Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Запыленность, как экологический фактор, влияющий на качество городской среды
1.1 Характеристика пыли как источника загрязнения городской среды
1.2 Влияние запыленности на качество городской среды
1.3 Механизм возникновения и распространения пыли в городской среде
1.4 Отечественный и зарубежный опыт учета фактора запыленности в практике реконструкции городской застройки
Выводы по главе I 52
Глава II. Анализ факторов, определяющих запыленность городской среды
2.1 Природно-климатические факторы 57
2.2 Техногенные факторы ' О
2.3 Градостроительно-планировочные и строительные факторы
Выводы по главе II 96
Глава III. Экспериментальное моделирование запыленности в городской застройке
3.1 Построение теоретической схемы пылепереноса (параметры для эксперимента)
3.2 Исследование шероховатости поверхности фасадных строительных материалов
3.3 Описание аппаратуры и методики эксперимента 115
3.4 Исследование механизма пылезадержания и самоочищения наружных фасадных поверхностей
3.5 Закономерности пылеотложения и самоочищения поверхностей по результатам экспериментальных исследований
3.6 Распределение концентрации мелкодисперсной пыли в воздухе в зависимости от планировочного типа и этажности застройки
Вывод по главе III ^ 1
Глава IV. Рекомендации по улучшению качества городской среды с учетом фактора запыленности в условиях реконструкции застройки
4.1 Предлагаемый метод оценки запыленности среды в предпроектных исследованиях при реконструкции жилой застройки
4.2 Учет фактора запыленности при зонировании дворового пространства
4.3 Градостроительно-планировочные приемы уменьшения запыленности городской жилой среды
4.4 Рекомендации по использованию фасадных поверхностей, устойчивых к запылению
Выводы по главе IV 174
Заключение 176
Библиография 179
Приложение
- Влияние запыленности на качество городской среды
- Градостроительно-планировочные и строительные факторы
- Исследование шероховатости поверхности фасадных строительных материалов
- Учет фактора запыленности при зонировании дворового пространства
Введение к работе
Актуальность исследования.
Высокая запыленность городской среды является причиной серьезных эколого-гигиенических проблем городов. Негативное влияние пыли проявляется в различных сферах деятельности человека, особенно, в городском строительстве и хозяйстве. Запыленность приводит к росту экономических потерь за счет повышения затрат на эксплуатацию и ремонт зданий и сооружений, вредного воздействия на растительность. Важным аспектом рассматриваемой проблемы является отрицательное влияние запыленности городской среды на здоровье и психологическое состояние человека. Существует прямая зависимость показателей заболеваемости населения города от количества выпадающей пыли.
Запыленность городской среды, связанная с увеличением поступления количества техногенной пыли в жилую застройку, зачастую значительно превосходит по объему природные источники. В результате, под воздействием негативного влияния фактора запыленности оказываются районы, расположенные за пределами аридных и степных климатических зон. Это подтверждают данные Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 2002 году», в котором приведен перечень городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Из 34 городов списка (Волгоград в том числе) - загрязнение атмосферы в 14 городах, обусловлено высоким содержанием пыли. Кроме того, с пылью связано и поступление большинства химических веществ в городскую атмосферу. Вопрос ветропереноса пыли от природных и техногенных источников и, как следствие, запыленность городской среды актуален для большинства крупных городов России, но является недостаточно изученным. Даже в районах с активной пылеветровой деятельностью, обусловленной природно-климатическими
5 условиями, недостаточно учитывается фактор запыленности при принятии
градостроительных решений. Обзор отечественных исследований показал недостаточность учета фактора запыленности при формировании городской среды. Таким образом, очевидна актуальность данного исследования.
Целью данной работы является разработка методики оценки пылевет-рового режима жилой территории и степени ее запыленности, а также рекомендаций по учету фактора запыленности в городском строительстве. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Исследовать свойства и характеристики пыли, способствующие ухудшению качества городской среды.
Выявить природно-климатические, техногенные, градостроительно -планировочные и строительные факторы, обуславливающие запыленность городской среды.
Определить в натурных условиях закономерности вертикального распределения концентрации пыли в воздухе в зависимости от планировочного типа и этажности застройки.
Определить в лабораторных условиях закономерность пылеотложений на фасадных поверхностях и их самоочищающую способность.
Сформулировать основные методические положения оценки пылевет-рового режима жилой территории и степени ее запыленности.
Разработать градостроительно - планировочные приемы, уменьшающие запыленность городской жилой среды, и рекомендации по использованию устойчивых к запылению фасадных поверхностей.
Объектом исследования являются горизонтальные и вертикальные деятельные поверхности природного и искусственного происхождения, входящие в состав элементов, слагающих городскую среду. Главным образом, рассматриваются поверхности фасадов зданий.
Предметом исследования является запыленность деятельных поверхностей элементов городской среды.
Методы исследования определены в соответствии с
поставленной целью. Решение поставленных задач осуществляется с использованием обобщения практического научного опыта; теоретических работ; натурных и экспериментальных исследований; математического и графоаналитического методов, метода анкетного опроса.
Научная новизна работы заключается в рекомендациях по учету фактора запыленности в городском строительстве и разработке мер по его уменьшению. Впервые разработана методика проведения оценки пылеветрового режима жилой территории и степени запыленности городской жилой среды, основанной на закономерностях механизма внутригородского пылепереноса и аэрационного режима городских территорий. Новизну представляют выявленные закономерности вертикального распределения пыли в воздухе у фасадных поверхностей, выраженные математическими форм^лршиицы исследования. В качестве планировочного модуля городской территории в диссертации принята территория жилой группы. В работе не учитывается воздействие химического состава пыли на деятельные поверхности элементов городской среды, а также химический состав воды, используемой в эксперименте для установления способности поверхностей к самоочищению.
Практическая значимость работы заключается в возможности прогноза и оценки степени запыленности городской среды, а также уменьшения негативного влияния фактора запыленности на качество среды градострои-тельно-планировочными и строительными средствами.
На защиту выносятся следующие положения диссертации: 1 .Классификация городской пыли по дисперсному составу. 2.Метод оценки запыленности внутридворовых территорий. 3.Результаты экспериментальных исследований по определению влияния различных поверхностей на пылезадержание и самоочищение.
7
4.3ависимости распределения концентрации мелкодисперсной пыли
в воздухе в зависимости от планировочного типа жилых групп и этажности
застройки.
5.Градостроительно - планировочные приемы, уменьшающие запыленность
деятельных поверхностей элементов городской среды.
Апробация результатов работы
Полученные результаты исследований докладывались на международных, межрегиональных и межвузовских научно-практических конференциях. «Крупные города на пороге XXI века: проблемы, перспективы» (Волгоград, 2000); межрегиональная научно-техническая конференция «Экологизация специалистов в ВУЗах» (Саратов, 2001); VII региональная конференция молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2002); научно-практический семинар (Котбус, Германия, 2002).
Публикации. Основные результаты научных исследований по теме диссертации изложены в 11 работах и 3-х учебно-методических указаниях.
Результаты диссертации получили внедрение при выполнении следующих работ:
-«Анализ состояния жилого фонда Краснооктябрьского района г. Волгограда». (По заказу «МУ ЖКХ» Краснооктябрьского района г. Волгограда, 2001 г.).
-«Генеральный план парка и благоустройства торгового комплекса «Сталинградский» в Тракторозаводском районе г. Волгограда», Волгоград, АПЦ «Среда-проект», 2004 г.
-«Экологический парк в Калаче-на-Дону», Волгоград, Волгоградский региональный ботанический сад, 2005 г.
Некоторые положения диссертации стали основой выполнения научно-исследовательских работ, осуществленных по гранту ДААД (Немецкой службы академических обменов) в 2001-2002 г г. в Бранденбургском техни-
8 ческом университете г. Котбуса, Германия. Использовались при
выполнении дипломного проектирования, чтении лекций и практических занятий.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем работы - 223 страницы, в том числе: 179 страниц основной текст, содержащий 30 таблиц, 42 рисунка; список литературы из 147 наименований, приложений на 34 страницах.
Влияние запыленности на качество городской среды
К разряду положительного влияния пыли следует отнести ее способность поглощать прямую солнечную радиацию и защищать живые организмы от ее вредного влияния, рассеивать прямые солнечные лучи, создавая более равномерное освещение поверхности Земли, способствовать конденсации в атмосфере водяных паров и, следовательно, образованию осадков [129, 8, 45, 116]. Данными свойствами обладает в большей мере атмосферная пыль, которая в силу своих микроскопических размеров постоянно находится в атмосфере во взвешенном состоянии.
Пыль, присутствующая в приземном слое воздуха имеет отрицательное действие на городскую среду и определяет ухудшение санитарно-гигиенического состояния воздушного бассейна городов в результате его запыленности и как следствие физическое загрязнение пылью растений и поверхностей элементов городской среды. В силу запыленности воздуха общий приход солнечной энергии сокращается за счет ослабления интенсивности, особенно в ультрафиолетовой части [35]. Многочисленные измерения показывают, что промышленные пыль и аэрозоли задерживают до 50% ультрафиолетового излучения, с нарастанием запыленности происходит резкое уменьшение притока ультрафиолетовой радиации (УФР) в области длины 290-315 нм и 310-400 нм. При запыленности, не превышающей ПДК (0,5 мг/м ) [17], приток УФР изменяется незначительно, при превышении ПДК запыленности в три раза наблюдается резкое падение УФР. Большую опасность для растительного и животного мира представляют пыльные бури, при которых концентрация пыли может достигать 400 г/м3 воздуха [67].
Под запыленностью воздуха понимают массовую концентрацию природной и техногенной пыли в воздухе [116]. Подсчет концентрации пылевых частиц осуществляется двумя способами - определяется счетная или весовая, концентрация. Счетная (кониметрическая) концентрация п - определяет число частиц, содержащихся в единице объема газовой среды, и выражается числом частиц, содержащихся в 1 см3 газа. Весовая (гравиметрическая) концентрация nv - определяет вес частиц, содержащихся в единице объема газовой среды. И выражается в миллиграммах на кубический метр (мг/м ) [105]. Наиболее часто для определения концентрации пыли в воздухе используется весовой метод.
Под запыленностью городской среды в настоящей работе понимается присутствие в городском воздухе частиц пыли и запыление ими вертикальных и горизонтальных деятельных поверхностей в результате их осаждения. Влияние фактора запыленности на качество атмосферы внешней жилой среды обусловлено, прежде всего, свойствами пыли.
Главное свойство пыли, отличающее ее от других аэрозолей, способность оседать при малых скоростях ветра и безветрии. Скорость оседания частиц зависит от их дисперсности и плотности (таблица 1.2, 1.3). Поэтому концентрация частиц пыли в воздухе достаточно изменчива [105, 44, 28]. Согласно таблицам 1.2 и 1.3, скорость оседания частиц, размеры которых больше 10 мкм, относительно высока, и поэтому они быстро выводятся из атмосферы, что приводит к снижению концентрации частиц сразу после их подъема с поверхности почвы [105, 9]. Особый интерес представляют частицы менее 10 мкм, перенос которых возможен на дальние расстояния [43]. Частицы размером от 1 до 10 мкм остаются во взвешенном состоянии несколько суток. Частицы менее 1 мкм в диаметре похожи в своем поведении с газами и в значительно меньшей степени подвержены действию атмосферных осадков, время пребывания в атмосфере обычно составляет 10-20 дней. Значение диаметра 0,1 мкм является пределом, ниже которого осаждение невозможно из-за броуновского движения, скорость которого начинает превышать скорость осаждения [33]. Тем не менее, эти частицы осаждаются на подстилающую поверхность благодаря осадкам или процессам коагуляции.
По результатам исследования Вильямса [132] было установлено, что диапазон размеров переносимых частиц с высотой уменьшается, а средняя высота, на которой улавливаются частицы определенного размера, растет с увеличением сферичности.
Негативное гигиеническое воздействие на человека и окружающую среду проявляется за счет свойства пыли накапливать на поверхности частиц токсичные вещества. В результате трения частиц о воздух, взаимного трения и измельчения мелкие частицы пыли способны электризоваться с приобретением, как правило, положительного заряда. Это явление оказывает свое влияние на процессы адсорбции, взаимодействия частиц пыли с различными реагентами [69]. Взвешенная в воздухе пыль адсорбирует ядовитые газы, образует плотный, токсичный туман (смог), который увеличивает количество осадков. Насыщенные сернистыми, азотистыми и другими веществами, эти осадки образуют агрессивные кислоты, которые ускоряют процесс коррозионного разрушения машин и оборудования во много раз [116, 54]. За счет адсорбирования на поверхности твердых частиц токсичных газов (S02, H2S, СО), возможно последующее насыщение газами тканей верхних и нижних дыхательных путей и разрушение тканей в месте их соприкосновения [105].
Градостроительно-планировочные и строительные факторы
Запыленность городской среды во многом зависит от градостроительно -планировочной организации застройки и ее параметров. Задача снижения запыленности городской среды значительно упрощается, при условии максимального предотвращения проникновения в город внешних запыленных потоков. Однако при пыльных бурях возможно прохождение большого количества пыли над городской территорией, что требует использования ряда определенных архитектурно-планировочных приемов организации жилой застройки.
Проявлению локального ветропылепереноса на территории жилой застройки способствуют как особенности планировочной структуры города и функционального зонирования его территории, так и тип жилой застройки, ориентация и взаиморазмещение зданий, плотность застройки и ее этажность, трассировка проездов и пешеходных путей, принципы размещения и тип зеленых насаждений.
1 .Планировочная структура города. Планировочная схема города существенно влияет на запыленность городской среды. Наилучшими показателями устойчивости планировочной структуры города к пылеветровому воздействию обладают радиальные и радиально-кольцевые системы городов. Чередование зеленых колец с жилыми территориями, наличие зеленых клиньев в структуре города и бульваров способствует эффективному обеспыливанию воздушных потоков, поступающих с пригородных и промышленных территорий, и препятствуют проникновению пыли вглубь застройки. Наличие водных объектов в системе города поддерживает благоприятный микроклимат городской среды, тепло-влажностный режим территории и соответственно снижает фактор запыленности. Согласно исследованиям О.А. Филатова [118], санирующее действие водного объекта на городской микроклимат определяется зоной влияния, которая составляет для застроенных территорий от 700 м (лето) до 1420 м (весна). На застроенной территории в пределах зоны происходит понижение температуры воздуха на 2-7 С и повышение влажности на 8-15%.
Эффективность влияния водного объекта на микроклимат города зависит от того насколько рационально решено размещение функциональных зон города относительно водоема. Так, например, город Волгоград с характерной линейной планировочной структурой является неблагополучным по фактору запыленности. Город расположен на берегу Волги и имеет три главных продольных магистрали, параллельных относительно реки. Однако благотворное влияние полноводной реки на городской микроклимат не проявляется в полной мере из-за отсутствия непосредственных выходов к реке. Территория Волгограда, протяженностью 90 км, имеет доступ к реке лишь на территориях общей протяженностью 30 км. Остальная прибрежная территория занята промышленными и коммунально-складскими объектами.
Ориентация продольных городских магистралей с севера на юг, способствует формированию симметричного потока воздуха, обусловленного термическими условиями города. Поэтому главные магистрали г. Волгограда являются своеобразными коридорами для поступления пыли в город и ее транзита через планировочные районы при слабом ветре или полном безветрии.
Как отмечают Х.П. Погосян и А.А. Багурина [71], на улицах, ориентированных с запада на восток, днем сильнее всего нагреваются крыши, обращенные на юг. Возникает циркуляция воздуха и пылеперенос от теневой стороны улицы к освещенной, создается собственная циркуляция воздуха над крышами.
В центральной части города восходящие токи воздуха интенсивнее в связи с тем, что там температура выше, чем на его окраинах, что определяет направление ветра у поверхности земли к центру города и перенос туда слабым ветром пыли. Ночью имеет место оседание пыли на поверхность центральной части города, в составе которой размещается жилая застройка.
Особого внимания требует запыленность среды техногенной пылью. Относительно близкое расположение главных городских транспортных коммуни каций к жилым территориям является причиной ежедневного поступления в городскую жилую среду токсичной техногенной пыли. Кроме того, значительный объем техногенной пыли поступает от промышленных предприятий и других техногенных источников. Интенсивный вывод техногенной пыли из городской атмосферы достигается за счет насаждений санитарно-защитных зон предприятий и городских зеленых насаждений, расположенных на пути движения запыленных потоков [124].
Взаимодействие запыленного ветрового потока с городской застройкой [35]. eнeниe больших по размерам открытых пространств посадками зеленых насаждений и элементами благоустройства препятствует пылеобразованию на городской территории. Максимальный разрыв открытых пространств, по мнению В.А. Карамышева, не должен превышать 8-10 высот застройки [35]. Согласно рекомендациям ЦНИИП градостроительства [77], максимальные площади межмагистральных территорий должны ограничиваться 70-80 га, при этом плотность магистралей будет составлять не менее 2,3-2,5 км/км . 2.Функциональное зонирование территории. Территория города должна эффективно использоваться в пределах всей своей площади, необходимо сокращать и по возможности исключать пустующие территории, особенно на ее периферийных зонах. В противном случае возникает вероятность формирования значительных локальных источников поверхностного пылеобразования и как результат запыленность среды почвенной и растительной пылью. Требования регулирования ветрового режима в застройке и защиты от пыльных бурь [77] определяют сокращение свободных незастроенных территорий, рассматриваемых как источники местного пыления.
Запыленность городской среды пылью техногенного происхождения часто возникает в результате недостаточного учета преобладающих направлений и скоростей ветра при проектировании генеральных планов новых, расширении и реконструкции промышленных предприятий или их перевода на выпуск новой продукции.
Поступление техногенной пыли непосредственно на территорию жилой застройки обуславливается наличием транспортных магистралей на прилегающих территориях и требует ограничения нормативного количества машино-мест открытых автостоянок на 15 - 50% в зависимости от загруженности магистрали. В противном случае, имеет место усиление запыленности городской среды [103].
Тип застройки, ориентация и взаиморазмещение зданий. Анализ теоретического и практического опыта исследований аэрации застройки показал, что на ветровой режим застройки и ее запыленность в нижнем ярусе атмосферы влияют геометрические параметры застройки (ширина и высота зданий), а также взаимное расположение жилых зданий друг относительно друга.
Исследование шероховатости поверхности фасадных строительных материалов
Согласно ГОСТ 2789-73 [20], все поверхности любой детали, независимо от способа их получения, имеют макро- и микронеровности в виде выступов и впадин. Эти неровности, формирующие рельеф поверхности и определяющие ее качество, называют шероховатостью поверхности.
Для определения характера шероховатости поверхности в практике используется высокочувствительный измерительный прибор профилограф - про-филометр. Определение шероховатости производится посредством записи в увеличенном масштабе электротермическим способом на электротермической бумаге в прямоугольных координатах профиля микронеровностей поверхностей и показаний стрелочного прибора параметра Ra (среднего арифметического отклонения микронеровностей от средней линии профиля). Действие профи-лографа - профилометра основано на принципе ощупывания исследуемой поверхности алмазной иглой и преобразования колебаний иглы в изменения напряжения индуктивным методом. Получаемые изменения напряжения, усиливаемые электронным блоком, отражаются на электротермической бумаге или в показаниях прибора.
Однако большей частью, данный прибор используется для определения шероховатости поверхностей металлических деталей, а также других всевозможных покрытий, но с обязательным условием отсутствия повреждений на их поверхности. Должны отсутствовать заметные невооруженным глазом трещины, сколы, раковины, пористость, царапины [20, 21], борозды, глубокие впадины или значительные возвышения. В противном случае, такие поверхности определяют как поверхности, имеющие брак.
Экспериментальные образцы фасадных поверхностей имеют макронеровности рельефа, видимые невооруженным глазом. Наличие рельефности поверхности опытных плиток-образцов фасадных строительных материалов исключают возможность использования прибора профилографа-профилометра для определения шероховатости поверхностного слоя неровностей.
Поверхность традиционных строительных материалов, представляет собой поверхность цельную (бетон) или расчлененную (кирпич), с помощью горизонтальных и вертикальных кладочных швов. В свою очередь собственно фактура кирпича представляет собой гладкую поверхность.
Как показал анализ нормативной документации подготовленная бетонная поверхность, рассматриваемая в рамках данной работы в качестве традиционного фасадного строительного материала, в зависимости от вида защитного покрытия должна соответствовать требованиям СНиПа 3.04.03-85 [99].
Согласно табл. 3.4., шероховатость бетонной поверхности соответствует 2 и 3 классу шероховатости. Пределы чувствительности прибора профилографа-профилометра находятся в диапазоне с 5 по 12 класс, что соответствует согласно ГОСТ 2789-73 высоте выступов и впадин микронеровностей поверхности в пределах от 0,08 до 500 мкм и более [20].
Практический и теоретический анализ, проведенный автором, показал, что для описания свойств поверхностей экспериментальных образцов и традиционных фасадных материалов необходимо несколько параметров, характеризующих фактуру поверхностей и позволяющих производить их оценку визуально или с помощью светового стереомикроскопа.
При отборе образцов, участвующих в эксперименте, определились три основных типа поверхностей с различной шероховатостью поверхностного слоя: грубой, тонкой шероховатостью и обтекаемой поверхностью. Шероховатость поверхностного слоя (микронеровности) назначается грубой шероховатостью, если расстояние между выступами и впадинами более 0,3 мм (4 класс шероховатости). Тонкая шероховатость поверхностного слоя характеризуется в свою очередь расстоянием между выступами и впадинами менее 0,3 мм (5 и более классы шероховатости). Обтекаемая поверхность поверхностного слоя характеризуется отсутствием выступов и впадин, т.е. гладкой поверхностью. Кроме того, часть моделей имеет выраженную рельефность поверхности, сформированную горизонтальными, вертикальными или произвольными бороздами, выступами и впадинами, равномерно распределенными по всей поверхности плитки-образца. Глубина макронеровностей равна или больше величины показателя зернистости, т.е. крупности песка, используемого при производстве штукатурки.
Для определения степени пылезадержания фасадных поверхностей различной зернистости автором была сконструирована экспериментальная установка (рис.3.4.). Конструкция установки состояла из следующих функциональных деталей:
Для проведения опытов в нижней части опытной камеры, на расстоянии 5 мм от ее дна было прорезано отверстие, диаметром 50 мм, необходимое для соединения воздушного канала с опытной камерой. Труба была введена внутрь опытной камеры на 50 мм глубины. На дне камеры были жестко зафиксированы 2 металлических уголка, необходимых для удержания опытных моделей. Расстояние от стенки камеры, с отверстием, 180 мм, расстояние между внешними границами уголков - 165 мм.
Фен использовался в качестве стимулятора, для имитации турбулентного потока в опытной камере установки. Фен имел 3 степени мощности, для испытаний использовалась самая высокая степень. Диаметр трубы фена служил основанием для подбора последующих деталей установки (труб и узлов соединений). Стеклянный затвор применялся для предотвращения наружного распыления пыли. Прозрачность затвора обеспечивала контроль освобождения воронки от пыли и своевременного отключения фена.
В качестве опытных моделей использовались образцы фасадной штукатурки ИСПО (ISPO, Германия) с различными свойствами фактуры поверхности. Запыленность ветрового потока обеспечивалась пылью природного и техногенного происхождения различной дисперсности.
Для разработки методики основного эксперимента была проведена серия пилотных исследований, в котором участвовало 2 типа моделей - образцы фасадной штукатурки в виде плиток: - штукатурка «сграффито» «Исполит эйр» (Ispolit air) (зернистость - 2,5 мм, размером 200x135 мм); - штукатурка свободно структурируемая «Испо Тиролер Ляйхтпутц» (Ispo Tirol er Leichtputz) (размером 170x120 мм).
В качестве пыли, использовались следующие материалы: 1.Песок, с диаметром частиц от 90 до 250 мкм, предварительно просеянный. 2.Угольная зола («Schwarze Pumpe»), с размером частиц 20 мкм 40±15% и 40мкм50±10%.
Учет фактора запыленности при зонировании дворового пространства
В общем случае, на территории жилой застройки запылению подвергаются следующие элементы городской жилой среды: - фасады зданий (выступающие элементы фасада, стекла окон); - покрытия дорожек и площадок; - конструкции зданий и сооружений; - элементы благоустройства; - растения и деревья.
Наибольшую площадь в балансе внутридворовой территории занимают поверхности фасадов зданий и различных покрытий территории жилой застройки. Поэтому данные поверхности следует рассматривать в качестве средств, способных активно влиять на запыленность городской жилой среды.
Определение источников пылеобразования на территории жилой группы; в рамках проведения третьего этапа предпроектного анализа территории, выполняется на основании дифференциации покрытий по принципу пылящие и непылящие покрытия, искусственного или природного происхождения.
Под пылящими поверхностями автор понимает: -природные, непокрытые травяным покровом участки территории или занятые сорной травой; -искусственные, активно теряющие влагу за счет солнечного перегрева (асфальт, бетонное покрытие с закрытыми швами). Такие поверхности создают благоприятные условия для пылеобразования, подъема частиц в воздух, при условии воздействия на данный участок локального ветра с необходимой пороговой скоростью. Искусственные пылящие поверхности не являются источниками пылеобразования, однако способствуют транзиту пыли с прилегающих участков пылеобразования, ее аккумуляции и вторичному запылению среды.
Высокий коэффициент стока воды на асфальтированных и монолитных бетонных поверхностях приводит к их перегреванию, уменьшению влажности воздуха, чрезмерному высыханию почвы на прилегающих открытых участках, что создает благоприятные условия для дополнительного пылеобразования.
В качестве непылящих поверхностей принимаются: -водные; -природные, поверхности с травяным покровом или древесный настил; -искусственные поверхности с покрытиями наименьшего нагревания и иссушения под действием солнца (мощение с озеленением, с фильтрационными стыками, с использованием водопроницаемых плит). Такие поверхности обеспечивают отвод поверхностных вод с территории непосредственно в грунт, что значительно улучшает микроклимат и способствует уменьшению вероятности поверхностного пылеобразования.
Совмещение карты пылеветровой активности территории жилой группы со схемой покрытий внутридворовой территории позволяет дать оценку запыленности участков и определить мероприятия по экологической реконструкции. Итогом работы является разделение территории жилой группы на следующие зоны: -зона пылеотложений. Соответствует зоне пылеветровой тени на участках с пылящим и непылящим покрытием, на которых происходит затухание ветра и выпадение пылевых частиц. -зона слабой запыленности. Назначается в случае совпадения зоны возможного пылепереноса и непылящих участков территории двора. -зона средней запыленности. Соответствует зоне возможного пылепереноса на карте пылеветрового режима территории, при совпадении ее с участком территории двора, имеющего пылящие поверхности. -зона высокой запыленности. Назначается на участке зоны пылеветровой активности и гиперактивности, при наличии источника внутридворового пылеобразования или без него.
Согласно степени запыленности участков территории жилой застройки автор рекомендует функциональное решение внутридворового пространства, направленное на сокращение вероятности поверхностного пылеобразования и вторичного запыления городской жилой среды.
Слабая Размещение игровых площадок для детей дошкольного возраста. Мощение непылящее природное или искусственное, с озеленением. Использование озеленения со средней и малой способностью пылезадержания и самоочищения.
Средняя Размещение игровых площадок для школьников и взрослых, площадок для тихого отдыха. Мощение непылящее природное или искусственное, с озеленением, с фильтрационными стыками. Устройство зеленых насаждений, имеющих высокую способность пылезадержания и самоочищения.
Высокая -гиперактивный пыле-перенос - отсутствие функциональных площадок. Мощение непылящее из водопроницаемого камня, с инфильтрационными стыками. Устройство многокомпонентного покрытия. Организация пылеветрозащитного озеленения. -активный пылепере-нос - размещение функциональных площадок и водных объектов. Мощение непылящее с озеленением, с ин-фильтрационными стыками или из водопроницаемого камня. Применение пылевет-розащитных устройств (перголы с вертикальным озеленением, декоративные стенки - габионы), зеленые насаждения с высокими показателями ажурности.
Главной целью преобразования территорий, находящихся в зоне пыле-ветровой тени является обеспечение условий для поддержания необходимой влажности на природных и искусственных поверхностях участка за счет их полива, санитарной очистки и рационального использования поверхностных вод.
Пылеветровые условия, характерные для зон слабой и средней запыленности позволяют разместить на участках детские площадки. Здесь, главный акцент по защите от пылеветрового воздействия принадлежит правильному подбору ассортимента и конструкции озеленения, использование рельефа и преимущественно природного непылящего покрытия.
Участки территории с высокой степенью запыления требуют наибольших преобразований сложившейся среды, что может проявляться в радикальных изменениях как функционального назначении участка, так и его планировочной организации. Предпочтение отдается организации локального зеленого массива на территории внутридворового пространства с трассировкой пешеходной сети по благоприятным направлениям ветра.
Градостроительно-планировочные средства являются эффективными средствами предотвращающие локальный пылеперенос, поверхностное пыле-образование и уменьшающие запыленность среды. Таковыми автор рассматривает -изменение конфигурации, этажности и протяженности зданий;-посадку пылеветрозащитных зеленых насаждений;- использование приемов геопластики: -применение современных методов мощения, -применение системы комбинированного многокомпонентного покрытия, -изменение природного рельефа или создание искусственного путем чередования повышения и понижения отметок внутридворовой территории, -вертикальную планировку внутридворовой территории; -рациональное использование дождевой воды.
В случае необходимости обеспечения укрепления поверхности рекомендуется применять современные методы мощения. Под такими понимается искусственное покрытие участков городской жилой среды, различного функционального назначения, с гарантированным проникновением дождевой воды в грунт. Это эффективное средство по улучшению микроклимата на жилой территории, в частности внутридворового пространства за счет обеспечения стока воды с территории и ее инфильтрации с поверхности территории в грунт с помощью инфильтрационных стыков и отверстий. Предлагается применение 4-х основных типов экологических систем мощения:- с озеленением; - с инфильт-рационными стыками; - с инфильтрационными отверстиями; - с водопроницаемыми плитами. Применение системы комбинированных многокомпонентных покрытий, где берется за основу чередование естественного покрытия, водной поверхности и искусственного пылящего покрытия; травяного покрова или поверхностей с экологическим мощением (природно-искусственного барьера) и искусственного пылящего покрытия. Такую систему возможно применять как на участках вероятного направления поступления пыли во внутридворовое пространство, так и на участках локального вторичного внутридворового пылепе-реноса. Активное использование природного рельефа на участках или создание искусственного рельефа, снижающих вероятность вторичного пылеобразования и пылепереноса. Рекомендуется использование чередование незначительного повышения и понижения отметок внутридворовой территории с травяным покровом, которое обеспечит эффективное пылезадержание и утилизацию пыли под действием дождевых осадков или полива. Экологически оправданная вертикальная планировка, уменьшающая чрезмерное перегревание поверхностей и высыхание почвы. Организация сбора дождевых вод в специальные резервуары - дворовые мини-водоемы для сбора дождевых осадков.
