УДК 504.3.054:69.03:69.05

Изучение величины эмиссии загрязняющих веществ при проведении строительных операций на строительной площадке

Шейх А.А., ассистент, Башевая Т.С., доцент

Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

Проведен сравнительный анализ значений валовых выбросов исследуемых объектов при проведении строительных операций. Установлены математические зависимости изменения валовых выбросов от этажности зданий и периода строительства.

Ухудшение состояния окружающей среды привлекает внимание всего мира и становится одной из наиболее обсуждаемых тем на местном, национальном и глобальном уровнях. Ежегодное увеличение численности населения, и как следствие стремление к развитию застроенности среды, приводит к истощению природных ресурсов и разрушению экосистем. Это вызывает интерес к архитектурной (искусственной) среде и строительной индустрии, поскольку их деятельность существенно влияет на окружающую среду на протяжении всего жизненного цикла застройки [1]. Эти негативные воздействия происходят от начала работы на месте проектирования – периода возведения нового здания, эксплуатационного периода и до окончательного сноса, когда у здания наступает конец срока службы [2,3]. Несмотря на то, что период строительства сравнительно короче по сравнению с другими этапами жизни здания, он существенно влияет на здоровье человека и на состояние окружающей среды.

Для того, чтобы правильно оценить влияние процесса возведения здания на атмосферный воздух территории застройки необходимо учитывать технологию и особенности организации каждого отдельного строительства, так как возводимые жилые здания отличаются между собой конструктивными параметрами, площадью строительной площадки, объемами и продолжительностью строительства [4]. Поэтому, целью работы является изучение влияния этажности зданий жилых объектов на величину валовых выбросов, поступающих в атмосферный воздух при проведении строительных операций на стройплощадке.

Строительная площадка представляет собой неорганизованный источник загрязнения окружающей среды площадного типа, на которой размещаются строительные сооружения, машины и механизмы, конструкции, коммуникации, помещения производственного и санитарно-бытового назначения, используемые при возведении зданий [1,2,5]. Для оценки влияния процесса возведения здания на городскую территорию необходимо в первую очередь учитывать технологию и особенности организации каждого отдельного строительства. Проведенный анализ строительного производства показал, что практически на всех строительных площадках присутствуют работы, приведенные на рисунке 1.

Рис. 1 – Основные источники загрязнения атмосферного воздуха в период строительства

Для анализа изменения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферный воздух в процессе нового строительства были изучены проекты возведения пяти жилых зданий, которые отличались друг от друга этажностью: 6-ти, 8-ми, 12-ти, 15-ти и 25-ти этажные здания [5,6]. Обязательным условием для анализа являлось расположение объектов в одних климатических условиях. Сравнительная характеристика исследуемых зданий приведена в таблице 1.

Таблица 1 – Сравнительная характеристика исследуемых объектов

На основании утвержденных на законодательном уровне методик [7-14] были рассчитаны максимально разовые и валовые выбросы загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух на исследуемых строительных площадках. При расчете значений валовых выбросов в атмосферу были определены годовые массы следующих веществ, образующихся в процессе возведения зданий: дижелезо триоксид, марганец и его соединения, хром, азота диоксид, азота оксид, сажа, сера диоксид, углерод оксид, фтора газообразные соединения, фториды плохо растворимые, диметилбензол, бензин, керосин, уайт-спирит, взвешенные вещества, пыль неорганическая: SiO2>70% [5,6].

На основании полученных данных были построены диаграммы сравнительного анализа выбросов по видам строительных работ (рис. 2), которые показывают, что наиболее массовые выбросы загрязняющих веществ происходят при земляных работах и при работе спецтехники. При выполнении земляных работ не наблюдается прямая зависимость эмиссии от высоты строительного объекта (рис 2а). Это связано с тем, что основным фактором, влияющим на количество выбросов пыли при земляных работах является количество пересыпаемого грунта (породы) при выемочно-погрузочных операциях, а данный показатель напрямую зависит от величины размера котлована и размера здания в плане.

Рис. 2 – Сравнительный анализ валовых выбросов загрязняющих веществ исследуемых объектов при проведении:

а- земляных работ; б - работ дорожно-строительной техники; в - сварочных работ;

г - работ по механической обработке металла; покрасочных и отделочных работ

Анализ полученных расчетным путем данных показал, что на рис. 2б,в,г отмечена четкая зависимость увеличения количества выбросов загрязняющих веществ с увеличением этажности строящегося здания для сварочных работ, работ по механической обработке металла, а также для работы строительной техники. Например, сравнивая проекты возведения 6-ти и 25-ти этажных зданий можно сделать вывод, что происходит увеличение валовых выбросов, образующихся при работе дорожно-строительной техники – в 3,5 раза, при проведении сварочных работ – в 2,5 раза, при проведении работ по механической обработке металла – в 3,5 раза. Непропорциональное увеличение эмиссии при проведении покрасочных и отделочных работ и резкое увеличение выбросов в 9 раз для 25-этажного здания объясняется тем, что основным фактором, влияющим на эмиссию в данных строительных операциях является функциональное назначение здания, а также применяемые архитектурные и дизайнерские решения.

В ходе проведения исследования были выведены математические зависимости изменения суммарного значения валовых выбросов от этажности зданий (рис. 3) и периода строительства (рис. 4).

Рис. 3 – Зависимость изменения количества валовых значений выбросов от этажности зданий

Рис. 4 – Зависимость изменения количества валовых значений выбросов от периода строительства

Анализируя рис. 3 и 4 можно сделать вывод, что полученные значения валовых выбросов выбрасываемых веществ прямо пропорционально зависят от этажности возводимых зданий и продолжительности выполнения строительных работ. Рост этажности строящихся зданий (рис. 3), и как следствие продолжительность строительных работ (рис. 4) влечет за собой дополнительную нагрузку на атмосферный воздух: если сравнивать строительство 6-ти и 25-ти этажных зданий можно сделать вывод, что с увеличением продолжительности строительства в 2 раза и этажности в 4 раза количество выбрасываемых загрязняющих веществ увеличится в 2,8 раза.

В результате работы можно сформулировать следующие выводы:

• установлены основные источники выбросов загрязняющих веществ: земляные и погрузочно-разгрузочные работы, работа дорожно-строительной техники, сварочные работы, работы по механической обработке металла, покрасочные и отделочные работы;

• построены диаграммы сравнительного анализа выбросов по видам строительных работ, из которых следует, что наиболее массовые выбросы загрязняющих веществ происходят при земляных работах и при работе спецтехники;
• при выполнении земляных работ не наблюдается прямая зависимость эмиссии от высоты строительного объекта, поскольку основным фактором, влияющим на количество выбросов пыли является количество пересыпаемого грунта, а данный показатель напрямую зависит от величины размера котлована и размера здания в плане;
• при выполнении сварочных работ, работ по механической обработке металла, работы строительной техники отмечена четкая зависимость увеличения количества выбросов загрязняющих веществ с увеличением этажности строящегося здания;
•  непропорциональное увеличение эмиссии при проведении покрасочных и отделочных работ и резкое увеличение выбросов в 9 раз для 25-этажного здания объясняется тем, что основным фактором, влияющим на эмиссию в данных строительных операциях является функциональное назначение здания, а также применяемые архитектурные и дизайнерские решения;
• установлены зависимости суммарных значений выбрасываемых веществ от этажности зданий и продолжительности строительства, на которых просматривается четкая прямо пропорциональная зависимость увеличения валовых значений выбросов загрязняющих веществ.

Библиографический список

1. Красновский Б.М. Промышленное и гражданское строительство / Б.М.Красновский. – М.: АСВ, 2013. – 623 с.
2. PM's advisor hails recycling as climate change action. Letsrecycle.com. November 8, 2006. Archived from the original on 11 August 2007. Retrieved April 15, 2014.
3. Ежова В.Ю. Влияние строительства на окружающую среду и мероприятия по борьбе с негативными воздействиями / В.Ю.Ежова, А.Н.Гречнева // Материалы VII Международной студенческой научной конференции «Студенческий научный форум 2015». – М., 2014. – С. 123–129.
4. The control of dust and emissions during construction and demolition supplementary planning guidance / Celeste Giusti, Jane Carlsen, Katie Watson, etc. – Published by Greater London Authority City Hall The Queen’s Walk More London, 2014. – P. 113.
5. Башевая Т.С. Влияние параметров возводимых жилых зданий на уровень загрязнения атмосферного воздуха / Т.С.Башевая, А.А.Шейх // Инновации в строительстве-2018: материалы международной научно-практической конференции, г. Брянск, 20-22 ноября 2017 г. – Брянск: БГИТУ, 2018. – С. 7.
6. Башевая Т.С. Анализ факторов, влияющих на величину выбросов в атмосферный воздух при возведении жилых зданий / Т.С.Башевая, А.А.Шейх // Образование. Наука. Производство: сборник докладов Х международного молодежного форума. – Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2018. – С. 5.
7. Методическое пособие по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. – Введено в действие 2004-12-24 / Н.С.Буренин, М.В.Волкодаева, А.Ф.Губанов, О.В.Двинянина, Н.Н.Звягина и др. – СПб.: НИИ Атмосфера, 2005. – 166 с.
8. Методика расчета выделений загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (на основе удельных показателей). – Введ. 2015-09-01 / НИИ Атмосфера. – СПб.: НИИ Атмосфера, 2015. – 37 с.
9. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при механической обработке металлов (на основе удельных показателей). – Введ. 2015-09-01 / НИИ Атмосфера. – СПб.: НИИ Атмосфера, 2015. – 32 с.
10. Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при нанесении лакокрасочных материалов (на основе удельных показателей). – Введ. 2015-09-01 / Научно-исследовательский институт по охране атмосферного воздуха. – СПб.: НИИ Атмосфера, 2015. – 37 с.
11. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу автотранспортных предприятий (расчетным методом). – Введ. 1998-10-28 / В.В. Донченко, Ж.Г. Манусаджянц, Л.Г. Самойлова, Ю.И. Кунин, Г.Я. Солнцева и др. – М.: Министерство транспорта РФ, 1998. – 45 с.
12. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для баз дорожной техники (расчетным методом). – Введ. 1998-10-28 / В.В.Донченко, Ж.Г.Манусаджянц, Л.Г.Самойлова, Ю.И.Кунин, Г.Я.Солнцева и др. – М.: Министерство транспорта РФ. – 1998. – 65 с.
13. Методика проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для авторемонтных предприятий (расчетным методом). – Введ. 1998-10-28 / В.В.Донченко, Ж.Г.Манусаджянц, Л.Г.Самойлова, Ю.И.Кунин, Г.Я.Солнцева и др. – М.: Министерство транспорта РФ. – М., 1998. – 67 с.
14. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. – Введ. 2000-01-01 / ЗАО «НИПИОТСТРОМ». – Новороссийск, 2000. – 28 с.

1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
   
2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
   
3. Комплексное использование природных ресурсов
   
4. Современные вопросы геологии
   
5. Физика горных пород
   
6. Новые технологии в природопользовании
   
7. Применение современных информационных технологий
   
8. Экономические аспекты недвижимости
   
9. Мониторинг использования объектов недвижимости
   
10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ