§3.4. Методи розрахунку розсіювання шкідливих речовин в атмосферному повітрі

3.4.1. Розрахунок та побудова зон аеродинамічної тіні

При визначенні мінімальної висоти труб, їх оптимального розміщення на даху будівель і поміж будівлями, при проектуванні нових та реконструкції старих виробництв з низькими джерелами викиду необхідно враховувати зони аеродинамічної тіні і проміжні зони.

Розрахунок і побудову проводять для чотирьох напрямків вітру, які є перпендикулярними стінам будівель, тобто за умови максимальних розмірів тіней і проміжних зон. Розміри і форма аеродинамічної тіні і проміжної зони залежать від лінійних розмірів будівель і споруд, їх взаємного розташування і орієнтації цих будівель відносно вітру.

Побудова зон аеродинамічної тіні і верхньої границі проміжної зони виконується у відповідності до наступних правил для різних варіантів.

1. Вузька будівля (b≤2,5H_буд, де b - ширина будівлі, м; H_буд - висота будівлі від рівня землі до верхньої відмітки даху, м)

Приймається, що над будівлею і поза ним створюється єдина зона аеродинамічної тіні довжиною 6H_буд з підвітряного боку і висотою 1,8H_буд , а перед будівлею – зона підбору (рис. 3.4.1.1., а).

2. Широка будівля (b>2,5H_буд)

П риймається, що над дахом будівлі створюється навітряна зона аеродинамічної тіні довжиною 2,5H_буд від лобової стіни будівлі і висотою 0,8H_буд ; за будівлею утворюється підвітряна зона аеродинамічної тіні довжиною 4H_буд і висотою H_буд , а перед будівлею – зона підпору (рис. 3.4.1.1., б)

Рис. 3.4.1.1. Розміри зон аеродинамічних тіней при обтіканні окремо розташованої вузької будівлі (а), широкої будівлі (б): 1 — зона підпору; 2 — єдина зона розрідження; 3 — навітряна зона; 4 — підвітряна зона

3. Дві будівлі розташовані одна за одною, перша за напрямком вітру будівля вузька; поміж будівлями утворюється зона аеродинамічної тіні, яка об’єднує єдину і міжкорпусні зони; довжина зони поміж будівлями може досягати 10H_буд, а висоти від H_буд до 1,8H_буд (рис. 3.4.1.2., а).

4. Дві будівлі розташовані одна за одною, перша за напрямком вітру – широка будівля; над дахом будівлі утворюється первинна зона аеродинамічної тіні довжиною 2,5H_буд від лобової стіни будівлі і висотою 0,8H_буд , а поміж будівлями створюється зона аеродинамічної тіні довжиною біля 8H_буд і висотою H_буд (рис. 3.4.1.2., б).

Рис.3.4.1.2. Розміри міжкорпусних аеродинамічних тіней при обтіканні послідовно розташованих будівель: а – першою стоїть вузька будівля; б - першою стоїть широка будівля.

5. Під дією вітру з боків будівель утворюється бічна зона аеродинамічної тіні шириною (0,6 – 0,8)H_буд (рис.3.4.1.3. )

Рис.3.4.1.3. Аеродинамічна тінь поблизу вузької будівлі, яка находиться під кутом до вітру: А – напрямок вітру на будівлю, Б – вигляд зони спереду

6 . При орієнтації будівлі під кутом відносно вітру за будівлею утворюється зона аеродинамічної тіні довжиною від 4 до 6H_буд і висотою біля H_буд (рис. 3.4.1.4.).

Рис. 3.4.1.4. Схема побудови фронтальної перешкоди від будівлі, що стоїть під кутом до вітру.

Фронтальна довжина будівлі (м), на яку набігає вітер, розраховується за формулою:

l’=lsinα +bcosα

7. Верхня границя проміжної зони h_iz (в м) визначається за формулами:

• для вузької будівлі:

  hiz = 0,36b1 + 2,5Hбуд

  (3.4.1.1.)

• для широкої будівлі:

  hiz = 0,36b1 + 1,7Hбуд

  (3.4.1.2.)

• для міжкорпусної зони за широкою будівлею:

hiz = 0,36(b1 +x1) + Hбуд

(3.4.1.3.)

де b₁ - відстань від джерела до підвітряної стіни будівлі у межах ширини даху береться зі знаком “+”, а з підвітряної стіни у межах зони аеродинамічної тіні – зі знаком “–“ (м); x₁ - відстань поміж будівлями (м).

Приклад побудови зони аеродинамічної тіні

Побудувати зону аеродинамічної тіні при викидах підприємством шкідливої суміші за наступними умовами її викиду:

• висота джерела викиду H_буд=45м,

• довжина джерела викиду L=100м,

• навкруги підприємства нема інших будівель

Розв’язок:

Будуємо зону аеродинамічної тіні.

b>2,5H_буд => будівля відноситься до класу широких.

В такому випадку над дахом зона аеродинамічної тіні (а.т.) має наступні параметри:

довжина d_а.т. = 2,5 H_буд = 112,5 (м),

висота h_а.т. = 1,8 H_буд = 81 (м).

За будівлею зона аеродинамічної тіні має наступні параметри:

довжина d_а.т. = 4^. H_буд = 180 (м),

висота h_а.т. = H_буд = 45 (м).