Материал: Основы экологической безопасности и эксплуатации зданий, сооружений и инженерных систем. Скрыпник А.И., Яременко С.А

При архитектурно-ландшафтном проектировании территория под строительство оценивается по степени привлекательности, по живописности, по эстетичности, визуальной значимости архитектурно-пространственной структуре. Классы территорий:

- 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.

11.1. 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 городской администрации о разрешении использования земельного участка.

Рабочий проект должен пройти экспертизу по охране воздушного бассейна, 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].

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 повышение 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 совершенствуются, 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 окружающую 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 водоснабжения 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 лампы, 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.

Осуществляется озеленение затененных стен здания с посадкой, например, быстрорастущих лиан, девичьего винограда.

Достигаемые энергозатраты должны быть 6-12,5 Вт/м^2оС 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.

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 магазинов, 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.

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].

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. Количественное 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 газа 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 ^-9м основана 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 веществ.

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.