CC BY
30Научно-технический и производственный журнал
-------ЖИЛИЩНОЕ ---
СТРОИТЕЛЬСТВО
Экологическое строительство
УДК 77.012.185
А.Л. БОЛЬШЕРОТОВ, канд. техн. наук, Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
Оценка опосредованного воздействия строительства
на окружающую среду
Воздействие строительства на окружающую среду урбанизированной территории помимо прямого имеет опосредованное воздействие, которое до настоящего времени никак не учитывалось. В данной публикации предложен методологический подход к оценке опосредованного воздействия.
Ключевые слова: опосредованное воздействие, степень концентрации, экологическая безопасность строительства.
Развитие жилищного строительства решает важную социальную задачу обеспечения граждан России жильем. Помимо количества построенных домов и квартир важное значение имеет качество жилья и экология окружающей среды в месте строительства. В свою очередь, экологическая составляющая непосредственно связана со строительством, которое прямо и опосредованно воздействует на окружающую среду. Если прямое воздействие оценивается известными методами оценки, то оценка опосредованного воздействия требует отдельного подхода.
Проведенные исследования показали, что основное, но не единственное, опосредованное воздействие строительства связано с увеличением количества автотранспорта в зоне застройки в связи с появлением нового объекта строи-
Рис. 1. Макет делового центра Москва-Сити
тельства. Для жилого строительства, это личный автотранспорт граждан и появившееся дополнительное количество общественного транспорта. Для общественных, торговых, промышленных объектов это транспорт посетителей и работников.
От количества транспорта на единице площади территории зависит уровень загрязнения окружающей среды, так как выбросы автотранспорта (табл. 1) [1] в загрязнении атмосферы составляют около 92% от всего загрязнения.
Чем больше строительных объектов размещено на единице площади территории, тем больше транспорта притягивается в зону застройки и тем выше уровень загрязнения атмосферы выхлопными газами. Величина объема строительства выражается показателем «степени концентрации строительных объектов на единице площади урбанизированных территорий» [2-4]. Характерным примером высокой концентрации строительства является комплекс Москва-Сити (рис. 1).
По проектным данным, этот комплекс, размещенный на площади 60 га, будет иметь 230 тыс. рабочих мест и 130 тыс. жителей. Кроме того, прогнозируется около 150 тыс. посетителей в сутки. Пропорционально количеству рабочих мест и количеству проживающих на этой территории количество транспорта, размещаемого на ней.
Одновременно с транспортной проблемой актуализируется и экологическая проблема в местах скопления транспорта. В табл. 2 приведены виды возможных загрязнений и их основные источники. Основным загрязнителем почти по всем показателям является транспорт.
В связи с этим можно сделать вывод, что основным техногенным фактором опосредованного воздействия на эко-
Таблица 1
^идзагрязненйя " — 1991 1992 1995 1997 1998 2000 2003 2005 2007 2009
Все источники 1134 1184 1828 1852 1601 1928 1971 2082 2190 2201
Промышленность 307 273 186 152 141 164 166 171 178 177
Автотранспорт 827 911 1642 1700 1460 1764 1805 1911 2012 2024
Доля автотранспорта в % 72,9 76,9 89,8 91,8 91,2 91,5 91,6 91,8 91,9 92
Экологическое строительство
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
Таблица 2
Вид загрязнения Основной источник загрязнения
Загрязнение атмосферы Транспорт свыше 91%
Промышленность менее 9%
Загрязнение поверхностных ливневых вод Транспорт
Загрязнение почвы Транспорт
Шумовое загрязнение Транспорт
Тепловое загрязнение Промышленность
Транспорт
Загрязнение и воздействие на городскую природу Транспорт
Промышленность
Электромагнитное загрязнение Электротранспорт (наземный и подземный) Линии электропередачи, трансформаторы, электроустановки, электротехника
Высокочастотное загрязнение Бытовые приборы, телефоны, средства связи, промышленные установки
Для Москвы показатель обеспеченности населения автомобилями составляет в среднем около 300 автомобилей на 1000 жителей. В развитых странах эта цифра достигает 700. Если же исходить из статистики возрастной структуры населения по разным регионам мира [1], то количество населения в возрасте, когда можно пользоваться автомобилем (в среднем с 18 лет), приведено в табл. 3.
Поэтому в качестве показателя обеспеченности населения автомобилями в России следует принять максимальную цифру с расчетом на перспективу, равную доле населения, имеющего право водить автомобиль, а именно 680. Коэффициент k|, учитывающий количество личного автотранспорта:
к = -У-1 1000'
(1)
где N - количество автомобилей на 1000 жителей.
Количество личных автомобилей N| данной территории:
Nl = Ql. к,,
(2)
Таблица 3
Регион Доля населения, имеющая право пользоваться автомобилями, %
Азия 49
Европа 69
Северная Америка 71
Южная Америка 58
Австралия и Океания 68
Африка 55
Россия 68
логию урбанизированных территорий является степень концентрации строительства (недвижимости) на единице площади урбанизированной территории. В качестве критерия оценки степени концентрации необходимо принять величину, отражающую количество транспорта, размещаемого на единице площади урбанизированной территории в связи с появлением нового объекта строительства [1].
Количество транспорта в месте строительства или размещения недвижимости увеличивается при следующих обстоятельствах:
- увеличение количества жителей;
- увеличение количества рабочих мест;
- увеличение посещаемости общественных мест (магазины, предприятия культуры, институциональные учреждения, спортивные объекты, транспортные узлы и т. д.);
- увеличение количества специальных мест хранения автомобилей;
- увеличение деятельности предприятий, связанной с транспортировкой продукции или перевозками;
- увеличение пропускной способности магистралей.
Увеличение количества жителей. Этот показатель напрямую связан с численностью личных автомобилей. Численность личного транспорта имеет разную величину в разное время в разных регионах. Эксплуатация личного автотранспорта имеет разную интенсивность в разное время года, в разные дни недели и в разное время суток.
где Q| - численность населения территории.
Увеличение количества рабочих мест увеличивает и количество личных автомобилей, въезжающих на территорию места приложения рабочих рук. Количество автотранспорта, работающего на данной территории зависит от ряда факторов:
- от доступности и удобства пользования общественным транспортом;
- от удаленности места жительства работника;
- от наличия подъездных путей;
- от загруженности магистралей;
- от наличия мест парковки автомобилей;
- от характера трудовой деятельности.
Показатель автомобилизации рабочих мест очень неопределенный и должен рассчитываться в каждом конкретном случае на основе статистических наблюдений. К примеру, при наличии доступного общественного транспорта или хорошо организованного служебного транспорта значительно снижается необходимость пользования личным автомобилем для поездки на работу. Загруженность подъездных магистралей также снижает мотивацию пользования личным транспортом и наоборот. Характер работы, выполняемая служебная деятельность отражаются на степени использования личного транспорта для поездки на работу. Разъездной характер работы, престижность профессии, публичность, высокие заработки способствуют мотивации использования личного транспорта. В общем виде величину количества личного транспорта работающих на данной территории No можно рассчитать по формуле:
N = Q . к, (3)
О О О' 4 '
где Qo - численность рабочих мест на данной территории; ко - коэффициент пользования личным транспортом для поездки на работу, который рассчитывается в каждом конкретном случае методами математической статистики.
Увеличение посещаемости общественных мест. Любая территория имеет общественную инфраструктуру (магазины, предприятия культуры, институциональные учреждения, спортивные объекты, поликлиники, больни-
ЖИЛИЩНОЕ
Научно-технический и производственный журнал
Л
Экологическое строительство
цы, школы, детские сады, транспортные узлы и т. д.), которая используется для посещения населением данной территории или гостями. Использование автотранспорта для этих целей зависит от удаленности этих учреждений, от спроса на их услуги, от статуса (региональный, городской, районный) объекта и т. д., а также от факторов, отражающихся на мотивации использовать автомобиль для поездки: загруженность дорог, отсутствие парковок и прочее. Посещаемость может быть определена и по проектным нормативам пропускной способности общественных объектов, а также установлена с помощью статистических наблюдений. В общем виде величину количества личного транспорта граждан, посещающих общественные места на данной территории можно рассчитать по формуле:
N = Р . к,
Э ее'
(4)
где РЭ - пропускная способность общественных объектов на данной территории; кэ - коэффициент пользования личным транспортом для посещения общественных объектов, который рассчитывается в каждом конкретном случае для каждого объекта методами математической статистики или на основе проектных данных.
Увеличение количества специальных мест хранения автомобилей. В данном случае имеются в виду временные места хранения приезжих автомобилей на перехватывающих парковках. Эти парковки представляют собой многоярусные сооружения на въезде в загруженные транспортом или заповедные территории. Предполагается, что для разгрузки центров городов, для ускорения передвижения граждан по ним, часть автомобилей будет оставляться на парковках, а дальше граждане будут передвигаться на общественном транспорте.
По нижеприведенной формуле можно рассчитать количество автотранспорта Nm, использующего перехватывающие парковки:
N = М . к ,
т т т'
(5)
где Мт - количество машино-мест на перехватывающих парковках данной территории; кт - коэффициент использования мест на перехватывающих парковках, рассчитывается в каждом конкретном случае на основе статистики.
Увеличение деятельности предприятий, связанной с транспортировкой продукции или перевозками. В данном случае учитываем служебный, как правило, грузовой транспорт, использующий в той или иной степени данную территорию для производственной деятельности. Это может быть перевозка грузов, доставка товаров гражданам, обслуживание территории специальным автотранспортом и пр. Данные о производственной деятельности на исследуемой территории можно получить только на основе данных предприятий о количестве действующего автотранспорта или на основе статистических наблюдений. Поэтому величина Nml устанавливается по фактическому состоянию движения производственного транспорта по этой территории.
Увеличение пропускной способности магистралей. Важное значение для экологического состояния территории имеет наличие магистралей общего пользования и их пропускная способность. К любому жилому рай-
Рис. 2. Схема движения автотранспорта по автодороге
ону, к промышленному предприятию прокладывается автодорога. Это может быть тупиковая дорога специально для данного строительного объекта или дорога, проложенная как магистраль общего пользования, что чаще всего и бывает. Количество районного автотранспорта, въезжающего по магистрали общего пользования на данную территорию, учли в предыдущих расчетах. Но так как магистраль общего пользования, то по территории района проезжает еще и транзитный транспорт, вносящий свой негативный вклад в экологию данной территории. Чем выше пропускная способность магистрали, тем большее техногенное воздействие оказывает транзитный транспорт.
Пропускная способность магистрали рассчитывается исходя из конструкции магистрали (количества полос движения в обе стороны), а также из разрешенной скорости движения. На рис. 2 схематически изображена четырехполосная дорога (по две полосы в каждую сторону). При разрешенной скорости движения по городу в 60 км/ч безопасную дистанцию между автомобилями примем 25 м. Учитываем также длину автомобиля, равную в среднем 5 м. Тогда длина участка дороги для движения одного автомобиля со скоростью 60 км/ч равна 30 м. Зная длину магистрали, пролегающей по рассчитываемой территории, определим ее пропускную способность.
Для расчета пропускной способности дороги необходимо:
- определить количество машин, находящихся одновременно в движении на дороге п1:
(6)
где L - длина дороги, км; d - длина участка дороги для движения автомобиля при разрешенной скорости движения, км; р - количество полос движения, шт.;
- определить время преодоления данного пути одним автомобилем t, ч:
(7)
где V - скорость разрешенного движения, км/ч;
- определить количество циклов смены движущихся по данному участку дороги автомобилей за единицу времени с, циклов:
с=
t '
(8)
где В - период времени, ч.
Предварительные расчеты позволяют вывести общую формулу расчета пропускной способности дороги
Экологическое строительство
ц м .1
Научно-технический и производственный журнал
N0 с известным количеством полос движения в обе стороны при разрешенной скорости движения, штук автомобилей:
(9)
где N - количество /'-го вида транспорта, шт.; Lj - средняя длина пути проезда по территории; Еу! - средний расход топлива данного /-го вида транспорта на 100 км при скорости движения V, л; V- скорость движения транспорта, км/ч; или
S = t. E
(12)
Для дорог, проложенных по границе территории, количество автомобилей, учитываемых при оценке загрязнения атмосферы, корректно будет поделить пополам, учитывая загрязнение от дороги и соседней территории. Общая формула расчета количества автотранспорта, пользующегося данной территорией, будет выглядеть следующим образом:
Nni
: N, + N + N + N + N , + Nd =
l o s m ml d
= Q, k + Qo ko + Ps ks + Mm km + N^ + Ш-.
(10)
Как видно из формулы 9, пропускная способность любой дороги не зависит от длины. Но с точки зрения экологии величина загрязнения атмосферы выбросами автотранспорта напрямую зависит от длины участка дороги, от времени проезда по дороге автомобиля с разрешенной скоростью. В свою очередь, от скорости движения зависит расход топлива и количество выбросов в атмосферу. В связи с этим для каждой категории автомобилей, описанных ранее, использующих данную территорию, можно рассчитать выбросы в атмосферу б(:
где t - время движения автомобиля по участку пути Lj, ч.
Величина L¡ зависит от удаленности автомобиля от места въезда-выезда с территории. Так как в большинстве случаев автомобиль дважды проезжает по своему маршруту - при выезде и при въезде, проделанный им путь равен двойной длине маршрута. Но с учетом равномерного распределения по территории мест размещения автомобилей общий маршрут всех автомобилей в среднем равен одной длине маршрута. Исключение составляют объекты массового посещения с одним выездом. В этом случае длина общего маршрута по территории равна двойному расстоянию от точки въезда до объекта.
Общее загрязнение атмосферы автотранспортом единицы урбанизированной территории S составляет:
S = Х=
, S = Г, ,d N. E .
1 1 I=l,o,s,m,ml,d ¡у vi
(13)
s = N E,
I I у vi
(11)
Значение б отражает состояние на определенный момент времени. При оценке ситуации исходя из времени года, дня недели, времени суток общая картина транспортной загрузки территории и соответственно загрязнения атмосферы меняется. На рис. 3-5 представлена общая тенденция этого процесса.
Национальный исследовательский университет —
Московский Государственный Строительный Университет
проводит работы и научные исследования по комплексной экологической безопасности территорий и отдельных строительных объектов на базе современного высокоточного оборудования -мобильной экологической лаборатории анализа атмосферы, воды и почвы: оперативный контроль загрязнения воздуха промышленными выбросами, автомобильным транспортом и др. источниками;
контроль загрязнения акватории водных объектов, подземных и грунтовых вод;
оперативный анализ воды;
анализ загрязнения почвенного покрова;
оперативная оценка воздействия на окружающую среду различных физических факторов: теплового загрязнения, радиации, шума, излучений и т. д.
Для нового жилищного, рекреационного строительства и развития туризма: разработка и создание экологического паспорта территорий; выявление и сертификация эталонных экологических территорий;
оценка степени концентрации строительства (недвижимости) урбанизированных территорий.
Е-mail: stae@mgsu.ru Тел. (499) 183 25 83; (499) 188 05 03 лама Москва, Ярославское шоссе, 26
Научно-технический и производственный журнал
Экологическое строительство
Таблица 4
Время суток Средняя скорость движения, V, км/ч Среднее кол-во машин N за 1 ч Всего машин за период наблюдений, ^ Время проезда участка машиной, t, ч Суммарное загрязнение за период наблюдения, 5*, кг
Ночь (23.00-7.00) Около 60 8400 67200 0,005 2688
Час пик (7.00-10.00; 16.00-20.00) Около 10 8000 56000 0,03 21842
Рабочее время (10.00-16.00) Около 40 8000 32000 0,0075 2640
Вечер (20.00-23.00) Около 45 8002 24006 0,0067 1600
Итого 179206 28770
* Для расчетов средний расход топлива исходя из норм расхода топлива [1] принят: при скорости 60 км/ч - 8 л/100 км; при скорости 10 км/ч -13 л/100 км; при скорости 40 км/ч - 11 л/100 км; при скорости 45 км/ч - 10 л/100 км.
3
6
9
18
21
24
12 15 Время, ч
Рис. 3. Величина загрязнения атмосферы автотранспортом в течение суток
День недели
Рис. 4. Величина загрязнения атмосферы автотранспортом в течение недели
Зима Весна Лето Осень Время
года
Рис. 5. Величина загрязнения атмосферы автотранспортом в течение года
Для получения максимального показателя загрязнения атмосферы оценку экологической ситуации следует проводить в период пикового загрязнения атмосферы выбросами автомобилей. Такой же дифференцированный подход должен быть и при оценке количества видов транспорта Nl, которое также зависимо и от времени года, и от дня недели, и от времени суток.
В качестве примера в табл. 4 приведены данные мониторинга движения автотранспорта и расчет расхода выбросов в атмосферу в разное время суток у торгово-офисного комплекса на четырехполосном участке Коровинского ш. в Москве в апреле 2010 г. (участок магистрали длиной 300 м).
Из табл. 4 видно, что по небольшому участку дороги в 300 м проезжает за сутки около 180 тыс. автомобилей. Из всех видов транспорта Nl, которые учитываем на территории застройки, автомобили на магистрали в основном и создают проблему загрязнения атмосферы [1].
Расчет количества автотранспорта на единице урбанизированной территории позволяет определить величину суммарного загрязнения окружающей среды автотранспортом, которая является величиной опосредованного воздействия той концентрации объектов строительства на единице территории, которая сложилась. Через оценку количества транспорта, используемого на единице территории, не представляет сложности дать численную характеристику величины степени концентрации строительства на этой территории, которая будет сделана в следующей публикации.
Список литературы
1. Большеротов А.Л. Система оценки экологической безопасности строительства. М.: Изд-во АСВ, 2010. 216 с.
2. Большеротов А.Л. Выбор оптимального критерия оценки показателя степени концентрации строительства (недвижимости) на урбанизированных территориях // Теоретические основы строительства: Сб. трудов XIX Польско-словацко-российского семинара. Словакия, г. Жилина, 12-16 сентября. 2010 г. М.: Изд-во АСВ, 2010. С. 381-388.
3. Большеротов А.Л. Методика расчета коэффициента степени концентрации строительства. Там же. С. 389-396.
4. Большеротов А.Л. Влияние концентрации объектов строительства на экологическую безопасность // Вестник МГСУ. 2009. № 4. С. 49-54.
6'2011
51
