Описательный проект строительства экодома

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и профессионального обучения РФ

Новосибирский государственный технический университет

Расчётно-графическое задание

по дисциплине «Экология»

«Описательный проект строительства экодома»



Задание:

Разработать описательный проект строительства экодома у автомобильной дороги с учётом экологических факторов, создаваемых автотранспортными средствами.

Исходные данные:

* Участок 10 соток (1000 м2) на расстоянии 100-150 м от автодороги;

* Присутствуют сельскохозяйственные угодья;

* Промышленные предприятия рядом отсутствуют;

* Возможность подведения центрального водоснабжения и отопления исключается;

* Есть возможность использовать грунтовые воды.

В данной работе будут рассмотрены следующие вопросы, актуальные при строительстве жилья в экологических условиях, обусловленных близким расположением автодороги:

Какие виды загрязнений возникают при движении автотранспорта?

Какое влияние оказывают виды загрязнений, образующихся при движении автотранспорта, на человека, растения и другие организмы?

Через какие биологические барьеры проходят загрязняющие вещества, попавшие в организм человека?

Как уменьшить поглощение токсичных веществ растениями из почвы и атмосферы?

Как уменьшить содержание токсичных веществ во вдыхаемом воздухе и питьевой воде?

Какова роль зелёных насаждений в защите участка от различных видов загрязнений?

Какие архитектурно-планировочные и конструктивные решения наиболее целесообразно учитывать при строительстве дома возле автотрассы?

Каковы особенности расположения построек, посадок на участке с учётом борьбы с загрязнениями от автотранспорта?

Какие факторы влияют на экологию жилища?

Какие факторы образа жизни снижают устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям загрязняющих веществ?

Каковы основные принципы рационального питания и образа жизни в условиях постоянного контакта с вышеуказанными видами загрязнений?

Следование указаниям по соблюдению экологической безопасности помогут сохранить здоровье и свести к минимуму вред, наносимый неблагоприятными экологическими факторами.

Кроме того, экодом предполагает рациональное использование ресурсов, что немаловажно для сохранения окружающей среды.



1. Виды загрязнений, возникающих при движении автомобильного транспорта

При движении автотранспорта возникают следующие виды загрязнений:

Углеводороды;

Сажа;

Оксиды серы;

Оксид углерода;

Углеводородные соединения;

Оксид азота;

Сажа;

Сернистый ангидрид SО2;

Диоксид углерода СО2;

Сточные воды;

Шум;

Автомобильный транспорт наиболее агрессивен в сравнении с другими видами транспорта по отношению к окружающей среде. Он является мощным источником ее химического (поставляет в окружающую среду большое количество ядовитых веществ), шумового и механического загрязнения. Следует подчеркнуть, что с увеличением автомобильного парка уровень вредного воздействия автотранспорта на окружающую среду интенсивно возрастает. Так, если в начале 70-х годов ученые-гигиенисты определили долю загрязнений, вносимых в атмосферу автомобильным транспортом, в среднем равной 13%, то в настоящее время она достигла уже 50% и продолжает расти. А для городов и промышленных центров доля автотранспорта в общем объеме загрязне-ний значительно выше и доходит до 70% и более, что создает серьезную экологическую проблему, сопровождающую урбанизацию.[1]

В автомобилях имеется несколько источников токсичных веществ, основными из которых являются три:

отработавшие газы

картерные газы

топливные испарения

Рис. 1. Источники образования токсичных выбросов

Наибольшая доля химического загрязнения окружающей среды автомобильным транспортом приходится на отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания.

Теоретически предполагается, что при полном сгорании топлива в ре-зультате взаимодействия углерода и водорода (входят в состав топлива) с кислородом воздуха образуется углекислый газ и водяной пар. Реакции окисления при этом имеют вид:

С+О2=СО2,

2Н2+О2=2Н2.

Практически же вследствие физико-механических процессов в цилинд-рах двигателя действительный состав отработавших газов очень сложный и включает более 200 компонентов, значительная часть которых токсична.



Таблица 1.

Ориентировочный состав отработавших газов автомобильных двигателей

Компоненты	Размерность	Пределы концентраций компонентов
		Бензиновые	Дизельные
Азот, N	% объема	74…77	76…78
Кислород, O2		0,2…8,0	2…18
Пары воды, Н2О		3,0…13,5	0,5…10,0
Двуокид углерода, СО2		5,0…12,0	1…12,0
Углеводороды, СН (суммарно)		0,2…3,0	0,01…0,50
Оксид углерода, СО		0,1…10,0	0,01…0,30
Оксид азота, NOx		0,0…0,6	0,005…0,200
Альдегиды		0,0…0,2	0,0…0,06
Оксиды серы (сумм.)	мг/м3	0,0…0,003	0,0…0,015
Сажа		0,0…100	0,0…20000
Бенз(а)пирен		0,0…25	0,0…10,0
Соединения свинца		0,0…60	-

Как видно из таблицы, состав отработавших газов рассматриваемых типов двигателей существенно различается, прежде всего, по концентрации продуктов неполного сгорания - оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и сажи.

К токсичным компонентам отработавших газов относятся:

оксид углерода

углеводороды

оксиды азота

оксиды серы

альдегиды

сажа

бенз(а)пирен

соединения свинца

Различие в составе отработавших газов бензиновых и дизельных двигателей объясняется большим коэффициентом избытка воздуха б (отношение действительного количества воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, к количеству воздуха, теоретически необходимому для сгорания 1 кг топлива) у дизельных двигателей и лучшим распыливанием топли-ва (впрыск топлива). Кроме того, у бензинового карбюраторного двигателя смесь для раз-личных цилиндров неодинакова: для цилиндров, расположенных ближе к кар-бюратору, - богаче, а для удаленных от него - беднее, что является недо-статком бензиновых карбюраторных двигателей. Часть топливовоздушной смеси у карбю-раторных двигателей поступает в цилиндры не в парообразном состоянии, а в виде пленки, что также увеличивает содержание токсичных веществ вследствие плохого сгорания топлива. Этот недостаток не характерен для бензиновых двигателей с впрыском топлива, так как подача топлива осуществляется непосредственно к впускным клапанам.

Таблица 2

Допустимые концентрации токсичных веществ

Вещество	Содержание мг/м3
Оксиды азота	NO	0,06
	NOx	0,1
Соединения свинца	Pb	0,0003
	Pb(NO3)2	0,0003
Оксид серы, SO2	0,2
Оксид углерода, СО	3
Углерод, (сажа)	0,05
Бенз (а) пирен, С20Н12	0,000001
Бензин, С	1,5

По данным исследований, легковой автомобиль при среднегодовом пробеге 15 тыс. км «вдыхает» 4,35 т кислорода и «выдыхает» 3,25 т углекислого газа, 0,8 т оксида углерода, 0,2 т углеводородов, 0,04 т оксидов азота. В отличие от промышленных предприятий, выброс которых концентрируется в опре-деленной зоне, автомобиль рассеивает продукты неполного сгорания топлива практически по всей территории городов, причем непосредственно в приземном слое атмосферы. Удельный вес загрязнений автомобилями в крупных городах достигает больших значений.

Таблица 3.

Доля автомобильного транспорта в общем загрязнении атмосферы в крупнейших городах мира, %

Город	Оксид углерода	Углеводороды	Оксиды азота
Мадрид Стокгольм Токио Торонто Лос-Анджелес Нью-Йорк Москва Санкт-Петербург	95 99 95 98 98 97 96 88	90 93 95 69 66 63 65 79	35 53 33 19 72 31 33 32

2. Влияние загрязнений, образующихся при движении автотранспорта на человека, растения и другие организмы

Токсичные компоненты отработавших газов и испарения из топливной системы отрицательно воздействуют на организм человека. Степень воздействия зависит от их концентраций в атмосфере, состояния человека и его индивидуальных особенностей.

Ниже приведено более подробное рассмотрение загрязнений, возникающих в процессе эксплуатации автомобильных средств, и их влияние на человека и другие организмы.

Оксид углерода

Оксид углерода (СО) - бесцветный, не имеющий запаха газ. Плотность СО меньше, чем воздуха, поэтому он легко может распространяться в атмосфере. Поступая в организм человека с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, вытесняя кислород из крови. Это объясняется тем, что поглощаемость СО кровью в 240 раз выше поглощаемости кислорода. Прямое влияние оказывает СО на тканевые биохимические процессы, влекущие за собой нарушение жирового и углеводного обмена, витаминного баланса и т.д. В результате кислородного голодания токсический эффект СО связан с непосредственным влиянием на клетки центральной нервной системы. Повышение концентрации окиси углерода опасны и тем, что в результате кислородного голодания организма ослабляется внимание, замедляется реакция, падает работоспособность водителей, что влияет на безопасность дорожного движения.

Характер токсического воздействия СО можно проследить по диаграмме, представленной на рисунке 2.

Рис. 2 Диаграмма воздействия СО на организм человека:

1 - смертельный исход; 2 - смертельная опасность; 3 - головная боль, тошнота; 4 - начало токсического действия; 5 - начало заметного действия; 6 - незаметное действие;Т,ч -- время воздействия

Из диаграммы следует, что даже при незначительной концентрации СО в воздухе (до 0,01%) длительное воздействие его вызывает головную боль и приводит к снижению работоспособности. Более высокая концентрация СО (0,02…0,033%) приводит к развитию атеросклероза, возникновению инфаркта миокарда и развитию хронических легочных заболеваний. Причем особенно вредно воздействие СО на людей, страдающих коронарной недос-таточностью. При концентрации СО около 1% наступает потеря сознания уже через несколько вздохов. СО ока-зывает негативное влияние и на нервную систему человека, вызы-вая обмороки, а также изменения цветовой и световой чувстви-тельности глаз. Симптомы отравления СО - головная боль, серд-цебиение, затрудненное дыхание и тошнота. Следует отметить, что при сравнительно небольших концентрациях в атмосфере (до 0,002%), СО связанный с гемоглобином, посте-пенно выделяется и кровь человека очищается от него на 50% каждые 3-4 ч.

Углеводородные соединения

Углеводородные соединения по их биологическому действию изуче-ны пока еще недостаточно. Однако экспериментальные исследования показали, что полициклические ароматические соединения вызывали раку животных. При наличии определенных атмосферных условий (безветрие, напряжен-ная солнечная радиация, значительная температурная инверсия) углеводороды служат исходными продуктами для образования чрезвычайно токсичных продуктов - фотооксидантов, обладающих сильными раздражающим и общетоксичным действием на органы человека, и образуют фотохимический смог. Особенно опасными из группы углеводородов являются канцерогенные вещества. Наиболее изученным является многоядерный ароматический углеводород бенз(а)пирен, известный еще под названием 3,4-бенз(а)пирен, - вещество, представляющее собой кристаллы желтого цвета. Установлено, что в местах непосредственного контакта канцерогенных веществ с тканью появляются злокачественные опухоли. В случае попадания канцерогенных веществ, осев-ших на пылевидных частицах, через дыхательные пути в легкие они задерживаются в организме. Токсичными углеводородами являются также и пары бензина, попадающие в атмосферу из топливной системы, и картерные газы, выходящие через вентиляционные устройства и неплотности в соединениях отдельных узлов и систем двигателя.

Оксид азота

Оксид азота - бесцветный газ, а диоксид азота - газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм чело-века соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях со-единения азотной и азотистой кислот, раздражающе действуя на слизистые оболочки глаз, носа и рта. Оксиды азота участвуют в процессах, ведущих к образованию смога. Опасность их воздействия заключается в том, что от-равление организма проявляется не сразу, а постепенно, причем нет каких-либо нейтрализующих средств.

Сажа

Сажа при попадании в организм человека вызывает негативные последствия в дыхательных органах. Если относительно крупные частицы сажи раз-мером 2…10 мкм легко выводятся из организма, то мелкие размером 0,5…2 мкм задерживаются в легких, дыхательных путях, вызывают аллергию. Как любая аэрозоль, сажа загрязняет воздух, ухудшает видимость на дорогах, но, самое главное, на ней адсорбируются тяжелые ароматические углеводороды, в том числе бенз(а)пирен.

Сернистый ангидрид SО2

Сернистый ангидрид SО2 - бесцветный газ с острым запахом. Раздражающее действие на верхние дыхательные пути объясняется поглощением SO2 влажной поверхностью слизистых оболочек и образованием в них кислот. Он нарушает белковый обмен и ферментативные процессы, вызывает раздражение глаз, кашель.

Диоксид углерода СО2

Диоксид углерода СО2 (углекислый газ) - не оказывает токсического действия на ор-ганизм человека. Он хорошо поглощается растениями с выделением кислорода. Но при наличии в атмосфере земли значительного количества углекислого газа, поглощающего солнечные лучи, соз-дается парниковый эффект, приводящий к так называемому «теп-ловому загрязнению». Вследствие этого явления повышается температура воздуха в нижних слоях атмосферы, происходит потепление, наблюдаются различные климатические аномалии. Кроме того, повышение содержания в атмосфере СО2 способствует образованию «озоновых» дыр. При снижении концентрации озона в атмосфере земли повышается от-рицательное воздействие жесткого ультрафиолетового излучения на организм человека.

Автомобиль является источником загрязнения воздуха также пылью. Во время езды, особенно при торможении, в результате трения покрышек о поверхность дороги образует-ся резиновая пыль, которая постоянно присутствует в воздухе на магистралях с интенсивным движением. Но покрышки не являются единственным источником пыли. Твердые частицы в виде пыли выделяются с отработавшими газами, завозятся в виде грязи на кузовах автомобилей, образуются от истирания дорожного покрытия, поднимаются в воздух вихревыми потоками, возникающими при движении автомобиля, и т.д. Пыль отрицательно сказывается на здоровье человека, губительно действует на растительный мир.

Шум

Наряду с другими видами транспорта, промышленным оборудованием, бытовыми приборами автомобиль является источником искусственного шумового фона города, как правило, отрицательно воздействующего на человека. Следует отметить, что и без шума, если он не превышает допустимых пределов, человек чувствует дискомфорт.

Однако шум искусственного происхождения, особенно сильный шум, отри-цательно влияет на нервную систему. Сильный шум не только ведет к потере слуха, но и вызывает психические расстройства. Опасность шумового воздействия усугубляется свойством человеческого организма накапливать акустические раздражения. Под действием шума определенной интенсивности возникают изменения в циркуляции крови, работе сердца и желез внутренней секреции, снижается мышечная выносливость. Реакция на шум зачастую выражается в повышенной возбудимости и раздражительности, охватываю-щих всю сферу чувствительных восприятий. Люди, подвергающиеся постоянному воздействию шума, часто становятся трудными в общении.

Шум оказывает вредное влияние на зрительный и вестибулярный анализаторы, снижает устойчивость ясного видения и рефлекторную деятельность. Чувствительность сумеречного зрения ослабевает, снижается чувствительность дневного зрения к оранжево-красным лучам.

3. Биологические барьеры, через которые загрязняющие вещества попадают в организм человека

Барьерные функции организма - функции защиты, обеспечивающие здоровье организма; они осуществляются особыми физиологическими механизмами (барьерами), защищающими организм от изменений окружающей среды, препятствующими проникновению в него бактерий, вирусов и вредных веществ, способствующими сохранению постоянного состава и свойств крови, лимфы, тканевой жидкости. Как и другие приспособительные и защитные функции организма (например, иммунитет), барьерные функции организма выработались в процессе эволюции по мере совершенствования многоклеточных организмов.

Условно различают барьеры внешние и внутренние. К внешним барьерам относят кожу, дыхательную систему, пищеварительную систему, в т. ч. печень, а также почки. Кожа предохраняет животный организм от физических и химических изменений окружающей среды, принимает участие в регуляции тепла в организме. Кожный барьер препятствует проникновению внутрь организма бактерий, токсинов, ядов и способствует выведению из него некоторых продуктов обмена веществ, главным образом путем выделения их через потовые железы с потом. В дыхательной системе, помимо обмена газов, происходит очищение вдыхаемого воздуха от пыли и различных вредных веществ, находящихся в атмосфере, главным образом, при участии эпителия, выстилающего слизистую оболочку полости носа и бронхов и имеющего специфическое строение. Поступающие в пищеварительную систему пищевые вещества преобразуются в желудке и кишечнике, становятся пригодными для усвоения организмом; непригодные вещества, а также газы, образующиеся в кишечнике, выводятся из организма в результате перистальтики кишечника. В пищеварительной системе очень важную барьерную роль играет печень, в которой обезвреживаются чужеродные для организма ядовитые соединения, поступившие с пищей или образовавшиеся в полости кишечника. Почки регулируют постоянство состава крови, освобождают ее от конечных продуктов обмена веществ. К внешним барьерам относятся также слизистые оболочки полости рта, глаз, половых органов.

Внутренние барьеры, находящиеся между кровью и тканями, называются гистогематическими барьерами. Основная барьерная функция осуществляется кровеносными капиллярами. Существуют также более специализированные барьерные образования между кровью и центральной нервной системой (мозгом), между кровью и водянистой влагой глаза, между кровью и эндолимфой лабиринта уха, между кровью и половыми железами и т. д.

По современным представлениям, в систему внутренних барьеров входят также барьеры, находящиеся внутри клеток. Внутриклеточные барьеры состоят из особых образований -- трехслойных мембран, входящих в состав различных внутриклеточных образований и клеточной оболочки. Внутренние, гистогематические, барьеры органа определяют функциональное состояние каждого органа, его деятельность, способность противостоять вредным влияниям. Значение таких барьеров заключается в задержке перехода того или иного чужеродного вещества из крови в ткани (защитная функция) и в регуляции состава и свойств непосредственно питательной среды органа, т. е. создание наилучших условий для жизнедеятельности органа (регуляторная функция), что очень важно для всего организма и его отдельных частей. Так, при значительном повышении концентрации того или другого вещества в крови содержание его в тканях органа может не измениться или повыситься незначительно. В других случаях количество необходимого вещества в тканях органа увеличивается, несмотря на постоянную или даже низкую его концентрацию в крови. Барьеры активно отбирают из крови необходимые для жизнедеятельности органов и тканей вещества и выводят из них продукты обмена веществ.

Физиологические процессы, протекающие как в здоровом, так и в больном организме, регуляция функций и питание органа, соотношение между отдельными органами в целостном организме тесно связаны с состоянием гистогематических барьеров. Снижение сопротивляемости барьеров делает орган более восприимчивым, а повышение ее -- менее чувствительным к химическим соединениям, образовавшимся в процессе обмена веществ в организме или введенным в организм с лечебной целью. К внутренним защитным барьерам относятся соединительная ткань, различные образования лимфатической ткани, лимфа и кровь. Особенно велика их роль в освобождении организма от живых возбудителей различных заболеваний.

Решающее значение в возникновении болезней имеет нарушение сопротивляемости как внешних, так и внутренних барьеров по отношению к различным микробам, чужеродным веществам и вредным веществам, образующимся при нормальном и особенно при нарушенном обмене веществ. Большая приспособляемость барьеров к постоянно меняющимся условиям окружающей среды и к изменяющейся в процессе жизнедеятельности внутренней среде (состав крови, тканевой жидкости) играет важную роль в жизнедеятельности организма в целом.

Барьерные функции организма меняются в зависимости от возраста, нервных и гормональных изменений, от тонуса нервной системы, от влияния многочисленных внешних и внутренних причин. Состояние барьерных функций организма изменяется, например, при нарушении смены сна и бодрствования, при голодании, утомлении, травмах, воздействии ионизирующей радиации и т. д.[2]

4. Как уменьшить поглощение токсичных веществ растениями из почвы и атмосферы

Даже при незначительной концентрации загрязнителей длительное влияние на растения загрязненного воздуха приводит к уменьшению интенсивности их фотосинтеза и к замедлению их роста, а также к упрощению и распаду ценозов. Характерно, например, изреживание древостоев и уменьшение видового состава флоры в степных районах возникающие под влиянием дымогазовых выбросов металлургических и коксохимических предприятий.

Химические загрязнители оказывают влияние на патогенную активность потребителей растений, их численность, видовое разнообразие и количественное соотношение друг с другом. На территориях, подвергнувшихся промышленному задымлению, среди насекомых - фитофагов преобладают фитофаги с колюще - сосущим ротовым аппаратом (Боченко, 1971).

Для нейтрализации загрязнителей или уменьшении их концентрации вблизи промышленных зон и в черте города высаживают зеленые насаждения. Они обогащают воздух кислородом, фитонцидами, способствуют рассеиванию вредных веществ и поглощают их (Хвастунов, 1999). Лесные культуры площадью 1 га способны осадить их воздуха 25-34 т взвешенных веществ в год, усвоить огромное количество углекислого газа и других вредных веществ, очистить около 18 млн. м3 воздуха за год. Фитонциды выделяемые деревьями, очищают воздух городов от бактериального загрязнения. Оказывая большое влияние на чистоту воздуха, растительность сама при этом повреждается и гибнет.

Продолжительность жизни деревьев в городах и промышленных зонах сокращается по сравнению с условиями леса в 5-8 раз (липа в лесу живет 300-400 лет, а в городе - 50 лет) (Артамонов, 1986; Вронский, 1996).

При озеленении территории следует выбирать древесные, кустарниковые и газонные растения в зависимости от почвенно-климатических условий, качественного и количественного состава выбросов, закономерностей рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в данной местности, эффективности данной породы для очистки воздуха от конкретного загрязнителя или их комбинации (пыле - газопоглощение), а также ее пыле - и газоустойчивости в реальной ситуации.

Высокой устойчивостью к диоксиду серы обладают клен ясенелистный, роза морщинистая, чубушник венечный. Но они обладают низкой поглотительной способностью. Высокой поглотительной способностью и устойчивостью отличаются тополь бальзамический, дерен белый (Кулагин, 1974).

На промышленных площадках, сильно и постоянно загрязненных сероводородом, успешно растут яблоня дикая, вишня степная, алиссум морской. Сероводород менее токсичен для растений и улавливается ими в меньшей степени, чем диоксид серы или сероуглерод.

Поглощение диоксида азота обусловлено двумя процессами: в нейтрализации образующихся кислот и восстановлением азота с включением его в состав аминокислот. Диоксид азота поглощается растениями в 3 раза более интенсивно, чем оксид азота (Вронский, 1996).

Диоксид азота поглощают клен серебристый, рябина обыкновенная, тополь бальзамический, липа мелколистная, береза повислая.

При совместном присутствии в атмосферном воздухе аммиака и диоксида азота липа мелколистная и тополь бальзамический предпочтут аммиак.

Оксид углерода усваивается кленом американским, бирючиной обыкновенной, ольхой белой, елью обыкновенной. Каждый 1 м2 листовой поверхности высших растений усваивается за 1 сутки от 12 до 120 кг оксида углерода. На свету оксид углерода усваивается значительно лучше, чем в темноте.

Пылеосаждающая способность древесного растения зависит от площади поверхности листьев (хвои), массы и плотности кроны, скорости концентрации пыли в воздушном потоке, расположения посадок, а также от частоты дождей, смывающих пыль с листьев.

Накопление хлоридов в листьях в пределах 0,7-1,5% вызывает наиболее сильные повреждения у каннского каштана обыкновенного, сирени обыкновенной, ясеня зеленого и слабые - у вяза сладкого, ивы белой, тополя канадского (Сергейчик, 1985).

По характеру действия посадки разделяют на изолирующие и фильтрующие. Изолирующими называются посадки плотной структуры, которые создают на пути загрязненного воздушного потока механическую преграду, заставляющую поток обтекать массив. При нормальных метеоусловиях они снижают содержание газообразных примесей на 25-35% путем рассеивания и отклонения загрязненного воздушного потока, а также поглощающего действия зеленых насаждений. Фильтрующими называют посадки, продуваемые и разреженные, выполняющие роль механического и биологического фильтра при прохождении загрязненного воздуха сквозь массив.

Эти посадки являются основными для санитарно-защитных зон.

5. Как уменьшить содержание токсичных веществ во вдыхаемом воздухе и питьевой воде

В настоящее время в биосфере постоянно находится около одного миллиона различных химических соединений антропогенного происхождения, и число их непрерывно растет. В мире ежегодно синтезируется почти 250 000 новых химических веществ, многие из которых становятся потенциальными загрязнителями атмосферы, воды и почвы. Особенную тревогу вызывает загрязнение воздуха, без которого невозможна жизнь на Земле. По определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), загрязнение воздуха имеет место в тех случаях, когда загрязняющее вещество или несколько загрязняющих воздух веществ присутствуют в атмосфере в таком количестве и в течение такого времени, что они причиняют вред или могут способствовать причинению вреда людям, животным, растениям и имуществу или могут нанести не поддающийся учету ущерб здоровью и имуществу человека.

Главными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы промышленных предприятий, а также процессы испарения и сжигания топлива (теплоэлектростанции, двигатели внутреннего сгорания и др.), лесные пожары. Загрязняющие воздух вещества в результате метеорологических процессов распространяются в атмосфере на значительные расстояния, что приводит к глобальному загрязнению воздуха нашей планеты. Сейчас уже нет принципиальной разницы в составе атмосферного воздуха сельских и промышленных регионов (разница лишь по количественному содержанию загрязнителей).

Для наилучшей защиты экодома от загрязнений воздуха, следует разместить жилые строение как можно дальше от автомобильной дороги и использовать зелёные насаждения для препятствия попаданию вредных веществ на территорию здания.

Основные загрязнители воздушной среды жилых зданий можно разделить на четыре группы:

- вещества, поступающие извне с загрязненным атмосферным воздухом;

- продукты деструкции строительных и отделочных материалов;

- антропотоксины;

- продукты сгорания бытового газа и продукты жизнедеятельности человека.

К современным методам очистки воздуха в жилых помещениях от загрязнений с использованием технических средств относятся кондиционирование, озонирование и фильтрация.

Кондиционирование воздуха обеспечивает обработку подаваемого в помещение извне воздуха с целью создания оптимальных параметров воздушной среды, ее температуры, относительной влажности, газового состава, скорости движения.

Установки для кондиционирования воздуха оснащаются приспособлениями для очистки воздуха от пыли, нагревания, охлаждения, осушения и увлажнения его, а также для автоматического регулирования, контроля и управления. В отдельных случаях с помощью систем кондиционирования воздуха можно проводить также одорацию (насыщение воздуха ароматическими веществами), дезодорацию (нейтрализацию неприятных запахов), регулирование ионного состава (ионизацию) и микробиологическую очистку воздуха.

Методы предотвращения попадания летучих хлорорганических соединений в питьевую воду:

1) Инфильтрация. Использование водоприемников инфильтрационного типа позволяет почти полностью освободить исходную речную воду от взвешенных веществ, понижает ее цветность и бактериальное загрязнение. При этом концентрация образующихся ЛХС (летучие хлорорганические соединения) в процессе дальнейшей обработки воды уменьшается на 20-40 %.

2) Предварительная очистка воды коагуляцией. Частичная очистка воды от органических загрязнений коагулированием и осветлением позволяет уменьшить концентрацию ЛХС в питьевой воде на 25-30 %.

3) Сорбционная очистка воды. Применение порошкообразного активированного угля (ПАУ) для очистки воды уменьшает образование ЛХС на 10-40 %. Эффективность удаления органических веществ из воды зависит от природы органических соединений и в основном от дозы ПАУ, которая может изменяться в широких пределах (от 3 до 20 мг/л и более).

4) Озонирование. Озон - сильный окислитель и применяемся в технологии водоподготовки для обеззараживания воды, а также для окисления органических веществ.

6. Роль зелёных насаждений в защите участка от различных видов загрязнений

Выделяют следующие санитарно-гигиенические функции зелёных насаждений:

1. Снижение запыленности и загазованности воздуха

Зеленые насаждения очищают воздух от пыли и газов. Этот процесс происходит следующим образом. Загрязненный воздушный поток, встречающий на своем пути зеленый массив, замедляет скорость, в результате чего под влиянием силы тяжести 60--70% пыли, содержащейся в воздухе, оседает на деревья и кустарники. Некоторое количество пыли выпадает из воздушного потока, наталкиваясь на стволы, ветви, листья. Значительная часть пыли оседает на поверхность листьев, хвои, веток, стволов. Во время дождя эта пыль смывается на землю.

Под зелеными насаждениями вследствие разности температур, возникают нисходящие потоки воздуха, которые также увлекают пыль на землю.

Распространению или движению пыли препятствуют не только деревья и кустарники, но и газоны, которые задерживают поступательное движение пыли, перегоняемой ветром из разных мест.

Среди зеленых насаждений запыленность воздуха в 2-3 раза меньше, чем на открытых городских территориях. Древесные насаждения уменьшают запыленность воздуха даже при отсутствии лиственного покрова. В глубине зеленого массива, на расстоянии 250 м от его опушки, запыленность уменьшается в 2,5 раза.

Пылезадерживающие свойства различных пород деревьев и кустарников неодинаковы и зависят от морфологических особенностей листьев. Лучше всего задерживают пыль шершавые листья и листья, поверхность которых покрыта ворсинками, как у сирени.

Если принять количество пыли, задерживаемой 1 см2 поверхности листа тополя за 1, то количество пыли, удерживаемой таким же по площади листом клена остролистного, составит 2, сирени 3, вяза 6. Осевшая на листьях пыль, периодически смывается дождем, сдувается ветром, и листья вновь способны задерживать пыль.

2. Газозащитная роль зеленых насаждений

Зеленые насаждения значительно уменьшают вредную концентрацию находящихся в воздухе газов. Например, концентрация окислов азота, выбрасываемых промышленными предприятиями, снижается на расстоянии 1 км от места выбросов до 0,7 мг/м3, а при наличии зеленых насаждений до 0,13 мг/м3. Вредные газы поглощаются растениями, а твердые частицы аэрозолей оседают на листьях, стволах и ветках растений.

Зеленые насаждения, расположенные на пути потока загрязненного воздуха, разбивают первоначальный концентрированный поток на различные направления. Таким образом, вредные выбросы разбавляются чистым воздухом, и их концентрация в воздухе уменьшается.

Следует отметить, что газозащитная роль зеленых насаждений во многом определяется степенью их газоустойчивости. К слабоповреждаемым породам относятся вяз (шершавый и гладкий), ель колючая, ива древовидная, клен ясенелистый, осина, тополь (берлинский, бальзамический, канадский и черный), яблоня сибирская, акация желтая, боярышник сибирский, вишня дикая, калина обыкновенная, смородина черная, сирень обыкновенная; к среднеповреждаемым - береза бородавчатая, ель Энгельмана, лиственница сибирская, рябина обыкновенная, ива корзиночная, клен татарский и т. д. Растения с повышенной интенсивностью фотосинтеза имеют меньшую устойчивость к газам. Из трав наибольшей устойчивостью к газам обладает овсяница луговая, наименьшей -- полевица белая. Подкормка азотными удобрениями, а также известкование, улучшающие водный режим почв, заметно повышают устойчивость растений к газам.

Особенностью зеленых насаждений является также то, что они в результате фотосинтеза поглощают из воздуха углекислый газ и выделяют кислород. В среднем 1 га зеленых насаждений поглощает в 1 ч 8 л углекислоты (т. е. столько, сколько углекислоты выделяют за это время 200 человек). Разные породы древесно-кустарниковых растений обладают неодинаковой интенсивностью фотосинтеза и поэтому выделяют различное количество кислорода. Дерево с большей лиственной массой выделяет больше кислорода.

Влияние зеленых насаждений на снижение концентрации газов в воздухе зависит и от плотности их посадки. Наблюдения показали, что среди плотных непродуваемых насаждений деревьев и кустарников, расположенных вблизи источников выбросов в атмосферу пыли и газов, создается застои воздуха, в результате чего возникают очаги повышенной концентрации загрязнений атмосферы. Поэтому вблизи источников выбросов следует создавать хорошо продуваемые насаждения в групповых ажурных посадках.

Зеленые насаждения могут защищать застройку от пыли и газов только в том случае, если они располагаются между источником загрязнения и застройкой.

3. Ветрозащитная роль зеленых насаждений

В практике проектирования нередко возникает необходимость защиты застройки от неблагоприятных ветров. В этом случае поперек основного ветрового потока устраивают защитные полосы зеленых насаждений.

Движение воздуха снижает эффективные температуры, под которыми понимается теплоощущение человека при определенном состоянии атмосферы. Например, воздух, насыщенный влагой при температуре 20°С и скорости ветра 3 м/с, равноценен по теплоощущению неподвижному воздуху при температуре 14°С. Защитная роль полос зеленых насаждений определяется их плотностью и расположением, а также типом застройки. Ветрозащитными свойствами обладают зеленые насаждения даже сравнительно небольшой высоты и плотности посадки.

Ветрозащитное влияние неширокой зеленой полосы, состоящей из восьми рядов деревьев высотой 15-17 м, отмечается на расстоянии 300-600 м. В этой зоне скорость ветра составляет 25-30% первоначальной.

Установлено, что для снижения скоростей ветра достаточно наличие размещаемых на определенных расстояниях друг от друга зеленых полос шириной 20-30 м. В глубине леса на расстоянии на расстоянии 120-240 м наступает полный штиль. Наиболее эффективны ажурные защитные полосы, пропускающие сквозь себя до 40% ветра всего потока. Допускаются небольшие разрывы среди зеленых полос для проезда и проходов, которые практически не снижают ветрозащитных свойств зеленых насаждений.

При большой величине защищаемого участка на нем равномерно располагают посадки ажурной конфигурации так, чтобы они находились поперек ветрового потока, что способствует равномерному снижению скорости ветра на всем участке.

4. Фитонцидное действие зеленых насаждений

Большинство растений выделяет летучие и нелетучие вещества -- фитонциды, обладающие способностью убивать вредные для человека болезнетворные бактерии или тормозить их развитие. Например, фитонциды дубовой листвы уничтожают возбудителя дизентерии. К числу ярко выраженных фитонцидных деревьев и кустарников относятся береза, дуб, тополь, черемуха. Известно более 500 видов деревьев, имеющих фитонцидные, свойства.

Особенно много фитонцидов образуют хвойные породы; 1 га можжевельника выделяет в сутки 30 кг летучих веществ. Большое количество фитонцидов (20-25 кг) выделяют сосна и ель. Благодаря способности растений выделять фитонциды воздух парков содержит в 200 раз меньше бактерий, чем воздух улиц.

5. Влияние насаждений на тепловой режим

Температура воздуха среди зеленых насаждений, особенно в жаркую погоду, значительно меньше, чем на открытых местах. Зеленые насаждения, защищая почву и поверхности стен зданий от прямого солнечного облучения, предохраняют их от сильного перегрева и тем самым от повышения температуры воздуха.

Температура лесной почвы, как правило, ниже температуры окружающего воздуха. Наиболее эффективно снижают температуру растения с крупными листьями, которые значительную часть энергии отражают не поглощая и таким образом способствуют снижению количества солнечной энергии.

На озелененной территории солнечному нагреву подвергаются листья главным образом верхней части кроны деревьев и кустарников, а также газоны.

На полянах в парке или в лесу, на больших лесосеках и даже просеках, где расстояния между древесными породами превышает две высоты дерева, наблюдается контрастный микроклимат, характеризующийся очагами с повышенной температурой днем и озерами холода ночью. Эта особенность объясняется тем, что днем в эти места поступает большое количество солнечной энергии в условиях лучшей прозрачности и меньшей запыленности по сравнению с открытым местом воздухообмена. Ночью из-за тех же причин происходит энергичное теплоизлучение при сильном охлаждении воздуха и почвы, что часто сопровождается выпадением росы.

В холодный период года поверхность древесных стволов сохраняет температуру. Это обстоятельство при определенной полноте древесных насаждений должно оказать умеряющее действие на зимний микроклимат, особенно в связи с затуханием ветра в зеленых массивах.

Сильно нагретые солнечными лучами стены зданий излучают значительные количества тепла и резко повышают радиационную температуру вблизи них: при расстоянии 3-4 м она достигает 60-73°С. Следовательно, дорожки и тротуары должны быть расположены не ближе 4 м от линии застройки. Оптимальным удалением является 8-12 м.

Эффективность воздействия зеленых насаждений на регулирование теплового режима определяется следующими основными условиями: зеленые насаждения должны образовывать систему, включающую все типы зеленых насаждений (посадки деревьев, кустарников, газоны), так как каждый из них выполняет определенные функции. Радиус воздействия зеленых насаждений на окружающую застройку незначителен, поэтому необходимо, чтобы зеленые насаждения вводились непосредственно вглубь застройки. Оптимальным вариантом является размещение застройки среди зеленых насаждений.

6. Влияние зеленых насаждений на влажность воздуха

Нагреваясь, поверхность листьев деревьев и кустарников испаряет в воздух большое количество влаги. Так, один хорошо развитый бук испаряет в день около 0,6 т воды.

Если принять относительную влажность на улице, равной 100%, то в жилом квартале с озеленением влажность будет составлять 116%, на бульваре - 205%, в парке - 204%. Повышение влажности на 15% воспринимается организмом как понижение температуры на 3,5°С.

Известно, что для испарения 1 л воды нужно 600 мкал тепла. Следовательно, 1 га дубов поглощает 15600 ккал/сут. Этот процесс способствует уменьшению температуры в нижних слоях кроны на 3-5°С (по сравнению с температурой окружающего воздуха).

Повышенная влажность воздуха от зеленых насаждений может распространяться на прилегающие инсолируемые открытые пространства.

Установлено, что влажность воздуха может повышаться на 30% в зоне, отстоящей от зеленого массива на расстоянии 500 м. Даже неширокие древесно-кустарниковые полосы (10,5 м) уже на расстоянии 600 м увеличивают влажность воздуха на 8% по сравнению с открытой площадью. Влажностный режим среди зеленых насаждений в жаркую погоду является благоприятным, смягченным и не имеет резких колебаний, как на облучаемых открытых участках.

7. Значение зеленых насаждений в борьбе с шумом

Зеленые насаждения, располагаемые между источниками шума (транспортные магистрали, электропоезда и т. д.) и жилыми домами, участками для отдыха и спортивными площадками, снижают уровень шума на 5-10%. Кроны лиственных деревьев поглощают 26% падающей на них звуковой энергии. Хорошо развитые кустарниковые и древесные породы с густой кроной на участке шириной в 30-40 м могут снижать уровни шума на 17- 23 Дб, небольшие скверы и внутриквартальные посадки с редкими деревьями -- на 4-7 Дб. Крупные лесные массивы снижают уровни шума авиационных моторов на 22--56% по сравнению с открытым местом на том же расстоянии. Наличие травяного покрова также способствует уменьшению уровня на 5-7 фонов.

Однако при неправильном расположении зеленых насаждений по отношению к источникам звука можно получить противоположный эффект, т. е. усилить уровень шума там, где требуется его снижение. Это может произойти при посадке деревьев с плотной кроной по оси улицы с оживленным транспортным движением. В этом случае зеленые насаждения будут играть роль экрана, отражающего звуковые волны по направлению к жилым домам и участкам отдыха и спорта.



8. Архитектурно-планировочные и конструктивные решения

Экодом должен быть эстетически привлекательным. Однако его архитектура в первую очередь обеспечивает оптимальную работу основных биоэнергитических систем. Поэтому при проектировании экодома учитываются следующие факторы:[3]

Минимизация отапливаемой (зимней) части дома с возможным ее зонированием на постоянно отапливаемую и периодически отапливаемую части (при меняющемся составе семьи);

Оптимизация взаимного расположения отапливаемой части дома и элементов подворья для уменьшения потерь тепла зимой в отапливаемой части и при переходах из одной части в другую, и максимального удобства летом при ведении подсобного хозяйства;

Обеспечение достаточного освещения основного (зимнего) помещения при условии большого количества буферных зон;

Обеспечение возможности поэтапного строительства и оснащения дома инженерным оборудованием, в том числе строительства первого отапливаемого блока за один строительный сезон, чтобы застройщик, начав строительство весной, осенью мог вселиться в дом;

Обеспечение возможности будущего расширения (блокирования) дома без его существенной реконструкции (растущий дом);

Обеспечение установки инженерного оборудования экодома без дополнительной реконструкции и для удобной его эксплуатации;

Обеспечение естественной вентиляцией в связи с повышенной герметичностью дома

Оптимальное расположение экодома на участке с учетом особенностей ландшафта и методов ведения работ на приусадебном участке.

Большое влияние на архитектуру и планировку экодома оказывают инженерные системы, выполняющие те же функции, что и в обычном доме. Они обеспечивают обогрев, снабжение холодной и горячей водой, электроэнергией для освещения и работы бытовой техники, вентиляцию дома и удаление всех отходов. В отличие от оборудования обычного дома, подключенного к централизованным коммуникациям все это оборудование автономное.

Главные требования к инженерным системам - функциональность и простота, возможность самостоятельного изготовления большей их части, простота и удобство для профилактических и ремонтных работ, возможность замены без реконструкции дома.

Солнечная архитектура

Используя приемы солнечной архитектуры, дом можно спроектировать с пассивными и активными элементами поглощения и использования энергии.

Современный "солнечный" дом строится и оборудуется так, чтобы максимально поглощать и использовать солнечное излучение на обогрев, приготовление горячей воды и электрообеспечение. Экодом, спроектированный по принципам солнечной архитектуры выглядит практически как обычный дом со всеми атрибутами современного, хорошо спланированного дома, требующего минимум обслуживания. В отличие от обычного дома экодом эффективно аккумулирует в себе солнечную энергию. Главными инженерными элементами солнечной архитектуры экодома являются расположенные на крыше солнечные коллекторы для нагрева воздуха и воды, солнечные батареи и пристроенная с юга теплица (Рис. 3). Выгода использования солнечной энергии будет максимальной, если дом еще и эффективно утеплить.

Пассивная солнечная технология - давно известный способ проектирования и строительства зданий и тысячелетиями используется людьми, чтобы получить максимум преимуществ от солнечного излучения.

В Сибири много солнечных дней. Если расположить дом так, что его солнечные системы максимально воспримут солнечную энергию, хорошо его утеплить, то с февраля дом можно обогревать за счет солнца, а аккумулированного летнего тепла может хватить на всю зиму. "Правильное" расположение и строительство дома предполагает его южную ориентацию (для максимального съема солнечной энергии) и наличие буферных зон (теплица с юга, гараж с севера, веранды с запада или востока и т.д.).

В холодный период года солнце используется в пассивной системе отопления, снижая тем самым нагрузку на обогревающую систему. В тёплый период года энергия солнца используется для приготовления горячей воды, избавляя жильцов от необходимости специально ее подогревать.

Рис. 3. Пример дома с элементами солнечной архитектуры.

Архитектура экодома

Тип экодома. Все строящиеся индивидуальные дома можно разделить на две группы. Это коттедж или подворье. Выбор определяется образом жизни, местом расположения, возможностями семьи. Для плотной городской застройки это - коттедж. В пригороде и сельской местности - это подворье.

Коттедж. Жилой дом для людей, не предполагающих активное ведение садово-огородного хозяйства. Этот дом ограничивается основной конструкцией дома, техническим подвалом (или пристройкой), пристроенным гаражом, дровяным складом, системой сбора и накопления воды (бассейн, прудик) и внутренним двориком (по желанию).

Подворье. Подворье призвано обеспечить комфортное ведение приусадебного хозяйства в летнее время года. Подворье, как правило, включает в себя: летнюю кухню, веранду, летнюю спальню (не утепленную часть чердака), летний душ, баню, гараж, внутренний дворик (желательно с навесом), пристроенную к дому теплицу, дровяной склад, погреб, ледник, систему сбора воды с территории участка с искусственным покрытием, бассейн.

Интерьер

При разработке и создании интерьеров экодома главное - это использовать естественные, экологически чистые материалы для отделки. Это же относится к сантехническому, кухонному и другому инженерному оборудованию.

Планировочные решения экодома имеют также свои особенности, обусловленные возможными вариантами размещения специального инженерного оборудования, а также рекомендуемой конструкцией внутренних (межкомнатных) стен, буферных зон, мансарды и т.д.

Рекомендуется встроенная мебель, причем шкафы желательно располагать вдоль северных стен, обеспечивая дополнительные буферные зоны, повышающие теплозащиту.

Рекомендации по использованию прилегающей территории при строительстве экодома

Прилегающая к участку территория является буферной между участком и внешней территорией. Обустройство прилегающей к участку территории существенно улучшает условия на самом приусадебном участке. Повысить его экологические характеристики можно за счет дополнительных посадок, увеличивающих ветрозащиту, замены старых и неподходящих деревьев, кустарников и др. растительности на более подходящие, улучшения качества ландшафта, строительства простейших, препятствующих эрозии, сооружений и других мероприятий.

При планировании надо стремиться к уменьшению размеров придомового участка, изымаемого из природы (площадь самого дома и площадок с твердым покрытием). Планировка участка предполагает оптимальное взаимное расположение дома, цветника, ботанической площадки с учетом естественного уклона, направления ветров, окружающей растительности, распределения грунтов.

Экодом не должен затеняться с восточной, особенно южной и западной сторон потому, что от этого зависит эффективность работы солнечных систем.

При строительстве дома вблизи автотрассы с оживленным транспортным потоком необходимо принять во внимания все факторы, влияющие на состояние окружающей среды, и постараться свести их вредное воздействие к минимуму за счет грамотного расположения хозяйственных и жилых построек.

Земельный участок под застройку целесообразно оградить забором, высота которого составит не менее 1м, в качестве материала предпочтительнее использовать экологически чистое дерево.

9. Особенности расположения построек и посадок на участке с учётом необходимости борьбы с загрязнениями от автодороги

Жилые строения необходимо расположить в дальнем конце участка, максимально увеличив расстояние до магистрали.

В передней части участка можно расположить хозяйственные постройки, баню и гараж, причем для строительства последнего лучше всего использовать бетонные блоки, так как этот материал способен задерживать вредные вещества и тепловое излучение от автомобиля.

Земельный участок под застройку целесообразно оградить забором, высота которого составит не менее 1 м, в качестве материала предпочтительнее использовать экологически чистое дерево.

Участок следует по периметру оградить зелёными насаждениями, способными эффективно справляться с загрязнениями воздуха. Также растения на участке помешают распространению пыли и шума.

На рисунке 4 приведена схема расположения приусадебного участка и дома относительно автодороги.

Размещено на http://www.allbest.ru

10. Экология жилища

Экологически грязные дома - это не фантазии ученых и специалистов, а реальный факт, от которого страдает множество людей. Проблема экологического состояния собственного жилища и здоровья человека сейчас очень актуальна. Так как человек проводит дома большую часть жизни, и чтобы жизнь была долгой и счастливой, необходимо знать и соблюдать свод правил, позволяющих избежать воздействия вредных факторов окружающей среды.

На качество среды в жилище влияют:

Наружный воздух;

Продукты неполного сгорания газа;

Вещества, возникающие в процессе приготовления пищи;

Вещества, выделяемые мебелью, книгами, одеждой и т. д.;

Продукты табакокурения;

Бытовая химия;

Комнатные растения;

Соблюдение санитарных норм проживания (количество людей и домашних животных)

Электромагнитное загрязнение.

Для того, чтобы снизить влияние вредных экологических факторов в жилище, нужно соблюдать следующие рекомендации:[4]

Чаще проветривать квартиру, чтобы улетучивались вредные газы, очищать ковры и паласы, делать влажную уборку, уменьшая количество пыли, на частичках которой задерживаются вредные вещества;

Приобретать мебель, предметы быта и материалы для ремонта с учетом их экологических качеств;

Стремиться сократить число источников загрязнения, в том числе, по, возможности, максимально отказаться от асбестосодержащих материалов, древесностружечных плит;