Оценка максимальных концентраций загрязняющих веществ от одиночного точечного источника выброса в случае одного здания

9.2.1. Формулы этого раздела предназначены для приближенной оценки величины при опасных скоростях ветра. В общем случае величины , и определяются по формулам раздела 9.3 после проведения расчетов на рассматриваемой площадке с перебором скоростей и направлений ветра.

Расчет проводится в зависимости от расположения основания источника выброса (точка 0 на рисунках 9.4) относительно здания следующим образом:

а) при расположении основания источника выброса в зонах возможного образования подветренной тени, обозначенных пунктирными линиями, при ветре, направленном по нормали к стене здания [рисунок 9.4а)], определяется по 9.2.2.

 

Рисунок 9.4

 

б) при расположении основания источника в зонах, где ветровые тени образуются только при направлении ветра, отличном от направления нормалей к стенам здания [рисунок 9.4б)], определяется по 9.2.3.

в) если основание источника располагается вне зон возможного образования ветровой тени на удалении до 1,5× L _зв от их границы x _в [рисунки 9.4в), 9.4г)], то расчет производится по 9.2.4.

г) при расположении основания источника на крыше здания расчет производится по 9.2.5.

д) в остальных случаях расчет максимальных концентраций ЗВ производится без учета влияния зданий, т. е. = c _м.

9.2.2. При расположении основания источника выброса в зонах возможного образования ветровых теней при ветре, направленном по нормали к стене здания [рисунок 9.4а)] максимальная приземная концентрация ЗВ достигается при направлении ветра, соответствующем переносу атмосферного воздуха по нормали от здания к источнику выброса. В этом случае

 

, (9.6)

 

где s ₁- безразмерный коэффициент, определяемый по формулам раздела 5;

z_м- безразмерный коэффициент, описывающий влияние колебаний направления ветра. Значение z_м определяется по формуле (9.16);

- безразмерный расчетный коэффициент, который определяется по формуле

при J ₁>1, (9.7а)

 

J ₁=1 при J ₁<1, (9.7б)

 

Расчетные коэффициенты r _з, и s в формуле (9.7) являются безразмерными. Коэффициент r _з описывает влияние различия в опасной скорости ветра при наличии здания и опасной скорости u _м ветра при отсутствии здания. Коэффициент характеризует изменение структуры воздушного потока при наличии застройки. Коэффициент s характеризует влияние турбулентной диффузии внутри ветровой тени.

Для определения коэффициента r _з предварительно вычисляется опасная скорость ветра по формулам (5.16а) - (5.16в). При этом если высота источника выброса H меньше высоты зоны ветровой тени H _в в точке расположения источника, т. е. H < H _в [рисунок 9.5а)], то расчет входящих в указанные формулы значений v _м и f производится при замене высоты источника H на высоту зоны ветровой тени H _в.

Далее r _з определяется в зависимости от соотношения по формулам

Рисунок 9.5

 

 

при £ 1 (9.8а)

 

при > 1 (9.8б)

 

Если H > H _в [рисунок 9.5б)], то = u _м и r _з =1.

Коэффициент определяется по формуле

 

при H ³ H _в (9.9а)

 

=16 при H < H _в (9.9б)

 

Коэффициент s в формуле (9.7) определяется по следующим формулам

 

при 0 £ t ₁< 1, (9.10а)

 

при 1 £ t ₁£ 8, (9.10б)

 

при 8< t ₁£ 40, (9.10в)

 

при t ₁> 40, (9.10г)

 

в зависимости от аргумента

 

, (9.11)

 

где при Н£Н _в коэффициент р _З устанавливается в зависимости от отношения по формулам:

 

при £ 0,25; (9.12а)

 

при 0,25< £ 1, (9.12б)

 

при > 1, (9.12в)

 

При Н > H _в принимается р _З=1.

Для низких источников (Н< 10 м) коэффициент s в формуле (9.7) заменяется на s_l, где s_l определяется по формулам

 

s_l =1 при t₁£1 и H £ 2 м, (9.13а)

 

при t₁£1 и 2< H <10 м, (9.13б)

 

при t₁>1 и H £ 2 м, (9.13в)

 

при t₁>1 и 2< H <10 м. (9.13г)

 

Для определения z_м находится вспомогательный угол j_к (в градусах) в зависимости от отношения t ₂ по формулам

 

при t ₂£ 1, (9.14а)

 

при t ₂>1, (9.14б)

 

t ₂= . (9.15)

 

Безразмерный коэффициент z_м определяется по формуле

 

(9.16)

 

в зависимости от аргумента t ₃:

 

при £ 5 м/с, (9.17а)

 

при > 5 м/с.. (9.17б)

Если рассчитанное значение удовлетворяет условию

 

£ 1, (9.18)

то принимаются соотношения

 

= 1, (9.19а)

 

= c _м, (9.19б)

 

= u _м , (9.19в)

 

= x _м. (9.19г)

9.2.3. В тех случаях, когда основание источника выброса находится в зонах, где образование подветренной тени возможно только при направлении ветра, отличном от направления нормалей к стенам здания [рисунок 9.4б)], максимальная приземная концентрация ЗВ достигается при направлении ветра, соответствующем переносу атмосферного воздуха к источнику [точка 0 на рисунке 9.4б)] от ближайшего к нему угла здания. Расчет производится при этом по формулам согласно 9.2.2 со следующими изменениями:

- для определения того, какая из сторон здания при указанном направлении ветра является подветренной, через центр здания (рисунок 9.6) проводится прямая Q по направлению ветра. Если эта прямая находится внутри или на границах угла, который образован диагоналями, примыкающими к более длинной стороне здания (например, к стороне CD на рисунке 9.6), то данная сторона рассматривается как подветренная и ее длина обозначается L _ш, а длина смежной стороны - L _д. В противном случае подветренной является более короткая сторона здания.

Рисунок 9.6

 

- определяется L _зв по формуле (9.3) с использованием полученного значения L _ш;

- величина z_м вычисляется по формулам

 

при g£j_к (9.20а)

 

при g>j_к (9.20б)

 

где g - положительный острый угол (в градусах) между направлением ветра и нормалью подветренной стены здания (рисунок 9.6).

z¢ - коэффициент, рассчитываемый по формуле (9.16) как значение z_м, вычисленное по аргументу t ₃ [формула (9.17)] при замене j_к на (j_к + g),

z " - коэффициент, вычисляемый аналогично z¢, но при замене j_к на |j_к - g|.

9.2.4. Для источников, основание которых расположено вне зоны возможного образования подветренной тени [рисунки 9.4в), 9.4г)], максимальная концентрация ЗВ достигается при переносе атмосферного воздуха от здания к источнику по нормали [рисунок 9.4в)] или по направлению от ближайшего угла здания [рисунок 9.4г)]. Если при этом расстояние от источника до границы ветровой тени x _в [рисунки 9.4в), 9.4г)] удовлетворяет условию x _в£1,5× L _зв (где L _зв определяется по 9.2.3), то

 

, (9.21)

 

где определяется по 9.2.2, 9.2.3 как значение для источника, расположенного на границе зоны подветренной тени.

При x _в>1,5× L _зв принимается =1.

9.2.5. При расположении основания источника выброса на крыше здания различают два случая: короткое здание L _д<2× L _зв и длинное здание L _д³2× L _зв.

В случае короткого здания образуется объединенная крышно-подветренная тень и величина s в формуле (9.7) определяется по аргументу t ₁, вычисленному по формуле (9.11) при замене L _I на х_в, где х_в- расстояние от источника до подветренной границы подветренной тени [рисунок 9.7а)].

 

при L _д <2× L _зв, (9.22а)

 

Рисунок 9.7

 

В случае длинного здания расчет концентрации ЗВ в подветренной тени осуществляется с заменой s в формуле (9.7) на коэффициент , определяемый по формуле

 

при L _д³2× L _зв, (9.22б)

 

где x _н и x _в — расстояния от источника до наветренной и подветренной границ подветренной тени [рисунок 9.7б)], соответственно;

s _н и s _в — коэффициенты, вычисляемые по формулам (9.10а) - (9.10г), как значения s при аргументе t ₁, рассчитанном по формуле (9.11) при замене L _I на x _н и x _в, соответственно.

Формулы (9.22а) и (9.22б) используются также в случае низких источников выбросов для определения коэффициента , который подставляется в формулу (9.7) вместо s_l, вычисленного по формулам (9.10а) - (9.10г); при этом в правой части формул (9.22) коэффициенты s, s _в и s _н заменяются на соответствующие значения s_l.

Если источник выброса расположен на крыше длинного здания вне зоны крышной тени, то:

 

H _в= H _з; = u _м, r _З =p _З=1. (9.23)