Принципы экологического строительства на основе вихревого взаимодействия потоков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принципы экологического строительства на основе вихревого взаимодействия потоков

Экологическое строительство как новая отрасль геоэкологии еще не определило основные задачи исследований. Обычно для анализа и оценки степени реальной опасности загрязнения воздуха рекомендуется использовать имеющиеся по городу статические данные результатов обследований: здоровья населения (физиологическая реакция организма, заболеваемость населения); состояния зеленых насаждений (биологическая продуктивность, накопление вредных веществ в коре и листьях); определения уровня опасности (вредности) загрязнений [1,2]. Эти результаты обобщаются с использованием известных и доведенных до стандартных [206] и нормативных [61] методик. При исследовании закономерностей и принципов экологического строительства, взаимодействие всех составляющих подсистем и их рассмотрение ведется с позиций человека - центрального компонента городской среды и воздействия на него факторов окружающей среды.

Это воздействие проявляется через структурные составляющие города: двор, квартал, жилой район и микрорайон (рисунок 1). Природная среда воздействует на город следующими факторами:

- ветровой режим;

- осадки;

- климатические условия (влажность, температура, давление);

- загрязнения; - тепловые излучения; - почва.

Ветровой режим характеризуется перемещением большой массы воздуха от морей и океанов вглубь континентов, что вызывает большие колебания в температуре приземных слоев и служит первопричиной изменения погодных условий. Ветер способствует проветриванию территорий и помещений. Осадки воздействуют на городскую среду в виде дождя и снега. Дождь приводит к снижению температуры воздуха, повышает его влажность, уменьшает содержание концентрации аэрозолей и газообразных веществ. Снег также некоторым образом снижает концентрацию вредных примесей, удерживает уловленные примеси в сугробах [1].

Рисунок 1 - Воздействие природной среды на городскую систему.

Климатические условия, характеризующиеся влажностью, температурой и давлением определяют комфортность состояния человека. Повышенные температура и влажность воздуха при штилевой погоде создают дискомфортные условия в среде обитания человека. В зимнее время при низких температурах ветер усугубляет ощущение холода и тем самым усиливает дискомфорт. Колебания давления также влияет на состояние человека [2,3].

Загрязнения, приносимые в город ветровым потоком в виде частиц пыли и газообразных веществ приводят к усилению фонового загрязнения.

Тепловые излучения в виде солнечного радиационного тепла, интенсивность которых может достигать величины 700-840кВт/м² в полдень, наряду с ветровым потоком определяют погодные условия. Количество тепла от солнечной радиации зависит от ветрового режима, влажности и загрязненности воздуха, облачности. Облачный покров задерживает тепловое противоизлучение земной поверхности, образуя парниковой эффект.

Почва воздействует на городскую среду посредством эрозионных процессов, приводящих к появлению пыльных бурь. Влажная почва заносится на городскую территорию автотранспортом, которая при высыхании является источником пылеобразования.

Отрицательное воздействие факторов проявляется в следующем [4]:

Гелиотермический эффект. Перегрев, блесткость и слепящее действие лучей, угнетающее действие затемнения и темноты, повышенная аварийность городского движения в вечерние (в сумерках) часы. Канцерогенный эффект повышенных доз ультрафиолетового облучения.

Дискомфортная в зоне выше +20,6 и ниже +16,7^оС.

Дискомфортная, когда температура выше +33,2 и ниже +32,2^оС.

Охлаждающее действие на человека и здания: метели, ураганы, бури, разнос пыли; силовой напор и разрушение конструкций и зеленых насаждений. Нарушается теплообмен в организме человека при дефиците или повышенной влажности воздуха, образуется конденсат, корродируют конструкции из металла. Снижает прямую радиацию и естественную освещенность.

Переувлажнение воздуха и почвы, затопление городских территорий, эрозия почвы, размыв территорий, ливневые стоки загрязняют водоемы.

Заносы на городских улицах и дорогах, дополнительная нагрузка на покрытия зданий, ухудшение видимости во время метелей, снегопадов, вьюг, блесткость и слепящее действие снежного покрова.

Разрушение строительных конструкций, повреждение посевов, зеленых насаждений, охлаждение атмосферы и почвы. Гололед на тротуарах и дорогах - повышенный дорожно-транспортный травматизм, обледенение проводов и дополнительная нагрузка на проводах, вибрация, обрыв.

Дополнительная нагрузка на сооружения, корродирование металлических конструкций. Поражающее действие на человека; пожары и разрушение зданий, сооружений, природных объектов. Ухудшение видимости на дорогах, падение освещенности объектов и в помещениях, плохая ориентация в пространстве. Загрязнение объектов, ухудшение видимости, нарушения функционирования органов зрения и дыхания. Элемент антисанитарного состояния городов.

Раздражающее действие при уровне звука свыше 35 дБ порывов ветра и прибоя волн. Ухудшение самочувствия страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, перепады в кровяном давлении при значительном резком изменении внешнего давления.

Активный окислитель, взрывоопасен и ядовит при содержании в атмосфере в дозах, превышающих концентрацию в воздухе 10^-5г/А. С ростом числа положительных ионов отмечается утомляемость, появляются головные боли и другие явления, снижающие жизненный тонус человека. Кислородное голодание, отравление, ухудшение или функциональные расстройства в организме человека при нарушениях газового баланса воздуха.

Городская среда, включающая предприятия тяжелой и легкой промышленности, специальные предприятия (химические, нефтехимические, нефтеперерабатывающие и т.д.), теплоэнергопредприятия и транспорт воздействуют на жилую среду обитания человека посредством факторов:

- воздух;

- вода;

- вибрации;

- влажность;

- строительные материалы; - электромагнитные излучения; - шум.

Эти факторы оказывают следующие отрицательные воздействия на человека и жилую среду [4]:

Загрязнение воздушного бассейна, образование ядер конденсации в городской атмосфере и выпадение «грязных» осадков на городских территориях. Снижение действия ультрафиолетовой радиации и светового комфорта. Температурные инверсии, образование смогов, тяжелых ионов; нарушение газового состава воздуха. Вызывает нервное раздражение и психологические расстройства; утомление слуха, шумовые травмы, профтугоухость, учащение пульса, повышение кровяного давления, спазмы желудка, кишечника и легких. Психофизиологические расстройства в организме и профзаболевания рабочих, обслуживающих вибрирующие механизмы (виброболезнь). Снижение долговечности машин, конструкций, зданий и сооружений. Повышение температуры воздуха в летний период, усугубляет тепловой дискомфорт в городской среде. Повышение уровня грунтовых вод на городских территориях и ухудшение температурно-влажностного режима в холодное время года. Раздражение, аллергия, ухудшение и отравление от вдыхания, особенно вредоносных веществ в больших дозах. Повышенная мышечная усталость, увеличение кровяного давления, снижение газообмена в организме в связи с увеличением количества тяжелых ионов, особенно в агрессивной среде.

Функциональное расстройство нервной системы и организма в целом (от жестких лучей), гиподинамия, как следствие малой подвижности городского населения. Электрокоррозия и разрушение металлических трубопроводов и конструкций, помехи в радио- и телеустановках, бытовые и производственные травмы от блуждающих электротоков, причина различных лучевых заболеваний.

В свою очередь город, в обратной связи, оказывает влияние на окружающую среду (рисунок 2) такими факторами, как:

- твердые бытовые отходы;

- канализационные стоки;

- газообразные продукты и аэрозоли при отоплении;

- транспортные выбросы;

- тепловые излучения;

- промышленные отходы (твердые, жидкие и газообразные).

Рисунок 2 - Воздействие города на природную среду

Область распространения и границы ощутимого влияния перечисленных факторов на окружающую город среду - градосферу зависят от территориальных размеров города, характера и интенсивности производственно-технологических процессов.

Во взаимодействии перечисленных технических факторов с градостроительными и общеклиматическими факторами окружающей природной среды в городской черте формируются особые биоклиматические условия, значение и учет которых необходимы при разработке генеральных планов города.

Жилой район - это магистральная территория, в пределах которой размещаются жилые улицы и микрорайоны, дома (квартиры) и здания культурно-бытового назначения, элементы внешнего благоустройства и хозяйственно-бытовой организации микрорайонов. Экологическая или биоклиматическая ситуация в жилой среде складывается во взаимодействии фоновых показателей городской среды с застройкой и элементами благоустройства.

Прогноз и формирование благоприятных биоклиматических условий средствами планировки, застройки и благоустройства - одна из важных задач проекта детальной планировки жилого района [4,5,6].

Разрабатывая метод системного подхода для целей экологического строительства, город можно рассматривать как систему (рисунок 1). Любая система расчленяется на субсистемы (ячейки). Соподчиненные системы последовательно включаются одна в другую и имеют иерархический характер.

Условия существования системы (город, микрорайоны и т.д.) определяются степенью устойчивости к возмущающим воздействиям, которым они постоянно подвергаются, функциональностью, целостностью, развитием. Имеются прямые и обратные связи (рисунки 1 и 2).

Таким образом, выявлена прямая схема воздействия природной среды на городскую систему следующими факторами: ветровой режим; осадки; климатические условия (влажность, температура, давление); загрязнение; тепловые излучение; почва, а также обратная - воздействие города на природную среду; твердые бытовые отходы; канализационные стоки; газообразные продукты и аэрозоли при отоплении; транспортные выбросы; тепловые излучения; промышленные отходы (твердые, жидкие, газообразные)

Список литературы

природный городской геоэкология строительство

1 Коваленко П.П., Орлова Л.Н. Городская климатология, М.:Стройиздат, 1993-144с.

2 Едилбаев Б.Т. Современное состояние экологической обстановки г.Алматы /II Туркестанский интеграционный форум стран Центральной Азии на тему: «Модернизация межгосударственных интеграционных связей центральноазиатских стран».-Туркестан, 2006.- II часть.- С.196-200.

3 Корганбаев Б.Н. структурно-поэлементальная модель взаимодействия города и окружающей среды //Вестник МКТУ им. Х.А.Ясави.- 2008.-№3.

4 Хомич В.А. Экология городской среды. Изд.АСВ. Учеб.пособ.2006-240с.

Размещено на Allbest.ru