I - вход загрязненного газа'; 2 - выход очищенного газа; 3 - вода; 4 - гидродинамическая труба (коагулятор); о - центробежный скруббер.

Апатитовой, песчаной, угольной, каолиновой и различных солей. Очистка может быть двух- и трехступенчатой.

Для наиболее тонкой очистки газов при повышенном давлении применяется установка Вентури (рис. 5). Контакт с тонкой водяной взвесью в гидродинамической трубе позволяет взвешенным частицам, содержащимся в отходящих газах коагулировать и затем эффективно (до 99%) задерживаться в скруббере.

Эффективность мокрых пылеулавливателей зависит от смачиваемости пыли, поэтому при улавливании плохо смачивающихся пылей, например угольной, в воду вводят поверхностно-активные вещества.

Недостатками мокрого пылеулавливания являются: сложность процесса выделения уловленной пыли из воды; возможность щелочной и кислотной коррозии конструкций; ухудшение процесса рассеивания увлажненных газов через заводские трубы.

Фильтры. В пылеулавливателях этого типа газовый поток пропускают через пористый материал различной плотности и толщины. При очистке от грубой пыли фильтры заполняют коксом, гравием или песком. Тонкая пыль задерживается фильтрами, выполненными из бумаги, войлока, пучков шпагата или ткани различной плотности.

Наиболее распространенными в этой группе являются рукавные и шпагатные фильтры. Тканевый рукавный фильтр представляет собой камеру, внутри которой вертикально расположены рукава из плотной ткани (см.рис.6). Газ, проходя через рукава, освобождается от пыли. Тканевые фильтры обеспечивают эффект пылеулавливания до 98% и более и используются для очистки газов от мучной, угольной, цементной и других видов пыли.

В шпагатных фильтрах фильтрация загрязненного воздуха происходит через пучки шпагата, натянутого на рамки. Они менее эффективны, чем тканевые, но способны задерживать волокнистую пыль (асбестовую, хлопковую и др.).

В последние годы промышленностью освоено производство металлокерамических фильтров и волокнистых туманоулавливателей.Эти аппараты предназначены для улавливания ценных аэрозолей из отходящих газов предприятий химической, нефтехимической и других отраслей промышленности.

Применение газоочистных устройств такого типа одновременно с высоким коэффициентом очистки дает значительный экономический эффект. Дальнейшее совершенствование фильтров направлено на изыскание и применение более эффективных материалов, позволяющих использовать уловленные продукты в народном хозяйстве.

 

 

Электрофильтры. Наиболее эффективные и современные установки для сухой очистки газов от взвешенных частиц - электрофильтры. Они обеспечивают эффект улавливания взвесей всех фракций и состава до 98 - 99%. Фильтрация газов достигается при их прохождении через электрическое поле между коронирующим электродом (в виде проволоки или стержня), заряженным отрицательно, и осадительным (в виде трубки или пластин), имеющим положительный заряд (рис. 7). В результате пылевые частицы получают отрицательный заряд и оседают на положительно заряженных электродах. По мере накапливания пыли электроды встряхиваются и пыль опускается в бункер. При высокой концентрации пыли в выбросах для наиболее эффективной очистки газов возможна комбинация электрофильтров с сооружениями предварительной очистки - механическими пылеулавливателями, циклонами, мультициклонами и др.

Промышленные выбросы, содержащие токсичные вещества в виде газовых примесей, очищают в специальных промывных камерах или адсорбционных очистителях с последующим дожиганием. Чаще применяют абсорбционный и адсорбционный методы очистки.

Абсорбционный метод очистки воздуха основан на поглощении токсичных газов и паров жидкостями. В качестве абсорбента часто используют воду, а в качестве аппаратов - трубы Вентури, циклонные промыватели, скрубберы, оросительные камеры.

Адсорбционный метод обеспечивает поглощение вредных газов и паров твердыми сорбентами (активированный уголь, силикагель, цеолит и др.). При этом используются физические свойства некоторых пористых тел, способных выборочно извлекать газы из газовоздушной смеси и удерживать их на своей поверхности.

Во всех случаях следует предусматривать возможность использования продуктов, получаемых в результате улавливания вредных газов. При невозможности улавливания и последующего использования токсические горючие газы и парт дожигают. Все другие уловленные отходы удаляются с территории предприятия с помощью канализации или транспортных средств после предварительной нейтрализации в случае токсичности.

 

Оценка загрязнения приземного слоя воздуха выбросами промпредприятий.

В настоящее время степень загрязнения воздуха в радиусе действия промышленных предприятий рассчитывают в соответствии с «Указаниями по расчету рассеивания в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» (СН 369-74). Необходимые расчеты в полном объеме выполняются проектными организациями, отвечающими за правильное решение таких важных вопросов, как взаиморасположение промышленных предприятий и жилых районов, назначение ширины санитарно-защитной зоны, определение высоты дымовых труб и др.

Ожидаемая максимальная концентрация загрязнителей, содержащихся в нагретых выбросах, рассчитывается по формуле:

 

 

где А - коэффициент, зависящий от температурой стратификации атмосферы со следующими значениями (с^2/3мг*град^1/3г): 240 -субтропики Средней Азии; 200 - Средняя Азия (другие районы), Казахстан, Нижнее Поволжье, Кавказ, Молдавия, Сибирь, Дальний Восток; 160 - запад европейской части СССР, Среднее Поволжье, Урал, Украина; 120 - центральная часть европейской части СССР;

М - выброс загрязнителя в атмосферу, г/с;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания загрязнителя в атмосфере, причем для газов, мелкодисперсных зол F = 1; для пыли при коэффициенте очистки от 90 до 75% F = 2,5, меньше 75% ─ F = 3; m - безразмерный коэффициент, учитывающий условия выхода газов из трубы, причем

m =

здесь Wo - средняя скорость выхода газов из трубы, м/с;

Д - диаметр устья трубы, м;

Н - высота трубы над землей, м;

∆Т - разность температур выбрасываемых газов и окружающего атмосферного воздуха (средняя температура самого жаркого месяца в 13 ч);

n - безразмерный коэффициент, который зависит от параметра Vm;

V_m - скорость ветра, при которой концентрация загрязняющих веществ в приземном слое максимальна (опасная скорость ветра), м/с. При V_m < 0.3 n=3, V_m>2 n=1

0,3<V_m<2 n=3- .Здесь где Y_i - объем вы­брасываемой газовоздушной смеси, м³/с, причём

V₁=

 

Пример расчёта. Сооружаемая тепловая электростанция в круп­ном городе Нижнего Поволжья мощностью 1200 МВт в составе 4 энер­гоблоков по 300 МВт по проекту должна работать на буром угле и потреблять в час 1030 т топлива (В). Содержание серы в топливе (%) на рабочую массу составляет 2,7%. Высоты сооружаемой дымовой трубы (Н) составляет 320 м при диаметре устья (Д)8 м. Скорость выхода газов из трубы (W_o) 47 м/с. Температура газов (Т_г) 140 С. Требуется определить максимальную концентрацию сернистого газа в воздухе у поверхности земли.

Согласно СН 369-74 коэффициент А для Нижнего Поволжья ра­вен 200, безразмерный коэффициент F= 1 (для газов), разность температур Т_г и Т_в по жаркому месяцу года (июль) равна 140 - 24,2 = 115,8 С.

Секундный выброс дымовых газов

4.А Максимальный выброс S0₂ определяется по формуле

М_SO2 = 5 56*B*S^P = 5,56 • 1030 • 2,7 = 15 460 г/с.

1) Рассчитываем параметр f, чтобы затем определить
коэффициент m:

f= 10³ = 10³

 

m=

2) Определим V_m.
V_m=

V_m =6,17>2, значит n=1

3) Подставляем в расчетную формулу значения параметров:

 

C_{max SO2}=

 

Организация и благоустройство санитарно-защитных зон.

В соответствии с требованиями «Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» (СН 245-71) промышленные предприятия, выделяющие в окружающую среду вредные вещества, должны отделяться от жилой застройки санитарно-защитными зонами.

В зависимости от класса вредности по отраслям промышленнос

ти установлены следующие размеры санитарно-защитных зон:

Класс вредности I П Ш IV V

Размер, м 1000 500 300 100 50

На 1000 м удаляют от жилой застройки химические производства азота, бензола, ртути, сажи, металлургическую промышленность; на 300-500 м - производства пластмасс на основе целлюлозы, асбестовых изделий, сложных эфиров и тепловые электростанции; на 100 м - производства асбестоцемента и шифера, спиртовые заводы; на 50 м - производства обуви, приборов для электротехнической промышленности, консервные заводы.

Размера санитарно-защитных зон устанавливаются непосредственно от источников загрязнения атмосферного воздуха до жилой застройки.

Вышеприведенной примерной классификацией пользуются в том случае, когда вычисленные значения максимальных концентраций вредных веществ от организованных выбросов меньше ПДК. Бели расчетные значения максимальных концентраций оказываются больше ПДК, а уровень эффективности технологических и санитарно-технических мероприятий не позволяет достигнуть требуемого снижения загрязнения, размер санитарно-защитной зоны для предприятий может быть увеличен, но не более чем в 3 раза.

В каждом отдельном случае размеры санитарно-защитных зон должны определяться расчетом. Расстояние, на котором возможно формирование максимальных приземных концентраций вредных веществ, согласно СН36-74, определяется по формуле:

Х_max=d*H,
где

d = 4,95V_m(1 ⁺ 0,28√f), при V_m>2 м/с

и

d=7*√V_m(1+0.28 ³√f), при V_m<2м/с.

 

Для нашего примера необходимости установления Х_max нет, поскольку C_max < ПДК, в других же случаях расчеты внешней границы санитарно-защитной зоны обязательны.

Следует также иметь в виду, что протяженность санитарно-защитной зоны для предприятий различного класса вредности установлена для условий, когда отсутствует преобладание ветров определенных направлений в годовом разрезе, т.е. когда роза ветров симметрична для всех взаимопротивоположных румбов. При условиях, когда роза ветров асимметрична, а именно повторяемость ветров p_i некоторых направлений больше среднего значения р_о, ширина санитарно-защитной зоны должна быть откорректирована. Такое уточнение проводится и для величины санитарного разрыва, полученной расчетом. Корректировка выполняется по формуле;

 

l=l₀·p_i/p₀ (при р_i>p₀),

 

где l - определяемая ширина санитарно-защитной зоны, м; l₀ - величина зоны в соответствии с СН 245-71 или полученная расчетом, м; р₀- средняя повторяемость ветра при круговой розе ветров(100/8 = 12,5%);

p_i- повторяемость ветра в конкретном направлении (%) согласно среднегодовой розе ветров.

В направлениях, для которых p_i < р₀, l следует принимать равным l₀.

Пример расчета. На территории, прилегающей к нефтеперерабатыва-

ющему заводу, максимальное расстояние, на котором обнаруживаются предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе, равно 5 км. Необходимо установить размеры санитарно-защитной зоны вокруг данного предприятия, если среднегодовая повторяемость ветров в районе его размещения характеризуется следующими значениями:

 

Направление ветра С СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 СЗ

P_i, % 4 7 19 32 21 6 5 6

p_i<p₀ p_i>p₀ Из анализа данных по повторяемости ветров в районе размещения предприятия следует, что санитарно-защитная зона не требует уточнения границ в следующих направлениях: Ю; ЮЗ; СВ; В; ЮВ. Для остальных румбов ширина санитарно-защитной зоны корректируется в сторону увеличения (см. рис. 8).

 

 

Направление по факелу выброса C CВ В ЮВ Ю ЮЗ З СЗ

8,4 5 5 5 5 5 7,6 12,8

p_i

l_i= l₀ * p₀

 

 

Организация и благоустройство санитарно-защитных зон должны быть завершены одновременно с вводом предприятий в эксплуатацию.

В санитарно-защитных зонах допускается размещать производства более низкого класса вредности, чем основное производство также пожарные депо, бани, прачечные, гаражи, стоянки автотранспорта, линии электропередач, газо- и нефтепроводы.

Санитарно-защитная зона должна быть озеленена. Создание сплошного зеленого массива не рекомендуется, так как наряду с самым благоприятным влиянием на жилые массивы в этом случае будет наблюдаться застой воздушных масс и рост концентраций атмосферных загрязнений

непосредственно на промышленной площадке. Один из главных принципов создания санитарно-защитных зон - формирование при помощи растений системы аэродинамических коридоров выдувания по направлению господствующих ветрогв. Поэтому рекомендуется создание чередующихся лесных полос, основное назначение которых - усиление процесса рассеивания вредных веществ в атмосфере.

Для озеленения санитарно-защитных зон применяют плотные непродуваемые полосы шириной 30-40 м (рис. 9). Между полосами необходимо иметь открытые пространства с травянистым покровом шириной, равной 5-8-кратной высоте посадки. Рекомендуются газоустойчивые породы и сорта деревьев, кустарников и трав.

5.9. Мероприятия по охране воздушной среды

от выбросов автотранспорта.

 

Автомобильный транспорт является наиболее массовым и тесно контактирующим с человеком источником загрязнения атмосферного воздуха в городах.

Снижение загазованности воздушной среды в жилых районах до-стигается в результате проведения комплекса мероприятий, которые могут быть разделены на три основные группы:

- технические усовершенствования автомобилей. Сюда относятся все способы и устройства, ограничивающие образование и выброс токсичных веществ в атмосферу от двигателей внутреннего сгорания, а также создание новых безвредных или менее вредных энергосиловых установок.

- организационные мероприятия. К ним относятся: регулирование движения автотранспорта в городах, перераспределение и оптимизация транспортных потоков, контроль за токсичностью двигателей, находящихся в эксплуатации.

- градостроительные средства. В эту группу входят все градостроительные решения, в которых учитываются факторы, оказывающие влияние на территориальное распределение, количественный
выброс, формирование концентраций газов и их рассеивание.

 

Технические усовершенствования автомобилей.

 

Определяющим типом энергосиловой установки на автомобилях в нашей стране и за рубежом является двигатель внутреннего сгорания, работающий на углеводородном топливе. Поэтому совершенствование процессов смесеобразования и сгорания топлива, отдельных деталей и узлов данного двигателя имеет существенное значение в решении проблемы охраны воздушной среды от загрязнения.

К настоящему времени значительно усовершенствована камера сгорания топлива и впускной трубопровод, разработана система турбулизации горючей смеси, произведена (частично) замена карбюратора электронной системой впрыска топлива, внедрены устройства, предотвращающие утечку в атмосферу испарений из топливного бака, предложены способы рециркуляции отработавших газов, разработано большое число присадок к топливу (смесь метанола и воды, спиртовые смеси и т.п.), которыми можно изменить ход реакций окисления в сторону уменьшения образования некоторых токсичных веществ - окиси углерода, углеводородов, окислов азота, свинца и т.д.

Широкое распространение на автотранспорте получают в последнее время воднотопливные эмульсии с использованием в качестве эмульгаторов поверхностно-активных веществ. Октановые числа таких эмульсий оказываются выше, чем числа обычных бензинов, и это дает возможность использовать неэтилированные бензины с более низким октановым числом и исключить из отработавших газов вредные свинцовистые соединения.

Успешно ведутся работы по изысканию и использованию на автотранспорте новых видов топлива вместо бензина. Наиболее доступным топливом, заменяющим бензин, является природный газ. Вследствие лучшего смесеобразования и более совершенного процесса сгорания содержание окиси углерода в отработавших газах двигателей, переоборудованных на питание природным газом, меньше в 20-30 раз по сравнению с бензиновыми двигателями.

Имеется возможность использования на автотранспорте метанола, этилового, первично-бутилового и первично-пропилового спиртов и их смесей с бензином, при которых резко сокращается степень загрязнения атмосферы. Применение чистых спиртов дает снижение уровня загазованности на 90%, а при смесях спирта с бензином, содержащих от 5 до 30% спирта, концентрация окиси углерода в выбросах снижается на 14-72%.

Наметились широкие перспективы перевода автомобилей на газовые конденсаторы. Широкие пределы воспламеняемости и полнота сгорания этого топлива обеспечивают значительное уменьшение содержания в отработавших газах окиси углерода и углеводородов.

Водород как топливо для автомобилей позволяет существенно уменьшить содержание окиси углерода и углеводородов в воздухе городских улиц. Однако программа исследований по привлечению этого топлива еще не закончена.

Достижениями отечественной и зарубежной энергетики и маши-ностроения предопределена возможность применения в перспективе на автотранспорте паровых, роторно-поршневых газотурбинных и электрических двигателей, которые имеют большие преимущества с точки зрения охраны воздушной среды в сравнении с обычными типами двигателей.

Отработавшие газы парового двигателя содержат минимальное количество окиси углерода, углеводородов и окислов азота и состоят в основном из неядовитой двуокиси углерода и водяных паров, т.е. по составу близки к вдыхаемому человеком воздуху.

Основным достоинством роторно-поршневых двигателей являются небольшие размеры и малая масса. Эти качества позволяют разместить в пределах подкапотного пространства систему по снижению токсичности отработавших газов.

Горение топлива в газотурбинных двигателях происходит при большом избытке воздуха и низкой степени сжатия, поэтому в их выбросах содержится незначительное количество окиси углерода и углеводородов.

Перспективы развития электромобилей в нашей стране в значительной мере определяются созданием химических источников тока с минимальным удельным весом. В связи с этим электромобили в качестве городского транспорта находят применение лишь при доставке грузов и пассажиров на короткие расстояния. По данным института комплексных транспортных проблем, создание аккумуляторной батареи на основе системы натрий - сера весом менее 5 кг/кВт·ч при умеренной стоимости откроет возможность широкого использования электромобилей в городском хозяйстве.

 

Организационные мероприятия.

 

Снижение степени загрязнения городской воздушной среды с помощью организационных средств достигается за счёт рационального перераспределения транспортных потоков и управления их движением в наиболее опасных местах с точки зрения токсичности отработавших газов.

Максимальный выброс окиси углерода отмечается в режиме холостого хода и при полных нагрузках двигателей. Результаты наблюдений в городах СССР показали, что на магистралях с интенсивным движением автотранспорта до 45% выброса окиси углерода обусловлено режимом холостого хода. Для легкового автомобиля наименьшее выделение этого вещества наблюдается при скорости движения 70-75 км/ч, а для грузового - 50-53 км/ч.

Реализация наиболее эффективных скоростей движения транспортных средств, с точки зрения наименьшего выделения токсичных газов, возможна при рациональной организации движения и специализации магистралей и дорог по видам транспорта.

Резкое увеличение загазованности воздушного бассейна окисью углерода наблюдается вследствие торможения, остановки и разгона автомобилей в зонах пересечений магистралей на одном уровне, а также в местах регулируемых пересечений магистралей с трамвайными линиями, железнодорожными путями, пешеходными улицами и переходами. Улучшение гигиенического режима работы автотранспорта в этих местах достигается устройством транспортных развязок в разных уровнях, подземных пешеходных переходов, уширением проезжей части магистралей, установкой светофоров-автоматов, работающих по принципу «зеленая волна», или введением автоматической системы управления движением на улично-дорожной сети.

 

Градостроительные средства.

 

Градостроительные мероприятия по охране атмосферного воздуха от выбросов автотранспорта базируются на закономерностях формирования загрязнения под влиянием, как территорий, так и свойств атмосферы, обуславливающих перенос и рассеивание примесей в условиях городской застройки.

Вопросы защиты воздушной среды от выбросов автотранспорта решаются на следующих стадиях проектирования:

- генеральный план города;

- детальные проекты планировки и застройки жилых районов
и микрорайонов;

- проекты городских улиц и дорог.

К основным мероприятиям по защите воздушного бассейна на стадии генерального плана относятся:

- ориентация магистральных улиц дорог по направлению господствующих ветров;

- прокладка грузовых и скоростных дорог в обход жилых районов или преимущественно в районах малоэтажной застройки;

- гигиеническое обоснование размеров межмагистральных территорий и частоты пересечений магистралей в одном уровне.

Максимальный гигиенический эффект достигается на магистралях, совпадающих по ориентации с исходным направлением ветра, который в этом случае сохраняет и увеличивает свою скорость в уличном пространстве. При этом скорость ветра, необходимая для доведения концентраций СО до уровня ПДК, определяется по формуле:

U_ПДК= ,

где q и U - соответственно концентрация СO, мг/м³, и скорость ветра на улице, м/сек;

α - числовой коэффициент, принимаемый в зависимости от категории магистрали (для магистралей общегородского значения

(α = 0,453, для магистралей районного зна­чения α = 0,437).

Исследования показали, что в крупных городах при скорости ветра 3 м/с ПДК СО образуется на 40% магистралей и около 70% городских улиц имеют чистый воздух при скорости ветра 4 м/с. Очевидно, в городах со слабыми ветрами необходимо сохранять их исходную скорость на малопроветриваемых в продольном направлении магистралях.

Здесь необходимо учесть, что оптимизация ветрового режима при анализе факторов природной среды складывается из двух подцелей, т.е., с одной стороны, подвижность воздуха должна способствовать максимальному разбавлению примесей, а с другой - формировать комфортное тепловое состояние человека. В связи с этим, скорость ветра в зависимости от температуры окружающего воздуха считается комфортной для жилой среды в пределах 0,5 - 3,5 м/с и допустимой - при 3,5-5,0 м/с. В результате изучения закономерностей формирования уровня загрязнения воздуха на магистральных улицах городов установлено, что очищение воздушной среды от выбросов автотранспорта в пределах комфортных и допустимых скоростей ветра составляет до 70-90%, причем при аэрационном режиме порядка 3-5 м/с становится малоощутимой разница

в уровнях загазованности на магистральных улицах различных категорий (рис. 10), Этот факт позволяет рекомендовать при соответствующем режиме аэрации строительство ско-ростных дорог и дорог об-щегородского значения пре-имущественно грузового движения, которое позволит

локализировать значительные объемы выбросов автомобилей, эксплуатируемых в городах. Оздоровительное значение таких дорог, трассируемых в обход жилых районов или на малоэтажных застройках, признается сейчас многими проектировщиками.

Разработке проектов детальной планировки должно предшествовать гигиеническое обоснование шага магистралей, которое может быть дано исходя из принципа зонирования межмагистральных территорий по качеству воздушной среды. При этом за границу зоны дискомфорта воздушной среды принимается статистически достоверное положение изолинии, характеризующей горизонтальное распределение предельно допустимой концентрации окиси углерода (5 мг/м³) в атмосферном воздухе на высоте 1,5 м от земной поверхности (зона дыхания пешеходов).

Согласно вышеупомянутому принципу, в дискомфортную зону, ограниченную красной линией и линией жилой застройки, выносятся все внеуличные стоянки, участки гаражей и другие объекты, для которых не требуется высокая чистота воздуха. Первый фронт застройки со стороны магистрали должен быть представлен зданиями культурно-бытового и торгового назначения с пониженной этажностью. Затем, непосредственно за изолинией ЦЦК, размещается жилая застройка, а в глубине микрорайона - участки детских яслей-садов, школ и физкультурно-оздоровительных учреждений, особо нуждающихся в чистой, здоровой воздушной среде.

Минимальное расстояние между магистралями может быть установлено по формуле:

Н_М = ,

где Н_М- шаг магистралей, м;

а - усредненный удельный показатель суммарной площади территорий стоянок, гаражей и объектов культурно-бытового и торгового назначения, %;

Х₁ и X ₂ - глубина распространения отработавших газов на территорию микрорайона со смежных магистралей в концентрациях, превышающих установленную ПДК (отсчитывается от красной линии, м), причем если известна начальная концентрация СО в воздухе, то

X_{l, 2} = 24,2 * ln при q₀ 4ПДК,

а

X_{1, 2}=2,07(q_o-Δq-7,14*ПДК + 30) при q₀>4ПДК,

 

где q_o - концентрация СО над бордюром проезжей части, мг/м³;

Δq - снижение уровня концентрации СО зелеными насаждениями и экранами, включаемыми в поперечный профиль магистрали.

Ширина зоны дискомфорта воздушной среды определяется категорией и параметрами поперечного профиля магистралей и колеблется в широких пределах. При частой сети улиц с регулируемым движением дискомфортные зоны занимают значительную часть внутриквартальных территорий. Отсюда вытекает необходимость сокращения размеров этих зон для наиболее эффективного использования межмагистральных территорий под жилую застройку. На стадии проектов детальной планировки (ЦДП) жилых районов и микрорайонов эта задача решается путем обеспечения оптимального режима аэрации улиц и экранирования прилегающей жилой застройки полосами зеленых насаждений.

В городах с компактно-прямоугольной планировкой улично-дорожной сети такое мероприятие, как ориентация магистралей вдоль господствующих ветров, может быть реализовано примерно наполовину. Сохранение естественных ресурсов очищения воздушной среды магистралей с менее благоприятной трассировкой (когда господствующие ветры дуют перпендикулярно их оси) обеспечивается ориентацией застройки на наветренной стороне короткими торцами зданий к ветру.

Установлено, что минимальное ветровое затенение проезжих частей улиц обеспечивают приемы торцовой, точечной и свободной застройки. При такой планировке исключается возможность формирования зон застоя газов вдоль фасадов зданий, которые отмечаются при фронтальной застройке. Это хорошо видно на рис. II, где концентрация СО в поперечном профиле магистрали с пятиэтажной фронтальной застройкой на расстоянии до 1,5 высоты здания (1,5 Н) от края проезжей части на высоте нижних и средних эта­жей у внешнего фасада сохраняет первоначальный уровень. При девятиэтажной застройке на этом же расстоянии содержание СО у нижних этажей достигает 150%.

Исследования показали, что в случае двусторонней фронтальной застройки наиболее благоприятные условия для рассеивания примесей в уличном пространстве складываются при отношении высоты застройки к ширине улицы не более 0,3.

В качестве газозащитных экранов применяются многорядные посадки деревьев и кустарников в виде живых изгородей. Снижение загрязнения воздуха полосами зеленых насаждений происходит за счёт поглощения отдельных компонентов отработавших газов листвой, а также - и в основном - благодаря их рассеиванию в верхние слои атмосферы за счёт аэродинамических свойств посадок. При непрерывной фильтрации газов от транспортного потока через сравнительно узкие полосы эффект поглощения не должен переоцениваться. В связи с этим количество рядов деревьев и кустарников, форма и плотность их крон должны соответствовать оптимальной конструкции создаваемых полос с точки зрения их рассеивающей способности.

Изучение газозащитных функций зеленых насаждений и экранов проводилось в натурных условиях и на экспериментальном полигоне ВгИСИ с использованием жестких непрозрачных экранов из древесно-стружечных плит и синтетических моделей посадок плотной, ажурной и продуваемой конструкции. Обязатель­ным условием моделирования являлось соблюдение критериев подобия.

В результате исследований установлено, что горизонтальное распределение окиси углерода за прозрачными и непрозрачными экранами характеризуется локальным минимумом, непосредственно за экраном, и максимумом - на расстоянии 3-5 высот экрана (за счёт переброса загрязненных воздушных потоков). Причем, чем меньше коэффициент ажурности зеленых насаждений, тем ближе экстремальные значения концентраций к кривой рассеивания СО на открытой территории (см. рисунок).

В соответствии с характером распределения концентрации за экранами их газозащитная эффективность определяется следующей формулой:

ω = (1- ,

где ω - газозащитная эффективность экрана, %,;

С_о - концентрация СО в воздухе перед экраном, мг/м³;

С_э- концентрация СО в воздухе за экраном, мг/м³;

С_м- концентрация СО за экраном на расстоянии четырех его
высот, мг/м³.

Для прозрачных экранов с коэффициентом ажурности менее 0,15, а также при экранировании территории и объектов, удаленных от экрана на расстояние, не превосходящее l/h = 4, данное выражение упрощается заменой С_м на С_э.

В табл. 7 приводятся данные о газозащитной эффективности наиболее часто встречающихся в практике озеленения типов полос при их различной высоте, ширине и плотности. В общем случае снижение концентрации СО полосой зеленых насаждений при свободной и фронтальной застройке определяется соответственно по следующим эмпирическим формулам:

ω₁=48(1+0,016h)К_аж^2/3

и

ω₂=57 ,

где h. - высота полосы, м (h ≥ 5);

К_аж - коэффициент ажурности (0,1≤К_аж ≤ 1);

В - расстояние от бордюра до линии застройки, м;

H - высота здания, м (0,2≤h/H≤1).

Снижение концентрации окиси углерода полосами зеленых насаждений и жесткими непрозрачными экранами высотой 9 и 14 м в условиях моделирования: I - при К_аж = 0,17; 2 - К_аж = 0,28; 4 - К_аж = 0,32; 5 - К_аж = 0,41; 3 и 6-К_аж = 1;7- рассеивание СО на открытой территории.