Градостроительная экология _ Маслов Н.В.. Глава Основы градостроительной экологии
 Скачать 11.35 Mb.
|
|
Системы инженерного обеспечения являются еще одним из ос- новных факторов, определяющих комфортность и экологичность зданий. Современный дом немыслим без центрального водоснабжения и отопле- ния, канализации, газификации и электроснабжения, радиофикации и те- лефонизации. Широко внедряются горячее водоснабжение, групповые и даже спутниковые телевизионные антенны. Становятся обыденными но- вые поколения связи: телетайпная и интернетная. Многоэтажные здания оборудуют лифтами, системами механического и пневматического мусо- роудаления. С ростом технических возможностей общества наблюдается зако- номерное явление совершенствования всех систем инженерного обору- дования. Так, вместо традиционных лифтов монтируют подъемники с про- граммным управлением. Вместо центрального отопления все шире приме- няют экономичные автономные котельные и установки для кон- диционирования. Остро стоит проблема ресурсосбережения, что рас- смотрено в § 4.3. Для быстрого реагирования на неисправности создают оборудованные компьютерами диспетчерские службы. Помимо связи с пользователями дома они обеспечивают автоматическое слежение за параметрами работы всех инженерных систем дома. Неуклонно увеличивается оснащенность жилого пространства ин- дивидуальной техникой. Новые автоматические и полуавтоматические бытовые приборы оказывают существенное б и о л о г и ч е с к о е в л и я - н и е на людей. Для смягчения явления вибрации оборудование вращательного дей- ствия устанавливают на прокладки, гасящие колебания. Обеспечивают 107 бесшумность работы самих агрегатов или используют принципиально но- вые решения, заменяющие эти агрегаты. Для уменьшения влияния электромагнитного излучения в конст- рукции приборов закладывают приспособления, гасящие электромаг- нитные поля. Применяют различного рода экраны и другие защитные устройства. За счет кардинального изменения технических принципов ра- боты этих приборов стараются уменьшить интенсивность излучений. Раз- витие систем связи породило новое направление экологической науки. Сейчас изучают влияние на психику человека обильной информации, часть которой бесполезна или носит агрессивный характер. Исследуют проблему информационного засорения окружающей среды, обилия разно- го рода недостоверных сведений, причисляемых к дезинформации. Дизайн помещений, эстетическое совершенство здания всегда имело большое значение. Утилитарная полезность и эстетические качества вос- принимаются человеком в единстве. Здесь проявляется определенная за- висимость между художественным обликом здания и его функциональной пригодностью. За многие десятилетия XX в. русское общество растеряло эстетиче- ские нормы индивидуальной и публичной жизни. Для восстановления этих норм потребуются значительные усилия. Проблема связана с эко- логией опосредованно, скорее является функцией культуры, политики об- щественного воспитания. 4.2. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ, ОКРУЖАЮЩЕЙ ЗДАНИЕ Влияние среды, в которой расположен объект, многофакторно. Сте- пень воздействия каждого из факторов на комфортные условия в помеще- ниях различна. Специалистами отмечена особая зависимость экологии внутреннего пространства от инсоляционного и шумового режимов, зага- зованности и обмена воздуха на территории (аэрации). Именно эти пара- метры застройки рассмотрены ниже. Инсоляционный режим — солнечное облучение зданий и поверх- ности земли — одно из важнейших условий гигиеничности застройки. Критерием инсоляции является продолжительность солнечного облу- чения. Эту величину определяют моделированием и расчетно- графическими методами. Методы довольно просты и их используют в практике, поскольку до- стигаемая точность результатов вполне отвечает экологическим задачам. Инсоляционные режимы определяют по макету или опорному плану местности. 108 Для метода моделирования используют макет застройки и специаль- ный прибор — инсолятор. Макет устанавливают на поворотной площадке прибора, позволяющей его располагать под любым углом к световому по- току, имитирующему солнечный. В качестве источника света используют прожектор, отнесенный на расстояние 4 H m (где H m — высота наиболее высокого здания), в результате чего обеспечивают параллельность свето- вых лучей. При освещении макета «солнцем» получают четкие тени от моделей зданий, которые фиксируют на пленке фотоаппарата. Меняя по- ложение модели, регистрируют тени в различные часы «светового дня». Совмещая полученные фотоснимки, определяют инсоляционные режимы зданий в застройке и на ее территории. При графоаналитических методах процессы инсоляции формализуют, представляя в виде схемы, показанной на рис. 4.3. Используют си- туационные планы застройки, на которых отмечают высотные перепады дневной поверхности в характерных точках рельефа. В габаритах затенен- ных домов записывают расчетные высоты окон нижнего этажа и верти- кальные отметки их перемычек. Расчетные высоты затеняющих зданий Н р1 определяют, как показано на рис. 4.3. Для любой точки на территории, в том числе у затеняемого здания, относительная высота затеняющего объ- екта до карниза равна Н р1 = Н m ± ∆h, (4.9) где ∆h — перепад местности между исследуемой точкой и основанием затеняющего объекта; H m = nh + 2 — высота затеняющего здания; п — ко- личество этажей в здании; h — строительная высота этажей. Рис. 4.3. Схема для определения высот затеняющих зданий при солнечном облучении застройки 109 Расчетная высота затеняющего объекта для любой точки на фасаде за- теняемого здания равна H p2 = H m ± ∆h — H 0 , (4.10) где H 0 — высота от земли до исследуемой точки (на рисунке условно вы- брана точка на втором этаже, но обычно исследуют фасад первого этажа). На горизонтальном участке, когда h = 0, предыдущие формулы при- нимают следующий вид: для территории: Н р1 = H 0 ; для здания: Н р2 = = Н m — H 0 При вычислении инсоляции помещений внутри зданий учитывают размер оконного проема и толщину стен. Эти величины принимают по поэтаж- ным планам, входящим в состав проекта или паспорта БТИ на старое зда- ние. В тех случаях, когда можно оперировать приближенными данными об инсоляции помещений, во всех зданиях постройки до 1950 г. условно принимают единый размер окна, равный 1600×1500 мм, а толщину стен — 640 мм. Инсоляционный угол такого окна равен 28°, что соответствует уменьшению расчетного времени инсоляции на 1 ч 40 мин против времени облучения фасада. При анализе современной застройки эти величины уточняют по ти- повым проектам и ГОСТ на столярные изделия. В зданиях сборного домо- строения время инсоляции помещений можно сокращать не более чем на 1 ч. Продолжительность инсоляции в дни равноденствия до последнего времени определяли графоаналитическим путем с помощью контрольно- инсоляционных линеек. Специалистами разработано несколько видов та- ких приборов. Однако в последнее время ими пользуются все реже. Инсоляционные режимы рассчитывают на ЭВМ по специальным про- граммам, в основу которых положены приведенные выше выкладки и за- коны движения солнца по небосклону. Полученные результаты отражают на картограммах инсоляционного режима (рис. 4.4). Она служит основа- нием для разработки мероприятий, обеспечивающих экологию не только территории, но и внутренней среды зданий. Мероприятия по улучшению инсоляционного режима застройки сво- дятся к определенным планировочным приемам. Они направлены на уве- личение продолжительности солнечного облучения на неблагоприятных участках территории и в помещениях зданий. 110 Рис. 4.4. Картограмма инсоляционного режима застройки: 1 - зоны нормативной инсоляции территорий и зданий; 2 - инсоляция помещений ниже нормативной; 3 - зоны полугодичного затенения территорий; 4 - то же, круглогодичного Первый прием основан на использовании возможностей внутренней перепланировки в затененном доме. В результате изменения пла- нировочной структуры создают ориентированные на две стороны го- ризонта квартиры. Схема подобного решения показана на рис. 4.5, а. Здесь на затененный фасад выводят лестничные клетки, подсобные помещения и не более одной жилой комнаты. По второму приему предусматривают раскрытие затененных фасадов путем сноса затеняющих строений (рис. 4.5, б). Решение допустимо, если разрыв между противостоящими зданиями меньше высоты затеняющего объекта и двор обстроен со всех четырех сторон. Желательно чтобы сно- симое строение не представляло большой материальной ценности. В про- тивном случае мероприятие становится экономически не оправданным. Третий прием применяют в тех случаях, когда двор не замкнут и про- ветривается (рис. 4.5, в). Тогда можно снести один-два этажа затеняющего здания, что позволяет освещать нижние этажи на затененном фасаде. При этом верхнюю часть дома разбирают не по всей длине, а только в той ча- сти, где она препятствует прохождению солнечных лучей. Заведомо идут на то, что продолжительность инсоляции двора останется ниже нормы. Разновидностью третьего приема является снос дворовой части верх- него этажа затеняющего здания (рис. 4.5, г). Крышу реконструируют так, 111 чтобы ее скат не препятствовал солнечным лучам. По четвертому приему ликвидируют жилые помещения в наименее инсолируемых нижних этажах. В этой части здания располагают офисы различных учреждений, инсоляция которых не ограничена нормами (рис. 4.5, д). Первые этажи отводят и под склады или гаражи-стоянки. Иногда их размещают не только в габаритах зданий, но и на территории перекры- ваемых дворов (рис. 4.5, е). Особо сложны мероприятия, обеспечивающие инсоляцию мелких и особенно узких кварталов. Варьируя санацию их территории, приходится рассматривать не отдельные группы домов, а застройку всего квартала. Шумовой режим окружения зданий в основном зависит от городско- го транспорта. По этой причине в первую очередь анализируют его влия- ние на застройку. Шумы оценивают эквивалентным уровнем звука L А экв Величину этого показателя замеряют шумомерами с фильтрами, умень- шающими чувствительность в низкочастотном спектре. Однако такие за- меры отражают состояние на момент измерений, а не стабильное значение уровня звука. Поэтому чаще применяют расчет по формулам. Рис. 4.5. Методы улучшения инсоляции помещений при реконструкции застройки 112 Они выведены на основании независимых исследований ряда специ- алистов, которые предложили различные формулы расчета. По нашему мнению, наиболее проста формула, рекомендованная ЦНИИП градо- строительства. По этой формуле суммарный уровень звука на расстоянии 7,5 м от оси крайней проезжей части магистрали L А экв , дБА, равен: L А экв = A lg N + 1,7 lg v + 43,2, (4.11) где А = 6,83 + 0,025 + 0,0375 р — коэффициент, зависящий от интервалов движения и характеристики проезжей части; N — интенсивность движе- ния в оба направления, авт/ч; v — средняя скорость автомобильного пото- ка, км/ч; р — суммарный процент грузового и общественного пассажир- ского транспорта, %. В этой формуле приняты некоторые допущения. Например, считают, что расстояние между экипажами S < 20 м, интенсивность движения со- ставляет N < 2000 авт/ч, а скорость движения v > 40 км/ч. При таких зна- чениях транспортного потока его относят к линейному источнику шума. Эти допущения позволили упростить расчеты, а определенные погрешно- сти в результатах вполне допустимы для градостроительного проектиро- вания. Еще одна погрешность не учтена этой формулой: пульсирующее дви- жение транспорта, которое имеет место на городских улицах. В них пото- ки формируются у регулируемых перекрестков, автомобили движутся «пачками» с интервалами, соответствующими циклам светофора. Основа- нием для пренебрежения этой погрешностью служит то обстоятельство, что горожанину безразлично, какой шум: постоянный или пульсирующий. Человек реагирует на максимальные значения звуковых волн. На базе приведенной выше формулы ученые ЦНИИП градострои- тельства предложили графоаналитический метод расчета уровня звука. Для этого разработали специальную номограмму. Метод используют в такой последовательности. По натурному обследованию территории и потоков транспорта на прилегающих магистралях выявляют исходные данные. Обычно в теплое время года на перекрестках устанавливают учетчиков, которые учитывают параметры движения в «часы пик». Результаты полученных данных сводят в форму табл. 4.2. Эквивалентные уровни звука в точке, расположенной в 7,5 м от бли- жайшей полосы движения, определяют по номограмме, приведенной на рис. 4.6, а. Здесь величина L А экв поставлена в зависимость от сочетания парных значений. Вначале скорости движения v, км/ч, и процента содер- жания в потоке грузового и общественного транспорта р (см. шкалы в ле- 113 вой части рисунка). Потом от плотности потока N, авт/ч, и его скорости v (правая часть рисунка). Т а б л и ц а 4 . 2 Наименование и № узла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Схема движения в узле Время обследования (дата, время суток) Ученик (Ф.И.О.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Интервалы времени обследования Размеры проходящих потоков Автомобили Автобусы, троллейбусы Трамвай легковые грузовые (марка) Шум от трамвая учитывают, принимая эквивалентный уровень звука по табл. 4.3. Шум от открытой линии метрополитена условно принимают по этой же таблице. Т а б л и ц а 4 . 3 № п/п Влияющий фактор и его показатель Эквивалентный уровень звука L А экв , дБА, при интен- сивности движения 0 +1 +2 +3 +4 Количество трамваев в потоке по типам, пар/ч: МТБ РВЗ «Татра» - 10 20 10 15 25 15 25 30 25 30 - 30 - - Расчетные уровни звука от потоков железнодорожного транспорта определяют по графику, приведенному на рис. 4.6, б. Результаты расчета шумового режима записывают в табличной форме (табл. 4.4). Расстояние r, м, проникновения шума на межмагистральную терри- торию, не отделенную звуковым экраном, приближенно определяют по графику на рис. 4.6, в. Здесь за нормативный барьер звукового комфорта для жилой застройки принята величина, равная L A н = 55 дБА. Результаты отражают на картограмме шумового режима. Одна из та- ких карт приведена на рис. 4.7. Здесь отмечены не только здания, фасады которых подвержены сверхнормативному звуковому давлению, но и за- шумленные территории, незащищенные противозвуковыми экранами. 114 Рис. 4.6. Графический метод расчета уровней звука L А экв : а – номограмма для определения эквивалентного уровня звука в 7,5 м от ближайшей полосы движения транспорта; б – уровни звука от железнодорожного транс- порта на расстоянии 7,5 м от оси рельсового пути; в – график зависимости расстояния r, м, проникновения шума на территорию от величины превышения эквивалентного уровня звука над нормативным (L А ост = L А экв – L А н ): 1 – от грузовых составов; 2 – от электропоездов; 3 – от пассажирских поездов; 4 – от точечных источников; 5 – то же, линейных 115 Т а б л и ц а 4 . 4 На зв ани е ул иц ы , на им ено ва ни е уз- ла и № по ста Ск ор ос ть дв иже ни я, к м /ч Ко личес тво г ру зо во го и общ е- стве нн ог о тр анс по рта в п ото ке , % Интенсивность движе- ния транспорта в обоих направлениях Эквивалентный уровень звука L А экв , дБА Пр ев ы ш ени е L А эк в на д но рм ати в- ны м L А н = 5 5 дБ А (в ел ичина L А ос т ) бе зр ел ьс ов ог о, а вт/ ч тр ам ва ев , па р/ч м етр опо литен а поездов, пар/ч от бе зр ел ьс ов ог о тр ан с- по рта от тр ам ва я от поездов общий в 7 ,5 м о т бл ижа й- ш ей по ло сы дв иже ни я жел ез но до ро жн ог о тр анс по рта м етр опо литен а жел ез но до ро жн ог о тр анс по рта Рис. 4.7. Картограмма шумового режима застройки: 1 – зоны шумового комфорта на межмагистральных территориях и в зданиях; 2 – зоны шумового дискомфорта на территориях; 3 – то же, в помещениях зданий; 4 – эквивалентный уровень шума на улицах L экв , дБА 116 Р ис . 4 .8 . Пр отив ош ум ов ы е ба рье ры и эк ра ны : 1 – эк ра ни ру ющ ее с оо ру жен ие (о дн о- ил и дв ух эта жны й до м , и спо льзу ем ы й к ак м аг аз ин и ли о ф ис ); 2 – обр аз ов ани е пр отив ош ум ов ы х пе ре м ы че к в м ес тах в ы ез да на м аг ис тр ал ь; 3 – эк ра н в до ль м аг ис тр ал ей; 4 – то же, дв е по ло сы эк ра но в; 5 – эс так ада с пр отив ош ум ов ы м и ба рь ер ам и; 6 – одн оп ол ос ны й эк ра н из з ел ены х на са жде ни й; 7 – то же, дв ух по ло сны й; 8 – ко м би на ци я из з ел ены х на са жде ний и эк ра на -с тен ки (а ) и эк ра на -на сы пи (б); 9 – пр ок ла дк а м аг ис тр ал и в в ы ем ке не гл убо ко й (а), гл убо ко й откр ы то й (б) и з ак ры то й (в ); 10 – у ст ро йс тво п ро тив ош ум ов ы х на сы- пе й; 11 – ко м би на ци и на сы пе й и в ы ем ок ; 1 2 – то же, и эк ра на -с тенк и 117 Как правило, экранирующими сооружениями в жилой застройке яв- ляются здания. Они способны снизить звуковое давление примерно на 40 дБА. Экранирующими могут быть сооружения, показанные на рис. 4.8. Они в значительной степени сдерживают проникновение звуковых волн на межмагистральные территории. Например, звукоизолирующая эффектив- ность стены высотой 2,4 м равна 16 дБА. Примерно такая же у торговых павильонов и киосков значительной протяженности, которые сейчас воз- водят вдоль проезжей части улиц, а вот зеленых насаждений шириной 40—50 м — всего 5—6 дБА. Кроме того, лиственный покров в средней полосе сохраняется 4—5 месяцев в году, поэтому зеленый барьер не может быть решающим сред- ством защиты. Встречающиеся в городах искусственно созданные экранирующие выемки и насыпи обладают значительной эффективностью, зависящей от конструктивных параметров сооружений. Например, при правильном вы- боре габаритов они способны снизить уровень звука на 14—20 дБА. При определении влияния транспорта на шумовой режим помещений счи- тают, что самым слабым местом ограждающих конструкций являются оконные блоки. Проникая через эти элементы зданий, воздушный шум ослабевает. Отношение переданной звуковой энергии к попадающей на ограждения выражают коэффициентом передачи звука τ. Используя этот коэффициент, изоляционные свойства R, дБА, можно представить в виде формулы R = 10 lg 1/ τ. (4.12) Коэффициент τзависит от размеров окна, его массы на единицу по- верхности и жесткости. Не вдаваясь в подробности, которые рассмотрены в строительной физике, можно констатировать, что снижение уровня шу- ма оконными коробками широко распространенных в строительной прак- тике России конструкций может достигать 50 дБА, о чем свидетельствуют данные табл. 4.5. Еще большего эффекта можно достичь, применяя оконные блоки со- временных конструкций. Теперь для переплетов используют полимеры, специально обработанное дерево и комбинированные металлодеревянные изделия. За счет стеклопакетов, в которых из пазух между наружными и внутренними стеклами выкачен воздух, обеспечения герметичности при- творов и совершенства запорных устройств достигается почти полная зву- коизоляция помещений. Коэффициент звукопередачи может иметь весьма малые значения, а звукоизоляция — 60-90 дБА. |