Научный журнал
Научное обозрение. Технические науки
ISSN 2500-0799
ПИ №ФС77-57440

ВОЗДЕЙСТВИЕ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ТЕРРИТОРИЮ В СПЕКТРЕ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА

Плотников А.С. 1 Жилина Т.С. 1
1 ФГБОУ ВПО Тюменский индустриальный университет
В статье представлены материалы, затрагивающие процессы развития территории с точки зрения инженерной инфраструктуры и учетом планирования концепции схем теплоснабжения в спектре процессов распространения шума на примере микрорайона «Губернаторский» в городе Тюмени. Авторами определены источники шумового воздействия и выполнен акустический расчет показателей шума котельной. Основные источниками шума являются котельные установки, горелочные устройства и установленная насосная техника. Авторами посчитана общая тепловая нагрузка рассматриваемых объектов. Представленные результаты расчетов - основа математического моделирования процессов шумообразования, с учетом природных факторов, для достижения оптимального положения зданий, строений и сооружений друг относительно друга. Авторами статьи сделан вывод о важности суммы факторов, таких как: пожарная безопасность, инсоляция и наложение спектров звука от автономных источников теплоснабжения.
шум
звуковое давление
автономные источники теплоснабжения
оборудование котельной
1. ГОСТ 5542-2014. «Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения».
2. СП 124.13330.2012. «Тепловые сети».
3. Плотников А.С., Жилина Т.С. Исследование процессов шумообразования в системах отопления жилых зданий. Сборник материалов XIII научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей ТюмГАСУ. – Тюмень: РИО ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2014. с.165 – 168.
4. Шумовой мониторинг городских территорий. Цукерников И.Е., Шубин И.Л. НИИСФ РААСН. Academia. Архитектура и строительство 5. Год: 2009. Страницы: 94-100.
5. Решение Тюменской городской Думы №472 от 26.05.2016 «О внесении изменений в Правила землепользования и застройки города Тюмени, утвержденные решением Тюменской городской Думы от 30.10.2008 № 154».
6. «Градостроительный кодекс Российской Федерации» от 29.12.2004 N 190-ФЗ (ред. от 03.07.2016) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2016)
7. Рекомендации по акустическому расчету котельных. Серия ЖЗ-172. Москва, 1984 г.
8. СП 51.13330.2012 «Защита от шума».

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].

missing image file

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):

plotnikov_r2.jpg

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):

plotnikov_r3.jpg

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

plotnikov_tf1.eps

       

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

plotnikov_tf2.eps

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.

plotnikov_tf3.eps

-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

plotnikov_r6.jpg

Акустический расчет шума котельной выполнен по основному алгоритму определения октавных уровней звукового давления [7].

plotnikov_f1.eps (1)

plotnikov_f2.eps (2)

plotnikov_f3.eps (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).

plotnikov_r4.jpg

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

plotnikov_tf4.eps

 

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

plotnikov_r5.jpg

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.


Библиографическая ссылка

Плотников А.С., Жилина Т.С. ВОЗДЕЙСТВИЕ АВТОНОМНЫХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ТЕРРИТОРИЮ В СПЕКТРЕ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ШУМА // Научное обозрение. Технические науки. – 2016. – № 6. – С. 84-90;
URL: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1135 (дата обращения: 28.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674