Градостроительная экология _ Маслов Н.В.. Глава Основы градостроительной экологии
 Скачать 11.35 Mb.
|
|
Т а б л и ц а 4 . 5 Тип заполнения окон- ного проема Конструкция окна Снижение уровня звука, дБА толщина стекла, мм воздушный промежуток между стек- лами, см притворы без про- кладок притворы с уплотняю- щими про- кладками глухое остекление Открытое окно - - 5 - - Открытая форточка - - 10 - - Одинарный переплет 1,5-2 - 20 20 22 4-5 - 21 23 26 6-8 - 24 27 29 Спаренный переплет 1,5-2 3-5 21 22 24 4-5 3-5 23 25 27 6-8 3-5 25 28 30 Двойной переплет 1,5-2 10-12 31 36 38 20-25 34 39 41 4-5 10-12 35 40 43 20-25 38 44 46 6-8 10-12 37 42 45 20-25 40 46 48 Аэрационный режим застройки прежде всего зависит от направлений и скоростей ветра. Их определяют на основании многолетних на- блюдений. По результатам анализа строят специальные схемы повто- ряемости направлений и скоростей ветров для определенного периода го- да, называемые розой ветров (рис. 4.9, а). Другими факторами, от которых зависит аэрационный режим, явля- ются плотность застройки и этажность зданий. Характерным примером влияния плотности служат дворы-колодцы в старых районах городов, где воздух застаивается. Этажность также имеет значение. Так, при размеще- нии плотной группы зданий высотой более 15 этажей образуются восхо- дящие турбулентные и конвекционные ветровые потоки. Они поднимают с земли взвешенные частицы на верхние этажи. Ветровая обстановка на территории застройки актуальна с точки зре- ния комфортности среды обитания. Интенсивное перемещение воздушных масс между домами неблагоприятно сказывается на микроклимате, спо- собствует увеличению теплопотерь и динамических нагрузок. Образова- ние застойных зон на территории способствует скоплению и оседанию вредных примесей, присутствующих в воздухе. В зависимости от скорости ветра территории делят на зоны. К первой относят застойные зоны, в которых скорости воздушного потока находят- ся в пределах v < 1 м/с. Воздушные массы в зонах практически не обнов- ляются, способствуя застою вредных веществ. 119 Рис. 4.9. Роза ветров – повторяемости направлений и средних скоростей (а) и картограмма (б) аэрационного режима застройки для теплого периода года при преобладании северо-западных ветров: 1 – зоны со сверхнормативной скоростью воздуха (v > 5 м/с); 2 – то же, с аэрационным ре- жимом комфортным (1 < v < 3 м/с) и близким к комфортности (3 < v < 5м/с); 3 – то же, со скоростями ниже допустимых (v < 1 м/с) Ко второй причисляют комфортные зоны, в которых скорости воз- душных потоков 1 < v < 3 м/с. Они названы так потому, что, во-первых, при таких скоростях происходит циркуляция воздуха и, во-вторых, дую- щий ветер не представляет неудобств пешеходам. Третьи названы допустимыми зонами, поскольку скорости ветра находятся в пределах 3 < v < 5 м/с, приближаются к критическим, но все же не остаются приемлемыми для пешеходов. И, наконец, диском- 120 фортные зоны, в которых скорости воздушных потоков v > 5 м/с. Движе- ние воздуха с такой скоростью создает значительные неудобства для го- рожан. Существует несколько методов определения параметров аэрационного режима. Наиболее точен метод моделирования. Однако он трудоемок и дорог, поскольку его суть заключается в изготовлении специального маке- та. Его продувают в аэродинамической трубе (физическое моделирование) или подвергают действию струй воды (моделирование аналогиями). В последнее время широко применяют расчетные методы. Один из них инженерный, построенный на эмпирическом получении математи- ческих зависимостей, описывающих ситуацию, и их использовании в ана- логичных условиях. Преимущество этого метода заключается в высокой скорости вычислений на персональных ЭВМ, а недостаток — низкая точ- ность результатов. Второй — это метод решения дифференциального уравнения Навье- Стокса движения вязкой жидкости или газа. Для этого метода характерна высокая точность, но при этом требуются огромные мощности компьюте- ров. И.К. Лифанов, В.А. Гутников и А.С. Скотченко рекомендуют при- менение метода дискретных вихрей. Существенным его достоинством яв- ляется то, что трехмерная задача обтекания сводится к нахождению функ- ций, заданных на некоторых поверхностях. По сути задача математически решается как двухмерная. Это дает значительную экономию машинного времени. Позволяет быстро рассчитать на персональных ЭВМ аэрацион- ную обстановку на больших городских территориях с различной застрой- кой и рельефом местности. В результате анализа застройки строят картограммы аэрационного режима. На рис. 4.9, б показан фрагмент такой картограммы, характе- ризующий ветровой режим на территории исторической застройки. 121 4.3. ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ Ресурсосбережение является не только хозяйственно-экономической проблемой, но в значительной степени экологической. Повышенный рас- ход, например, воды в городах истощает запасы этого природного ресурса. Неоправданно большое его потребление увеличивает сбросы отработан- ных вод, которые необходимо очищать прежде, чем слить в водоемы. Особо опасно экологически нерациональное энергопотребление. Для выработки электроэнергии, обеспечения горячим водоснабжением и обо- грева зданий сжигается огромное количество топлива. Его отходы засоря- ют атмосферу, вместе с осадками попадают в почву, наружные и подзем- ные воды. Сказанное, в первую очередь, относится к России, где климат более суровый, чем в Европе и США. Кроме того, с первых лет становления РСФСР власть проводила строительную политику, направленную на воз- ведение в городах предельно экономичного жилья для трудящихся и со- оружений социально-бытового обслуживания. Здания ограждали стенами, обладающими минимумом теплотехнических свойств. Для удешевления инженерных систем не ставили счетчиков расходов воды и тепла. Такая строительная политика настолько укоренилась, что была рас- пространена на сборное домостроение второй половины XX в. В зданиях не предусматривали ресурсосберегающие технологии, требующие допол- нительных затрат. Применяли устаревшие, как правило, ресурсоемкие электрические, водяные и тепловые системы. Сборные детали стен упро- щали. В результате потери тепловой энергии через ограждающие кон- струкции оказались на 20—30% выше нормативных, а сами дома — наиболее энергорасточительными в практике российского домостроения. Рассчитывали на неиссякаемые запасы природных ресурсов, которыми богата наша страна. С другой стороны, государство проводило в жизнь идею централи- зации производства и, в частности, городского хозяйства. Стимулировало строительство тепловых комплексов большой производительности. Мощ- ные теплоэлектростанции снабжают города не только электроэнергией. Целые городские районы получают теплоносители от этих станций. Раз- водка тепла к каждому дому потребовала устройства разветвленной сети тепловых коммуникаций. В России общая протяженность таких сетей до- стигает 125 тыс. км, т.е. втрое больше, чем длина экватора. Трубопроводы, выполненные из нелегированной стали, оказались не- долговечными, поскольку она подвержена интенсивной коррозии. Сроки 122 их службы в 2—4 раза ниже нормативных. Влагоемкая теплоизоляция этих труб со временем потеряла большую часть своих свойств. Из-за уте- чек и потери теплозащиты в трубопроводах теряется примерно 25—35% тепла. В центральных тепловых пунктах (ЦТП) применено устаревшее обо- рудование. Кожухотрубные водонагреватели имеют низкий коэффициент полезного действия и подвержены быстрой коррозии. Отсутствуют совре- менные расходомеры автоматического регулирования под заданные ре- жимы эксплуатации. Жизненный менталитет российских горожан также не способствует ресурсосбережению. Они привыкли сугубо потребительски относится к отоплению помещений, расходам газа, холодной и горячей воды, как к практически бесплатным услугам. Только электроэнергию стремятся бе- речь, поскольку ее учет доведен до каждой квартиры и величина оплаты зависит от расходов. Таким образом решение проблемы ресурсосбережения лежит в двух плоскостях: совершенствования инженерных систем и технологий; стимуляции сокращения потребления ресурса непосредственно у каж- дого прибора расходной аппаратуры. Модернизация инженерных систем — основа энергосбережения. С учетом специфики городского хозяйства России намечена модернизация по определенным направлениям. Они положены в основу преобразования жилищного и коммунального хозяйства страны. Первое направление — создание энергосберегающих зданий, повы- шение теплотехнических свойств ограждающих конструкций. В новом строительстве предусмотрено внедрение ограждений с повышенными изоляционными свойствами, теплоэффективных оконных и наружных дверных блоков. При реконструкции и капитальном ремонте необходимо нанесение на стены слоев из современных теплоизоляционных материа- лов. Для повышения теплоизоляционных свойств оконных и дверных бло- ков возможна их замена на новые. Альтернатива этому — нанесение на стекла специальных, отражающих тепло, покрытий с уплотнением при- творов оконных и дверных створок. Второе направление — пересмотр концепции теплоснабжения го- родов. Вместо повсеместной централизации, когда одной ТЭЦ обслу- живаются целые районы, применять и альтернативные источники. Там, где это экономически оправданно, использовать автономные котельные на один-два дома, работающие на электроэнергии или газе. Шире внедрять солнечные и другие теплоустановки: преобразователи энергии ветра и 123 морских прибоев. Это позволит сократить потери тепла в трубопроводах большой протяженности. Третье направление — ориентация на применение трубопроводов из стойких к коррозии материалов при прокладке и перекладке водопрово- дящих сетей; приоритетность внедрения полимерных материалов и тепло- изоляции из невлагоемких высокоэффективных утеплителей. Четвертое направление — внедрение полностью автоматизирован- ных устройств, что может решить проблему повышения эффективности работы инженерных инфраструктур путем регулирования и оптимизации работы агрегатов. Необходимо комплексно механизировать всю цепь обо- рудования, взаимоувязан их мощность в соответствии с предназначением. Пятое направление — изменение технологии теплообменных про- цессов. Следует направить деятельность коммунальных служб на со- вершенствование систем. Из технологической цепи исключать нена- дежные устройства вращательного действия. Заменять бойлеры на ус- тановки новых поколений, например, на трансзвуковые струйно- форсуночные аппараты, не содержащие трущихся деталей. Шестое направление — решить проблему контроля за техническим состоянием оборудования и трубопроводов. Использовать новые техноло- гии подготовки воды и очистки от отложений на внутренних поверхностях теплообменников и котлов. Применять новые методы прочистки подзем- ных сетей тепло- и водоснабжения, в том числе бестраншейным способом. И, наконец, седьмое направление — ориентировать жильцов и ра- ботников коммунальных служб на новые способы пользования водопрово- дящими системами зданий. Следует считать приоритетным применение более надежной расходно-запорной арматуры, новых принципов работы и современных санитарно-технических устройств. Стимулирование ресурсосбережения возможно при условии мо- дернизации инженерных систем в оптимально действующем правовом и инвестиционном поле. Требуется и экономико-правовое обеспечение по- требления ресурсов и услуг каждым пользователем. Модернизация инженерных систем заключается, прежде всего, в обеспечении жилья и общественных учреждений индивидуальными при- борами учета расходов. Такими расходомерами должны быть обо- рудованы не только домовые электрохозяйства, но и системы отопления, газоснабжения, водопроводы холодной и горячей воды. Оплата за фактические расходы, а не усредненные и обезличенные, явится стимулом экономии. Каждый жилец, получая ежемесячную ин- формацию, поймет зависимость бюджета семьи от расхода ресурсов. По- требитель будет бережно относиться к этим ресурсам, начнет регулиро- 124 вать потребление. Однако для достижения эффекта приборы учета необ- ходимо установить в квартирах или, в крайнем случае, в каждой секции. Счетчиками расхода холодной воды измеряют ее количество, про- ходящее через подводящую систему. Эти приборы наиболее просты, хотя погрешность измерений находится в пределах 2%. Проверять их нужно раз в два года. Более сложны теплосчетчики, поскольку ими фиксируют не только расходы жидкости. Учитывают температуру теплоносителя. На отоплении отражают потребление тепловой энергии, разность давления и температур в прямом и обратном трубопроводах. На этих системах устанавливают контроллеры подачи тепла в теплообменники. Ими вручную или автома- тически регулируют расходы в зависимости от необходимой температуры воздуха в помещении. Приборам учета необходима память, в которой хранятся среднеча- совые параметры работы за 30 суток и суточные данные за год. По- грешность от счетов по расходу жидкости не должна превышать 2%, по количеству тепловой энергии — 4%, а межповерочный интервал — 2 года. Экономическое и правовое стимулирование — одно из условий эф- фективного управления процессами ресурсосбережения. Эта проблема рассматривается в гл. 5. Здесь только отмечается, что несовершенство правовых актов приводит к отсутствию в муниципалитетах городов фи- нансовых возможностей ремонта и замены устаревшего оборудования. Поэтому в стране ежегодно перекладывают в 10 раз меньше систем, чем требуется из условий естественного износа. Примерно в такой же пропор- ции реконструируют ДТП. Все это отрицательно влияет на природную среду обитания. Однако ее действенная охрана возможна только при усло- вии модернизации коммунального хозяйства городов. Проблемы охраны окружающей среды и ресурсосбережения тесно увязаны между собой. Повышенные расходы воды в городском хозяйстве влекут за собой нарушение экологического баланса в гидросфере. Увели- чиваются и объемы жидких отходов канализации, попадающих не только в водоемы, но отрицательно действующие на литосферу. Обработка горячей воды, как и выработка электроэнергии, требует возведения ТЭЦ. Они же засоряют атмосферу газообразными веществами и сажей. Таким образом, ресурсосберегающие мероприятия двойственны. Их осуществление дает социальный эффект удешевления услуг городско- го хозяйства, уменьшает трудоемкость работ. С другой стороны, эти ме- роприятия носят природоохранный характер, так как с их помощью можно достичь уменьшения экологического риска эксплуатации городских тер- риториальных образований. 125 Вопросы для самопроверки 1. Структура процесса формирования экологических требований к внутренней среде жилого здания. 2. Гигиеническая оценка качества внутренней среды обитания. Методы получения количественных значений основных показателей и принципы их оценки. 3. Параметры, характеризующие функциональную комфортность здания. Методы анализа этих параметров. 4. Условия безопасности. Требования, предъявляемые к конструкциям и инженер- ным системам. Методы оценки по критериям безопасности. 5. Внешние экологические факторы, влияющие на экологичность внутренней среды здания. Методы получения объективных критериев оценки. 6. Роль инсоляционного режима как экологического фактора. Исходные параметры застройки, влияющие на инсоляцию помещений. Критерии оценки, методы расчетов и ана- лиза этих критериев. Способы улучшения инсоляции помещений и застройки. 7. Шумовой режим среды в здании. Причины шумового возмущения среды, окружа- ющей здание. Критерии оценки, методы получения численных значений и анализа этих критериев. Способы сокращения шумового воздействия на внутреннюю среду обитания. 8. Аэрационный режим внутренней среды. Причины, вызывающие патологию воз- душных потоков. Методы получения численных значений скоростей ветра и их анализа в разных зонах территории застройки. Способы ликвидации застойных зон и сокращения скоростей ветра на дискомфортных территориях. 9. Инженерно-строительные системы как фактор, влияющий на экологию внутрен- ней среды. Параметры оценки конструкций. Требования к системам инженерного обеспе- чения. 10. Охрана окружающей среды в процессе эксплуатации. Содержание и модерниза- ция систем благоустройства и мусороудаления. 11. Инженерно-экологические требования к потреблению природных ресурсов в го- родском хозяйстве. Модернизация инженерных систем и стимуляция ресурсосбережения. 126 ГЛАВА 5 ---------------------------- УПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 5.1. УПРАВЛЕНИЕ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ И МОНИТОРИНГ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ В управлении природоохранной деятельностью страны участвуют официальные и общественные организации, законодательные и испол- нительные власти. На рис. 5.1 показаны исполнительные структуры, от- ветственные за экологическую безопасность. На официальном уровне координация мероприятий по охране среды поручена двум министерствам: природных ресурсов и охраны окру- жающей среды. В их функции входят разрешительно-ограничительная деятельность, контроль состояния компонентов геосферы и выполнения экологических требований. Министерство здравоохранения опосредованно участвует в системе управления. Его роль заключается в соблюдении надлежащего сани- тарного состояния геосферы на территориях, в том числе обеспечении условий, предотвращающих риск возникновения различного рода ин- фекций. Службы, аналогичные министерствам, входят в структуры террито- риальных исполнительных властей. Это службы федерального и местного подчинения. Отраслевые министерства через свои подразделения на местах управ- ляют экологией на подведомственных заводах, фабриках и других пред- приятиях. На уровне производственных объектов контроль экологического со- стояния среды возложен на дирекции предприятий. В их составе имеются отделы производственной и экологической безопасности. Они отвечают за эффективность работы очистных сооружений и установок и, в конечном счете, — за активность технологических выбросов и степень загрязнения окружающей среды. Общественные организации активно включаются в борьбу за охрану окружающей среды. Все больше людей стали интересоваться экологией, состоянием воздуха, воды и почв на окружающей их территории. 127 Р ис . 5 .1 . С хе м а ор га ни за ци и у пр ав ле ни я пр ир одо ох ра нн ой де ятел ьн ос тью 128 В странах с устоявшейся демократией "участие пользователей" по- зволяет обществу влиять на управленческие решения. Политики и чи- новники вынуждены считаться с мнением населения. Они пытаются зако- нодательно регулировать острые экологические конфликты, возникающие в обществе. Территориальные власти находят новые формы участия жителей. Гра- достроительное планирование постепенно становится все более демокра- тичным. Однако это не значит, что общественные организации играют главенствующую роль в формировании экологической политики. Власти западных стран находят возможность учитывать возросший интерес общества к борьбе против засорения воды и воздуха, применения ядохимикатов в городском и сельском хозяйстве. Признают право общего пользования богатствами природных ресурсов, кроме полезных ископае- мых. Россия пока не достигла такого уровня демократии. В стране только рождаются общественные организации охраны природы. Они мало- численны, но стремятся принимать посильное участие в управлении при- родопользованием. Работает российское отделение "Гринпис". Созданы общественная организация "Кедр" и некоторые другие, менее известные. |