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 s₁- 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 J₁>1, (9.7а)

J₁=1 при J₁<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 H³ H_в (9.9а)

=16 при H<H_в (9.9б)

Коэффициент s в формуле (9.7) определяется по следующим формулам

при 0 £t₁< 1, (9.10а)

при 1 £t₁£ 8, (9.10б)

при 8<t₁£ 40, (9.10в)

при t₁> 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 t₂ по формулам

при t₂£ 1 , (9.14а)

при t₂>1, (9.14б)

t₂= . (9.15)

Безразмерный коэффициент z_м определяется по формуле

(9.16)

в зависимости от аргумента t₃:

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 t₃ [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 t₁, 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 t₁, 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)