Проблема обеспечения тепловой энергией городов России с суровыми климатическими условиями является задачей государственной важности.
В настоящее время наблюдается период изменения градостроительной политики в сторону точечной застройки территорий и решения вопроса обеспечения инженерными сетями объектов капитального строительства на новых территориях.
Климатические особенности территории Тюменской области требуют обеспечения более 70% дней в году непрерывной подачи энергии тепла. В процессе изучения утвержденной схемы теплоснабжения города Тюмени на период 2017-2031 гг. и генерального плана застройки города ярко выраженным становится развитие земель с удалением от крупных источников теплоснабжения ТЭЦ и увеличением числа малых источников теплоснабжения, таких как муниципальные и ведомственные котельные.
Всего на территории города Тюмени предусмотрено 19 планировочных районов и 362 планировочных микрорайона. Основная проблема теплового комплекса - изношенность сетей. Решение проблемы кроется в массовом устройстве индивидуальных источников тепла, в числе которых отдельно стоящие и крышные котельные с основным используемым топливом природным газом [1].
Конечно, устройство малых источников тепла имеет положительные стороны:
– минимальные затраты на строительство источников тепла;
– нерегламентированная минимальная пропускная способность трубопроводов квартальных тепловых сетей [2];
– минимизированные потери теплоносителя при перекачке от источника к потребителю;
– высокая живучесть систем при обеспечении резервирования установок;
– использование резервного топлива;
Но, к сожалению, основной минус - шум и вибрация, которые негативно влияют на организм человека нанося вред на производстве и в быту [3].
В настоящее время в различных регионах Российской Федерации при развитии систем ЖКХ под воздействием негативных эффектов шума и вибрации находятся от 25 до 40% населения, что значительно влияет на продолжительность и уклад жизни, а около 45% горожан периодически испытывают чувство дискомфорта от техногенного воздействия и шумового загрязнения селитебных территорий. Итогом всего этого стало появление «шумовой болезни» [4]. Несмотря на то, что основная задача любого развития - соблюдение баланса интересов общества проблема развития территории с учетом планирования концепции схем теплоснабжения в спектре процессов распространения шума изучается слабо и остается без должного внимания.
В данной статье авторами представлена оценка воздействий автономных источников теплоснабжения в предполагаемой проектной разработке по застройке нового жилого района г. Тюмени с расположением в 14 планировочном районе города, рассчитанного на 65 тыс. жителей под названием жилой район «Губернаторский» (см.рис.1). Общая особенность изучаемых жилых массивов состоит в идентичном установленном зонировании территории по градостроительной классификации [5] – зона Ж1 [6].

Рис.1. Жилой район «Губернаторский»
Планируемый район застройки представлен смешанной зоной застройки зданий переменной высоты с преимущественным количеством этажей 10, 16 и 24 этажа. Развитая уличная дорожно-транспортная сеть микрорайона подготовлена к высокой плотности проживания граждан на постоянной основе, с моментами ажиотажного спроса на доступ к административным центрам.
При разработке концепции теплоснабжения отправной точкой расчета акустического воздействия систем инженерно-технического обеспечения на окружающую территорию принят фактор этажности зданий, благодаря которому сформированы два вариант компоновки оборудования крышных газовых котельных. Основные источники шума – котельные установки, горелочные устройства и насосная техника. Общая тепловая нагрузка объектов: 1,15 МВт для 10 и 16 этажных зданий; 1,6 МВт для 24 этажных зданий. Состав и характеристика ограждающих строительных конструкций котельной представлен в таблице 1.
Таблица 1
| 
 Наименование  | 
 Материал  | 
 Толщина, мм  | 
 Плотность, кг/м3  | 
 Масса изделия, кг/м2  | 
| 
 ТПС 2500x1000x100-4007. Технические условия ТУ 5284-001-50531895-06  | 
 СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ  | 
 100  | 
 200  | 
 45  | 
| 
 ТПС 2500x280x100-4007. Технические условия ТУ 5284-001-50531895-06  | 
 СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ  | 
 100  | 
 200  | 
 45  | 
| 
 ТПС 3050x1000x100-4007. Технические условия ТУ 5284-001-50531895-06  | 
 СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ СТЕНОВЫЕ  | 
 100  | 
 200  | 
 45  | 
| 
 Остекление двойное, мм  | 
 стекло  | 
 40  | 
 1100  | 
 220  | 
Геометрические данные компоновок котельных:
Объем помещения котельной – 393,155 м3;
Площадь ограждающих конструкций - 161,45 м2;
Площадь фасада – 153,45 м2;
В том числе остекление двойное – 8,0 м2;
Схема компоновки котельной №1 (см. рис.2):

Рис. 2. Схема компоновки котельной №1
Таблица 3
| 
 Оборудование  | 
 Размеры  | 
 Расстояние РТ до АЦ источника шума r, м  | 
 Расстояние от воображаемой поверхности, проходящей через РТ до поверхности источника шума d, мм  | 
 Площадь воображаемой поверхности S, м2  | 
||
| 
 длина  | 
 ширина  | 
 высота  | 
||||
| 
 Расчетная точка - РТ. (см. компоновки котельных)  | 
||||||
| 
 Горелки Baltur TBG 85 P газовая двухступенчатая  | 
 1230  | 
 645  | 
 520  | 
 8,8  | 
 5110  | 
 10,8  | 
| 
 Горелка Baltur TBG 120 PNгазовая двухступенчатая  | 
 1280  | 
 690  | 
 550  | 
 9,0  | 
 5110  | 
 12,6  | 
1. Двухходовой жаротрубный дымогарный водогрейный котел серии Duotherm-750N=0,75 МВт;
2. Двухходовой жаротрубный дымогарный водогрейный котел серии Duotherm-1000N=1,0 МВт;
3. Горелки Baltur TBG 85 P газовая двухступенчатая 170-850 кВт – 2 шт.;
4. Циркуляционные Насосы UPS 65-120– 2 шт;
Схема компоновки котельной №2 (см.рис.3):

Рис. 3. Схема компоновки котельной №2
4.Двухходовой жаротрубный дымогарный водогрейный котел серии Duotherm-750 N=0,75 МВт;
5.Двухходовой жаротрубный дымогарный водогрейный котел серии Duotherm-400 N=0,4 МВт;
7.Горелка Baltur TBG 85 P газовая двухступенчатая 170-850 кВт – 1 шт.;
8.Горелка Baltur TBG 120 PN газовая двухступенчатая240 – 1200 кВт – 1 шт.
9.Циркуляционные Насосы MAGNA3 100-120 F– 2 шт;
Таблица 3
| 
 Оборудование  | 
 Размеры  | 
 Расстояние РТ до АЦ источника шума r, м  | 
 Расстояние от воображаемой поверхности, проходящей через РТ до поверхности источника шума d, мм  | 
 Площадь воображаемой поверхности S, м2  | 
||
| 
 длина  | 
 ширина  | 
 высота  | 
||||
| 
 Расчетная точка - РТ. (см. компоновки котельных)  | 
||||||
| 
 Горелки Baltur TBG 85 P газовая двухступенчатая  | 
 1230  | 
 645  | 
 520  | 
 8,8  | 
 5110  | 
 10,8  | 
| 
 Горелка Baltur TBG 120 PNгазовая двухступенчатая  | 
 1280  | 
 690  | 
 550  | 
 9,0  | 
 5110  | 
 12,6  | 
Таблица 4
| 
 Показатель  | 
 Ссылка (формула, таблица, рисунок)  | 
 Значения рассчитываемых величин при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц  | 
|||||||
| 
 63  | 
 125  | 
 250  | 
 500  | 
 1000  | 
 2000  | 
 4000  | 
 8000  | 
||
| 
 Суммарные октавные уровни звуковой мощности источников шума в котельной  | 
 -  | 
 81,6  | 
 81,7  | 
 79,6  | 
 75,4  | 
 71,7  | 
 66,3  | 
 60,6  | 
 54,6  | 
| 
 Постоянная помещения на среднегеометрической частоте 1000 Гц, B1000  | 
 
  | 
 19,66  | 
|||||||
| 
 Частотный множитель М  | 
 Таблица 1  | 
 0,65  | 
 0,62  | 
 0,64  | 
 0,75  | 
 1  | 
 1,5  | 
 2,4  | 
 4,2  | 
| 
 Постоянная помещения В, м2  | 
 
  | 
 12,78  | 
 12,19  | 
 12,58  | 
 14,75  | 
 19,66  | 
 29,49  | 
 47,18  | 
 82,57  | 
| 
 Отношение B/Sогр, при Sогр=161,45 м2  | 
 -  | 
 0,079  | 
 0,0776  | 
 0,078  | 
 0,92  | 
 0,122  | 
 0,183  | 
 0,293  | 
 0,512  | 
| 
 Коэффициент ?  | 
 0,96  | 
 0,94  | 
 0,95  | 
 0,98  | 
 0,93  | 
 0,86  | 
 0,775  | 
 0,675  | 
|
| 
 Величина 10lg B, дБ  | 
 11,065  | 
 10,86  | 
 10,99  | 
 11,69  | 
 12,94  | 
 14,69  | 
 16,74  | 
 19,17  | 
|
| 
 Величина 10lg , дБ  | 
 -0,18  | 
 -0,27  | 
 -0,23  | 
 -0,09  | 
 -0,315  | 
 -0,655  | 
 -1,11  | 
 -1,71  | 
|
| 
 Октавные уровни звукового давления в зоне отраженного звука в котельной, Lотр, дБ  | 
 83,14  | 
 82,76  | 
 80,97  | 
 78,37  | 
 78,11  | 
 80,44  | 
 89,94  | 
 116,29  | 
|
| 
 Расчетная точка Горелка Baltur TBG 85 P газовая двухступенчатая  | 
|||||||||
| 
 Коэффициент x при r\lmax=7,16  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
 1  | 
|
| 
 Величина при S=10,8 м2, дБ.  | 
 
  | 
 -1,052  | 
 -1,0603  | 
 -1,0557  | 
 -1,0422  | 
 -1,065  | 
 -1,099  | 
 -1,145  | 
 -1,205  | 
| 
 Октавные уровни газовой двухступенчатой горелки Baltur TBG 85 P, дБ; Lкорpокт  | 
 54  | 
 55,6  | 
 55,1  | 
 66,4  | 
 67,3  | 
 66,7  | 
 61,4  | 
 51,1  | 
|
| 
 Октавные уровни звукового давления в зоне прямого звука Lпр, дБ  | 
 52,948  | 
 54,5397  | 
 54,0443  | 
 65,3578  | 
 66,235  | 
 65,601  | 
 60,255  | 
 49,895  | 
|
Ниже представлены акустические показатели технических устройств (график 1).
График 1

Акустический расчет шума котельной выполнен по основному алгоритму определения октавных уровней звукового давления [7].
 (1)
 (2)
 (3)
V котельной - 393,155 м3
После проведенных расчетов определялось расстояние от котельной до близлежащих жилых зданий в проектируемом районе, на примере жилого района «Губернаторский»
г. Тюмень, в котором уровни звукового давления не должны превышать допустимых норм (рис.4).

Рис. 4. Месторасположение жилого района «Губернаторский»
Источником шума в данном случае являлись все узлы котельной, которые дают суммарный уровень шума от здания.
Предельно допустимые значения звука в октавных частотах и эквивалентном уровне звука принимались согласно действующих на территории РФ нормативов [8]
Полученные данные с расчетами сведены в таблицу 5.
Таблица 5
| 
 Показатель  | 
 Ссылка (формула, таблица, рисунок)  | 
 Значения рассчитываемых величин при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц  | 
|||||||
| 
 63  | 
 125  | 
 250  | 
 500  | 
 1000  | 
 2000  | 
 4000  | 
 8000  | 
||
| 
 Звукоизолирующая способность стеновых панелей R1, дБ  | 
 -  | 
 35  | 
 35  | 
 36,5  | 
 44  | 
 51,5  | 
 59  | 
 60  | 
 60  | 
| 
 Звукоизолирующая способность двойного стеклопакета R2, дБ  | 
 -  | 
 12  | 
 17,6  | 
 26,4  | 
 35  | 
 43,8  | 
 45  | 
 43  | 
 47  | 
| 
 Величина 10-0,1R1  | 
 -  | 
 0,32х 10-3  | 
 0,32х 10-3  | 
 0,22х 10-3  | 
 0,4х 10-4  | 
 0,7х 10-5  | 
 0,13х 10-5  | 
 0,1х 10-5  | 
 0,1х 10-5  | 
| 
 Величина 10-0,1R2  | 
 -  | 
 0,27х 10-1  | 
 0,36х 10-2  | 
 0,5х 10-3  | 
 0,64х 10-4  | 
 0,2х 10-4  | 
 0,8х 10-4  | 
 0,13х 10-4  | 
|
| 
 Величина S* 10-0,1R1  | 
 -  | 
 12  | 
 4,2  | 
 1,2  | 
 0,3  | 
 0,1  | 
 0,04  | 
 0,18  | 
 0,2 х 10-1  | 
| 
 Величина S* 10-0,1R2  | 
 -  | 
 2,3  | 
 0,32  | 
 0,04  | 
 0,06х 10-1  | 
 0,22х 10-2  | 
 0,05 х 10-1  | 
 0,09х 10-2  | 
|
| 
 
  | 
 12  | 
 6,5  | 
 1,52  | 
 3,04  | 
 1,006  | 
 0,0422  | 
 0,185  | 
 0,0209  | 
|
| 
 Средняя звукоизолирующая способность ограждения Rср, при S=161,45 м2  | 
 14,3  | 
 17,3  | 
 21,8  | 
 26,4  | 
 30,8  | 
 34,7  | 
 30,5  | 
 38,2  | 
|
| 
 Допустимые октавные уровни звука в жилой застройке  | 
 55  | 
 44  | 
 35  | 
 29  | 
 25  | 
 22  | 
 20  | 
 18  | 
|
| 
 Величина Y, дБ  | 
 3,91  | 
 11,27  | 
 13,34  | 
 12,45  | 
 11,31  | 
 11,36  | 
 27,70  | 
 47,41  | 
|
| 
 Допустимое расстояние от крышной котельной до близлежайшего соседнего дома r, м  | 
 3  | 
 9  | 
 11  | 
 9  | 
 9  | 
 9  | 
 16  | 
 24  | 
|

Рис. 6
Итогом всех расчетов стало значение расстояния между домами в 24,0 м.
При разработке вариантов планировки микрорайона (см. рисунок 6) прослеживается динамика создания благоустроенных открытых пространств с заполнением местности плоскостными сооружениями досуга жителей.
По результатам расчета и анализа концепции теплоснабжения застройки микрорайона можно сделать вывод: при проектировании жилых массивов с применением автономных источников теплоснабжения необходимо учитывать сумму факторов пожарной безопасности, инсоляции и обязательно параметров распространения шума в окружающую среду.


science-review.ru



