Основные расчетные характеристики

Влияние застройки (зданий и сооружений) на загрязнение воздуха связано с изменением характера воздушных течений вблизи здания. При обтекании отдельных зданий и их групп могут образовываться ветровые тени (застойные зоны) с близкой к нулю средней скоростью ветра и интенсивным турбулентным перемешиванием. Учет влияния застройки осуществляется для источников средней высоты, низких и наземных источников. Расчет загрязнения воздуха от высоких источников, как правило, производится без учета влияния застройки, за исключением некоторых случаев, например, при размещении источников вблизи здания, высота которого превышает высоту источника.

Для каждого из рассматриваемых источников перед выполнением расчетов с учетом застройки определяются значения максимальной концентрации С_м, расстояния x_м, опасные скорости ветра и_м при отсутствии застройки.

Расчет загрязнения воздуха с учетом влияния застройки производится в случаях, когда здание удалено от источника на расстояние менее x_м, или когда источник расположен на здании или в зонах возможного образования ветровых теней. При этом высота здания Н_з должна быть не менее 0,4 высоты источника Н (Н_з³ 0,4 Н). Если здание удалено от источника на расстояние большее, чем 0,5x_м, и основание источника не размещается в зоне возможного образования ветровой тени, то учет влияния застройки производится в случаях, когда высота здания превышает 0,7 высоты источника (Н_з> 0,7Н).

Примечание: Как правило, не подлежат учету здания и сооружения высотой менее 5 м, а также здания и сооружения, максимальный линейный размер которых по горизонтали не превосходит 10 м.

Рассматриваемое здание, как правило, аппроксимируется параллелепипедом (рис.1.2) высотой Н_з, длиной L¢_д (размер наибольшей стороны основания) и шириной L¢_ш.

Рис.1.2. Схема аппроксимации здания

Высота Н_з определяется по формуле:

Н_з = V_з / S_о . (1-45)

где V_з– фактический объем здания, S_о – фактическая площадь основания. Значения L¢_ш и L¢_д должны удовлетворять условию L¢_ш × L¢_д = S_о, а положение боковых сторон аппроксимирующего параллелепипеда выбирается так, чтобы они были близки к стенам зданий.

Для каждого здания при заданном направлении ветра различаются три основных типа ветровых теней (рис.1.3): подветренная (I), на крыше (II) и наветренная (зона подпора) (III).

Рис. 1.3. Типы ветровых теней

Максимальные значения Н_I, Н_II, H_III высоты над уровнем земли ветровых теней указанных типов и их протяженности L_I, L_II, L_III определяются по формулам:

H_I = H_з, L_I = 4L*, (1-46а)

при L_д £ 2L^* : H_II = H_з + 0,4L_д, L_II = L_д, (1-46б)

при L_д > 2L* : H_II = H_з + 0,4L*, L_II = L*, (1-46в)

H_Ш = 0,5 L*, L_Ш = L*, (1-46г)

где L*= H_з при H_з £ L_ш, (1-47а)

L*= L_шпри H_з > L_ш, (1-47б)

Размеры L_д и L_шустанавливаются в зависимости от направления ветра. В случаях, когда ветер направлен по перпендикуляру к стене здания, длина этой стены принимается за L_ш, а длина смежной стены – за L_д (рис.1.4).

Рис. 1.4. определение параметров здания при различных направлениях ветров

Границы ветровых теней рассчитываются по формулам:

при 0 £ x £ 4L^*, (1-48а)

при 0 < x <L_II, (1-48б)

при 0 £ x £ L^*, (1-48в)

где x – расстояние вдоль направления ветра от расчетной точки до стены здания. При высоте ветровых теней Н_в (в зонах I, II, III) окажется менее 2 м, то принимается Н_в=2м.

В отдельных случаях проводится более детальный учет наличия и взаимодействия ветровых теней, который рассматривается в п.9 Приложения 2 ОНД-86 [8]. Например, если ветровые тени зданий, которые необходимо учесть в расчетах пересекаются, и образуется объединенная тень, конфигурацию которой необходимо определить.

В общем случае при наличии застройки максимальное значение приземной концентрации при наличии застройки максимальное значение приземной концентрации определяется через максимальную концентрацию С_м, полученную без учета влияния застройки, по формуле:

(1-49)

где - поправка, учитывающая влияние застройки.

Концентрация достигается на расстоянии x_м от источника при опасной скорости ветра и опасном направлении ветра.