государственный КОМИТЕТ СССР
ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И КОНТРОЛЮ природной среды
(ГОСКОМГИДРОМЕТ)

Общесоюзный нормативный документ

МЕТОДИКА
РАСЧЕТА КОНЦЕНТРАЦИЙ
В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ,
СОДЕРЖАЩИХСЯ В ВЫБРОСАХ
ПРЕДПРИЯТИЙ

ОНД-86
ГОСКОМГИдРОМЕТ

Утверждена Председателем Государственного комитета СССР по гидрометеорологии и контролю природной среди 4 августа 1986 г. № 192

Согласована Госстроем СССР 7 января 1986 г. № ДП-76-1

Согласовано Минздравом СССР 7 .февраля 1986 г. № 04-4/259-4

ЛЕНИНГРАД ГИДРОмЕТЕОИЗДаТ I987

Устанавливает требования в части расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе при размещении и проектировании предприятий, нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий, а также при проектировании воздухозаборных сооружений.

Предназначена для ведомств и организаций, осуществляющих разработки по размещению, проектированию и строительству промышленных предприятий, нормированию вредных выбросов в атмосферу, экспертизе и согласованию атмосфероохранных мероприятий.

Разработана ордена Трудового Красного Знамени Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова Госкомгидромета (научный руководитель д-р физ.-мат. наук, проф. М.Е. Берлянд, ответственные исполнители - канд. физ.-мат. наук Е.Л. Генихович, канд. физ.-мат. наук Р.И. Оникул; исполнители - канд. геогр. наук Н.С. Буренин, канд. геогр. наук Б.Б. Горошко, канд. физ.-мат. наук И.М. Зраженский, д-р геогр. наук Э.Ю. Безуглая, канд. техн. наук Н.Ш. Вольберг, канд. физ.-мат. наук Н.Г. Грачева, канд. физ.-мат. наук В.С. Елисеев, канд. физ.-мат. наук Л.Г. Хуршудян, А.М. Царев, канд. физ.-мат. наук С.С. Чичерин, М.И. Зашихин, Я.С. Канчан, М.И. Коновалов, Т.А. Кузьмина, А.С. Кулик, А.А. Павленко, Г.А. Панфилова, Б.Н. Пьянцев, Г.П. Расторгуева, З.Г. Тульчинская, Е.Н. Филатова, А.М. Царев) с использованием результатов разработок МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава РСФСР (ответственный исполнитель д-р мед. наук Р.С. Гильденскнольд), ЦОЛИУВ Минздрава СССР (ответственный исполнитель д-р мед. наук, проф. К.А. Буштуева), ИПГ Госкомгидромета (ответственные исполнители д-р техн. наук, проф. Е.Н. Теверовский, О.П. Тищенко); ИЭМ Госкомгидромета (ответственный исполнитель канд. физ.-мат. наук Е.К. Гаргер), треста «Энергоцветметгазоочистка» Минцветмета СССР (ответственный исполнитель Г.Г. Величко); Гипромеза Минчермета СССР (ответственный исполнитель канд. техн. наук В.Н. Шаприцкий); ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (ответственный исполнитель З.И. Константинова); МЭИ Минвуза СССР (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. Э.П. Волков); ВТИ Минэнерго (ответственный исполнитель д-р техн. наук Л.И. Кропп); БелВНИПИЭнергопрома Минэнерго (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. А.К. Внуков); Института механики МГУ Минвуза РСФСР (ответственный исполнитель канд. физ.-мат. наук Г.Е. Худяков); ЛИСН Минвуза РСФСР (ответственный исполнитель д-р техн. наук, проф. А.А. Гусев).

Приложениями к настоящему ОНД, издаваемыми отдельно, являются согласованные с Госкомгидрометом и Госстроем СССР рекомендательные и справочные материалы по методическим вопросам расчета концентраций вредных веществ в атмосфере. Приложением к ОНД являются также разрабатываемые модификации унифицированной программы расчета загрязнения атмосферы (УПРЗА) для различных ЭВМ, согласованные с Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова.

Редакторы: М.Я. Берлянд, Н.К. Гасилина, Е.Л. Генихович, Р.И. Оникул (Госкомгидромет СССР), В.А. Глухарев (Госстрой СССР)

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие нормы устанавливают методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. Нормы должны соблюдаться при проектировании предприятий, а также при нормировании выбросов в атмосферу реконструируемых и действующих предприятий.

1.2. Нормы предназначены для расчета приземных концентраций в двухметровом слое над поверхностью земли, а также вертикального распределения концентраций.

Степень опасности загрязнения атмосферного воздуха характеризуется наибольшим рассчитанным значением концентраций, соответствующим неблагоприятным метеорологическим условиям, в том числе опасной скорости ветра. Нормы не распространяются на расчет концентраций на дальних (более 100 км) расстояниях от источников выброса.

1.3. В зависимости от высоты и устья источника выброса вредного вещества над уровнем земной поверхности указанный источник относится к одному из следующих четырех классов: а) высокие источники, Н ³ 50 м; б) источники средней высоты, Н = 10 ... 50 м; в) низкие источники, Н = 2 ... 10 м; г) наземные источники, Н £ 2 м.

Для источников всех указанных классов в расчетных формулах длина (высота) выражена в метрах, время - в секундах, масса вредных веществ - в граммах, их концентрация в атмосферном воздухе - в миллиграммах на кубический метр, концентрация на выходе из источника - в граммах на кубический метр.

1.4. При одновременном совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких (n) веществ, обладающих в соответствии с перечнем, утвержденным Минздравом СССР, суммацией вредного действия, для каждой группы указанных веществ однонаправленного вредного действия рассчитывается безразмерная суммарная концентрация q или значения концентраций п вредных веществ, обладающих суммацией вредного действия, приводятся условно к значению концентрации с одного из них.

Безразмерная концентрация q определяется по формуле

                                                               (1.1)

где с₁, с₂, ..., с_n (мг/м³) - расчетные концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе в одной и той же точке местности; ПДК₁, ПДК₂, ..., ПДК_n (мг/м³) - соответствующие максимальные разовые предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе.

Приведенная концентрация с рассчитывается по формуле

                                                                (1.2)

где с₁ - концентрация вещества, к которому осуществляется приведение; ПДК₁ - его ПДК; с₂ ... с_n и ПДК₂ ... ПДК_n - концентрации и ПДК других веществ, входящих в рассматриваемую группу суммации.

1.5. Расчет концентрации вредных веществ, претерпевающих полностью или частично химические превращения (трансформацию) в более вредные вещества, проводится по каждому исходному и образующемуся веществу отдельно. При этом мощность источников для каждого вещества устанавливается с учетом максимально возможной трансформации исходных веществ в более токсичные. Степень указанной трансформации устанавливается по согласованию с Госкомгидрометом и Минздравом СССР.

1.6. Расчетами определяются разовые концентрации, относящиеся к 20 - 30-минутному интервалу осреднения.

2. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ОДИНОЧНОГО ИСТОЧНИКА

2.1. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_м (мг/м³) при выбросе газовоздушной смеси из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при неблагоприятных метеорологических условиях на расстоянии х_м (м) от источника и определяется по формуле

                                                                                           (2.1)

где А - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы;

М (г/с) - масса вредного вещества, выбрасываемого в атмосферу в единицу времени;

F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания вредных веществ в атмосферном воздухе;

m и n - коэффициенты, учитывающие условия выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса;

Н (м) - высота источника выброса над уровнем земли (для наземных источников при расчетах принимается Н = 2 м);

h - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рельефа местности (см. раздел 4), в случае ровной или слабопересеченной местности с перепадом высот, не превышающим 50 м на 1 км, h = 1;

DT (°C) - разность между температурой выбрасываемой газовоздушной смеси Т_г и температурой окружающего атмосферного воздуха Т_в;

V₁ (м³/с) - расход газовоздушной смеси, определяемый по формуле

                                                                                                 (2.2)

где D (м) - диаметр устья источника выброса;

w₀ - средняя скорость выхода газовоздушной смеси из устья источника выброса.

2.2. Значение коэффициента А, соответствующее неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых концентрация вредных веществ в атмосферном воздухе максимальна, принимается равным:

а) 250 - для районов Средней Азии южнее 40° с.ш., Бурятской АССР и Читинской области;

б) 200 - для Европейской территории СССР: для районов РСФСР южнее 50° с.ш., для остальных районов Нижнего Поволжья, Кавказа, Молдавии; для Азиатской территории СССР: для Казахстана, Дальнего Востока и остальной территории Сибири и Средней Азии;

в) 180 - для Европейской территории СССР и Урала от 50 до 52° с.ш. за исключением попадающих в эту зону перечисленных выше районов и Украины;

г) 160 - для Европейской территории СССР и Урала севернее 52° с.ш. (за исключением Центра ETC), а также для Украины (для расположенных на Украине источников высотой менее 200 м в зоне от 50 до 52° с.ш. - 180, а южнее 50° с.ш. - 200);

д) 140 - для Московской, Тульской, Рязанской, Владимирской, Калужской, Ивановской областей.

Примечание.

Для других территорий значения коэффициента А должны приниматься соответствующими значениям коэффициента А для районов СССР со сходными климатическими условиями турбулентного обмена.

2.3. Значения мощности выброса М (г/с) и расхода газовоздушной смеси V₁ (м³/с) при проектировании предприятий определяются расчетом в технологической части проекта или принимаются и соответствии с действующими для данного производства (процесса) нормативами. В расчете принимаются сочетания М и V₁, реально имеющие место в течение года при установленных (обычных) условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальное значение с_м.

Примечания.

1. Значение М следует относить к 20 - 30-минутному периоду осреднения, в том числе и в случаях, когда продолжительность выброса менее 20 мин.

2. Расчеты концентрации, как правило, проводятся по тем веществам, выбросы которых удовлетворяют требованиям п. 5.21.

2.4. При определении значения DТ (°С) следует принимать температуру окружающего атмосферного воздуха Т_в (°С), равной средней максимальной температуре наружного воздуха наиболее жаркого месяца года по СНиП 2.01.01-82, а температуру выбрасываемой в атмосферу газовоздушной смеси Т_г (°С) - по действующим для данного производства технологическим нормативам

Примечания.

1. Для котельных, работающих по отопительному графику, допускается при расчетах принимать значения Т_в равными средним температурам наружного воздуха за самый холодный месяц по СНиП 2.01.01-82.

2. При отсутствии данных по Т_в в СНиП 2.01.01-82 они запрашиваются в территориальном управлении Госкомгидромета (УГКС) по месту расположения предприятия.

2.5. Значение безразмерного коэффициента F принимается:

а) для газообразных вредных веществ и мелкодисперсных аэрозолей (пыли, золы и т.п., скорость упорядоченного оседания которых практически равна нулю) - 1;

б) для мелкодисперсных аэрозолей (кроме указанных в п. 2.5а) при среднем эксплуатационном коэффициенте очистки выбросов не менее 90 % - 2; от 75 до 90 % - 2,5; менее 75 % и при отсутствии очистки - 3.

Примечания.

1. При наличии данных о распределении на выбросе частиц аэрозолей по размерам определяются диаметр d_g, так что масса всех частиц диаметром больше d_g составляет 5 % общей массы частиц, и соответствующая d_g скорость оседания v_g (м/с). Значение коэффициента F устанавливается в зависимости от безразмерного отношения v_g/u_м, где u_м - опасная скорость ветра (см. п. 2.9). При этом F = 1 в случае v_g/u_м £ 0,015 u F = 1,5 в случае 0,015 < v_g/u_м £ 0,030. Для остальных значений v_g/u_м коэффициент F устанавливается согласно п. 2.5б.

2. Вне зависимости от эффективности очистки значение коэффициента F принимается равным 3 при расчетах концентраций пыли в атмосферном воздухе для производств, в которых содержание водяного пара в выбросах достаточно для того, чтобы в течение всего года наблюдалась его интенсивная конденсация сразу же после выхода в атмосферу, а также коагуляция влажных пылевых частиц (например, при производстве глинозема мокрым способом).

2.6. Значения коэффициентов m и n определяются в зависимости от параметров f, v_м, v¢_м и f_е:

                                                                                          (2.3)

                                                                                          (2.4)

                                                                                                (2.5)

f_е = 800(v¢_м)³.                                                                                                 (2.6)

Коэффициент m определяется в зависимости от f по рис. 2.1 или по формулам:

 при f < 100;                                                    (2.7а)

 при f ³ 100                                                                                   (2.7б)

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Для f_е < f < 100 значение коэффициента т вычислялся при f = f_e.

Коэффициент n при f < 100 определяется в зависимости от v_м по рис. 2.2 или формулам

n = 1 при v_м ³ 2;                                                                                           (2.8а)

n = 0,532v²_м - 2,13v_м + 3,13 при 0,5 £ v_м < 2;                                              (2.8б)

n = 4,1v_м при v_м < 0,5.                                                                                  (2.8в)

При f ³ 100 или DT » 0 коэффициент n вычисляется по п. 2.7.

2.7. Для f ³ 100 (или DT » 0) и v¢_м ³ 0,5 (холодные выбросы) при расчете с_м вместо формулы (2.1) используется формула

                                                                                           (2.9)

где

                                                                                    (2.10)

причем n определяется по формулам (2.8а) - (2.8в) при v_м = v¢_м.

Аналогично при f < 100 и v_м < 0,5 или f ³ 100 и v¢_м < 0,5 (случаи предельно малых опасных скоростей ветра) расчет с_м вместо (2.1) производится по формуле

                                                                                            (2.11)

где

m¢ = 2,86m при f < 100, v_м < 0,5;                                                                 (2.12а)

m¢ = 0,9 при f ³ 100, v¢_м < 0,5.                                                                     (2.12б)

Примечание.

Формулы (2.9), (2.11) являются частными случаями общей формулы (2.1).

2.8. Расстояние х_м (м) от источника выбросов, на котором приземная концентрация с (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения с_м, определяется по формуле

                                                                                             (2.13)

где безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам:

 при v_м £ 0,5;                                                             (2.14а)

 при 0,5 < v_м £ 2;                                                    (2.14б)

 при v_м > 2.                                                               (2.14в)

При f > 100 или DT » 0 значение d находится по формулам:

d = 5,7 при v¢_м £ 0,5;                                                                                    (2.15а)

d = 11,4v¢_м при 0,5 < v¢_м £ 2;                                                                        (2.15б)

 при v¢_м > 2.                                                                                (2.15в)

2.9. Значение опасной скорости u_м (м/с) на уровне флюгера (обычно 10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшее значение приземной концентрации вредных веществ с_м, в случае f < 100 определяется по формулам:

u_м = 0,5 при v_м £ 0,5;                                                                                    (2.16a)

u_м = v_м при 0,5 < v_м £ 2;                                                                               (2.16б)

 при v_м > 2.                                                                   (2.16в)

При f ³ 100 или DT » 0 значение u_м вычисляется по формулам:

u_м = 0,5 при v¢_м £ 0,5;                                                                                   (2.17а)

u_м = v¢_м при 0,5 < v¢_м £ 2;                                                                             (2.17б)

u_м = 2,2v¢_м при v¢_м > 2.                                                                                 (2.17в)

Рис. 2.3

2.10. Максимальное значение приземной концентрации вредного вещества с_ми (мг/м³) при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u (м/с), отличающейся от опасной скорости ветра и_м (м/с), определяется по формуле

с_ми = rс_м,                                                                                                        (2.18)

где r - безразмерная величина, определяемая в зависимости от отношения u/u_м по рис. 2.3 или по формулам:

r = 0,67(u/u_м) + 1,67(u/u_м)² - 1,34(u/u_м)³ при u/u_м £ 1;                                (2.19а)

 при u/u_м > 1.                                                      (2.19б)

Примечание.

При проведении расчетов не используются значения скорости ветра u < 0,5 м/с, а также скорости ветра u > u^*, где и^* - значение скорости ветра, превышаемое в данной местности в среднем многолетнем режиме в 5 % случаев. Это значение запрашивается в УГКС Госкомгидромета, на территории которого располагается предприятие, или определяется по климатическому справочнику.

2.11. Расстояние от источника выброса х_ми (м), на котором при скорости ветра и в неблагоприятных метеорологических условиях приземная концентрация вредных веществ достигает максимального значения с_ми (мг/м³), определяется по формуле:

х_ми = рх_м,                                                                                                       (2.20)

где р - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения u/u_м по рис. 2.5 или по формулам:

р = 3 при u/u_м £ 0,25;                                                                                   (2.21а)

р = 8,43(1 - u/u_м)³ + 1 при 0,25 < u/u_м £ 1;                                                  (2.21б)

р = 0,32u/u_м + 0,68 при u/u_м > 1.                                                                 (2.21в)

2.12. При опасной скорости ветра u_м приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в атмосфере по оси факела выброса на различных расстояниях х (м) от источника выброса определяется по формуле

c = s₁c_м,                                                                                                         (2.22)

где s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения х/х_м и коэффициента F по рис. 2.4 или по формулам:

s₁ = 3(x/x_м)⁴ - 8(x/x_м)³ + 6(x/x_м)² при x/x_м £ 1;                                               (2.23а)

 при 1 < x/x_м £ 8;                                                           (2.23б)

 при F £ 1,5 и x/x_м > 8;                        (2.23в)

 при F > 1,5 и x/x_м > 8.                         (2.23г)

Для низких и наземных источников (высотой и не более 10 м) при значениях x/x_м < 1 величина s₁ в (2.22) заменяется на величину s^н₁, определяемую в зависимости от x/x_м и H по рис. 2.5 или по формуле

s^н₁ = 0,125(10 - Н) + 0,125 (Н - 2)s₁, при 2 £ H < 10.                                 (2.24)

Примечание.

Аналогично определяется значение концентрации вредных веществ на различных расстояниях по оси факела при других значениях скоростей ветра u и неблагоприятных метеорологических условиях. По формулам (2.18), (2.20) определяются значения величин с_мu и x_мu. В зависимости от отношения х/x_мu определяется значение s₁ по рис. 2.4, 2.5 или по формулам (2.23), (2.24). Искомое значение концентрации вредного вещества определяется путем умножения с_мu на s₁.

2.13. Значение приземной концентрации вредных веществ в атмосфере c_у (мг/м³) на расстоянии у (м) по перпендикуляру к оси факела выброса определяется по формуле

с_у = s₂с,                                                                                                          (2.25)

Рис. 2.4

где s₂ - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от скорости ветра и (м/с) и отношения у/х по значению аргумента t_y:

 при u £ 5;                                                                                      (2.26а)

 при u > 5                                                                                       (2.26б)

по рис. 2.6 или по формуле

                                                            (2.27)

Рис. 2.5

Рис. 2.6

2.14. Максимальная концентрация с_мх (мг/м³), достигающаяся на расстоянии х от источника выброса на оси факела при скорости факела и_мх, определяется по формуле

с_мх = s¢₁c_м,                                                                                                      (2.28)

где безразмерный коэффициент s¢₁ находится в зависимости от отношения х/х_м по рис. 2.7 или по формулам:

s¢1 = 3(x/xм)4 - 8(x/xм)3 + 6(x/xм)2 при x/xм £ 1;

(2.29а)

 

(2.29б)

 

(2.29в)

 

(2.29г)

 

(2.29д)

 

(2.29е)

 

(2.29ж)

Скорость ветра u_мx при этом рассчитывается по формуле

uмx = f1uм,

(2.30)

где безразмерный коэффициент f₁ определяется в зависимости от отношения x/x_м по рис. 2.8 или по формулам:

f1 = 1 при x/xм £ 1;

(2.31а)

 

(2.31б)

 

f1 = 0,25 при 8 < x/xм < 80;

(2.31в)

 

f1 = 1,0 при x/xм ³ 80.

(2.31г)

Примечание.

Если рассчитанная по формуле (2.30) скорость ветра u_мx < 0,5 м/с или u_мx > и^* (см. п. 2.10), то величина с_мx определяется как максимальное значение из концентраций на расстоянии х, рассчитанных при трех скоростях ветра: 0,5 м/с, u_м, и^*; соответствующая с_мx скорость ветра принимается за u_мx.

2.15. Расчеты распределения концентрации с_z (мг/м³) на разных высотах z (м) над подстилающем поверхностью при х < x_ми производятся по формуле

с_z = rc_мs_zs₂.                                                                                                    (2.32)

Рис. 2.7

Значения с_м, r и s₂ вычисляются согласно п. 2.1, 2.7, 2.10 и 2.13, а коэффициент s_z определяется в зависимости от параметров b₁ и b₂ по рис. 2.9 или по формулам:

при b1 ≤ 1

(2.33a)

s_z = s_l(b_l) при b₁ > 1.                                                                                     (2.33б)

Здесь

b_l = х/х_ми;                                                                                                       (2.34)

                                                                                           (2.35)

 при f < 100;                                            (2.36a)

d₂ = 0,28v¢_м/и + 0,034(v¢_м/и)³ при f ³ 100.                                                    (2.36б)

При f_e £ f < 100 коэффициент d₂ вычисляется по формуле (2.36а) при f = f_e; при v_м < 0,5 или v¢_м < 0,5 соответственно в (2.36а) и (2.36б) принимается v_м = 0,5 или v¢_м = 0,5.

Рис. 2.8

Рис. 2.9

Опасная скорость ветра и_мz (м/с) на уровне флюгера, при которой на высоте z достигается максимальная концентрация, определяется по формуле

и_мz = l₁и_м,                                                                                                       (2.37)

Рис. 2.10

Коэффициент l₁ определяется и зависимости от х/х_м по рис. 2.10.

2.16. Расчеты загрязнения атмосферы при выбросах газовоздушной смеси из источника с прямоугольным устьем (шахты) производятся по приведенным выше формулам при средней скорости w₀ и значениях D = D_э (м) и V₁ = V_1э, (м³/с).

Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси w₀ (м/с) определяется по формуле

                                                                                                       (2.38)

где L (м) - длина устья; b (м) - ширина устья.

Эффективный диаметр устья D_э (м) определяется по формуле

                                                                                                   (2.39)

Эффективным расход выходящей в атмосферу в единицу времени газовоздушной смеси V_1э (м³/с) определяется по формуле

                                                                                                (2.40)

Примечание.

Для источников с квадратным устьем (L = b) эффективный диаметр D_э равняется длине стороны квадрата. В остальном расчет рассеивания вредных веществ производится как для выбросов из источника с круглым устьем.

2.17. Решение обратных задач¹ по определению мощности выброса М и высоты Н, соответствующих заданному уровню максимальной приземной концентрации с_м при прочих фиксированных параметрах выброса, находится следующим образом.

¹ Формулы п. 2.1 - 2.16 предназначены для решения прямой задачи расчета концентрации по заданным параметрам источника.

Мощность выброса М (г/с), соответствующая заданному значению максимальной концентрации с_м (мг/м³), определяется по формуле

                                                                                    (2.41)

В случае f ³ 100 или DT » 0

                                                                                       (2.42)

Высота источника H, соответствующая заданному значению с_м, в случае DT » 0 определяется по формуле

                                                                                        (2.43)

Если вычисленному по формуле (2.43) значению Н соответствует v¢_м < 2 м/с, то Н уточняется методом последовательных приближений по формуле

                                                                                        (2.44)

где n_i и n_i-1 значения определенного по рис. 2.2 или по формулам (2.8) коэффициента п, полученные соответственно по значениям Н_i и Н_i-1 (при i = 1 в формуле (2.44) принимается n₀ = 1, а значение Н_i определяется по (2.43)).

Формулы (2.43), (2.44) используются также для определения H при DT > 0. Если при этом выполняется условие , то найденное Н является точным. Если же , то для определения предварительного значения высоты Н используется формула

                                                                                          (2.45)

По найденному значению Н определяются на основании формул (2.3) - (2.6) величины f, с_м, v¢_м и f_e и устанавливается в первом приближении произведение коэффициентов m и n. Дальнейшие уточнения значения H выполняются по формуле

                                                                                      (2.46)

где m_i, n_i соответствуют H_i, a m_i-1, n_i-1 - H_i-1 (при i = 1 принимается m₀ = n₀ = l, а H₀ определяется по (2.45)).

Примечания.

1. Уточнение значения Н по формулам (2.44) и (2.46) производится до тех пор, пока два последовательно найденных значения Н (Н_i и Н_i+1) будут различаться менее чем на 1 м.

2. При одновременной необходимости учета влияния рельефа местности и застройки в формулах (2.41) - (2.43) и (2.45) за величину h принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку, определенных согласно разделу 4 и Приложению 2.

2.18. В случае выбросов в атмосферу, обусловленных сжиганием топлива, при фиксированных высоте и диаметре устья трубы соответствующий с_м расход топлива Р (т/ч) определяется по формуле

                                                                  (2.47)

где d₃ (г/кг) - количество выбрасываемого в атмосферу вредного вещества на единицу массы топлива (в необходимых случаях с учетом пылегазоочистки); d₄ (м³/кг) - расход газовоздушной смеси, выделяющейся на единицу массы топлива.

2.19. Для каждого источника радиус зоны влияния рассчитывается как наибольшее из двух расстояний от источника х₁ и х₂, где х₁ = 10х_м, а величина х₂ определяется как расстояние от источника, начиная с которого с £ 0,05 ПДК.

Примечание.

Значение х₂, при ручных расчетах находится графически с помощью рис. 2.4 а, б. На вертикальной оси откладывается точка 0,05 ПДК/с_м, через которую проводится параллельная горизонтальной оси линия до пересечения с графиком функции s₁ за максимумом. Из точки пересечения опускается перпендикуляр на горизонтальную ось, полученное значение х/х_м, умножается на х_м, в результате чего определяется искомое значение. При с_м £ 0,05 ПДК значение х₂ полагается равным нулю.

2.20. При полной нагрузке оборудования средняя концентрация  (г/м³) в устье источника, равная

                                                                                                       (2.48)

определяемся по формулам:

 при f < 100,                                                                   (2.49а)

 при f ³ 100 или DТ » 0,                                                         (2.49б)

где с_м (мг/м³) - соответствующая  максимальная приземная концентрация.

3. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ЛИНЕЙНОГО ИСТОЧНИКА

3.1. При расчете рассеивания выбросов от линейного источника длиной L наибольшая концентрация вредной примеси с_м достигается в случае ветра вдоль источника на расстоянии х_м от проекции его центра на земную поверхность. При рассмотрении аэрационного фонаря (рис. 3.1) как линейного источника значения с_м (мг/м³) и расстояния х_м (м) определяются по формулам:

с_м = s₃с¢_м;                                                                                                       (3.1)

                                                                                               (3.2)

Рис. 3.1

Здесь значения с¢_м и х¢_м, а также соответствующее им значение и¢_м принимаются равными максимальной концентрации с_м, расстоянию х_м и опасной скорости и_м для одиночного источника той же мощности М с круглым устьем диаметром D_э и расходом выбрасываемой газовоздушной смеси V_1э. При этом эффективный диаметр устья фонаря D_э (м) определяется по формуле

                                                                                            (3.3)

где V₁ (м³/с) - расход выбрасываемой из фонаря в единицу времени газовоздушной смеси, w₀ (м/с) - средняя скорость выхода из фонаря газовоздушной смеси. Величина V_1э определяется по найденному значению D_э и формуле (2.40).

Рис. 3.2

За высоту источника выброса H (м) принимается высота над уровнем земли верхней кромки ветроотбойных щитов фонаря или верхней кромки фонаря при отсутствии ветроотбойных щитов. Средняя скорость выхода в атмосферу газовоздушной смеси из аэрационного фонаря w₀ (м/с) определяется экспериментальным путем или по расчету аэрации. Масса выбрасываемого в атмосферу в единицу времени вредного вещества М (г/с) принимается равной суммарному выбросу из всего фонаря. Величина DТ (°С) принимается такой же, как для одиночного источника выброса.

Безразмерные коэффициенты s₃ и s₄ в (3.1) и (3.2) определяются в зависимости от отношения L/x¢_м по рис. 3.2 или по формулам:

                                                                    (3.4)

                                                                                          (3.5)

Опасная скорость ветра и_м определяется по формуле

и_м = и¢_м,                                                                                                         (3.6)

3.2. Распределение концентраций вредных веществ с на расстоянии х от центра аэрационного фонаря при ветре, направленном вдоль или поперек фонаря, рассчитывается по формулам Приложения 1.

3.3. При произвольном направлении ветра по отношению к линейному источнику типа аэрационного фонаря этот источник условно представляется в виде группы N одинаковых равноудаленных точечных источников. Для каждого из этих одиночных источников значения максимальной концентрации вредной примеси с_м и соответствующих ей расстояния х_м и опасной скорости и_м определяются как

                                                                                                        (3.7)

х_м = х¢_м, и_м = и¢_м.                                                                                           (3.8)

Примечание.

Расчеты концентраций по формулам данного раздела производятся для расстояний от производственного корпуса, больших х¢_м. Для расстояний, меньших х¢_м, необходимо учитывать влияние здания, на котором расположен фонарь, в соответствии с формулами Приложения 2.

3.4. Число одинаковых равноудаленных одиночных источников N, на которое делится аэрационный фонарь при расчетах, определяется (с округлением до ближайшего большего целого числа) по формуле

                                                                                                  (3.9)

где х (м) - наименьшее расстояние от аэрационного фонаря до расчетной точки на местности, и - расчетная скорость ветра.

Примечания.

1. С увеличением протяженности L аэрационного фонаря N увеличивается, но, как правило, достаточно принимать N не более 10.

2. При расчетах загрязнения атмосферы для скорости ветра и, не равной и_м, для каждого из одиночных источников значение максимальной концентрации вредных веществ с_ми (мг/м³) определяется по формуле

                                                                                                                                           (3.10)

a соответствующее расстояние х_ми (м) - по формуле

х_ми = рх¢_м.                                                                                                                                            (3.11)

Здесь r и р - безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с п. 2.10 и 2.11 по значению отношения и/и_м.

3.5. Расчеты приземных концентраций от линейного источника, аппроксимирующего совокупность одиночных источников выброса с близкими значениями высот, выполняются по тем же формулам, что для аэрационного фонаря, но при расчете вспомогательных величин с'_м, х'_м и u'_м вместо D_э и V_1э используются средние значения D и V₁ характерные для одиночных источников.

3.6. При ветре, перпендикулярном линейному источнику, или при произвольном направлении ветра вычисления основываются на замене линейного источника совокупностью одинаковых равноудаленных условных точечных источников.

При ветре вдоль линейного источника значения максимальной концентрации с_м, расстояния х_м и опасной скорости ветра u_м определяются по формулам (3.1), (3.2) и (3.6) с использованием формул (3.4), (3.5) или рис. 3.2. Концентрация с вдоль оси факела на расстоянии х от центра линейного источника при скорости ветра u_м определяется по формуле (1) Приложения 1.

Примечание.

Если расчетной точке соответствует определенное по формуле (3.9) значение N > 10, то линейный источник представляется в виде суммы нескольких меньших по размеру линейных источников таким образом, чтобы выделить участки линейного источника, для которых N < 10. Оставшиеся линейные источники делятся на равноудаленные точечные источники так, чтобы расстояние между ними не превышало 2 х'_м.

3.7. Мощность выброса М, соответствующая заданному значению максимальной концентрации с_м, для случая выбросов от одиночного аэрационного фонаря определяется по формуле:

где M₀ как соответствующая с_м мощность выброса из одиночного источника находится по формуле (2.41) или (2.42) при V₁ = V_1э и D = D₀, определяемым по (2.40), (3.3).

4. УЧЕТ ВЛИЯНИЯ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ ПРИ РАСЧЕТЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

4.1. Влияние рельефа местности на значение максимальной приземной концентрации с_м от одиночного точечного источника учитывается безразмерным коэффициентом η в формулах (2.1), (2.9), (2.11). Значение η устанавливается на основе анализа картографического материала, освещающего рельеф местности и радиуса до 50 высот наиболее высокого из размещаемых на промплощадке источника, но не менее чем до 2 км.

4.2. Если в окрестности рассматриваемого источника выбросов (предприятия) можно выделить отдельные изолированные препятствия, вытянутые в одном направлении (гряду, гребень, ложбину, уступ), то поправочный коэффициент на рельеф эта определяется по формуле:

где  определяется по табл. 4.1 в зависимости от форм рельефа, сечения которых представлены на рис. 4.1, и безразмерных величин и  (n₁ определяется с точностью до десятых, а n₂ - с точностью до целых).

Здесь Н - высота источника,

h₀ - высота (глубина) препятствия,

а₀ - полуширина гряды, холма ложбины или протяженность бокового склона уступа,

х₀ - расстояние от середины препятствия в случае гряды или ложбины и от верхней кромки склона в случае уступа до источника, как указано на рис 4.1.

Значение функции φ₁ определяется в зависимости от отношения  по графикам (см. рис. 4.1), соответствующим различным формам рельефа.

Если источник расположен на верхнем плато уступа, в качестве аргумента функции φ₁ вместо  принимается -

Таблица 4.1

Если препятствия представляют собой гряды (ложбины), вытянутые в одном направлении, значения h₀ и а₀ определяются для поперечного сечения, перпендикулярного этому направлению. Если изолированное препятствие представляет собой отдельный холм (впадину), то h₀ выбирается соответствующим максимальной (минимальной) отметке препятствия, а n₂ - максимальной крутизне склона, обращенного к источнику.

Для источников выброса, расположенных в зоне влияния нескольких изолированных препятствий, определяются значения эта для каждого препятствия и используется максимальное из них.

Примечание.

В случае более сложного рельефа местности или перепадов высот более 250 м на 1 км, а указаниями по учету рельефа следует обратиться в территориальные органы Госкомгидромета или и Главную геофизическую обсерваторию им. Л.И. Воейкова, приложив к запросу соответствующий картографический материал.

4.3. Учет влияния рельефа местности при определении расстояния, где достигается максимум приземной концентрации, осуществляется путем умножения коэффициента d в формуле (2.13) на отношение .

Рис. 4.1

4.4. Расчет приземных концентраций по оси факела па различных расстояниях от источника производится по формуле (2.22). При этом для расстояний х от источника, удовлетворяющих неравенству

(здесь  - значение х_м для рассматриваемого источника в условиях равной или слабопересеченной местности, т.е. при η = 1), отношение  определяется с использованием х_м, вычисленного в соответствии с п. 4.3. Для больших значений х при вычислении отношения используется значение .

Примечания.

1. При других скоростях ветра расчет приводится аналогичным образом, причем вместо  в (4.2) используется значение  величины х_ми, определенной в соответствии с п. 2.11 для условий равной или слабопересеченной местности.

2. Если источник выбросов располагается и долине шириной L_дол и его высота Н меньше 2/д глубины долины, то расчеты по формуле (2.22) для направления ветра вдоль долины производятся до расстояний х, удовлетворяющих условию

Для больших расстояний функция s₁ умножается на величину .

4.5. Расчет загрязнения воздуха на промплощадке с учетом влияния рельефа местности проводится в соответствии с рекомендациями Приложения 2. При этом значения с_м и х_м определяются по п. 4.1 - 4.4, а безразмерный коэффициент s₁ - с учетом рекомендации п 4.4.

4.6. В районах, где может происходить длительный застой примеси при сочетании слабых ветров с температурными инверсиями (например, в глубоких котловинах, в районах частого образования туманов, в том числе ниже плотин гидроэлектростанции и вблизи прудов-охладителей электростанций и районах с суровой зимой, а также в районах возможного возникновения смогов), не следует разметать промышленные предприятия с выбросами вредных веществ; при необходимости строительства в таких районах следует принимать дополнительные меры по охране воздушного бассейна от загрязнения, согласованные с Госкомгидрометом и Минздравом СССР.

5. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ВЫБРОСАМИ ГРУППЫ ИСТОЧНИКОВ И ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ

5.1. Приземная концентрация вредных веществ с (мг/м³) в любой точке местности при наличии N источников определяется как сумма концентраций веществ от отдельных источников при заданных направлении и скорости ветра.

где с_1, с₂, с_N - концентрации вредного вещества соответственно от первого, второго, N-го источников, расположенных с наветренной стороны при рассматриваемом направлении ветра.

Примечания.

1. При проектировании предприятий, зданий и сооружений следует предусматривать минимальное число источников выброса вредных веществ в атмосферу, объединяя удаляемые вещества от ряда источников их выделения в одну трубу, шахту и т.п.

2. Учет влияния рельефа местности и застройки в случае необходимости осуществляется в соответствии с рекомендациями раздела 4 и Приложения 2.

3. В необходимых случаях, когда известно, что имеются неучтенные (фоновые) источники выброса того же вредного вещества или веществ, обладающих с ним эффектом суммации (другие предприятия города, промрайона, транспорт, отопление и т.п.), в правой части (5.1)) добавляется слагаемое с_ф, характеризующее фоновое загрязнение от неучтенных источников.

4. Если рассчитанная по формуле (5.1) концентрация с удовлетворяет неравенству с > 0,1q₀, где

                                                                                                                               (5.2)

a M_i (г/с) V_1i (м³/с) - мощность выброса и расход газовоздушной смеси i-го источника, то вместо (5.1) при расчете приземной концентрации с используется формула

                                                                                                                                   (5.3)

5. Как и для одиночного источника, при расчетах приземных концентраций выбросами группы источников принимается наиболее неблагоприятное сочетание значений M_i и V_1i, реально осуществляющееся на всех рассматриваемых источниках одновременно.

5.2. В целях ускорения и упрощения расчетов количество рассматриваемых источников выброса сокращается путем их объединения (особенно мелких источников) в отдельные условные источники. Способ установления источников, подлежащих объединению, и определения их параметров выброса, изложенный в п. 5.4, обеспечивает относительную погрешность d расчетных концентраций, удовлетворяющую условию

d £ 0,25.                                                                                                        (5.4)

5.3. В случае использования машинного (ориентированного на применение ЭВМ) алгоритма объединения группы из N точечных источников значения с_м = с_мo, x_м = x_мo, u_м = u_мo, а также координаты размещения x_u = x_uo, y_u = y_uo для условного источника, заменяющего объединяемую группу, определяются по формулам:

                                                                                                  (5.5)

                                                                                        (5.6)

                                                                                        (5.7)

                                                                                         (5.8)

                                                                                        (5.9)

Здесь, как и выше, индексом i при величинах с_м, x_м, u_м, x_u, y_u обозначены отдельные источники, объединяемые в группу.

5.4. Если рассматриваются мелкие источники, для каждого из которых выполняется, хотя бы одно из условий:

                                                                                                   (5.10)

                                                                                                 (5.11)

то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:

L_м £ 0,15l_min,                                                                                                 (5.12)

                                                                                                     (5.13)

                                                                                                    (5.14)

где l_min (м) - минимальное расстояние от объединяемых источников до узлов расчетной сетки точек; L_м (м) - максимальное расстояние между двумя из объединяемых источников; Dx_м (м) и Du_м (м/с) - соответственно максимальные отклонения величин x_мi от x_мо и u_мi от u_мо.

Если условия (5.10) и (5.11) одновременно не выполнены, то объединение таких источников осуществляется при одновременном выполнении условий:

L_м £ 0,06l_min,                                                                                                 (5.15)

                                                                                                   (5.16)

                                                                                                  (5.17)

При равенстве нулю Dx_м и Dи_м числовой коэффициент в (5.12) и (5.15) следует увеличить в 1,7 раза. В 1,7 раза увеличивается также числовой коэффициент в (5.13) и (5.16) (при одинаковых и_мi и L_м £ H), а также в (5.14) и (5.17) (при одинаковых x_мi и L_м £ H).

При невыполнении для группы мелких источников (5.12) - (5.14) или для группы более крупных источников условий (5.15) - (5.17) эта группа разбивается на отдельные группы, для которых указанные неравенства выполняются.

Примечания.

1. При сведении в одну точку источников выбросов с одинаковыми значениями Н, D, V₁ и DТ расчетное значение максимальной концентрации вредного вещества от этой группы источников несколько завышается. Если в одну точку сводится источники с различными Н, D, V₁ и DТ, то возможно как небольшое завышение, так и некоторое занижение с_м. С удалением от объединяемых источников погрешность за счет сведения группы источников в одну точку убывает.

2. Источники выброса, для которых принятие при расчетах одинаковых координат не сказывается заметно на величине с_м, называются близкорасположенными.

3. Результаты точных расчетов приземных концентраций не допускается корректировать по результатам приближенных расчетов с объединением источником.

4. При отсутствии возможности применении ЭВМ для расчетов по (5.5) - (5.9) с учетом условий (5.10) - (5.17) допускается проводить объединение источников выброса с близкими параметрами и координатами расположения вручную. При этом для условного объединенного источника принимаются значения суммарного выброса М от всех объединяемых источников, средние арифметические значения высоты Н, диаметр устья D, температуры Т_г и скорости выхода w₀ газовоздушной смеси из устья источника, а также координат источников х_и, y_u. При большом разбросе указанных параметров и координат группа источников разбивается на более мелкие группы с близкими значениями параметров и координат. Большой разброс значений мощности выброса М не препятствует объединению.

5. Если расчеты приземных концентраций выполняются для участков местности, прилегающих к промплощадке, то под l_min следует понимать минимум из расстояний от каждого из объединяемых источников до ближайшей к нему границы промплощадки.

6. С учетом требований пункта 5.4 в единый условный источник прежде всего объединяются группы примерно одинаковых шахт и других вентиляционных источников одного производственного здания или изолированного по воздухообмену производственного помещения, а также групп близкорасположенных источников однотипных технологических установок на открытом воздухе и т.п. Если имеется несколько групп однотипных источников, то рекомендуется сначала свести к одному источнику каждую из этих групп, а затем проработать возможности дальнейшего объединения источников.

7. Для аэрационных фонарей перед принятием решения об их сведении (в том числе совместно с точечными источниками) в один условный точечный источник вычисляются эффективные диаметр устья D_э и расход выбрасываемой газовоздушной смеси V_1э, по значениям которых после этого определяются с_мо = с¢_м, х_мо = х¢_м, и_мо = и¢_м (см. раздел 3).

8. Изложенный алгоритм объединения источников применим также для комбинации веществ с суммирующимся вредным действием. В этом случае для каждого (i-го) источника по формуле (6.2) вычисляется мощность выброса, приведенная к выбросу одного из веществ.

9. При расчете приземной концентрации на промплощадке в соответствии с Приложением 2 вместо (5.12) и (5.15) критерием объединения источников, расположенных на одном здании, является условие L_м £ L^*, где L^* определяется в соответствии с Приложением 2 (п. 1.5). При расчетах концентрации на крыше здания от источников, расположенных на этой крыше, величины с_мi, x_мi и u_мi определяются с использованием в качестве высоты источника превышения его устья над крышей здания (но не менее 2 м).

5.5. Значение максимальной суммарной концентрации с_м (мг/м³) от N расположенных на площадке близко друг от друга (см. п. 5.4) одиночных источников, имеющих равные значения высоты, диаметра устья, скорости выхода в атмосферу и температуры газовоздушной смеси, определяется по формуле

                                                                                 (5.18)

где М (г/с) - суммарная мощность выброса всеми источниками в атмосферу; V (м³/с) - суммарный расход выбрасываемой всеми источниками газовоздушной смеси, определяемый по формуле

V = V₁N.                                                                                                        (5.19)

Значение параметра v_м определяется по формуле

                                                                                           (5.20)

В остальном схема расчета концентраций веществ, обусловленных выбросами от группы близко расположенных друг к другу одинаковых одиночных источников выброса, не отличается от приведенной в разделе 2 настоящего ОНД схемы расчета для одиночного источника.

5.6. Расчет концентраций веществ, обусловленных выбросами на близко расположенных друг к другу одинаковых источников, когда DТ » 0 или значение параметра f ³ 100, производится с использованием формул раздела 2 для одиночного источника со следующими изменениями: ; М - суммарная мощность выброса из всех источников; формула (2.10) преобразуется к виду:

                                                                                   (5.21)

5.7. Значение максимальной приземной концентрации вредных веществ с_м (мг/м³) при выбросах через многоствольную трубу (N стволов) рассчитывается по формуле

с_м = с²_м + d₁(с¢_м - с²_м);                                                                                  (5.22)

расстояние х_м (м), на котором достигается максимальная концентрация с_м, определяется по формуле

х_м = х²_м + d₁(х¢_м - х²_м);                                                                                  (5.23)

опасная скорость ветра и_м (м/с) вычисляется следующим образом:

u_м = u²_м + d₁(u¢_м - u²_м).                                                                                 (5.24)

Здесь с¢_м (мг/м³) - максимальная приземная концентрация, определяемая по формуле (2.1) при значениях параметров выброса для одного ствола и мощности выброса М (г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов; х¢_м и и¢_м - соответственно расстояние, на котором наблюдается максимальная концентрация вредных веществ с_м (мг/м³), и опасная скорость ветра и_м (м/с), определяемые по формулам (2.13) - (2.17) при параметрах выброса для одного ствола; с²_м (мг/м³) - максимальная приземная концентрация, рассчитываемая по формуле (2.1) при мощности М (г/с), равной суммарной мощности выброса из всех стволов, диаметре D, равном эффективному диаметру источника выброса D_э (м), который определяется по формуле

                                                                                                  (5.25)

и расходе выходящей газовоздушной смеси V₁, равном эффективному расходу V_1э (м³/с), вычисленному по формуле (2.10); х²_м, и²_м - расстояние, соответствующее максимальной концентрации с²_м (мг/м³), и опасная скорость ветра, определяемые по формулам (2.13) - (2.17) с учетом D = D_э (м), V₁ = V_1э, (м³/с); d₁ - безразмерный коэффициент, определяемый по формуле

                                                                                              (5.26)

где l (м) - среднее расстояние между центрами устьев стволов; D (м) - диаметр устья ствола; d₂ - безразмерный коэффициент, определяемый по формулам (2.36а), (2.36б). В остальном расчет производится, как для одиночного источника выброса.

Примечания.

1. При l, большем или равном d₂H, для многоствольной трубы в расчетах принимается: с_м = с¢_м (мг/м³), х_м = х¢_м (м), и_м = и¢_м (м/с).

2. Если многоствольная труба представляет собой трубу, разделенную на секторы, т.е. состоит из стволов секторной формы, то расчеты выполняются так же, как для одноствольной трубы при D = D_э и V₁ = V_1э (см. (2.40)), где

                                                                                                                                         (5.27)

Здесь S - суммарная площадь устьев всех действующих стволов.

3. В случае, когда температура Т_г и скорость выхода w₀ газовоздушной смеси для отдельных стволов различаются между собой, для расчетов принимаются их средневзвешенные значения, полученные с учетом расходом газовоздушной смеси для отдельных столов.

5.8. Для источником выброса, имеющих различные параметры, расчет приземных концентраций начинается с определения для всех источников по каждому веществу максимальных приземных концентраций с_м (с_м1, с_м2, ..., с_мN) и опасных скоростей ветра u_м (u_м1, u_м2, ..., u_мN). Если по какому-либо веществу сумма максимальных приземных концентраций с_м от всех источников окажется меньшей или равной ПДК (с_м1 + с_м2 + ... + с_мN £ ПДК), то (при отсутствии необходимости учета суммарного действия нескольких вредных веществ и фонового загрязнения атмосферы) расчеты приземной концентрации этого вещества производятся по требованию органов Госкомгидромета и Минздрава СССР. Такие расчеты выполняются также при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.

При расчетах определяется средневзвешенная опасная скорость ветра и_мс (м/с) для группы N источников по формуле

                                                               (5.28)

Отдельно для всех веществ, к которым относятся вычисленные и_мс (для разных веществ они иногда существенно различаются), определяются значения  и . Если по рассматриваемому веществу сумма  меньше или равняется ПДК, то дальнейшие расчеты производится главным образом при оценке фактического уровня загрязнения воздуха.

Если сумма  больше ПДК, то для направлений ветра, соответствующих переносу вредных веществ от источников на расчетную область, при скоростях ветра: и_мс; 0,5и_мс; 1,5и_мс; 0,5 м/с - производится расчет суммарных концентраций от всех источников в узлах расчетной сетки, после чего наибольшая из них принимается за максимальную концентрацию с_м.

Примечание.

В (5.28) вместо с_мi и u_мi допускается использовать значения с_мхi и и_мхi для наветренных источников, определенные для каждой расчетной точки в соответствии с п. 2.14.

5.9. Расчеты приземных концентраций упрощаются, если среди N сгруппированнных в порядке убывания с_мi (с_м1 > с_м2 > ... > с_мN) источников выброса предприятия имеется N источников, которым по данному веществу соответствуют малые значения с_мi (вычисленные в необходимых случаях с учетом застройки). При этом определяется разность между ПДК и суммой с_мi от N₁ источников и рассчитывается максимальная суммарная концентрация с_м для остальных N - N₁ источников. В тех случаях, когда сумма с_мi от них не превышает 0,05 ПДК (см. также Примечание), указанные N₁ источников могут быть исключены из рассмотрения.

Если N источников расположены в порядке убывания значений выбросов М, т.е. М₁ > М₂ > ... > M_N, то N₂ из этих источников с наименьшими значениями М также могут быть для упрощения расчетов загрязнения атмосферы отброшены, если

                                                                                   (5.29)

Примечание.

Рекомендации п. 5.9 выполняются, если отношение средней высоты исключаемых из рассмотрения источников к средней высоте сохраняемых при расчетах источников превосходит ¹/₃.

5.10. Расчет приземных концентраций веществ от источников, группирующихся на площадке вдоль некоторой прямой, можно производить, считая все источники расположенными на этой линии, при условии, что каждому из них при и = и_мс соответствует , меньшее или равное 0,01 - 0,02 (у (м) - расстояние от источника до этой прямой). Для каждого источника строятся кривые распределения концентраций. Начало координат каждой кривой, характеризующей изменение концентрации с в зависимости от расстояния х, совмещается с местоположением источника, а концентрации суммируются. При этом рассматриваются два варианта. В одном из них принимается, что ветер направлен с 1-го на N-й источник, и другом - в противоположном направлении. Для различных расстояний х производится сложение концентраций, и определяются значения суммарной концентрации с. Наибольшее значение с принимается за максимальную концентрацию с_м.

Примечание.

Указанным способом производятся ручные расчеты при наличии двух источников, расположенных далеко друг от друга (или двух групп источников).

5.11. Расчет приземных концентраций веществ от источников, которые не могут быть сведены в одну точку или на одну общую прямую, при отсутствии возможности применения ЭВМ упрощается, если можно пронести прямую, около которой группируется большая часть основных источников. В этом случае осуществляется сложение значений концентраций для двух противоположных направлений ветра вдоль этой прямой; близлежащие источники переносятся на прямую, а при расчете концентраций от остальных источников используется формула (2.25). Если среди источников, перенесенных на ось, имеются крупные, для которых одновременно не выполняются условия (5.10), (5.11), то при каждом направлении ветра рассчитываются также суммарные концентрации в точках максимумов концентраций от крупных источников.

5.12. Расчет приземных концентраций при выбросах от большого числа источников, рассредоточенных на площадке значительных размеров, следует производить на электронных вычислительных машинах, тем более, что при разработках по проектированию и нормированию, как правило, рассматривается большое число вариантов объединения выбросов, размещения источников на площадке, способов очистки выбросов и других мероприятий. Шаги расчетной сетки выбираются в зависимости от размеров области, для которой проводятся расчеты. При этом общее количество узлов сетки, как правило, не должно превышать 1500 - 2000. Размеры указанной области должны соответствовать размерам зоны влияния рассматриваемой совокупности источников.

Примечание.

Разработанные различными организациями и вычислительными центрами программы, реализующие расчетные схемы данного ОНД, должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией имени А.И. Воейкова Госкомгидромета.

5.13. Одним из способов сокращения объема вычислительных работ является представление совокупности большого числа однотипных источников выброса (труб печного отопления, резервуарных полей и пр.), а также рассредоточенных по обширной территории источников неорганизованного выброса как площадных источников.

Примечание.

Группы точечных источников объединяются в площадной источник при достаточно равномерном распределении источников по площади и при условии близости таких параметров выброса, как высота (Н) и диаметр устья (D) источников, температура (Т_г) и скорость выхода (w₀) газовоздушной смеси из устья источников. При большом разбросе указанных параметров группа источников представляется несколькими площадными источниками с более близкими значениями этих параметров. Критерием возможности представления группы одиночных источников площадным источником является соблюдение неравенств (5.13), (5.14) при выполнении для каждого источника условий (5.10) или (5.11); неравенств (5.16), (5.17) при невыполнении для каждого точечного источника условий (5.10) и (5.11).

5.14. При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон указанного площадного источника концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формулам Приложения 1.

5.15. При расчетах для произвольного направления ветра площадной источник представляется в виде совокупности N равномерно рассредоточенных одиночных источников. Значение N определяется по формуле

                                                                                                  (5.30)

Здесь S_н (м²) - площадь рассматриваемого источника, L_н (м) - расстояние от центра площадного источника до расчетной точки, и - расчетная скорость ветра, значение N вычисляется с округлением до ближайшего большего целого числа.

Из (5.30) следует, что для расчетных точек, расположенных на расстоянии, большем  площадной источник может рассматриваться как одиночный точечный источник (N = 1).

Для каждого из этих одиночных точечных источников значения максимальной приземной концентрации с_м, расстояния х_м, на котором достигается эта максимальная концентрация, и опасной скорости ветра и_м, определяются по формулам:

                                                                                                        (5.31)

х_м = х²_м;                                                                                                         (5.32)

и_м = и²_м,                                                                                                        (5.33)

где с²_м, х²_м и и²_м - это значения с_м, х_м и и_м для одиночного точечного источника, совокупность которых образует площадной источник; при расчете с²_м в качестве М используется суммарный выброс от всех источников.

Примечания.

1. Если расчеты приземных концентраций относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то целесообразно, чтобы условные источники находились в центрах ячеек расчетной сетки точек.

2. Формулы для площадного источника указанного типа применяются при выбросах от резервуарных парков предприятий, совокупностей мелких бытовых котельных и печных труб в городах, а также групп низких вентиляционных источников (при расчетах загрязнения атмосферы для участков, расположенных за пределами промплощадки). Использование формул для площадного источника существенно упрощает подготовку числового материала при расчетах загрязнения атмосферы на ЭВМ. Информация о вкладах площадных источников в суммарное загрязнение атмосферы более показательна, чем аналогичная информация по отдельным мелким источникам.

3. Если расчеты относятся к участку местности, на котором расположен площадной источник, то он представляется в виде суммы нескольких меньших по размеру площадных источников таким образом, чтобы выделить участки площадного источника, для которых определенное по формулам (5.30а), (5.30б) значение N удовлетворяет условию N < 100. Оставшиеся площадные источники представляются в виде совокупности точечных источников, расположенных в узлах квадратной сетки, шаг которой не превосходит 2х_м.

5.16. При выбросе из N источников расчет суммарной концентрации с_z, соответствующей уровню z над поверхностью земли, производится по формулам (5.1) - (5.3) с заменой с на с_z и с_i на с_zi. Концентрации от отдельных источников с_zi, соответствующие этим источникам опасные скорости ветра и_мzi и максимальные концентрации  определяются согласно п. 2.15. При этом должны соблюдаться требования, следующие из п. 5.8 при замене с_мi на с_мzi и и_мi на и_мzi.

Примечание.

Расчеты по п. 5.16 производятся при выборе положения устьев воздухозаборных труб и шахт, линий электропередачи и других объектов, расположенных на открытых участках местности или же на участках, где максимальная высота зданий (сооружений) не менее чем в 2,5 раза ниже высоты воздухозабора при условии, что источники выброса не располагаются в ветровой тени зданий (сооружений). В остальных случаях расчет проводится в соответствии с Приложением 2.

5.17. Формулы п. 5.1 - 5.16 предназначены для решения прямой задачи расчета суммарной концентрации с от N источников по их заданным параметрам выброса, а также для решения обратной задачи определения мощностей выброса М_i, (i = 1, 2 ..., N), соответствующих заданному значению максимальной приземной концентрации с_м (при фиксированных координатах источников выброса, их высотах H_i и диаметрах устья D_i, скоростях выхода w_0i и перегревах DT_i газовоздушной смеси).

5.18. Значение суммарного выброса M, соответствующее заданному значению максимальной концентрации с_м, для группы из N близкорасположенных одиночных источников с одинаковыми высотами и другими параметрами выброса (V₁, DT, D, w₀) определяется по формулам (2.41), (2.42); в данном случае в формулах полагается  (V - суммарный расход выбрасываемой из всех источников газовоздушной смеси).

5.19. В случае многоствольной трубы выброс М из всех стволов, соответствующий с_м, при l < d₂H определяется по формуле

                                                                                  (5.34)

где q¢_м и q²_м (мг/м³) - приземные максимальные концентрации при М = 1 г/с, рассчитанные соответственно при значениях параметров D и V₁ для одного ствола и при их эффективных значениях D_э (5.25), (5.27) и V_1э (2.10). Безразмерный коэффициент d₁ определяется по формуле (5.26). При l ³ d₂H выброс М определяется в соответствии с п. 5.18.

При произвольном фиксированном размещении группы источников с заданными параметрами выброса (H_i, D_i, w_0i и DT_i) мощности источников М_i, соответствующие c_м, определяются так, чтобы наибольшее значение суммарной концентрации max с, рассчитанное по (5.1) при переборе скоростей и направлений ветра, удовлетворяло условию

max с = с_м.                                                                                                    (5.35)

В случае N одинаковых источников выброса значения M_i определяются по формуле

                                                                                                 (5.36)

где с_н - максимальное значение рассчитанной по (5.1) суммарной концентрации с при «начальных» значениях мощности выброса М_нi.

В общем случае из (5.35) определяется начальное приближение для значений М_i, уточняемое с учетом требований технической реализуемости и оптимального выбора мощностей источников.

Примечания.

1. Для одинаковых источником выброса в (5.36) величина с_н вычисляется при М_нi = 1 г/с. В общем случае значения М_нi устанавливаются с учетом различия в мощностях выброса из труб разной высоты.

2. Алгоритмы поиска оптимальных значений М_i и соответствующие программы расчета должны согласовываться с Главной геофизической обсерваторией им. А.И. Воейкова.

5.20. Для совокупности источников отдельных предприятий рассчитываются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом х₁ (см. п. 2.19), проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанная по (5.1) суммарная концентрация от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.

Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации вредных веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.

Примечание.

При определении размеров зон влиянии предприятия расчеты на ЭВМ допускается приближенно проводить только для одного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра и = и_мс, причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей города.

5.21. Для ускорения и упрощения расчетов приземных концентраций на каждом предприятии рассматриваются те из выбрасываемых вредных веществ, для которых

                                                                                                    (5.37)

 при                                                                            (5.38)

Ф = 0,1 при                                                                                  (5.39)

Здесь М (г/с) - суммарное значение выброса от всех источников предприятия, соответствующее наиболее неблагоприятным из установленных условий выброса, включая вентиляционные источники и неорганизованные выбросы; ПДК (мг/м³) - максимальная разовая предельно допустимая концентрация;  (м) - средневзвешенная по предприятию высота источников выброса (см. п. 7.8).

6. РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ С УЧЕТОМ СУММАЦИИ ВРЕДНОГО ДЕЙСТВИЯ НЕСКОЛЬКИХ ВЕЩЕСТВ

6.1. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия (п. 1.4), безразмерная суммарная концентрация q или приведенная к одному веществу суммарная концентрация с рассчитываются с использованием для каждого источника значений мощности М_q или М соответственно, где

                                                            (6.1)

                                                       (6.2)

где M₁, M₂, ..., М_n - мощности выброса каждого из п веществ; ПДК₁, ПДК₂, ..., ПДК_n - максимальные разовые предельно допустимые концентрации этих веществ.

Примечание.

В остальном расчетная схема остается без изменения. В частности, учет суммации вредного действия для одиночного источника не влияет на значения расстояния х_м, где достигается наибольшее загрязнение воздуха, и опасной скорости ветра и_м.

6.2. При N₂ источников для каждой группы из N₁ веществ с суммирующимся вредным действием (из каждого отдельного источника выбрасывается от 1 до N₁ ингредиентов) расчеты начинаются с вычисления безразмерной суммы s^* по формуле

   (6.3)

Первый индекс у значения максимальных концентраций с_м - номер вещества, второй индекс - номер источника.

Если s^* < 1, то безразмерная концентрация также меньше единицы. Если s^* > 1, то расчет концентраций q или с осуществляется по формулам раздела 5 с использованием для каждого источника вычисленных по формулам (6.1) или (6.2) значений мощности выброса.

Значения максимальных концентрации q_м или с_м при неблагоприятных метеорологических условиях находятся в соответствии с требованиями разделов 2 - 5 настоящего ОНД с использованием для каждого источника рассчитанных по формуле (6.1) или (6.2) мощностей выбросов.

6.4. При рассмотрении комбинации веществ с суммирующимся вредным действием средневзвешенная опасная скорость ветра и_мс для совокупности N источников должна определяться по формуле

                                                              (6.4)

где q_м1, q_м2, ..., q_мN - максимальные значения q_м безразмерной концентрации q (см. формулу (1.1)) для каждого из N источников; и_м1, и_м2, ..., и_мN - опасные скорости ветра для этих источников, не зависящие от учета эффекта суммации.

6.5. При необходимости учет фоновой концентрации веществ с суммирующимся вредным действием осуществляется путем добавления в числитель каждого из слагаемых в формуле (6.3) значения соответствующей фоновой концентрации (см. разд. 7). Если фоновая концентрация установлена сразу для комбинации веществ с суммирующимся вредным действием, то расчеты загрязнения атмосферы должны выполняться для той же комбинации веществ.

7. УЧЕТ ФОНОВЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ПРИ РАСЧЕТАХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ И УСТАНОВЛЕНИЕ ФОНА РАСЧЕТНЫМ ПУТЕМ

7.1. В случае наличия совокупности источников выброса вклады этих источников (или их части) могут учитываться в расчетах загрязнения воздуха путем использования фоновой концентрации с_ф (мг/м³), которая для отдельного источника выброса характеризует загрязнение атмосферы в городе или другом населенном пункте, создаваемое другими источниками, исключая данный.

Фоновая концентрация относится к тому же интервалу осреднения (20 - 30 мин), что и максимальная разовая ПДК. По данным наблюдений с_ф определяется как уровень концентраций, превышаемый в 5 % наблюдений за разовыми концентрациями.

7.2. Определение фоновой концентрации производится на основании данных наблюдений за загрязнением атмосферы по нормативной методике, утвержденной Госкомгидрометом и Минздравом СССР.

Примечание.

Фоновые концентрации устанавливаются местными органами Госкомгидромета (УГКС) и Минздрава СССР по данным регулярных наблюдений на сети постов Общегосударственной службы наблюдений и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК) или по данным подфакельных наблюдений.

7.3. Фоновая концентрация устанавливается либо единым значением по городу, либо, в случае выявления существенной изменчивости, дифференцированно по территории города (по постам), а также по градациям скорости и направления ветра.

7.4. При расчетах для действующих и реконструируемых источников (предприятий) используется значение фоновой концентрации с¢_ф представляющей из себя фоновую концентрацию с_ф, из которой исключен вклад рассматриваемого источника (предприятия).

Значение с¢_ф вычисляется по формуле

 при с £ 2с_ф;                                                                   (7.1)

с¢_ф = 0,2с_ф при с > 2с_ф,                                                                                (7.2)

где с - максимальная расчетная концентрация вещества от данного источника (предприятия) для точки размещения поста, на котором устанавливался фон, определенная по формулам разделов 2 - 6 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, по данным наблюдений за который определялась фоновая концентрация с_ф.

Примечание.

Для вновь строящегося источника (предприятия)

с¢_ф = с_ф.                                                                                                                                            (7.3)

7.5. В случаях, предусмотренных п. 1.4, допускается использование фоновой концентрации, вычисленной не по отдельным веществам, а совместно по комбинации веществ с суммирующимся вредным действием. При этом фоновая концентрация определяется по концентрациям, приведенным к наиболее распространенному из веществ, входящих в рассматриваемую комбинацию.

7.6. При отсутствии данных наблюдений за приземными концентрациями рассматриваемого вредного вещества или в случаях, когда в соответствии с нормативной методикой по установлению фоновой концентрации (см. п. 7.2) по данным наблюдений фоновая концентрация не определяется, учет последней основывается на использовании данных инвентаризации выбросов и результатов расчетов по формулам настоящего ОНД или приближенно по формулам п. 7.8.

Одним из двух способов учета фоновой концентрации в рассматриваемом случае является расчет распределения суммарной концентрации от рассматриваемых и других существующих и проектируемых источников выбросов вещества или комбинации веществ с суммирующимся вредным действием.

Вторым расчетным способом является замена фоновой концентрации, определенной по экспериментальным данным, фоновой концентрацией, рассчитанной для совокупности источников города (промышленного района) по параметрам, полученным при общегородской инвентаризации выбросов. При этом фоновая концентрация определяется умножением расчетной концентрации с на коэффициент 0,4 с дальнейшим осреднением по территории и выделением градаций скорости и направления ветра в соответствии с нормативной методикой по определению фоновой концентрации (см. п. 7.2).

Примечания.

1. Второй способ, как правило, используется при определении фоновой концентрации для городов.

2. При расчете фонового загрязнения воздуха выбросами автотранспорта используются формулы раздела 3 для наземных линейных источников (потоков автомашин на улицах) и формулы раздела 5 для наземных площадных источников (при учете выбросов автотранспорта на отдельных участках города).

7.7. За фоновую концентрацию с_ф для реконструируемого предприятия, которое является единственным источником в городе, выбрасывающим рассматриваемое вредное вещество, принимается вклад в суммарную концентрацию с источников того же предприятия, не подвергающихся реконструкции.

7.8. Для предприятий рассчитываются также значения фоновых концентраций с¢_фн на момент достижения предельно допустимых выбросов (на перспективу) по формулам:

 при                                                       (7.4)

 при                                                             (7.5)

где максимальная концентрация веществ от совокупности источников рассматриваемого предприятия  вычисляется по формулам разделов 2 - 5 при значениях параметров выброса, относящихся к периоду времени, за который определялась фоновая концентрация с¢_ф.

Примечания.

1. При отсутствии данных наблюдений (см. п. 7.6) концентраций (с¢_фп) для i-го предприятия (i = 1, 2 ..., N_n) допускается рассчитывать по формуле

                                                                                                        (7.6)

где

                                                                         (7.7)

                                                                                       (7.8)

Здесь N_п - число предприятий в городе, М_i (г/с) и  (м) - соответственно полный выброс и его средневзвешенная высота на i-ом предприятии; М_(0-10)j, М_(11-20)j и т.д. - суммарные выбросы j-го предприятия в интервалах высот источников до 10 м включительно, 11 - 20, 21 - 30 м и т.д. Если все источники на i-м предприятии являются низкими или наземными, т.е. высота выброса не превышает 10 м (выбросы могут быть как организованными, так и неорганизованными), то  принимается равной 5 м.

2. Применимость разработанных с использованием с¢_фп нормативов ПДВ проверяется расчетом концентрации по формулам разделов 2 - 5.

8. НОРМЫ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МИНИМАЛЬНОЙ ВЫСОТЫ ИСТОЧНИКОВ ВЫБРОСА, УСТАНОВЛЕНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВЫБРОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ГРАНИЦ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ПРЕДПРИЯТИЙ

8.1. При определении минимальной высоты источников выброса и установлении предельно допустимых выбросов концентрация каждого вредного вещества в приземном слое атмосферы с не должна превышать максимальной разовой предельно допустимой концентрации данного вещества в атмосферном воздухе (ПДК), утвержденной Минздравом СССР:

с £ ПДК,                                                                                                       (8.1)

При наличии в атмосфере нескольких (n) вредных веществ, обладающих суммацией действия, их безразмерная суммарная концентрация q, определенная по формуле (1.1), не должна превышать единицы:

q £ 1.                                                                                                             (8.2)

Для веществ, для которых установлены только среднесуточные предельно допустимые концентрации (), используется приближенное соотношение между максимальными значениями разовых и среднегодовых концентраций и требуется, чтобы

                                                                                                  (8.3)

При отсутствии нормативов ПДК вместо них используются значения ориентировочно безопасных уровней загрязнения воздуха (ОБУВ) в порядке, установленном Минздравом СССР. Нормы концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе для растительности и животного мира, утвержденные в установленном порядке, принимаются при расчетах только в случаях, когда они являются более жесткими, чем ПДК, утвержденные Минздравом СССР (ГОСТ 17.2.3.02-78).

8.2. При наличии фонового загрязнения атмосферы в соотношениях (8.1) и (8.3) вместо с следует принимать с + с_ф, где с_ф - фоновая концентрация вредного вещества. Для веществ, обладающих суммацией вредного действия, учет фоновых концентраций в соотношении (8.1) производится согласно положениям раздела 6.

8.3. Для зон санитарной охраны курортов, мест размещения крупных санаториев и домов отдыха, зон отдыха городов, а также для других территорий с повышенными требованиями к охране атмосферного воздуха в формулах (8.1), (8.2) и (1.1) следует ПДК заменить на 0,8 ПДК.

8.4. Определение минимальной высоты источника выброса.

8.4.1. Минимальная высота одиночного источника выброса (трубы) Н (м), если установлены значения М (г/с), w₀ (м/с), V₁ (м³/с), D (м), в случае DT » 0 определяется по формуле:

                                                                                (8.4)

Если вычисленному по формуле (8.4) значению Н соответствует значение v¢_м ³ 2, рассчитанное по формуле (2.5), то указанное значение Н является окончательным.

Если v¢_м < 2, то необходимо при найденном значении H = Н₁ определить величину n = n₁ по рис. 2.2 или по формулам (2.8) и последовательными приближениями найти H = Н₂ по Н₁ и n₁, ..., H = Н_i+1 по Н_i и n_i с помощью формулы

                                                                                        (8.5)

где n_i и n_i-1 - значения безразмерного коэффициента п, определенного соответственно по значениям Н_i и Н_i-1.

Уточнение значения Н необходимо производить до тех пор, пока два последовательно найденных значения Н_i и Н_i+1 практически не будут отличаться друг от друга (с точностью до 1 м).

8.4.2. При DТ > 0 значение Н сначала рассчитывается также согласно п. 8.4.1. Если при этом найденное значение , то оно является окончательным.

Если найденное значение , то предварительное значение минимальной высоты выбросов (трубы) определяется по формуле

                                                                             (8.6)

По найденному таким образом значению H = Н₁ определяются на основании формул раздела 2 значения f, v_м, v¢_м, f_е и устанавливаются в первом приближении коэффициенты m = m₁ и n = n₁. Если m : n ¹ 1, то по n₁ и m₁ определяется второе приближение H = Н₂ по формуле . В общем случае (i + 1)-е приближение Н_i+1 определяется по формуле

                                                                                      (8.7)

где m_i, n_i - соответствуют H_i, а m_i-1, n_i-1 - H_i-1. Если из источника выбрасывается несколько различных вредных веществ, то за высоту выброса должно приниматься наибольшее из значений Н, которые определены для каждого вещества в отдельности и для групп веществ с суммирующимся вредным действием. В частности, если при отсутствии фона из трубы выбрасывается два вредных вещества, для первого из которых значения М и F соответственно равны М₁ и F₁, а для второго - М₂ и F₂, то значение Н при F₁М₁ > F₂М₂ определяется по выбросу первого вредного вещества, а при F₁М₁ < F₂М₂ - по выбросу второго вредного вещества.

8.4.3. При разработке мероприятий по сокращению выбросов, проектировании, строительстве и реконструкции предприятий следует предусматривать централизацию выбросов вредных веществ путем максимального сокращения числа труб, вентиляционных шахт, дефлекторов, аэрационных фонарей и др.

8.4.4. Увеличение высоты трубы для обеспечения рассеивания с целью соблюдения ПДК в приземном слое атмосферы допускается только после полного использования всех доступных на современном уровне технических средств по сокращению выбросов (в том числе неорганизованных выбросов). При этом использование на энергетических объектах труб высотой более 250 м, а на других производствах - более 200 м допускается только по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР при наличии технико-экономического обоснования необходимости их сооружения и расчетов загрязнения воздуха в зонах влияния сооружаемых объектов.

8.5. Разработка нормативов предельно допустимых и временно согласованных выбросов (ПДВ и ВСВ) для стационарных источников.

8.5.1. Предельно допустимый выброс вредных веществ в атмосферу (ПДВ) устанавливается для каждого источника загрязнения атмосферы таким образом, что выбросы вредных веществ от данного источника и от совокупности источников города или другого населенного пункта с учетом перспективы развития промышленных предприятий и рассеивания вредных веществ в атмосфере не создают приземную концентрацию, превышающую их ПДК для населения, растительного и животного мира (ГОСТ 17.2.3.02-78).

8.5.2. Значения ПДВ устанавливают при разработке ведомственных предложений по ПДВ, сводных томов «Охрана атмосферы города и предельно допустимый выброс (ПДВ)», подразделов, касающихся защиты атмосферы от загрязнения, в разделе «Охрана окружающей среды» различных видов предпроектной и проектной документации на строительство новых и реконструкцию существующих предприятий (ППД). Они устанавливаются как для строящихся, так и для действующих предприятий.

8.5.3. Установление ПДВ производится с применением методом расчета загрязнения атмосферы промышленными выбросами и с учетом перспектив развития предприятия, физико-географических и климатических условий местности, расположения промышленных площадок и участков существующей и проектируемой жилой застройки, санаториев, зон отдыха городов, взаимного расположения промышленных площадок и селитебных территорий.

8.5.4. ПДВ (г/с) устанавливаются для условий полной нагрузки технологического и газоочистного оборудования и их нормальной работы. ПДВ не должны превышаться в любой 20-минутный период времени.

8.5.5. ПДВ устанавливаются отдельно для каждого источника выброса, не являющегося мелким согласно п. 5.4. Для мелких источников целесообразно установление единых ПДВ от их совокупностей, с предварительным объединением группы источников в более мощный (с большими значениями с_м, чем у отдельных источников) площадной или условный точечный источник (п. 5.2 - 5.4, 5.13). Неорганизованные выбросы всего предприятия или отдельных участков его промплощадки сводятся к площадным источникам или к совокупности условных точечных источников.

8.5.6. Наряду с ПДВ для одиночных источников устанавливаются ПДВ для предприятия в целом. При постоянстве выбросов они находятся как сумма ПДВ от одиночных источников и групп мелких источников. При непостоянстве во времени выбросов от отдельных источников ПДВ предприятия меньше суммы ПДВ от отдельных источников и соответствует максимально возможному суммарному выбросу от всех источников предприятия при нормальной работе технологического и газоочистного оборудования.

8.5.7. ПДВ определяется для каждого вещества отдельно, в том числе и в случаях учета суммации вредного действия нескольких веществ.

8.5.8. При установлении ПДВ учитываются фоновые концентрации с_ф. При определении ПДВ для действующих производств с_ф заменяется на с¢_ф (см. раздел 7).

8.5.9. Значение ПДВ (г/с) для одиночного источника с круглым устьем в случаях с_ф < ПДК определяется по формуле:

                                                                      (8.8)

В случае f ³ 100 или DТ » 0 ПДВ определяется по формуле:

                                                                         (8.9)

Значение ПДВ для источника с прямоугольным устьем определяется по тем же формулам, но при D = D_э и V = V_1э (см. п. 2.16).

Значение ПДВ для случая выбросов от одиночного аэрационного фонаря определяется по формуле:

                                                                                             (8.10)

где ПДВ₀ находится по формуле (8.8) или (8.9) при V = V_1э и D = D_э определяемым по (3.3), (2.40), а s₃ определяется согласно п. 3.1.

Примечание.

При необходимости одновременного учета влияния рельефа и застройки в формулах (8.8), (8.9) за величину h принимается произведение поправок к максимальной концентрации на рельеф и застройку.

8.5.10. При установлении ПДВ для одиночного источника выброса смеси постоянного состава веществ с суммирующимся вредным действием сначала определяется вспомогательное значение суммарного ПДВ = ПДВ_с, приведенного к выбросу одного из веществ. Для этого в формулах (8.8), (8.9) используется ПДК данного вещества и суммарный фон с_ф, приведенный к этому же веществу. Затем с учетом состава выбросов определяются ПДВ отдельных вредных веществ.

8.5.11. В случае нескольких одинаковых источников, расстояния между которыми удовлетворяют соотношениям (5.12), (5.15), значение ПДВ для каждого источника определяется делением значения суммарного выброса, установленного согласно п. 8.4, на число источников N.

8.5.12. В случае многоствольной трубы (при l < d₂H) значение ПДВ из всех стволов определяется по формуле

                                                                              (8.11)

где q¢_м и q²_м (мг/м³) - приземные максимальные концентрации вредного вещества при М = 1 г/с, находимые при значениях параметров выброса для одного ствола и диаметра D, равного соответственно фактическому и эффективному диаметрам устья (п. 5.7).

Объем газовоздушной смеси V₁ при расчете q²_м полагается равным его эффективному объему V_1э (2.40). Безразмерный коэффициент d₁ определяется с использованием формулы (5.26).

8.5.13. При наличии группы из нескольких источников выброса значения ПДВ (ПДВ₁, ПДВ₂, ..., ПДВ_N) для каждого (i-гo) источника находятся по формуле

ПДВ_i = М_i,                                                                                                    (8.12)

где М_i (M₁, M₂, ..., M_N) - такие значения выброса от каждого источника, которые приняты при расчетах загрязнения атмосферы от всей совокупности источников и при которых максимальная суммарная концентрация в атмосфере при неблагоприятных метеорологических условиях не превышает ПДК - с_ф и 0,8 ПДК - с_ф на территориях, подлежащих особой охране (см. п. 8.3).

8.5.14. При разработке ПДВ для реконструируемого предприятия расчеты выполняются на фактическое положение и на перспективу. При расчетах на фактическое положение используются значения М и V₁ по данным последней инвентаризации выбросов с внесением в случае необходимости дополнительных уточнений. При расчетах на перспективу расчеты производятся отдельно для каждого из намеченных этапов сокращения выбросов с использованием значений М и V₁, ожидаемых в результате реализации намеченных мероприятий.

Примечания.

1. Предлагаемый в качестве ПДВ вариант должен быть оптимальным по технико-экономическим показателям.

2. Если для какого-либо вредного вещества выполняется соотношение

                                                                                                                           (8.13)

то в этом случае (при отсутствии необходимости учета суммации вредного действия нескольких веществ) использованные при расчетах значения М_i могут быть приняты в качестве ПДВ_i без расчетов суммарного загрязнения атмосферы.

8.5.15. Установлению ПДВ для отдельного источника предшествует определение его зоны влияния, радиус которой приближенно оценивается как наибольшее из двух расстояний от источника: х₁ и х₂ (м), где х₁ = 10х_м (при этом х₁ соответствует расстоянию, на котором с составляет 5 % от с_м). Значение х₂ определяется как расстояние от источника, начиная с которого с £ 0,05 ПДК. Здесь с_м, х_м и с определяются по формулам раздела 2. Значение х₂ при ручных расчетах находится графически с использованием рис. 2.4 как расстояние х за максимумом, соответствующее s₁ = 0,05 ПДК/с_м. При с_м £ 0,05 ПДК значение х₂ полагается равным нулю.

Для предприятий также устанавливаются зоны влияния, включающие в себя круги радиусом х₁, проведенные вокруг каждой из труб предприятия, и участки местности, где рассчитанное на ЭВМ суммарное загрязнение атмосферы от всей совокупности источников выброса данного предприятия, в том числе низких и неорганизованных выбросов, превышает 0,05 ПДК.

Зоны влияния источников и предприятий рассчитываются по каждому вредному веществу (комбинации веществ с суммирующимся вредным действием) отдельно.

Для предприятий и источников, зоны влияния которых целиком расположены в участках города, где рассчитанная суммарная концентрация от всех источников города , значения выбросов, использованные при указанных расчетах , принимаются в качестве ПДВ.

Примечание.

При определении размеров зоны влияния предприятия расчеты загрязнения атмосферы на ЭВМ допускается приближенно производить только для одного расчетного направления ветра (с предприятия на центр города), средневзвешенной опасной скорости ветра и = и_мс, причем расчетная область представляется отрезком между центром предприятия и границей города.

8.5.16. При детализации фона только по территории города в качестве фона с_ф для предприятия (источника) при установлении ПДВ используется его максимальное значение в зоне влияния рассматриваемого предприятия (источника). После этого учет фона производится обычным образом.

Если фон в зоне влияния детализирован по двум градациям скорости ветра (с_ф1 и с_ф2), то для одиночного источника сначала определяются вспомогательные значения М_i в каждой из градаций скорости ветра по следующим формулам:

 при f £ 100,                                                     (8.14)

 при f > 100 или DТ » 0.                                   (8.15)

Здесь i = 1 или 2, безразмерный коэффициент r_i определяется с помощью соотношения (2.19), остальные обозначения аналогичны введенным в раздел 2. Значение i = 1 соответствует той градации скорости ветра, в которую попадает опасная скорость ветра и_м. Для этой градации полагается r₁ = 1. Если c_ф1 > c_ф2, то ПДВ = М₁. Если c_ф2 > c_ф1, то производится расчет М₂, причем при расчете безразмерного коэффициента r₂ используется скорость и, соответствующая середине рассматриваемой градации. В последнем случае ПДВ равен минимальному значению из М₁ и М₂:

ПДВ = min (М₁, М₂).                                                                                    (8.16)

8.5.17. Если с¢_ф > ПДК, то увеличение мощности выброса от реконструируемых объектов и строительство на предприятии новых объектов с выбросами тех же веществ или веществ, обладающих с ними суммацией вредного действия, может быть допущено только при одновременном обеспечении снижения выбросов вредных веществ в атмосферу на остальных объектах рассматриваемого предприятия или на других предприятиях города, обоснованного проектными решениями.

8.5.18. Наряду с максимальными разовыми ПДВ (г/с) в оперативных целях для выполнения проектных оценок темпов снижения выбросов и возможностей утилизации уносимых газовоздушной смесью вредных веществ устанавливаются годовые значения ПДВ_г (т/год) для отдельных источников и предприятия в целом.

Для отдельного (i-го) источника из N источников предприятия ПДВ_гi находится с учетом временной неравномерности выбросов, в том числе за счет планового ремонта технологического и газоочистного оборудования.

Для предприятия в целом ПДВ_г находится по формуле:

                                                                                       (8.17)

8.5.19. Для действующих предприятий, если в воздухе городов или других населенных пунктов концентрации вредных веществ превышают ПДК, а значения ПДВ в настоящее время не могут быть достигнуты, по согласованию с органами Госкомгидромета и Минздрава СССР предусматривается поэтапное, с указанием длительности каждого этапа, снижение выбросов вредных веществ до значений ПДВ, обеспечивающих достижение ПДК, или до полного предотвращения выбросов. На каждом этапе до обеспечения значений ПДВ устанавливаются временно согласованные выбросы вредных веществ (ВСВ) с учетом значений выбросов предприятий с наилучшей (в части охраны окружающей среды) достигнутой технологией производства, аналогичных по мощности и технологическим процессам. При установлении ВСВ следует пользоваться теми же приемами расчета, что и при установлении ПДВ.

Примечания.

1. Значения ВСВ, так же как и ПДВ, устанавливаются для источников и для предприятия в целом.

2. Следует предусматривать мероприятия по кратковременному снижению выбросов в периоды аномально опасных метеоусловий.

3. Если зона влияния источника (вне зависимости от соотношения между концентрациями с в точке его расположения и ПДК) захватывает участки местности, где с > ПДК, то на соответствующем этапе снижения выбросов должно устанавливаться значение ВСВ.

4. Для вновь проектируемых предприятий (объектов) значения ВСВ не устанавливаются.

8.6. Определение границ санитарно-защитной зоны предприятий.

8.6.1. Размеры санитарно-защитной зоны (СЗЗ) l₀ (м), установленные в Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий, должны проверяться расчетом загрязнения атмосферы в соответствии с требованиями настоящего ОНД (разделы 2 - 5) с учетом перспективы развития предприятия и фактического загрязнения атмосферного воздуха.

8.6.2. Полученные по расчету размеры СЗЗ должны уточняться отдельно для различных направлений ветра в зависимости от результатов расчета загрязнения атмосферы и среднегодовой розы ветров района расположения предприятия по формуле

                                                                                                      (8.18)

где l (м) - расчетный размер СЗЗ; L₀ (м) - расчетный размер участка местности в данном направлении, где концентрация вредных веществ (с учетом фоновой концентрации от других источников) превышает ПДК; Р (%) - среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба; Р₀ (%) - повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров. Например, при восьмирумбовой розе ветров . Значения l и L₀ отсчитываются от границы источников.

Примечания.

1. Значения L₀ в общем случае могут различаться для ветров разных направлений.

2. Среднегодовая роза ветров, характеризуемая значениями Р для разных румбов, принимается по данным «Справочника по климату СССР», а при отсутствии необходимых данных в этом справочнике запрашивается в УГКС по месту расположения предприятия.

8.6.3. Учитывая значительную пространственную изменчивость розы ветров, особенно в условиях сложного рельефа, речных долин, вблизи морей, озер и т.п., при использовании справочных данных следует согласовать принятую розу ветров с УГKС Госкомгидромета по месту расположения предприятия.

8.6.4. Если в соответствии с предусмотренными техническими решениями и расчетами загрязнений атмосферы размеры СЗЗ для предприятия получаются больше, чем размеры, установленные Санитарными нормами проектирования промышленных предприятий, то необходимо пересмотреть проектные решения и обеспечить выполнение требований Санитарных норм за счет уменьшения количества выбросов вредных веществ в атмосферу, увеличения высоты их выброса с учетом установленных ограничений и др. Если и после дополнительной проработки не выявлены технические возможности обеспечения размеров СЗЗ, требуемых этими Санитарными нормами, то размеры l принимаются в соответствии с результатами расчета загрязнения атмосферы по согласованию с Минздравом СССР и Госстроем СССР.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ОТ ЛИНЕЙНЫХ И ПЛОЩАДНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИ ВЕТРЕ ВДОЛЬ ИЛИ ПОПЕРЕК ИСТОЧНИКА

1. Распределение концентраций вредных веществ с на расстоянии х от центра линейного источника длиной L при ветре, направленном вдоль этого источника, в случае, когда скорость ветра равна и_м, определяется по формуле

                                                                                         (1)

где s¢₅ и s²₅ - безразмерные коэффициенты, определяемые по графику для s₅ на рис. 1 в зависимости от отношений  и  соответственно, причем по пунктирной линии в случае тяжелой примеси. Здесь значения с¢_м, х¢_м определяются согласно п. 3.1, 3.5.

Рис. 1

При высотах источника Н меньше 10 м безразмерный коэффициент s₅ заменяется на безразмерный коэффициент s^н₅:

s^н₅(t) = 0,125(Н - 2) + 0,125(10 - Н) при t £ 1;                                            (2а)

s^н₅(t) = s₅(t) + 0,125(10 - H)[1 - s₅(t)] при t > 1,                                            (2б)

где s₅ определяется по тому же аргументу t с помощью рис. 1.

При скорости ветра и ¹ и_м значение с определяется по формуле

                                                                                     (3)

где r и р определяются в соответствии с п. 2.10 и 2.11 по значению и/и¢_м, a s¢₅ и s²₅ соответственно по  и .

2. Значение максимальной концентрации вредных веществ при ветре, направленном поперек линейного источника, определяется по формуле

с_м = e₁с¢_м.                                                                                                       (4)

Здесь безразмерный коэффициент e₁ определяется по формулам:

e₁ = 0,923a при a £ 0,255;                                                                          (5а)

 при 0,255 < a < 2,32;                                                          (5б)

 при a > 2,32,                                                                          (5в)

где

 при и¢_м £ 5,                                                                                (6а)

 при и¢_м > 5.                                                                                  (6б)

Расстояние от линейного источника х_м, на котором достигается максимальная приземная концентрация вредных веществ с_м, определяется по формуле

х_м = e₂х¢_м;                                                                                                       (7)

e₂ = 3 при a £ 0,25;                                                                                      (8а)

 при 0,25 < a < 2,25;                                                                     (8б)

e₂ = 1 при a > 2,25.                                                                                      (8в)

3. Распределение концентраций вредных веществ с (мг/м³) на расстоянии х (м) от центра линейного источника при ветре скоростью и (м/с), направленном поперек линейного источника, определяется по формуле

с = s₁s₆rc¢_м.                                                                                                    (9)

При расчетах начало координат располагается в центре линейного источника, ось х направлена вдоль, а ось y - перпендикулярно направлению ветра.

Рис. 2

Концентрация вредных веществ с_у (мг/м³) на расстоянии у (м) от оси факела определяется по формуле

                                                           (10)

Здесь s₁ - безразмерный коэффициент, определяемый в соответствии с п. 2.12 по значению отношения ; r, p - безразмерные коэффициенты, определяемые в соответствии с п. 2.10 и п. 2.11 по значению отношения и/и¢_м; s₆, s¢₆, s²₆ - безразмерные коэффициенты, определяемые по формуле (11) или по рис. 2 в зависимости от значений L (м), (2у + L) (м) и (2у - L) (м), используемых при вычислении аргумента g:

                                       (11)

 при и £ 5,                                                                                 (12а)

g = 0,45x/L при и > 5.                                                                                  (12б)

Для g > 6,74 функция s₆ принимается равной 1.

Примечание.

На достаточно большом расстоянии oт линейного источника, которому соответствует безразмерный коэффициент s₆, близкий к единице, линейный источник может рассматриваться как одиночный точечный источник с с_м = с¢_м, х_м = х¢_м и и_м = и¢_м.

4. При ветре, направленном перпендикулярно одной из сторон площадного источника прямоугольной формы, концентрация (как на территории самого источника, так и за его пределами) рассчитывается по формуле

      (13)

Pис. 3

где

  

                                                                      (14)

  

х и у - координаты расчетной точки в системе координат с началом в середине наветренного края источника; х²_м - расстояние от одиночного входящего в рассматриваемую совокупность точечного источника, на котором при опасной скорости ветра и_м = и²_м достигается максимальная концентрация; с²_м (мг/м³) - максимальная концентрация от одиночного точечного источника, которая имела бы место в том случае, если бы его выбросы равнялись полному выбросу М от площадного источника; L¢ - меньшее из значений x и L₂; L₁ и L₂ - протяженности площадного источника соответственно поперек и вдоль ветра; безразмерный коэффициент s₇ (t₁, t₂) в зависимости от t₁ и t₂ определяется по рис. 3 (сплошные линии относятся к легкой, пунктирные - к тяжелой примеси).

Примечания.

1. За значение М для площадного источника принимается максимальный суммарный выброс с его территории с учетом в необходимых случаях неодновременности выбросов от отдельных точечных источников.

2. По формулам (13), (14) рассчитывается распределение концентрации и при и ¹ и_м. В том случае с²_м заменяется на с²_ми, х²_м - на х²_ми, и_м - на и. Здесь с²_ми = rс²_м, х²_ми = рх²_м - безразмерные коэффициенты r и p определяются по отношению и/и²_м в соответствии с п. 2.10, 2.11.

3. По приведенным формулам расчет концентраций производится для площадных источников, у которых L₁/x²_м и L₂/x²_м не превышает 10. При размерах площадных источников, превышающих указанные значения, они должны разбиваться на несколько площадных источников меньшей площади.

4. Расчеты по формулам Приложения 1 производятся, как правило без применения ЭВМ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

РАСЧЕТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА НА ПРОМПЛОЩАДКЕ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЯ ЗАСТРОЙКИ

1. Основные расчетные характеристики

1.1. Влияние застройки (зданий и сооружений) на загрязнение воздуха связано с изменением характера воздушных течений вблизи здания. При обтекании отдельных зданий и их групп могут образовываться ветровые тени (застойные зоны) с близкой к нулю средней скоростью ветра и интенсивным турбулентным перемешиванием. Формулы настоящего Приложения предназначены для расчета приземных концентраций в слое 0 - 2 м и вертикального распределения концентраций в приземном слое воздуха (включая расчет концентраций у стен и крыш зданий) с учетом влияния застройки.

Учет влияния застройки осуществляется для источников средней высоты, низких и наземных источников (см. п. 1.3). Расчет загрязнения воздуха от высоких источников, как правило, производится без учета влияния застройки, за исключением случаев, предусмотренных п. 1.7 Приложения 2.

Примечание.

Классификация источников производится в соответствии с п. 1.3 настоящего ОНД, причем за Н принимается высота устья над уровнем подстилающей поверхности.

1.2. Для каждого из рассматриваемых источников перед выполнением расчетов с учетом застройки определяются по формулам раздела 2 значения максимальной концентрации с_м, а также расстояния х_м и опасной скорости и_м, при которых достигается концентрация с_м при отсутствии застройки.

1.3. Расчет загрязнения воздуха с учетом влияния застройки производится в случаях, когда здание удалено от источника на расстояние менее х_м, или когда источник расположен на здании или в зонах возможного образования ветровых теней (п. 1.5 Приложения 2). При этом высота здания Н_э должна быть не менее 0,4 высоты источника Н (Н_э ³ 0,4Н). Если здание удалено от источника на расстояние большее, чем 0,5х_м, и основание источника не размещается в зоне возможного образования ветровой тени, то учет влияния застройки производится в случаях, когда высота здания превышает 0,7 высоты источника (Н_э > 0,7Н).

Рис. 1

Примечания.

1. Как правило, не подлежат учету здания и сооружения высотой менее 5 м, а также здания и сооружения, максимальный линейный размер которых по горизонтали не превосходит 10 м.

2. Учет сооружений производится в случае, если их коэффициент заполнения, определяемый согласно СНиП II-6-74 «Нагрузки и воздействия», не ниже 0,5.

1.4. Рассматриваемое здание, как правило, аппроксимируется параллелепипедом (рис. 1) высотой Н_з, длиной L¢_д (размер наибольшей стороны основания) и шириной L¢_ш. Высота Н_з определяется по формуле

                                                                                                       (1)

где V_з - фактический объем здания, S_o - фактическая площадь основания. Значения L¢_д и L¢_ш должны удовлетворять условию L¢_дL¢_ш = S_o, а положение боковых сторон аппроксимирующего параллелепипеда выбирается так, чтобы они были близки к стенам зданий.

Примечания.

1. В случае зданий сложной конфигурации (рис. 2) они аппроксимируются несколькими параллелепипедами. При этом расчет приземных концентраций производится согласно п. 5 Приложения 2 как для совокупности зданий.

2. Для зданий, имеющих в плане форму, близкую к правильному многоугольнику или кругу, в качестве основания аппроксимирующего параллелепипеда берется квадрат.

Рис. 2

1.5. Для каждого здания при заданном направлении ветра различаются три основных типа ветровых теней (рис. 3 а): подветренная (I), на крыше (II) и наветренная (зона подпора) (III). Максимальные значения Н_I, Н_II, Н_III высоты над уровнем земли ветровых теней указанных типов и их протяженности L_I, L_II, L_III определяются формулами:

Н_I = Н_з, L_I = 4L^*,                                                                                           (2а)

при L_д £ 2L^*: Н_II = Н_з + 0,4L_д, L_II = L_д,                                                        (2б)

при L_д > 2L^*: Н_II = Н_з + 0,4L^*, L_II = 2L^*,                                                      (2в)

H_III = 0,5L^*, L_III = L^*,                                                                                     (2г)

где

L^* = Н_з при Н_з < L_ш,                                                                                     (3а)

L^* = L_ш при Н_з > L_ш.                                                                                    (3б)

Размеры L_д и L_ш устанавливаются в зависимости от направления ветра. В случаях, когда ветер направлен по перпендикуляру к стене здания, длина этой стены принимается за L_ш, а длина смежной стены - за L_д (рис. 3 б). В остальных случаях L_д и L_ш устанавливаются в соответствии с п. 2.3 Приложения 2.

Границы ветровых теней устанавливаются по графикам, приведенным на рис. 3 в - д, или по формулам:

 при 0 £ х £ 4L^*,                                          (4a)

 при 0 < х < L_II,                        (4б)

 при 0 £ х £ L^*,                                                 (4в)

где х - расстояние вдоль направления ветра от расчетной точки до стены здания. Если ветровые тени зданий, которые необходимо учесть в расчетах, пересекаются, то образуется объединенная тень, конфигурация которой определяется согласно п. 9.1 Приложения 2.

Рис. 3

Примечания.

1. В отдельных случаях возможен более детальный учет взаимодействия ветровых теней с использованием рекомендаций п. 9 Приложения 2.

2. Если высота ветровых теней Н_в (в зонах I, II, III) окажется менее 2 м, то принимается Н_в = 2 м.

1.6. В общем случае при наличии застройки максимальное значение приземной концентрации  определяется через максимальную концентрацию с_м, полученную без учета влияния застройки (см. п. 1.2 Приложения 2), по формуле

                                                                                                     (5)

где  - поправка, учитывающая влияние застройки. Концентрация  достигается на расстоянии х_м от источника при опасной скорости ветра  и опасном направлении ветра.

1.7. Для высоких источников учет влияния застройки производится по схеме, изложенной в разделах 2 - 9 данного Приложения, по согласованию с органами Госкомгидромета в отдельных случаях (например, при размещении источников вблизи здания, высота которого превышает высоту источников).

2. Расчет максимальных концентраций от одиночного точечного источника в случае одного здания

2.1. Порядок определения  устанавливается в зависимости от расположения источника относительно здания. При размещении основания источника в зонах возможного образования подветренной тени при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (см. например, рис. 4 а),  определяется в соответствии с п. 2.2 Приложения 2. При размещении основания источника в зонах, где ветровые тени образуются только при направлении ветра, составляющем острый угол с нормалью к одной из стен здания (см. например, рис. 4 б),  определяется в соответствии с п. 2.3 Приложения 2. Если основание источника располагается вне зон возможного образования ветровой тени на удалении до 1,5L^* от их границы х_в (рис. 4 в, г), то расчет  производится в соответствии с п. 2.4 Приложения 2. В остальных случаях расчет максимальных концентраций производится без учета влияния зданий, т.е.  = с_м.

Рис. 4

Рис. 5

2.2. При размещении основания источника в зонах возможного образования ветровых теней при перпендикулярном к стене здания направлении ветра (рис. 4 а) максимальная приземная концентрация достигается при опасном направлении ветра, соответствующем переносу воздуха по перпендикуляру от здания к источнику. В этом случае

                                                                                   (6)

где

                                                                                                      (7)

Коэффициенты в формулах (6) и (7) являются безразмерными. Коэффициент r_з описывает влияние различия в опасных скоростях ветра при наличии здания () и при его отсутствии (и_м), коэффициент  - изменение структуры воздушного потока при наличии застройки, коэффициенты s и z_м - влияние турбулентной диффузии внутри тени и колебаний направления ветра. Коэффициент s₁ имеет тот же смысл, что и в соответствующих формулах раздела 2.

Для определения коэффициента r_з предварительно вычисляется опасная скорость ветра  по формулам (2.16а) - (2.17в). При этом, если высота источника Н меньше высоты зоны ветровой тени Н_в в точке расположения источника, т.е. Н < Н_в (рис. 5 а), то расчет входящих в указанные формулы значений v_м и f производится при замене высоты источника Н на высоту зоны тени Н_в. Далее коэффициент r_з определяется в зависимости от  по графику, приведенному на рис. 6, или по формулам

 при ,                                (8а)

 при                                                    (8б)

Рис. 6

Рис. 7

Если Н > Н_в (рис. 5 б), то  и r_з = 1.

При Н > Н_в коэффициент  определяется по графику, приведенному на рис. 7, или по формуле

 при Н ³ Н_в                                                        (9)

в зависимости от отношения Н/Н_в. При Н < Н_в принимается значение , соответствующее Н = Н_в.

Если

                                                                                                         (10)

то при расчетах принимается:

, , , .                                                               (11)

Рис. 8

Коэффициент s в (7) определяется по графику, приведенному на рис. 8, или по формулам:

 при 0 £ t₁ < 1;                                                              (12а)

 при 1 £ t₁ £ 8;                                                              (12б)

 при 8 < t₁ £ 50             (12в)

 при t > 50                                                                                   (12г)

в зависимости от аргумента

                                                                                                  (13)

где при Н > Н_в коэффициент р_з устанавливается в зависимости oт отношения  по графику, приведенному на рис. 6, или по формулам:

р_з = 3 при ;                                                                                   (14а)

 при ;                                                  (14б)

 при ,                                                                 (14в)

а при Н > Н_в принимается р_з = 1. Если при этом J₁ £ 1, где J₁ определяется по формуле (7), то принимаются соотношения (11).

Рис. 9

Для низких источников (т.е. при Н < 10 м), коэффициент s в (7) заменяется на s_L, где s_L определяется по формулам:

s_L = 1 при t₁ £ 1 и H £ 2 м;                                                                         

s_L = 0,125(10 - H) + 0,125(H - 2)s при t₁ £ 1 и 2 < Н < 10 м;                          

 при t₁ > 1 и H £ 2 м;                                                               (15)

 при t₁ > 1 и 2 < H < 10 м.                                   

Для определения z_м предварительно по рис. 9 или по формулам:

 при t £ 1,                                                        (16а)

 при t₂ > 1                                                                     (16б)

находится вспомогательный угол j_к (в градусах) в зависимости от отношения

                                                                                                        (17)

Безразмерный коэффициент z_м определяется по рис. 10 или по формуле

                                     (18)

в зависимости от аргумента t₃:

 при ,                                                                          (19а)

t₃ = 2,24j_к при .                                                                          (19б)

Рис. 10

Если значение z_м удовлетворяет неравенству

z_м £ 0,05,                                                                                                       (20)

то принимаются соотношения (11).

При Н/Н_в ³ 1 принимается

s₁ = l.                                                                                                             (21)

При Н/Н_в < 1 коэффициент s определяется и зависимости от отношения

                                                                                                      (22)

Если x ³ 1, то коэффициент s₁ находится по формуле (21), а при x < 1 коэффициент s₁ находится по рис. 11 в зависимости от отношения  или по формуле (2.23а).

Расстояние  от источника до точки, в которой достигается максимум приземной концентрации , в случае x ³ 1 определяется по формуле

                                                                                                     (23)

а в случае x < 1 по формулам

при Н/Н_в £ 1,                                                                                   (24а)

 при Н/Н_в > 1.                                                           (24б)

Рис. 11

Примечание.

Если рассчитанное значение  удовлетворяет условию

                                                                                                                                                (25)

то принимается соотношение (11).

2.3. В тех случаях, когда основание источника находится в зонах, где образование подветренной тени возможно только при направлении ветра, отличном от направления нормалей к стенам здания (см. рис. 4 б), максимальная приземная концентрация  достигается при опасном направлении ветра, соответствующем переносу воздуха к источнику от ближайшего к нему угла здания. Расчет  производится при этом по формулам п. 2.2 Приложения 2 со следующими изменениями:

для определения того, какая из сторон здания при указанном направлении ветра является подветренной, через центр здания (рис. 12 а) проводится прямая, ориентированная вдоль направления ветра. Если эта прямая находится внутри или на границах угла, который образован диагоналями, примыкающими к более длинной стороне здания (например, к стороне CD на рис. 12 а), 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. Полученное значение L_ш используется для определения L^* по формуле (3) Приложения 2;

величина z_м вычисляется из соотношений:

z_м = 0,5(z¢ + z²) при g £ j_к,                                                                         (26а)

z_м = 0,5(z¢ - z²) при g > j_к,                                                                          (26б)

где g - положительный острый угол (в градусах) между опасным направлением ветра и нормалью к стене здания (рис. 12 а). Здесь z¢ находится по графику, приведенному на рис. 10, или по формуле (18) как значение z_м, вычисленное по аргументу t₃ (формула (19)) при замене j_к на j_к + g, a z² вычисляется аналогичным образом при замене j_к на |j_к - g|.

Рис. 12

2.4. Для источников, основание которых расположено вне зоны возможного образования подветренной тени (см. рис. 4 в, г), опасное направление ветра соответствует переносу воздуха от здания к источнику по нормали (рис. 4 в) или по направлению oт ближайшего угла здания (рис. 4 г). Если при этом расстояние от источника до границы ветровой тени х_в (рис. 4 в, г) удовлетворяет условию х_в £ 1,5L^* (где L^* определяется в соответствии с п. 2.3 Приложения 2), то

                                                                              (27)

                                                                            (28)

где  и  определяется в соответствии с п. 2.2, 2.3 Приложения 2 как значения  и  для источника, расположенного на границе зоны ветровой тени (т.е. в точке с координатой x_в). При x_в > 1,5L^* принимается .

2.5. При размещении основания источника на крыше здания производится расчет  для двух случаев, в которых направление ветра совпадает с направлением нормали к двум наименее удаленным от источника стенам здания (рис. 13 а). Далее, из полученных значений выбирается максимальное, а соответствующее ему направление ветра принимается за опасное.

Расчет  для каждого из двух указанных направлений ветра производится по формулам п. 2.2 Приложения 2 со следующими изменениями:

высота зоны ветровой тени заменяется на высоту здания

Н_в = Н_з,                                                                                                         (29)

принимается опасная скорость ветра ; r_з = р_з = 1; s в формуле (7) заменяется на коэффициент , определяемый по формулам

 при L_д < 2L^*,                                                                                      (30а)

 при L_д ³ 2L^*.                                                                       (30б)

Здесь х_н и х_в - расстояния от источника до наветренного и подветренного краев подветренной тени (рис. 13 в), a s_н и s_в - вычисляются по формулам (13а - 13г) или по графику, приведенному на рис. 8, как значения s при значениях аргумента t₁, вычисленных по формуле (13) при замене L₁ на х_н и х_в соответственно. Формула (30) используется также в случае низких источников для определения коэффициента , который подставляется в (7) вместо s_L, вычисленного по формулам (13a - 13г) (при этом в правой части (30) коэффициенты s, s_в и s_н заменяются на соответствующие значения s_L).

Рис. 13

Примечания.

1. В отдельных случаях опасное направление ветра может быть установлено до проведения расчетов. Так, например, если источник располагается у более длинного края крыши, то опасным является направление ветра по нормали к ближайшей стене здания в сторону подветренной тени (см. рис. 13 б).

2. Если значение , определяемое по формулам (23) - (24), окажется соответствующим точке поверхности крыши, то максимум приземной концентрации достигается непосредственно вблизи подветренной стены здания. В таком случае в формуле (6) Приложения 2 значение s₁ определяется по графику, приведенному на рис. 2.4 или по формулам (2.23) в зависимости от аргумента х_в/х_м и принимается  (рис. 13 в).

3. Расчет распределения концентраций от одиночного точечного источника при произвольных скоростях и направлениях ветра

3.1. Расчет распределения концентраций от точечного источника с учетом влияния застройки при заданных скорости и направлении ветра выполняется для ограниченных участков промплощадки при решении отдельных вопросов, таких, как размещение воздухозаборов, а также как составная часть расчета загрязнения воздуха на промплощадке от совокупности большого числа источников (см. п. 6 Приложения 2).

До проведения расчетов на плане местности через источник проводится прямая линия, ориентированная вдоль ветра (см. рис. 12 a). Если эта линия не пересекает основание здания, то расчет распределения приземных концентраций производится по формулам раздела 2 без учета влияния здания. В случае пересечения здания линией на плане (рис. 12 а) учитывается влияние застройки. При этом определяется длина подветренной стороны здания в соответствии с п. 2.3 Приложения 2.

Приземная концентрация при произвольных значениях скорости и направления ветра рассчитывается по формуле

                                                                                                       (31)

где концентрация с_м рассчитывается в соответствии с п. 1.2 Приложения 2, а коэффициент r определяется в зависимости от отношения  по графику для r₃, приведенному на рис. 6. Опасная скорость ветра  с учетом влияния застройки определяется в соответствии с п. 2.2 - 2.5 Приложения 2.

Схема расчета коэффициента  выбирается в зависимости от того, находится ли устье источника в подветренной или наветренной тени, расположен ли источник на крыше здания, над зонами ветровой тени, с наветренной или подветренной стороны от указанных зон.

Построение границ зон ветровой тени осуществляется в соответствии с п. 1.5 Приложения 2. При этом строится сечение здания вертикальной плоскостью, проходящей через источник и ориентированном вдоль направления ветра (см. рис. 12 а), и в соответствии с п. 1.5 Приложения 2 определяются границы наветренном и подветренном зон ветровой тени.

Примечание.

В пределах зон ветровой тени концентрация примеси отличается от нуля не только с подветренной стороны, но и с наветренной стороны от источника и определяется приводимыми ниже формулами.

3.2. При размещении основания источника в зоне подветренной тени (рис. 12 б) значение  в точке, расположенной на расстоянии х от источника вдоль оси факела и на удалении у от этой оси определяется по формуле

                                                                                      (32)

Коэффициент z, зависящий от скорости ветра и и положительного острого угла g между направлением ветра и нормалью к подветренной стене здания (рис. 12 а), определяется по той же формуле (26), что и z_м, причем значение t_з вычисляется по формуле (19) с заменой  на и. При этом, как и ранее, j_к определяется по рис. 9 или по формулам (16а), (16б).

Коэффициент s₁ находится по формулам (2.23а) - (2.23г) или графикам, приведенным на рис. 2.4 а - в, в зависимости от отношения х/рх_м. Здесь безразмерный коэффициент р определяется в зависимости от отношении и/и_м по формулам (2.21а) - (2.21в) или по графику, приведенному на рис. 2.3.

Коэффициент s₂ находится по формуле (2.27) или по графику, приведенному на рис. 2.6, и зависимости от отношений

 при и £ 5 м/с,                                                                                (33а)

 при и > 5 м/с.                                                                                (33б)

Коэффициент s¢ находится по формулам

 при х < х_в,                                                                                      (34а)

 при х_в < х £ L¢,                                                       (34б)

s¢ = s₁s₂ при x > L¢.                                                                                       (34в)

Здесь

L¢ = рх_м при х_в + Н_в £ рх_м,                                                                           (35а)

L¢ = х_в + 5Н_в при х_в + 5Н_в > рх_м,                                                                 (35б)

 при х_в + 5Н_в £ рх_м,                                                        (36а)

 при х_в + 5Н_в > рх_м.                                                 (36б)

Коэффициент J₁ вычисляется по формуле (7), причем величины , s и r₃ определяются согласно п. 2.2 Приложения 2. Если J₁ < 1, то принимается J₁ = 1. Коэффициент s₁ в формуле (34б) вычисляется при значении x = L¢. Коэффициент  при х £ х_в (т.е. внутри зоны подветренной тени (см. рис. 12 б)) вычисляется по формулам

 при -L^*/2 £ y £ L^*/2,                                                                          (37а)

 при |y| > L^*/2.                                                                                    (37б)

При х > х_в коэффициент  находится по формуле (2.27) или по графику, приведенному на рис. 2.6, как значение s₂, соответствующее аргументу

 при и £ 5 м/с,                                                    

 при и > 5 м/с.                                                               (38)

3.3 При размещении основания источника в зоне подпора (наветренной тени) (см. рис. 12 в) коэффициент  также рассчитывается по формуле (32). При этом величины z, , s₁ и s₂ определяются в соответствии с п. 3.2 Приложения 2.

Коэффициент s¢ находится по формулам:

 при х < х_н,                                                                                     (39а)

 при х_н < х £ х_в,                                                                               (39б)

 при х_в < х £ L¢,                                                       (39в)

s¢ = s₁s₂ при x > L¢.                                                                                       (39г)

где J₁ вычисляется по формуле (7), a  - по аналогичной формуле с заменой s на :

                                                                                                     (40)

причем

                                                                                            (41)

В случае низких источников вместо s и  используются значения s_L и . Здесь х_н и х_к координаты начала и конца здания относительно источника, a х_в - координата подветренного края подветренной тени относительно источника (рис. 12 в).

Коэффициенты s_в и s_к вычисляются по формулам (12а) - (12г) или по графику, приведенному на рис. 8, как значения s, соответствующие аргументу t₁, определенному по формуле (13) при замене L_I на х_в и х_к соответственно. Для низких источников при этом используется формула (15).

Коэффициент r₃ определяется способом, изложенным в п. 2.2 Приложения 2.

Коэффициент s, входящий в J₁ в (39), определяется по формулам (12в) - (12г) или по графику, приведенному на рис. 8, в зависимости от отношения t₁, вычисленного по формуле (13) с заменой L_I на L_III, где L_III - длина наветренной зоны ветровой тени (см. п. 1.5 Приложения 2). Коэффициент s_L определяется аналогично по формуле (15). Коэффициент s₁, в формуле (39в), вычисляется при значении x = L¢.

Если J₁ < 1, то принимается J₁ = 1. При этом вычисление параметра t₁, по формуле (13) производится с использованием значения р_з, определяемого по графику, приведенному на рис. 14, или по формулам

р₃ = 1 при ,                                                                                         (42а)

 при ,                            (42б)

р₃ = 3 при .                                                                                   (42в)

Рис. 14

Величина L¢ и коэффициенты s² и  вычисляются по формулам (35) - (37).

3.4. При расположении источника на крыше здания (рис. 12 е) величина  также рассчитывается по формуле (32). При этом величины z, s₁ и s₂ определяются в соответствии с п. 3.2 Приложения 2. Коэффициент s₁ находится по формулам:

 при х < х_в,                                                                                     (43а)

 при х_в £ х £ L¢,                                                       (43б)

s¢ = s₁s₂ при x > L¢,                                                                                       (43в)

где  вычисляется по формуле (40). При этом коэффициенты ,  и r определяются согласно п. 2.5 Приложения 2, а , s² и L¢ - согласно п. 3.2 Приложения 2. Коэффициент s₁ в формуле (43б) вычисляется при значении x = L¢.

3.5. Если основание источника размещается с подветренной стороны от ветровой тени, причем х_в £ 1,5L^* (рис. 12 г), то величина  определяется по формуле

                                                                         (44)

Здесь  определяется согласно п. 2.4 Приложения 2 с заменой z_м на коэффициент z, вычисленный согласно п. 3.2 Приложения 2. При х_н > 1,5L^* величина  определяется по формуле

                                                                                                         (45)

3.6. При размещении источника с наветренной стороны от ветровой тени на расстоянии х_м £ 1,5L^* (рис. 12 д) расчет также производится по формуле (43). При этом для участков оси факела, приходящихся на наветренную и подветренную зоны тени, коэффициент s₁ заменяется соответственно на  и . Величина  вычисляется по формуле (11) с использованием в качестве х_к и х_в соответственно координат начала и конца наветренной тени относительно источника (рис. 12 д). Величина  также вычисляется по формуле (41) с использованием координат начала и конца зоны подветренной тени относительно источника.

При х_н > 1,5L^* расчет  выполняется по формуле (45), причем для участков факела, приходящихся на наветренную и подветренную зоны тени, также производится замена коэффициента s₁ на  и  соответственно.

4. Расчет концентрации от одиночного точечного источника в случае двух зданий

4.1. При определении максимального значения приземной концентрации в случае двух зданий сначала производится предварительный расчет для двух направлений ветра, которые соответствуют опасным направлениям ветра для источника при учете каждого из рассматриваемых зданий № 1 и № 2 по отдельности (рис. 15 а). При этом определяются величины  и  и соответствующие им углы j_к1 и j_к2. Далее, на плане выполняется дополнительное графическое построение: через источник проводится прямые, ориентированные вдоль двух указанных направлений ветра, от которых откладываются углы j_к1 и j_к2 соответственно с вершиной в источнике.

Если эти углы не имеют общей части, то  определяется как наибольшее из значений  и . В противном случае проводится также расчет  и  для других противоположных направлений ветра вдоль биссектрисы ОВ угла АОС, являющегося общей частью первоначально построенных углов.

Для направлений ветра, при которых ось факела или ее продолжение проходит через оба здания, строятся отдельные или, в случае необходимости, объединенные зоны ветровой тени и соответствии с рекомендациями п. 1.5 Приложения 2 (рис. 15 б). Направления ветра, при которых одно из зданий оказывается полностью затопленным (т.е. граница его ветровых теней не касается границы объединенной ветровой тени), при расчетах  и  не используются. Величины  (j = 1, 2, 3, 4) определяются согласно п. 1.2 с использованием в расчетах в качестве Н_в высоты объединенной ветровой тени. В случаях j = 1 и j = 2 угол j_к принимается равным соответственно j_к1 и j_к2, а в случаях j = 3 и j = 4 величина j_к определяется по формуле

j_к = 0,5(j_к1 + j_к2).                                                                                        (46)

Рис. 15

Если источник не расположен между корпусами зданий (например, в точке O₁ на рис. 15 б), то опасные направления ветра соответствуют переносу воздуха от зданий к источнику, а расчет максимальных приземных концентраций осуществляется по формулам п. 2.2 Приложения 2. Если источник расположен между корпусами (например, в точке О₃ на рис. 15 б), то расчет  также осуществляется по формулам п. 2.2 Приложения 2. При этом в случае образования объединенной зоны ветровой тени (см. п. 9 Приложения 2) в формуле (13) вместо L_I и в формулах (22) и (24) вместо х_в используется протяженность этой зоны L_к. Коэффициент  для источника, расположенного в межкорпусном дворе, определяется так же, как и для источника, расположенного в подветренной тени. При L_к < L_I и H < H_в полученное значение  умножается на отношение , где L_I - определенная в соответствии с п. 1.5 протяженность той зоны ветровой тени, высота которой использована при определении Н_в (см. п. 1.5 Приложения 2). В общем случае в качестве  принимается наибольшее из значений , , , .

Примечание.

При равенстве высот теней отдельных зданий в точке размещения источника в качестве L_I выбирается наибольшая из протяженностей ветровых теней этих зданий.

Рис. 16

4.2. При заданных скорости и направлении ветра расчет приземных концентраций производится с использованием графического построения. На плане местности выделяются направления ветра, соответствующие одному из трех возможных случаев (рис. 16): 1) ось факела пересекает одно из зданий (углы QOЕ и FOR на рис. 16); 2) ось факела не пересекает ни одного здания и 3) ось факела пересекает оба здания.

В первом и втором случаях расчет производится в соответствии с п. 3 Приложения 2. В последнем случае дополнительно проводится описанное в п. 4.1 Приложения 2 (см. рис. 15 а) графическое построение для опасных направлений ветра, соответствующих нормалям к стенам зданий, и строится биссектриса угла АОС. Если ось факела не попала в угол АОС, то расчет приземных концентраций производится без учета взаимодействия ветровых теней зданий. В таком случае при размещении источника внутри ветровой тени или на крыше одного из зданий влияние этого здания учитывается в соответствии с рекомендациями п. 3 Приложения 2. Для участков оси факела, приходящихся на ветровые тени второго здания, учет влияния этого второго здания также производится в соответствии с п. 3 Приложения 2.

В случае если основание источника находится вне зон ветровых теней обоих зданий, учет влияния этих зданий также осуществляется в соответствии с п. 3 Приложения 2 отдельно для каждого здания.

Если ось факела попала в угол АОС (рис. 15 а), то расчет приземных концентраций производится с использованием в качестве Н_в высоты объединенной зоны ветровой тени, определяемой в соответствии с п. 1.5 Приложения 2. При этом в качестве угла g используется положительный острый угол между направлением ветра и биссектрисой ОВ угла АОС или ее продолжением, а j_к определяется по формуле (46). Концентрации вычисляются по формулам п. 3 Приложения 2. Если источник расположен в подветренной тени застройки (например, в точке О на рис. 15 б при направлении ветра слева направо), то расчет производится по формулам п. 3.2 Приложения 2, причем высота ветровой тени в точке размещения источника принимается согласно п. 9 Приложения 2. Если источник размещен на крыше второго по потоку здания (например, в точке О₂ на рис. 15 б), то расчет производится по формулам п. 3.4 Приложения 2. При размещении источника между корпусами (например, в точке О₃ на рис. 15 б), расчет производится также по формулам п. 3.2 Приложения 2. Однако в случае образования объединенной ветровой тени (см. п. 9 Приложения 2) коэффициент  и масштаб L_I определяются согласно п. 4.1 Приложения 2, а коэффициент s¢ находится по формуле (39).

Если источник размещается на крыше первого по потоку здания (точка О₄ на рис. 15 б), то расчет производится по формулам п. 3.4 Приложения 2, причем коэффициент s¢ находится по формуле (39). При этом, в случае образования объединенной ветровой тени, вместо J₁ в первой из формул (39), относящейся к участку факела между корпусами, используется коэффициент , вычисленный через коэффициент , определяемый по формуле (30) с использованием в качестве х_н и х_в координат начала и конца межкорпусного двора относительно источника. Коэффициент J₁ по второй из формул (39) вычисляется с использованием соотношения (41) через координаты относительно источника конца второго здания и подветренного края подветренной тени. Если источник размещается в наветренной тени первого здания (точка O₅ на рис. 15 б), то расчет производится в соответствии с п. 3.3 Приложения 2. При этом для участка факела, соответствующего межкорпусному двору, в случае объединенной ветровой тени, используется значение J₁, соответствующее координатам начала и конца двора относительно источника.

В остальных случаях расчет производится по соответствующим формулам п. 3 Приложения 2. При этом, если источник расположен с наветренной стороны застройки на расстоянии более 1,5L^*, то для участков факела, приходящихся на зоны ветровой тени (включая межкорпусную), используются рекомендации п. 3.6 Приложения 2.

Примечание.

Расчет приемных концентраций на ЭВМ осуществляется согласно п. 5.3.

5. Расчет концентраций от одиночного точечного источника в случае группы зданий

5.1. При расчетах приземных концентраций учитываются только здания, удовлетворяющие требованию п. 1.3 Приложения 2.

Рис. 17

5.2. При расчетах максимальной приземной концентрации рассматриваются различные возможные пары зданий, учитываемые в группе. Для каждой пары в соответствии с п. 4.1 Приложения 2 выделяется не более четырех направлений ветра и строятся сечения проходящими через источник вертикальными плоскостями, ориентированными вдоль выделенных направлений ветра. Далее согласно п. 1.5 Приложения 2 определяются границы объединенных ветровых теней (в случае их пересечения) и с использованием их параметров вычисляется значение , где j - номер направления ветра. Максимальное из полученных значении  для всех рассматриваемых направлений ветра принимается в качестве .

5.3. Для расчета приземной концентрации при заданных скорости и направлении ветра в общем случае строится сечение застройки вертикальной плоскостью, проходящей через источник и ориентированной вдоль ветра (рис. 17). При этом учитываются только те здания, для которых нормаль к подветренной стене (см. п. 2.3 Приложения 2) составляет с направлением ветра угол менее j_к, соответствующего данному зданию.

Согласно п. 1.5 Приложения 2, для взаимодействующих ветровых теней строятся соответствующие им объединенные зоны. При этом для рассматриваемого источника выделяются объединенные или индивидуальные зоны следующих четырех типов: 1) содержащая устье источника, 2) ближайшая с подветренной стороны, 3) последующие с подветренной стороны, 4) ближайшая с наветренной стороны.

Дальнейший расчет производится в соответствии с п. 4 Приложения 2. При этом каждая объединенная зона характеризуется значением j_к, равным среднему из значений j_к для зданий, ветровые тени которых учитываются при построении данной объединенной зоны.

Примечания.

1. Зона типа 4 строится и используется для расчетов только в том случае, если тени типа 1 отсутствуют.

2. При определении j_к не учитываются полностью «затопленные» здания, т.е. здания, границы ветровых теней которых не касаются границы объединенной ветровой тени (рис. 17, п. 1.9 Приложения 2).

6. Расчет концентраций от группы источников

6.1. В случае группы из N точечных источников расчет суммарной приземной концентрации с учетом влияния застройки производится по формулам раздела 5. Перебор скоростей и направлений ветра при определении максимальных приземных концентраций осуществляется аналогично тому, как это делается без учета влияния застройки. При этом, однако, шаг, с которым изменяется направление ветра, не должен быть больше минимального из значений j_к, соответствующих включенным в расчет зданиям. Выбор шагов расчетной сетки производится в зависимости от предъявляемых к расчету требований, однако обычно нецелесообразно использование в одном расчете более 1600 - 2500 узлов (при необходимости детализации поля концентрации на большей территории следует проводить последовательные расчеты для ее отдельных участков).

Примечания.

1. До выполнения расчетов проводится объединение источников согласно рекомендациям раздела 5.

2. В общем случае указанные расчеты производятся с применением ЭВМ.

6.2. В случае размещения двух одинаковых источников на крыше одного здания на расстоянии менее L^* друг от друга расчеты максимальной концентрации  производятся при скорости ветра, равной и_м (т.е. определяемой в соответствии с разделом 2 опасной скорости ветра для отдельного источника), для четырех направлений ветра (рис. 18 а): перпендикулярных более длинной стене здания (2 направления) и соответствующих переносу примеси с одного источника на другой. Для каждого направления ветра максимум приземной концентрации определяется по формуле

                                                                                               (47)

где  и  получаются согласно п. 2 Приложения 2.

При расчетах для случая переноса с одного источника примеси на другой коэффициент z определяется согласно положений п. 2.3 Приложения 2. Наибольшее из четырех значений , полученных по формуле (47), принимается за максимум приземной концентрации. Аналогично производится расчет в случае, если расстояние между источниками превышает L^*, но одни из них находится в угле ±j_к, отложенном в обе стороны от нормали к стене здания, проходящей через второй источник.

Рис. 18

В общем случае, если расстояние между двумя размешенными на крыше источниками превышает L^*, то выполняется следующее дополнительное графическое построение. Для каждой из четырех стен здания (рис. 18 б) на отрезке прямой АВ, соединяющей на плане источники выбросов, строится как на диаметре окружность. Затем строится точка М пересечения этой окружности с окружностью радиусом L^*, центр которой расположен в источнике, находящемся более близко к рассматриваемой стене (для рассматриваемого примера - в точке В на рис. 18 б). Из точки, соответствующей второму источнику (из точки А на рис. 18 б), проводится прямая AN под углом j_к к нормали к стене. Если точка М попадает внутрь угла ОАN, то в рассмотрение включается дополнительное направление ветра, соответствующее биссектрисе АС угла МАN.

Аналогичное построение выполняется для других сторон здания, а затем расчеты по формуле (47) выполняются для четырех направлений ветра, перпендикулярных стенам здания, двух направлений ветра, соответствующих переносу с источника на источник, и дополнительных (не более четырех) направлений ветра, соответствующих биссектрисам АС.

7. Расчет концентраций в случае выбросов из линейного источника (аэрационного фонаря)

7.1. Для аэрационного фонаря расчет максимальных приземных концентраций осуществляется при двух направлениях ветра: вдоль и поперек фонаря.

Рис. 19

Если ветер направлен вдоль аэрационного фонаря, расчет осуществляется в соответствии с п. 5 - 9 Приложения 2, причем величины с_м, х_м и и_м, характеризующие приземные концентрации при отсутствии застройки, определяются в соответствии с разделом и Приложением 1.

Если ветер направлен поперек фонаря, этот фонарь длиной L разбивается на совокупность точечных источников, каждый из которых соответствует участку фонаря длиной L²:

L² = eL.                                                                                                         (48)

Коэффициент e в (48) определяется в зависимости от a, где

                                                                                                   (49)

по формуле (5) Приложения 1 или по рис. 19.

Если длина фонаря L не кратна L², то остаток от деления L на L² разбивается пополам и участки полученной длины относятся к краям аэрационного фонаря.

Параметры и_м и х_м для указанных точечных источников определяются согласно п. 3.3 с использованием единых значений эффективных диаметра и объема.

Расчет максимальных концентраций осуществляется далее согласно п. 2.5 Приложения 2 для одного из точечных источников. При этом в формуле (37) вместо L^* используются значения L².

Максимальное из значений , соответствующих ветру вдоль и поперек фонаря, является максимальной приземной концентрацией от аэрационного фонаря.

Примечания.

1. Разбиение фонаря на точечные источники используют также при расчетах в случае заданных скорости и направления ветра, расчетной точки и т.п. по формулам п. 3 Приложения 2. При этом в (37) вместо L^* используется значение L²cos g до тех пop, пока количество условных точечных источников, на которые разбивается фонарь, не станет равным N, определяемому по формуле (3.9).

2. При L_д < 2L^* два проема аэрационного фонаря заменяются на условный линейный источник, расположенный посередине между проемами. При этом мощность выброса М для условного источника полагается равной суммарной мощности выброса из обоих проемов, а объем газовоздушной смеси V₁ - половине общего объема газовоздушной смеси, выбрасываемой из фонаря.

8. Расчет распределения концентрации по вертикали, на крыше и стенах здания

8.1. Если основание источника находится в зоне ветровой тени на крыше, то расчет концентрации на крыше здания проводится по формулам п. 2, 3 Приложения 2 аналогично случаю размещения источника в подветренной тени. При этом в качестве высоты источника и высоты ветровой тени используются расстояния по нормали соответственно от устья источника и границы ветровой тени до крыши (если указанные расстояния меньше 2 м, то в расчетах используется значения 2 м). Если основание источника расположено вне зоны ветровой тени, то расчет концентрации на крыше проводится по формулам раздела 2 с использованием в качестве высоты источника расстояния по нормали от его устья до крыши здания.

На подветренной стене здания концентрация меняется линейно от полученного в соответствии с п. 8.1 Приложения 2 значения на уровне крыши до вычисленного согласно п. 2.5 Приложения 2 значения приземной концентрации. На наветренной стене здания концентрация принимается равной нулю.

8.2. При размещении основания источника в зоне подпора (наветренной тени) на расстоянии х_н от здания (х_н < х_м) расчет концентрации с_ст, достигающейся в точке наветренной стены на высоте z над подстилающей поверхностью при скорости ветра и, производится в случае z £ H_III по формуле

                                                                        (50)

В случае z > H_з в (50) принимается z = 0. Здесь коэффициенты J₁, z,  и s₂ находятся в соответствии с п. 3.3 Приложения 2 при скорости ветра и, а коэффициент r определяется по формулам раздела 2 в зависимости от отношения .

Коэффициент s_z в зависимости от отношений z/H(1 + 5d₂) и х/рх_м определяется согласно п. 2.15, а безразмерный коэффициент d₂ определяется в зависимости от отношения v_м/u и параметра f по формулам (2.36а), (2.36б), причем v_м и f вычисляются по параметрам выброса источника согласно формулам раздела 2.

После подстановки s_z = s₁ формула (50) используется также для расчета концентрации на наветренной стене здания при х_н > х_м.

Концентрация на крыше здания с_кр в точке с координатами (х, у) относительно источника находится по формуле

                                      (51)

где х_к - координата подветренной стены здания относительно источника, а величины J₁ и  определяются в соответствии с п. 3.3 Приложения 2. При этом s₂ и  принимаются в соответствии с п. 3.2 Приложения 2 для рассматриваемой точки крыши, a s_z находится в зависимости от отношений Н_з/Н(1 + 5d₂) и х/рх_м согласно п. 2.15.

На подветренной стене здания концентрация меняется линейно от значения, вычисленного по формуле (51) при х = х_м для уровня крыши, до значения  приземной концентрации.

Максимальная концентрация в рассматриваемой точке покрытия здания достигается при опасной скорости и_мz. Величина и_мz/и_м при z < H определяется по графику, приведенному на рис. 2.10, в зависимости от аргументов х/х_м и z/H. При z > H величина и_мz/и_м определяется по рис. 2.10 в зависимости от отношений х/х_м и 2,5z/H(1 + 5d_2м), где d_2м находится по формулам (2.36а), (2.36б) при значении и = и_м.

Максимальная концентрация в рассматриваемой точке покрытия определяется по формулам (50) или (51) при r и z, вычисленных для случая и = и_мz.

Примечание.

При z = 0 формула (50) может быть использована также для расчета концентрации в заданной точке над поверхностью земли (при отсутствии застройки).

8.3. При размещении источника в зоне подветренной тени концентрация с_ст на подветренной стене здания принимается равной значению приземной концентрации  у подветренной стены (при том же значении у), определяемой в соответствии с п. 3.1 Приложения 2. На наветренной стене здания концентрация принимается равной нулю. В случае L_д < 2L^* концентрация на крыше здания с_кр принимается равной . При L_д ³ 2L^* принимается с_кр = 0.

Примечание.

При размещении устья источника вниз по потоку от подветренной зоны ветровой тени за ее пределами концентрация на крыше и стенах здания принимается равной нулю.

8.4. При размещении источника с наветренной стороны от ветровых теней здания расчет концентрации на крыше и стенах здания производится по формулам п. 3.6 Приложения 2. При этом, как и в формулах (50), (51), коэффициент s₁ заменяется на s_z, где s_z вычисляется в соответствии с п. 2.15.

9. Характеристика зон ветровой тени в случае группы зданий или здания сложной формы

9.1. При обтекании воздушным потоком группы зданий могут образовываться объединенные (в том числе межкорпусные) зоны ветровой тени (здания в этом случае называются смежными). Конфигурация объединенных зон определяется путем наложения зон, построенных для рассматриваемых зданий, которые при этом полагаются отдельно стоящими. За границу объединенной зоны принимается огибающая границ зон отдельных зданий, а высота объединенной зоны в различных точках полагается равной максимальной из высот ветровых теней, участвующих в образовании объединенной тени. Пример построения объединенной зоны показан на рис. 20.

Рис. 20

Примечание.

Здания, зоны ветровой тени которых полностью находятся внутри зон ветровой тени других зданий, при построении объединенных зон не учитываются.

9.2. Здание сложной формы может быть представлено в виде нескольких параллелепипедов с нижним основанием на уровне земли. Конфигурация и размеры ветровой тени, возникающей при обтекании воздушным потоком такого здания, определяются в соответствии с п. 9.1 Приложения 2 путем наложения зон для отдельных зданий и нахождения огибающей их границы. Примеры построения зон ветровой тени для зданий сложной конфигурации приведены на рис. 21.

9.3. В наиболее ответственных случаях, когда необходимо детально определить форму и размеры зон ветровой тени, возникающих вблизи отдельных зданий и их групп, а также ожидаемое распределение концентраций, целесообразно проводить эксперименты по обдуванию макетов зданий в специальных аэродинамических трубах. При постановке и проведении таких экспериментов, а также при использовании их результатов для описания обтекания зданий воздушным потоком в реальной атмосфере необходимо соблюдать соответствующие критерии подобия.

9.4. Для ориентировочных расчетов приземных концентраций па промплощадке при наличии большого числа однотипных источников допускается производить расчет по формулам разделов 2 и 3.

Рис. 21

а полученные концентрации умножать для точек промплощадки на коэффициент :

                                                                                            (52)

Здесь N - количество однотипных источников, расположенных отдельно от промышленных зданий, или количество промышленных знаний, на которых размешаются однотипные источники,  - коэффициент, определяемый в соответствии с п. 2.2 Приложения 2.

Примечания.

1. При умножении на коэффициент  расчетные концентрации, как правило, завышаются. Более точный учет влияния застройки может быть выполнен по формулам разделов 1 - 5 Приложения 2.

2. Коэффициент  устанавливается в зависимости от отношения средней высоты источника на здании (без учета источников высотой более 50 м) к высоте здания.

3. Расчеты в соответствии с п. 9.4 производятся при N > 5.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

Примеры расчета концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе в районе источников их выброса при неблагоприятных метеорологических условиях

Пример 1. Котельная (розная открытая местность, Новосибирская область)

Пример 2. Промышленная котельная с теми же параметрами выброса и при тех же условиях, что в примере 1. Котельная расположена на промплощадке, ее труба размещается непосредственно вблизи здания у середины его длинной стороны.

Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы   и_м = 2,2 м/с; для золы   и_м = 2,2 м/с.

Пример 3. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 2. Расчет распределения концентрации из оси факела при скорости u = 2,2 м/с и направлении ветра, составляющем угол γ = 45º с опасным направлением.

Согласно расчетам в примере 1 для двуокиси серы:   и_м = 2,2 м/с; для золы   и_м = 2,2 м/с.

Пример 4. Котельная с теми же параметрами и при тех же условиях, что в примере 1, расположенная в ложбине. Ветер направлен поперек ложбины.

Согласно расчетам в примере 1 (для ровного места) для двуокиси серы   для золы .

СОДЕРЖАНИЕ