Атомная спектрометрия основана на возбуждении впрыскиваемого раствора
с веществом на новые электронные уровни в пламени с температурой до 3000 оС.
Поглощение в пламени горелки характерных для данного вещества длин волн и
является мерой концентрации его. Этот метод годится для исследования большой группы веществ.
Флуориметрия (флуоресценция) основана на использовании света в качестве источника возбуждения. Молекулы возбуждаются при облучении их светом (300 – 800)∙ 10
-9
м и сравнении с образцом.
Инфракрасная спектрометрия используется для веществ с длиной волн от
780∙10
-9
м до 0,5 мм. Этот метод полезен для определения органических ве-
ществ.
Ядерно-магнитная спектрометрия основана на измерении ядерных спинов
молекул в магнитном поле с частотами менее 200 МГц и определением резонансных частот исследуемого вещества.
Ядерная спектрометрия. Пробу облучают потоком нейтронов с образованием радиоактивных изотопов, и по спектру гамма-излучения пробы определяют количество вещества.
Масс-спектрометр основан на преобразовании вещества в ионы и затем
разделяются по массе в магнитном или электрическом поле. Положительные
ионы образуются при бомбардировке электронами вещества Прибор обладает
высокой точностью.
Лазерное зондирование используется для обнаружения вредного вещества в атмосфере. Лазер испускает короткий монохроматичный импульс излучения, который возвращается к детектору. Возвратившийся импульс будет
иметь другую длину волны. Точность измерения не высокая.
Существует несколько способов определения вредных веществ:
- метан и другие углеводороды определяются методом газовой хромато-
графии с использованием плазменно-ионизационного детектора;
67
Температура, оС
Давление, Р, мм рт.ст.
730
740
750
760
770
780 0 0,96
0,97
0,98
1,0
1,1
1,2
10
0,93
0,94
0,95
0,96
0,98
0,99
20
0,89
0,91
0,92
0,93
0,94
0,95
30
0,87
0,88
0,89
0,9
0,91
0,03
- кислородосодержащие углеводороды определяются абсорбционным ме-
тодом с раствором серной и хромотроповой кислот и по интенсивности окраски определяют эти вещества методом газовой хроматографии;
- двуокись азота и окись азота определяется с использованием сульфаниловой кислоты, при подаче азокрасителя в раствор определяется концентрация
веществ хемилюминесцентным методом;
- азотосодержащие углеводороды (например, гидразин) определяются газосигнализатором ФК - 0055 фотоколориметрическим методом по изменению
цвета ленты, пропитанной раствором, что вызывает изменение светового потока и электропотенциала;
- азотная кислота определяется кулонометрическим методом;
- сернистый ангидрид определяется кулонополярографическим методом с
использованием, например, газоанализатора ГКП-1 с самописцем, погрешность
20 %;
- окись углерода определяется оптико-акустическим методом с использо-
ванием, например, газоанализатора ГМК-3 и измерением инфракрасной радиации на фотоэлементе, погрешность метода - 5 %;
- метилмеркаптан определяется при его взаимодействии с хлорным железом и ацетатом ртути, по окраске определяется его концентрация;
- хлор определяется при его реакции с метиленом, создавая раствор
оранжевого цвета;
- аммиак определяется при его взаимодействии с фенолом, при которой
появляется синяя окраска раствора;
- бенз(а)пирен определяется при замораживании воздуха до температуры минус 196 оС методом флуоресценции.
Результаты анализов позволяют провести расчет концентрации вредных
веществ в воздухе.
Концентрация вредного вещества при отборе проб воздуха в жидкостном
поглотителе определяется по формуле
С = в∙М / (V∙а∙к), (18)
где М – количество вещества, мкг, найденное в пробе объемом "а", мл;
в – общий объем пробы в поглотительном приборе, мл; V – объем протянутого
воздуха, л; к – коэффициент приведения объема воздуха к нормальным условиям, приведенный в табл.1.1.
Таблица 1.1
68
n
i
i
C
n
1
1
n
i
срi
CC
n
1
2
)(
1
1
Количество опытов
Вероятность, рв, %
95
98
99
100
2
15,6
39
78
780
10
2,4
3,0
3,4
5,0
20
2,1
2,6
3,0
4,0
30
2,08
2,5
2,8
3,7
60
2,02
2,4
2,7
3,5
Концентрация пыли равна С = m / (V∙к), где m – количество пыли в пробе,
мг, V - объем протянутого воздуха, м3, к – коэффициент приведения.
Определение достоверности полученных результатов проводится в следующей последовательности:
а) определяется среднее значение параметра С
ср.
=
;
б) определяется среднее квадратичное отклонение
;
в) определяется оценка достоверности максимального и минимального
значений измерений Dm = (Cm – Ci) / σ;
г) полученное значение Dm сравнивается с табличными значениями при
различных значениях вероятности рв и значительных количествах опытов п,
приведенных в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Если значение Dm не превосходит соответствующего табличного значения, то с принимаемой вероятностью рв величина Сm соответствует исследуемому ряду измерений. В средствах охраны окружающей среды принимается вероятность достоверности измерения параметров менее 98 %.
2. Этапы решения экологических проблем города
Существует несколько основных этапов решения экологических задач:
Определяются виды зданий, из которых выделяются вредные вещества:
- линейное, когда высота здания превышает его длину, но меньше ширины,
- башенное, когда высота здания превышает его длину и ширину,
- плоское, когда высота меньше его длины и высоты. Вид здания опреде-
ляет размеры циркуляционной зоны за ним, где давление среды меньше барометрического и в этой зоне могут накапливаться вредные вещества.
Определяются виды и количество используемых веществ и энергии
(т/год, кВт∙ч) и выпускаемой продукции на предприятии.
69
Устанавливаются технологические процессы переработки веществ, при
которых выделяются и выбрасываются вредные вещества в атмосферу, воду и
на почву.
С учетом количества используемых в технологическом процессе вред-
ных веществ и класса их опасности по СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200–03–Санитарнозащитные зоны (СЗЗ) и санитарная классификация предприятий определяется
класс вредности предприятия и необходимые размеры санитарно-защитной зоны.
Проводится инвентаризация источников выбросов и сбросов в пределах
территории предприятия (виды выбросов и сбросов, их количество, т/год).
Количественно определяются по группам классов опасности выделения
вредных веществ.
По формулам (3), (8) в каждой группе выбросов определяются показате-
ли опасности вредных выбросов и сбросов и наибольшее (доминирующее) значение показателя.
По установленному размеру СЗЗ - lр, с использованием СНиП 23-01-
1999 – Строительная климатология, по 8 румбам сторон света устанавливается
частота направления ветра в течение года на здание с доминирующим выбросом вредного вещества и по формуле (10) определяется фактический размер
СЗЗ.
В зависимости от высоты источника вредных выделений (высокий или
низкий) определяется максимальная приземная концентрация Cm и расстояние
хМ, на котором она расположена от источника.
Если сумма Cm + Сф > ПДКМ.Р. необходимо снижать величину выбро-
са, используя очистное устройство. При отсутствии эффективного способа его
очистки принимается решение о повышении высоты трубы источника выброса.
3. Определение удаленности строящегося объекта от жилых зданий
Пример: Проектируется 9-этажное жилое здание высотой Н
= 25 м.
зд2
Вредные вещества диоксид серы с расходом М = 10 г/с выделяются из дымовой
трубы крышной котельной над жилым пятиэтажным зданием высотой
Н
= 16 м, здание узкое шириной в = 16 м, т.е. в < 2,5∙ Н
зд.1
. Расход дымовых газов
зд.1
L = 2 м3/с. Высота дымовой трубы над зданием - 3 м, скорость ветра - 2,5 м.
В соответствии с [31] расстояние между 5 и 9-этажными зданиями должно быть не менее 46 м.
С другой стороны для узкого здания аэродинамическая тень за зданием
равна 6 Н
, т.е. равна l = 6∙16 = 96 м.
зд.1
Следовательно, для обеспечения санитарных условий принимаем расстояние от планируемого к строительству здания 96 м. Однако этого условия не
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]