Мезо- и микроклимат.
Местные особенности климата обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся уже на небольших расстояниях называют микроклиматом. Внешняя деятельная поверхность (Л.И. Воейков) – это поверхность воспринимающая и отдающая энергия и являющиеся источником температурных колебаний, прилегающих слоев воздуха и почвы. На ряду с понятием микроклимата существует понятие мезоклимат. Как промежуточное звено между макроклиматом и микроклиматом.
Критерии распределения мезо- микро- и нано- климата.
|
Неоднородная подстилающая поверхность |
Масштаб возмущения | ||
|
Тип |
Характеристика |
|
|
|
Горизонтальный |
Вертикальный | ||
|
Мезоклимат
| |||
|
Горный рельеф |
Система гор |
Менее или равно 100 км2
|
Менее или равно 100 м |
|
Холмистый рельеф
|
Массивы S более и равно 100 км2 | ||
|
Реки |
Ширина более 1 км | ||
|
Озера, моря, океаны |
S зеркала 50-100 км2 | ||
|
Почвенно-растительный покров |
Массивы S более или равно 100 км2 | ||
|
Большой город |
Районы города
| ||
|
Микроклимат | |||
|
Горный рельеф |
Отдельные участки |
Меньше или равно 10 км2 |
Меньше или равно 100-200 м |
|
Холмистый рельеф
|
Отдельно стоящие холмы или группа холмов | ||
|
Реки |
Ширина менее 1 км | ||
|
Озера, пруды
|
S зеркала менее 50 км2 | ||
|
Почвенно-растительный покров |
Массивы S менее 100 км2 | ||
|
Город, поселок |
Элементы застройки, отдельные здания, улицы
| ||
|
Наноклимат | |||
|
Микровозвышенности и микропонижения (бугры, кочки, гребни, борозды и др.) |
Отдельные неровности с перепадом высот
|
1-3 м |
Меньше или равно 0,5м |
Неблагоприятные метеорологические условия
Неблагоприятные метеорологические условия (НМУ) - комбинация климатических факторов, способствующих накоплению вредных веществ в атмосфере.
К факторам определяющим НМУ относятся:
неблагоприятный градиент температур (устойчивое и инверсное состояние атмосферы);
опасная скорость ветра - скорость ветра, при которой возникают максимальные приземные концентрации - определяется параметром и источника и газовоздушной струи;
высокая температура окружающей среды (а расчетах принимается средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца);
опасное направление ветра - определяется расположением источников по отношению к жилому массиву.
Чтобы в эти периоды не допускать возникновения высокого уровня загрязнения, необходимо заблаговременное прогнозирование таких условий и своевременное сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу.
Прогнозы высоких уровней загрязнения воздуха являются основанием для регулирования выбросов.
Под регулированием выбросов вредных веществ в атмосферу понимается их кратковременное сокращение в периоды НМУ, приводящих к формированию высокого уровня загрязнения воздуха. Регулирование выбросов осуществляется с учетом прогноза НМУ на основе предупреждений о возможном опасном росте концентраций примесей в воздухе с целью его предотвращения.
Оперативное прогнозирование НМУ осуществляют прогностические подразделения гидрометеослужбой. Ими составляются предупреждения при возникновении угрозы значительного роста концентраций загрязняющих веществ, которые передаются в городскую и районную администрации, государственные органы по охране окружающей среды, в центр санэпиднадзора и на предприятия.
Мероприятия по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в периоды НМУ разрабатывают предприятия, расположенные в населенных пунктах, где органами Росгидромета проводится прогнозирование НМУ.
При разработке мероприятий по регулированию выбросов следует учитывать, вклад различных источников в создание приземных концентраций примесей. В каждом конкретном случае необходимо определить, на каких источниках следует сокращать выбросы в первую очередь, чтобы получить наибольший эффект.
С этой целью используют формулы для расчета максимальной концентрации примесей в воздухе (Сн):
Для горячих выбросов
Для холодных выбросов
где ɳ - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности;
А – коэффициент, зависящий от климатических условий;
F, m, n - безразмерные коэффициенты, связанные с особенностями поступления выбросов в атмосферу;
М - количество вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу, г/с;
Н - высота источника над уровнем земли, м;
D - диаметр устья источника, м;
N - количество одинаковых источников выбросов.
V - объем газов. поступающих в атмосферу из источников. м3/с;
ДТ - разность между температурой выбрасываемых газов (Тг) н окружающего воздуха(Тn C*).
Из формул (I) и (2) видно, Cm что значительно уменьшается с увеличением высоты трубы H, особенно в случае горячих выбросов. Следовательно, в периоды НМУ при прочих равных условиях необходимо в первую очередь сокращать низкие выбросы.
Концентрация
примесей зависит от числа труб (N),
через
которые поступает н атмосферу заданное
количество вредных веществ. Эта
зависимость особенно существенна для
случая холодных выбросов, для которых
Сm
прямо пропорциональна N. В связи с этим
при наступлении НМУ следует в первую
очередь снижать выбросы, поступающие
в атмосферу из большого числа мелких
источников. Значение Сm
уменьшается с увеличением перегрева
выходящих газов
T
но отношению к окружающему воздуху .
Чем холоднее выбросы, тем более эффективным для уменьшения приземных концентраций является их кратковременное сокращение.
Для эффективного предотвращения повышения уровня загрязнения воздуха в периоды НМУ следует в первую очередь сокращать низкие, рассредоточенные, холодные выбросы.
При разработке мероприятий по кратковременному сокращению выбросов в периоды неблагоприятных метеоусловий необходимо учитывать следующее:
мероприятия должны быть достаточно эффективными и практически выполнимыми;
мероприятия должны учитывать специфику конкретных производств. В связи с этим их следует разрабатывать главным образом непосредственно на предприятиях;
осуществление разработанных мероприятий, по возможности, не должно сопровождаться сокращением производства. Такое сокращение в связи с выполнением дополнительных мероприятий допускается только в редких случаях, когда угроза интенсивного скопления примесей в приземном слое атмосферы особенно велика.
При составлении предупреждений о повышении уровня загрязнения воздуха применяют два вида предупреждений:
От отдельных источников. Такие предупреждения связаны с ростом концентраций примесей в воздухе, создаваемых выбросами одного или группы источников.
По городу в целом. Такие предупреждения связаны с ростом общегородского загрязнения воздуха.
В зависимости от ожидаемого уровня загрязнения атмосферы составляются предупреждения трех степеней, которым соответствуют три режима работы предприятий в периоды НМУ:
предупреждение I степени - если ожидается концентрация в воздухе одного или нескольких контолируемых веществ выше I ПДК;
предупреждение II степени - когда концентрация веществ ожидается выше ЗПДК, либо если наблюдения показали, что примятые меры по предупреждению I степени не обеспечивают качество атмосферы;
предупреждение III степени – если сохраняется высокий уровень загрязнение атмосферы или ожидается концентрация более 5 ПДK.
При первом режиме работы предприятия мероприятия должны обеспечить сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы примерно на 15-20%. Эти мероприятия носят организационно-технический характер, их можно быстро осуществить, они не требуют существенных затрат и не приводят к снижению производительности предприятия.
Возможные мероприятия при первом режиме:
усилить контроль за точным соблюдением технологии производства:
рассредоточить, во времени работу технологических агрегатов, не участвующих в едином непрерывном технологическом процессе, при работе которых выбросы вредных веществ в атмосферу достигают максимальных значений;
запретить вспомогательные работы, связанные с повышенным выделением вредных веществ в атмосферу.
усилить контроль за герметичностью источников пылегазовыделения;
усилить контроль за техническим состоянием и эксплуатацией газоочистных установок;
обеспечить бесперебойную работу всех пылеочистных систем, не допускать снижения их производительности, а также отключения на профилактические осмотры и ремонты;
ограничить погрузочно-разгрузочные работы, связанные со значительными выделениями в атмосферу загрязняющих веществ;
использовать запас высококачественного сырья, при работе на котором обеспечивается снижение выбросов загрязняющих веществ;
прекратить испытание оборудования, приводящего к увеличению выбросов.
При втором режиме работы предприятия мероприятия должны обеспечить сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы примерно на 20-40%. Эти мероприятия включают в себя все мероприятия, разработанные для первого режима, а также мероприятия, влияющие на технологические процессы и сопровождающиеся незначительным снижением производительности предприятия.
Некоторые мероприятия при втором режиме
I) снизить производительность отдельных аппаратов, работа которых связана со значительным выделением в атмосферу вредных веществ; в случае, если сроки начала планово-предупредительных работ по ремонту технологического оборудования и наступления НМУ достаточно близки, следует провести остановку оборудования;
перевести котельное и ТЭЦ, где это возможно, на природный газ;
ограничить использование автотранспорта.
запретить сжигание отходов производства и мусора.
и др.
При третьем режиме работы предприятий мероприятие должны обеспечить сокращение концентраций загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы примерно на 40-60%, а в некоторых особо опасных условиях предприятиям следует полностью прекратить выбросы. Мероприятия третьего режима включают в себя все мероприятия, разработанные для первого и второго режимов, а также мероприятие, осуществление которых позволяет снизить выбросы загрязняющих веществ за счет временного сокращения производительности предприятия.
Некоторые мероприятия при третьем режиме:
снизить нагрузку или остановить производства, сопровождающиеся значительными выделениями загрязняющих веществ;
отключить аппараты и оборудование, работа которых связана со значительным загрязнением воздуха;
остановить технологическое оборудование в случае выхода из строя газоочистных устройств;
запретить производство погрузочно-разгрузочных работ, отгрузку готовой продукции, сыпучего исходного сырья, являющихся источником загрязнения;
перераспределить нагрузку производств и технологических линий на более эффективное оборудование;
остановить пусковые работы на аппаратах и технологических линиях, сопровождающиеся выбросами в атмосферу;
запретить выезд на линии автотранспортных средств с неотрегулированными двигателями.
Основные требования, история, принципы климатического районирования для жилищного строительства. Применение климатологии для прикладного характера (экология, строительства и с/х) СНИП.
Жилая среда — квартира, дом, придомовая территория, микрорайон — имеет основополагающее значение для здоровья человека. Поскольку время пребывания различных групп населения в жилище колеблется от 80% (взрослые) до 90% (дети, пожилые и больные люди), занимая господствующую долю в общем балансе времени, то неграмотные архитектурно-пространственные и инженерные решения, планировка жилой территории, жилой секции и квартиры, химическое и микробное загрязнение комнатного воздуха, «шумовое загрязнение» — становятся факторами риска и существенно ухудшают условия проживания населения, подрывая его здоровье.
На региональном уровне к жилищу предъявляются общие типологические требования, регламентируемые СНиП, а также важнейшие рекомен-
дации. Архитектурная специфика зданий и застройки в отдельных подрайонах выражается на данном уровне лишь частично, например, через разную ширину корпуса, через наличие или отсутствие солнцезащитных устройств, лоджий различной величины и глубины, через общую конфигурацию жилых групп (замкнутых, полузамкнутых или раскрытых) и т. п.
Местное направление в зональном проектировании связано с учетом местных особенностей. Имеется в виду изменение фоновых условий подстилающей поверхностью — рельефом, акваториями, растительностью и другими компонентами ландшафта, а также городской застройкой разной этажности, различными покрытиями территорий в городе и др. На местном уровне уточняются типологические требования к жилищу. Жилые группы приобретают определенную направленность в связи с местным направлением ветров (полезных или вредных), с конкретными условиями инсоляции, ориентации склонов, видовых перспектив и т. п. Специфические черты могут иметь и различно ориентированные фасады — инсолируемые и затененные (южные и северные), наветренные и заветренные, обращенные к магистралям и в тихие дворы, обильно смачиваемые косыми дождями, подверженные ветропылевым потокам или защищенные от этих неблагоприятных воздействий.
Рассмотрим последовательно задачи, стоящие перед зональным проектированием в связи с региональной и местной оценкой климата.
На региональном уровне обобщение многолетнего опыта нормирования климатотипологических требований к жилищу на базе климатического районирования СНиП позволяет сформулировать следующие четыре типологических принципа районирования, непосредственно связанных с зональным проектированием (В. К. Лицкевич).
1. Климатическое районирование для архитектурного проектирования жилища перманентно, оно постоянно развивается в связи с изменением
типологических требований на базе роста техники и экономики. Типологическая основа нормирования первична, она диктует появление новых подрайонов на карте и изменение их границ. Так, нормирование сквозного проветривания и солнцезащиты привело в свое время к выделению подрайонов IVB и IVB, нормативы высоты этажа и кондиционирования сказались на выделении подрайона IVА, необходимость повысить уровень требований к жилищам Тюменского Севера и района БАМа привела в 70-х гг. к формированию подрайона 1Д. Поэтому в зональном аспекте ареалы зон проектируемых систем жилища должны тесно связываться с принципиальными типологическими требованиями, в частности, с высотой этажа жилых домов, площадью квартир и пр.
Более того, не только в перспективных районах нового промышленного освоения, где в силу географической отдаленности и сложных условий на реконструкцию ДСК тратится обычно десяток лет (например, на Дальнем Востоке), но и в других районах целесообразно заранее, с опережением планировать уровень качества жилища. Прогресс в области проектирования и строительства жилищ немыслим без постоянной работы над опережающими, перспективными нормативами. К сожалению, такая работа в нормативном плане, начатая в конце 70-х гг., приостановлена. О ее насущной необходимости говорит, например, тот факт, что согласно СНиП (глава 2.08.01—89 «Жилые здания») в ряде республик и областей для зданий, подлежащих строительству до 2000 г., допускается принимать в проектах высоту этажей от пола до пола не более 3 м, а высоту помещений от пола до потолка не менее 2,7 м. Из этой формулировки, во-первых, следует, что уже сегодня проектирование надлежит вести, зная, каковы будут нормативы после 2000 г. Во-вторых, формулировка доказывает перманентность подхода к районированию и первичность типологии в вопросах выделения территорий на карте районов.
2. Районирование должно быть крупномасштабным, не измельченным; целесообразны общие решения квартир для больших регионов, поскольку типизация от этого выигрывает, а архитектура не проигрывает; ведь центр тяжести своеобразия облика застройки лежит в плоскости учета местной специфики, а не в плоскости типовых решений квартир и блок-секций. Например, сегодня более актуальна задача поиска типа квартиры для Севера в целом, чем дробление типов квартир применительно к отдельным подрайонам Севера. В то же время, формы жилых групп, приемы и облик застройки архитектуры зданий должны быть различными в подрайонах Севера и более того, в каждом городе и его районах. Никакое уточнение районов здесь не поможет. Надо учитывать конкретные местные факторы. Более мелкие по размерам подрайоны уместны только в горных районах страны. Это доказано опытом работ ТбилЗНИИЭП, ТашЗНИИЭП, ВЗИИТ, а также исследованиями ЦНИИЭП жилища на Сахалине и Камчатке, в Киргизской ССР, Молдавской ССР и Чечено-Ингушской АССР. Так, на побережье оз. Иссык-Куль, даже при одной общей высотной отметке, по контуру озера различаются четыре подрайона со своей особой типологией (Л. И. Конова, В. К. Лицкевич). Однако и в горных районах при зональном проектировании необходимо изыскать возможности объединения подрайонов с учетом перспективы более высокого уровня стандарта жилища в будущем. Например, доказано, что несмотря на наличие на Камчатке подрайона НА, целесообразно к жилищу всей области предъявить общие требования Крайнего Севера. Нормирование должно стать более гибким, динамичным, теснее связанным с развитием техники, но районирование в своей основе должно оставаться крупномасштабным.
3. Границы климатических районов и подрайонов условны, они не выносятся в натуру, на территорию, как это
делается с границами административного деления страны; они не совпадают с границами сейсмичности и вечной мерзлоты. Поэтому при зональном проектировании в отдельных случаях необходимо выбирать «ведущий фактор». Так, при уточнении районирования южной части Сахалинской области таким фактором оказалась строительная база и границу районов откорректировали исходя из тяготения территории к различным центрам строительной индустрии. Положение об условности границ подводит к идее четвертого типологического принципа районирования — интеграции.
4. Климатическое районирование СНиП, созданное для типизации жилища, имеет тенденцию к интеграции с другими объектами типизации в жилищно-гражданском строительстве. Наиболее существенна и органична интеграция с градостроительным проектированием, поскольку жилой дом неотделим от застройки. Не случайно в главе СНиП по планировке и застройке населенных мест на карту районирования жилища имеется много ссылок. В зональном проектировании целесообразно использовать указанную тенденцию к интеграции и рассматривать климатические основы жилища и градостроительства совместно, например, в виде единой архитектурно-климатической классификации жилой среды. В определенной степени реализуется интеграция между жилыми и общественными зданиями, типизация которых основывается на общем районировании.