проблемы. Андреева строительная экология 2015. Андреева строительная экология 2015

• Название: Андреева строительная экология 2015
• Анкор: проблемы
• Дата: 02.09.2019
• Размер: 2.97 Mb.
• Имя файла: Андреева строительная экология 2015.docx
• Тип: Документы; #85694
• страница: 12 из 44

Конструирование оптимальной среды обитания в районах нового освоения

Конструирование оптимальной окружающей среды - среды жизни людей - всегда занимало важное место в программах освоения новых районов. Вопросы оздоровления природной среды и задачи выбора оптимальных решений тщательно подготавливаются при проектировании новых территориальнопроизводственных комплексов. Вновь осваиваемые территории в любом районе мира характеризуются, как правило, общим свойством - дискомфортностью их природных условий для людей, прибывающих из других мест.

Освоение новых районов во многих странах мира происходит главным образом по двум причинам: в связи с миграцией населения и разработкой природных ресурсов. В народное хозяйство России для освоения природных ресурсов были включены районы Крайнего Севера и зоны Сибири и Дальнего Востока. В других странах мира, в частности в Южной Америке, начато освоение тропических лесов и бассейна реки Амазонки, ставится вопрос о развитии внутренних районов Австралии.

Выбор оптимальных решений при освоении новых производственных комплексов направлен на создание нормальных условий труда, быта, отдыха людей и устранение опасности загрязнения природной среды.

Хозяйственное освоение новых районов начиналось в условиях ненарушенной природы и при очень малом количестве населения, а заканчивалось появлением новых производственных предприятий и комплексов, например, на Дальнем Востоке в 1961-1965 гг. был построен город Амурск, где была одна деревенька, расположенная на реке Амур, жители которой занимались рыбной ловлей. В Амурске был простроен целлюлозно-бумажный комбинат (ЦБК) как градообразующий объект, а затем другие промышленные предприятия, жилые поселки (микрорайоны), пригородное сельское хозяйство, транспортные и прочие коммуникации. Поскольку ЦБК - вредное производство, были построены (позже самого комбината) очистные сооружения со сбросом сточных (надо полагать, вполне очищенных) вод в реку Амур. Естественно, с появлением таких предприятий начинается трансформация природных экосистем. Однако изменения в окружающей среде происходят не сразу: в среднем они охватывают период в 10... 15 лет, постоянно оказывая влияние, хотя и по-разному, на различные группы населения. За это время происходят как смена контингентов людей, участвующих в освоении нового района (сначала это изыскатели, потом строители, а за ними следуют эксплуатационники и работники сферы обслуживания), так и соответствующие каждому этапу освоения изменения окружающей среды. Поэтому, чтобы правильно спланировать мероприятия по оптимизации среды обитания и защите здоровья людей, необходимо знать особенности каждого из этих этапов.

Первый этап - получение необходимой информации для освоения района. На этом этапе участвуют относительно небольшие группы людей (геологипоисковики, изыскатели, топографы и др.), которые испытывают некоторое отрицательное влияние природной среды. В пустыне и заболоченных районах они подвергаются опасности заражения природно-очаговыми инфекциями, в северных районах страдают от гнуса, клещей и от неблагоприятных погодных условий; в горах им грозят лавины, обвалы, сели. Для выявления этих проблем и опасных для здоровья человека ситуаций составляются специальные карты, отражающие медико-географическую дифференциацию территорий.

Для плодотворной работы по освоению района на первом этапе применяются достаточно удобные передвижные жилища, люди обеспечиваются необходимой одеждой. Полевые экспедиционные группы для передвижения располагают специальными транспортными средствами.

Второй этап - очаговое освоение территории, создание транспортных коммуникаций и начало сооружения социально-бытовой инфраструктуры. На этом этапе выбираются источники водоснабжения, намечаются площадки для промышленной и жилой застройки, планируются зоны отдыха и санитарнозащитные зоны, отмечаются участки, которые будут использованы для свалки бытовых отходов. От того, насколько правильно в медико-географическом и санитарно-гигиеническом отношениях будут решены основные градостроительные вопросы, во многом зависит здоровье людей не только в период очагового освоения территории, но и в дальнейшем.

Все работы (первоочередные) по второму этапу должны выполняться в соответствии с утвержденным генеральным планом и стройгенпланом. Это прокладка коммуникаций и дорог, размещение промышленного предприятия и жилого фонда, а также их строительство.

Третий этап, пожалуй, самый сложный и самый ответственный. Он связан с развертыванием сплошного интенсивного освоения территории и характеризуется наиболее активным ростом населения (в первую очередь за счет строителей). Иногда его численность бывает даже выше, чем на следующих этапах. Это свойственно для поселений, связанных с добывающей промышленностью, в которых по мере ввода в эксплуатацию месторождений численность населения по сравнению с периодом строительства сокращается почти вдвое. Период скачка численности населения может длиться 5... 10 лет. Нередко на этом этапе наблюдается активное, далеко не всегда обоснованное в научном отношении нарушение природных экосистем. Для третьего этапа характерны удобный жилой фонд, нормально функционирующие водопровод и канализация, обустройство территории, налаженный транспорт. Это этап развертывания и усовершенствования механизмов социальной адаптации к окружающей среде.

Действительно, теплые благоустроенные дома и рабочие помещения, а также городской транспорт защищают людей от сурового климата (например, создание города Амурска). Очищенная и обеззараженная вода становится безвредной; все отбросы утилизируются. Сеть дорог и хорошо развитый транспорт позволяют в свободное время посещать наиболее интересные уголки природы, источники и водоемы. А созданная надежная сеть лечебных и санитарнопротивоэпидемических учреждений обеспечивает хорошую медицинскую помощь каждому, кто в ней нуждается.

Четвертый этап является этапом интенсивного освоения района застройки, завершения строительства как основных промышленных предприятий, так и жилых микрорайонов, окончания работ по организации зон отдыха и объектов культуры. На завершающем этапе окружающая среда приобретает вид законченной среды обитания и антропогенных загрязнителей воздуха. При наличии медицинских, санитарно-гигиенических учреждений в значительной мере ослабляется опасность воздействия природных и антропогенных предпосылок - болезней и других факторов. Вместе с тем возникает опасность загрязнения окружающей среды и появления отрицательного воздействия на здоровье людей продуктов (отходов) промышленного производства.

Очень важны при разработке любого проекта изучение и сбор материалов по медико-географическому обоснованию. В качестве примера можно привести Усть-Илимский промышленный узел. Исследование проводилось в два этапа. Первоначально была проведена медико-географическая экспертиза предлагаемых вариантов расположения промышленной и селитебной зон. Была определена величина санитарно-защитной зоны (хотя по нормативам она известна) между лесопромышленным комплексом и городом, выбрана система водоснабжения, создана зона отдыха и установлена территория для сооружения рекреационных объектов сезонного и круглогодичного действия.

Медико-географические исследования, проведенные на месте размещения промышленного узла и города, со всей очевидностью показали, что более дешевый вариант не является оптимальным для будущего населения и самой природы: сокращается санитарно-защитная зона, город отодвигается от берега водохранилища к нижнему бьефу гидроэлектростанции, а на самом берегу водохранилища сохраняется железнодорожная линия.

Эффективность мероприятий по освоению нового района зависит от того, насколько глубоко продуманы и экологически обоснованы механизмы социальной адаптации к условиям природной среды и ее сохранению. Проблема адаптации и акклиматизации человека к условиям среды обитания занимает в научных исследованиях и жизнедеятельности человека далеко не последнее место. Исследования позволяют устанавливать те факторы окружающей среды, которые необходимо нейтрализовать или изменить, чтобы найти оптимальный экологический потенциал среды обитания человека.

Термину «адаптация» применительно к человеку вначале придавался физиологический смысл. Но так как адаптационные процессы в той или иной мере входят в любой жизненный акт, то этим термином стали пользоваться специалисты различных отраслей промышленности. Термин «адаптация» (синоним - приспособление) применяется как для обозначения самого процесса или механизма, так и свойства или качества, приобретенного человеком (синонимы: адаптированность, приспособленность). В нашем понимании адаптация - это биосоциальный процесс активного приспособления человека к окружающей среде, направленный на обеспечение, сохранение и продолжение нормальной жизнедеятельности в условиях данной среды, например в зоне с повышенным содержанием углекислого газа. Вместе с тем приспособление человека к условиям окружающей среды может иметь временный характер. К такому типу адаптации можно отнести акклиматизацию - негенетическую биосоциальную адаптацию к сложному комплексу условий внешней среды, центральное место в котором занимает климатический фактор.

Окружающая среда человека - это комплекс не только естественных природных факторов, но и факторов, созданных самим человеком, например социальных, экономических, производственных, культурных. При анализе адаптации человека с точки зрения экологической безопасности рассматриваются влияние загрязнения местности (при размещении новых поселений); вопросы водообеспечения; качество воды; влияние антропогенной обстановки и эпидемиологической ситуации; характер питания; производственная деятельность. Важной формой социальной адаптации являются системы организации здравоохранения и образования, правового законодательства и материального обеспечения. В регионах с экстремальными природными условиями необходимо подключать для исследований механизмы биологической адаптации [44].

Для оценки условий адаптации человека применимо понятие «комфортность окружающей среды». Критерием оценки комфортности является совместное действие нескольких климатических элементов, например температуры и влажности, солнечной радиации и др. При антропоэкологической оценке выявлено до 30 элементов, характеризующих природную среду, включая сейсмичность, заболоченность и ряд других показателей. На основе комплексного учета показателей строится оценка территории для жизни людей и пригодности ее для формирования постоянного поселения, иными словами, для возможности полноценной адаптации человека и его проживания в данной местности.

Однако средой обитания, т.е. окружающей человека средой, могут быть экстремальные природные условия. К ним относятся экстремально холодные регионы; жаркие сухие регионы; жаркие влажные регионы. Под экстремальными территориями понимаются такие регионы, в которых жизнь человека может находиться под угрозой (относительно экстремальные условия) либо невозможна (абсолютно экстремальные условия). Экстремальными для человека могут быть как географические зоны, так и отдельно взятые изолированные территории, причем их экстремальность может проявляться или в течение всего года, или в отдельные сезоны. Постоянное развитие в небиологических механизмах адаптации к окружающей среде может привести к тому, что экстремальность природной среды может быть усреднена человеком, но может быть и создана.

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Экологические требования при проектировании жилых зданий

Вопросам экологии при проектировании и строительстве жилых зданий стали уделять внимание только в последние годы, когда резко перешли на качественную оценку строительной продукции. Это, прежде всего, материалы, из которых мы строим и отделываем здания и их особенности в эксплуатации, влияние на людей и среду обитания. Уровень отделки и комфорта все более соотносят с экологическими условиями, причем это связано не только с ухудшением экологических характеристик населенных мест, но и с привнесением в жилые помещения вместе с некачественными строительными материалами вредных веществ, проявлением негативных воздействий от насыщения жилища различными электробытовыми приборами и оборудованием, не всегда отвечающими санитарно-гигиеническим нормам и стандартам.

Таким образом, на качество жилища (жилого дома) влияет в первую очередь строительный материал, из которого изготовлены конструкции и отделано помещение. Например, вредное воздействие на здоровье человека могут оказывать летучие вещества, выделяемые материалом. К таким веществам относятся главным образом низкомолекулярные продукты, выделяющиеся из полимерных материалов (пластмасс):

остаточные мономеры - формальдегид, фенол, стирол;

органические растворители - ацетон, бензол, толуол, эфиры и т.п.;

летучие пластификаторы - дибутил-диоктилфталат.

Для них установлены предельно допустимые концентрации.

На качество жилища с позиций экологии оказывают влияние внешние и внутренние факторы:

физические (радиоактивность, геопатогенность, ветер, влажность, температура, вибрация, шум);

химические (выбросы автотранспорта и предприятий, пыль и аэрозоль);

биологические (бытовые и биоценоз);

эстетические (природное и архитектурное окружение).

Поэтому в проектировании жилища основная задача с точки зрения охраны здоровья сводится к обеспечению микроклиматического комфорта, в том числе за счет теплоэффективности зданий и защищенности воздушной среды от загрязнения вредными веществами. Влияние на качество жилища физико-химических факторов обеспечивается архитектурно-конструктивными средствами, а гигиенические аспекты (естественное освещение, инсоляция, воздухообмен, шум, качество строительных материалов, электромагнитные излучения) регламентируются нормативами, например МГСН 3.01-96 «Жилые здания».

Требования к чистоте воздуха по содержанию С0₂, его ионному составу, к запыленности, статическому электричеству изложены в рекомендательных документах.

На современном этапе проектирования и строительства жилища большое значение приобретают такие факторы, как визуально-психологический комфорт и геопатогенность, однако они практически не регламентированы по количественным и качественным показателям. Решающее значение в формировании экологического комфорта, в том числе воздушно-тепловой среды и акустического режима, имеет снятие ограничений верхнего предела площадей квартир и более широкий спектр архитектурно-планировочных решений. Расширение возможностей объемно-планировочных решений жилых зданий за счет введения I и II категории комфортности гарантируется достижением повышенного уровня комфорта.

Одним из основных факторов создания экологического комфорта является правильный воздухообмен (не менее 30 м³/ч на человека) для удаления загрязненного воздуха и нейтрализации вредностей. Это значение обеспечивает содержание С0₂ в воздухе помещений в пределах допустимой концентрации (0,1 %) и определяет минимальный гигиенический уровень. Оптимальные условия воздушной среды (содержание С0₂ - 0,05 %) достигается при воздухообмене 60 м³/ч на человека. Это значение теоретически может быть получено в жилом помещении высотой 2,7 м и площадью 20 м² при расходе наружного воздуха 3 м³/ч на 1 м² (при условии использования в кухнях электроплит).

При ухудшении экологической ситуации вследствие загазованности промышленного региона, либо по причинам чрезмерного применения полимерных отделочных материалов, либо из-за совместного их действия необходимо увеличить воздухообмен до 100... 120 м³/ч. Такой показатель вполне реален для квартир без ограничения верхних пределов площадей. Вместе с тем большая номенклатура строительных и отделочных материалов в настоящее время позволяет сделать выбор и отдать предпочтение наиболее качественным в экологическом отношении. Отделочные материалы необходимо выбирать согласно утвержденному Минздравом России перечню, который периодически пополняется новыми материалами, получившими сертификат экологического качества. Комфортность жилища в высокоурбанизированной среде во многом зависит от степени защищенности квартиры от шума, загазованности, пыли, воздействию которых наиболее подвержены дома, расположенные вдоль магистралей. Эффективная шумозащита может быть осуществима в квартирах I категории комфортности за счет специфики архитектурно-планировочных решений, определяющих организацию пространства для отдыха, питания, работы, хозяйственно-бытовой деятельности.

Экологичность жилых домов в значительной степени характеризуется их теплоэффективностью, которая способствует стабилизации микроклимата помещений и экономии энергоресурсов. Она зависит от теплозащитных качеств стен, окон, их примыканий, а также от теплоемкости жилого дома, которая определяется степенью его изрезанное™ и глубиной корпуса. Отношение к применению кондиционеров в жилище неоднозначно. Отмечается отрицательное влияние на природу показателей ионного и озонного состава воздуха, негативно сказывающихся на самочувствии людей.

В жилом помещении основная доля звуковой энергии проникает, как правило, через светопрозрачные ограждения (окна). Как раз им и следует уделять особое внимание при конструировании, производстве и применении их в строительстве. Для глушения транспортного шума, проникающего в жилое помещение, должны разрабатываться и использоваться различные модификации шумозащитных окон и оконных вентиляционных клапанов-глушителей в зависимости от степени шумовой нагрузки. При закрытом окне необходимая шумозащи- та может быть обеспечена путем увеличения толщины стекол, воздушного промежутка между ними, установки третьего стекла, улучшенной герметизации в притворах. Такие окна обладают достаточно высокой звукоизолирующей способностью и снижением транспортного шума.

Однако функции окна заключаются не только в защите от шума. Одной из главных является вентиляция, которая осуществляется через форточку, створку, фрамугу. При открытом (для проветривания помещения) окне повышение уровня внешнего шума составляет около 15 дБ. В этом случае для обеспечения шумозащиты необходимо применять специальные шумозащитные вентиляционные устройства и конструкции. Одним из таких устройств являются вентиляционные клапаны-глушители конструкции МНИИТЭПа для естественной вентиляции в жилых помещениях, которые в зависимости от модификации имеют эффективность от 28 до 35 дБ. Клапаны-глушители и вентиляционные устройства различной конструкции выпускаются немецкими фирмами «Сигения» и «Греч-Унитас». Акустическая эффективность этих устройств (R_u) составляет от 27 до 36...43 дБ.

Конструктивные особенности ряда оконных систем основаны на технических решениях, обеспечивающих контролируемую вентиляцию при сохранении высокого уровня шумозащиты. Варианты самовентиляции включают в себя, например, приемы внутрипрофильной вентиляции с поступлением дозированного количества свежего воздуха (немецкая система КБЕ), приемы вентиляции через вырезанные фрагменты уплотнений и за счет установки в нижней части створки саморегулирующейся вентиляционной заслонки, которая реагирует на напор ветра.

Помимо окон некоторое увеличение комфорта в жилых комнатах может быть достигнуто за счет остекления балконов и лоджий, это дает снижение транспортного шума на 7 дБ. В проектах квартир, особенно жилищ I категории, используются приемы остекления летних помещений без нарушения показателей инсоляции и коэффициента естественного освещения при соблюдении противопожарных требований.

В строительстве интенсивно развиваются технологии производства стеклопакетов с повышенной герметизацией. Модификация стеклопакетов определяется особенностями конструктивных решений и выполнения монтажных узлов, использованием различных видов стекла, их взаиморасположением в стеклопакете. Применяются энергосберегающие стекла с оптическим покрытием, что способствует снижению потерь выходящей через окно тепловой энергии.

Экологическая оценка строительных материалов

В строительстве экологическая оценка проекта, участка земли, применяемых материалов стала неотъемлемой частью технологического процесса возведения любого здания. Поэтому, чтобы подчеркнуть хорошее качество материала или изделия, применяют термин «экологически чистый», не задумываясь о том, что материал может быть и грязный. То, что подразумевают под этим термином, в действительности является эколого-гигиенической характеристикой материала. В основу такой оценки положено наличие или отсутствие вредного воздействия материала на человека, находящегося в здании, в конструкциях которого использован это материал.

К веществам, опасным для человека, относятся металлы: хром свинец, ртуть, кадмий и др. Они могут находиться в виде солей и других соединений в красках, цементе и особенно в материалах, производство которых налажено из отходов (один из парадоксов использования отходов: это полезно с экологической точки зрения, потому что отходы использованы, но может быть опасно для человека).

Соединения тяжелых металлов вместе с воздухом могут оказаться в рабочих помещениях и поступить в организм человека или, растворяясь в воде, воздействовать на кожу и слизистые оболочки. Наиболее полно изучены санитарно-гигиенические свойства у полимерных строительных материалов. Практически не проводится оценка конструкций и теплоизоляционных материалов на основе неорганического сырья. Эти материалы могут содержать неблагоприятные для человека и окружающей среды компоненты.

Другая составляющая эколого-гигиенической оценки - радиационно-гигиеническая, которая введена в действие ГОСТ 30108-94. Такому анализу в обязательном порядке должны подвергаться искусственные и природные каменные материалы, в особенности материалы из отходов производства и побочных продуктов. Сущность анализа состоит в определении суммарной удельной активности естественных радионуклидов (А₃фф, Бк/кг).

Основные природные радионуклиды, встречающиеся в строительных материалах, - это радий (226 Ra), торий (232 Th), калий (40 К). Суммарная удельная активность радионуклидов рассчитывается с учетом их биологического воздействия на организм человека. В зависимости от ее значения определяется возможная область применения данного материала. Так, при А₃фф < 370 Бк/кг материал разрешен для всех видов строительных работ, при А„_м, = 370...740 Бк/кг материал разрешен для дорожного строительства, в том числе и в пределах населенных пунктов, и для промышленного строительства. При А> 1350 Бк/кг вопрос об использовании материала требует согласования с Госкомсанэпидем- надзором.

При производстве строительных материалов наибольшую опасность для здоровья людей представляет природный радиоактивный газ радон, являющийся продуктом, полученным из горных пород и материалов из них. Каждый строительный материал, содержащий в своем составе полимеры, отходы промышленности, должен получить сертификат качества и экологической безопасности для применения его на территории России в том или ином виде сооружения. В нормативно-методической документации и соответственно в сертификате на строительный материал указывается область его применения:

для строительства жилых зданий, детских и школьных зданий, лечебнопрофилактических учреждений и других зданий группы А;

нежилых зданий и сооружений групп Б, В и Г;

вспомогательных сооружений: подземных переходов, перронов и т.п.

Радиационно-гигиеническая и санитарно-гигиеническая оценка строительных материалов характеризует безопасность материала, примененного для разных групп зданий. Однако подход к экологической оценке должен быть иным. Следует учитывать влияние на окружающую среду не только самого материала, но и всего комплекса процессов, сопровождающих материал по его жизненному циклу от «рождения» (изготовления или добычи) до самой его «смерти», т.е. до полного уничтожения, захоронения или, что более предпочтительно, повторного использования для получения новых материалов или изделий. Последнее позволяет замкнуть жизненный цикл материала, сократить количество отходов и количество добываемого сырья, т.е. жизненный цикл при его глубочайшей оценке с позиции экологии способствует ресурсосбережению.

Ни один материал, используемый в строительстве, не может быть назван экологически чистым, так как ни один материал не может быть изготовлен без затрат материальных ресурсов и энергии, которые могут нести отрицательные качества для окружающей среды. Рассматривая жизненный цикл любого материала, можно для каждого вида строительных работ выделить нежелательные с экологической точки зрения материалы или вещества, использования которых следует избегать (например, бетон и бетонные изделия).

Само производство не должно сопровождаться выбросами вредных веществ для окружающей среды (в том числе и для человека). При эксплуатации таких изделий они не должны выделять вредных веществ. Долговечность и надежность их не могут вызывать сомнений, а утилизация отслужившего материала должна вписываться в природные экосистемы.

Такой материал должен использоваться в качестве сырья для других материалов или повторно (рисайклинг). Примером рисайклинга служит использование стеклобоя и отслужившей стеклотары для получения новых стеклоизделий. Понятие жизненного цикла продукции введено международным стандартом

ISO 14000. Жизненный цикл - это последовательные и тесно взаимоувязанные стадии и все существенные входные и выходные потоки материалов и энергии, начиная от разработки природных ресурсов (добычи сырья) и кончая утилизацией всех материалов с учетом используемых отходов и рассеянной энергии. В этом случае отпадает нужда в добыче, транспортировке и подготовке сырья, а также исключается энергоемкий и сопровождающийся вредными выбросами процесс стекловарения. Для широкого внедрения рисайклинга необходима прежде всего организованная система сбора стеклоотходов. То же самое касается стройматериалов, бумаги и многих других бытовых и хозяйственных отходов, в том числе и производства.

Промышленные отходы и отслужившие материалы и изделия могут использоваться для производства строительных материалов, например использование компонентов отслуживших свой век железобетонных конструкций. Такие конструкции дробятся, и из них выбирается арматура, щебень и мелкий заполнитель. Арматура используется как металлолом, а заполнители идут для приготовления нового бетона. В этом отношении строительство с его огромной материалоемкостью может сыграть важнейшую роль в деле защиты окружающей среды.

К экологически чистым и экономичным строительным материалам можно отнести кирпич типа «геокор», сделанный из местного сырья - торфа. Это принципиально новый, изобретенный в России теплоизоляционный материал. Торф - самое дешевое и самовозобновляющееся сырье. На «геокор» получены сертификаты, и материал внесен в нормативы. Внедрение торфоблоков позволит на 80 % сократить расход кирпича, блок размером в четыре кирпича весит не более 4 кг. «Геокор» можно использовать не только как утеплитель, он способен в течение 24 ч убивать бактерии туберкулеза. Появилась возможность использовать его в лечебных целях, облицовывая им стены и потолки больниц и других учреждений. По прочности он не имеет себе равных, выдерживает нагрузку 8... 12 кг/см'. По долговечности «геокор» сродни каменным и бетонным конструкциям. Он не только прочен, легок, но и является прекрасным адсорбентом, например, уровень радиации в помещении из торфа снижается в пять раз. Кроме того, в здании сохраняются нужная влажность, постоянная температура.