CC BY
154
/öö Civil SecurityTechnology, Vol. 11, 2014, No. 2 (40)
УДК 628.511.123
Защита атмосферного воздуха от запыленности при проведении демонтажа зданий и сооружений
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2014
П.А. Сидякин, И.З. Магомадов, Р.Р. Палатов, Г.И. Стате
Аннотация
Приведены результаты практических замеров интенсивности пылеоседания в непосредственной близости от демонтируемых жилых зданий, расположенных в городах Северо-Кавказского федерального округа. Установлено наибольшее пылевыделение в ходе проведения работы при погрузке вывозимых строительных отходов. Разработана экспериментальная установка, позволяющая снизить поступление пыли. Показана эффективность работы представленной установки.
Ключевые слова: демонтаж зданий; пыль; пылевыделение; пылевые отходы; строительные материалы; экспериментальная установка; пылеуловители со встречным закрученным потоком.
Protection of Atmospheric Air from Dust During Demolition and Construction
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2014
P. Sidyakin, I. Magomadov R. Palatov, G. State
Abstract
The results of practical measurements pyleosedaniya intensity in the vicinity of the Demolition of residential buildings, located in the cities of the North Caucasus Federal District. Established the largest dust release during the operation when loading exported construction waste. The experimental setup allows to reduce the input of dust. The efficiency of the provided installation.
Key words: dismantling of buildings; dust; dust release; dust waste; construction materials; experimental installation; dust collectors with counter swirling flow.
Демонтаж зданий и сооружений относится к таким видам строительных работ, потребность в которых с каждым годом постоянно возрастает. Существует множество причин, обусловливающих необходимость проведения демонтажа различных зданий и сооружений: аварийное состояние старых строительных объектов, строительство новых объектов, требующих расчистки территорий (подготовка к проведению Олимпийских игр в г. Сочи), перемещение действующего строительного объекта на другое место и т.д. Для Северо-Кавказского федерального округа актуальными являются природные причины: высокая сейсмичность, подтопление фундаментов грунтовыми водами, затопление строительных конструкций при наводнениях и т.д. Экологические требования к демонтажу зданий и сооружений единые и не зависят от причин проведения данных работ.
Плохая организация демонтажа зданий и сооружений может вызывать значительное пылеобразова-ние. Работы, проводимые с учетом требований экологической безопасности, способствуют снижению пылеобразования и уменьшению негативного воздействия пыли на работников, осуществляющих демонтаж.
Интенсивное пылеобразование при демонтаже зданий и сооружений происходит вследствие механического взаимодействия между собой строительных материалов, конструкций и их разрушившихся частей. Большинство зданий и сооружений строятся из цемента, извести, гипса и т.д. или материалов, изготовленных на их основе (кирпич, бетон, железобетонные изделия и конструкции), крошение и измельчение которых приводит к образованию пыли.
Физико-химические свойства образующейся пыли соответствуют свойствам исходных материалов. Существенно меньшая адгезионная способность известковой или цементной пыли, получаемой из измельченных образцов строительных материалов и конструкций. Современная строительная практика позволяет использовать эту пыль как заполнитель для материалов, применяемых в дорожном строи-
О9 I о ю
тельстве или производстве железобетонных изделий и конструкций.
С целью количественного определения запыленности атмосферного воздуха при демонтаже зданий и сооружений и при транспортировке строительных отходов проведены исследования по методике [1—3], предназначенной для оценки пылевыделения от различных стационарных источников. Замеры проводились в непосредственной близости от демонтируемых зданий и сооружений, построенных из различных строительных материалов. Схема расположения ловушек при этом представлена на рис. 1.
Были исследованы стандартные демонтируемые жилые здания в городах Северо-Кавказского федерального округа, построенные из кирпича (керамического и силикатного) и железобетонных конструкций, находящихся на различных стадиях разрушения, и имеющие различное число этажей и конфигурацию. Полученные результаты этих измерений позволили сделать определенные выводы.
При демонтаже зданий, построенных из различных строительных материалов, выделяется от 310 кг до 8580 кг пылевых отходов в зависимости от конфигурации зданий, этажности, вида строительных материалов и степени разрушения. Наибольшим пыле-образованием характеризуются демонтируемые здания, построенные из силикатного кирпича — на 14—21— больше, чем при демонтаже зданий из керамического кирпича. Панельные здания дают меньше пылевых отходов по сравнению с кирпичными. Например, при демонтаже панельного здания выделяется на 17—21 — меньше пыли, чем при демонтаже аналогичного здания из силикатного кирпича. Степень разрушения здания также оказывает влияние на интенсивность пылеобразования и различается для панельных и кирпичных зданий. Количество образующейся пыли при демонтаже панельных зданий уменьшается с увеличением степени разрушения, а для зданий, построенных из кирпича, наблюдается обратная ситуация.
Анализ мощности источников пыли на различных этапах демонтажа зданий показал, что наибольшее
Рис. 1. Схема расположения ловушек при определении интенсивности пылеоседания
/90 Civil SecurityTechnology, Vol. 11, 2014, No. 2 (40)
пылевыделение происходит при погрузке вывозимых строительных отходов в контейнеры и кузова автомобилей — до 54— от общей массы пыли, поступающей в воздушную среду.
На основании изложенного можно сделать вывод, что разработка и внедрение в эксплуатацию современных мобильных аспирационных установок, предназначенных для локализации и снижения пылевых выбросов, образующихся в ходе демонтажа зданий и сооружений, являются актуальной задачей.
В связи с жесткими массово-габаритными требованиями к установкам по локализации и снижению пылевых выбросов, целесообразно использовать одноступенчатую систему с рециркуляцией очищенного газа и разделением потока с применением центробежного разделителя-концентратора. Авторами разработана опытная установка, позволяющая снизить поступление образующейся пыли в атмосферный воздух. Схема этой установки представлена на рис. 2.
В установке предложено использовать пылеуловители со встречным закрученным потоком (ВЗП), основными достоинствами которых являются конструктивная простота и более высокая степень улавливания мелкодисперсной пыли. Преимущества аппаратов ВЗП перед аналогичным стандартным оборудованием подробно рассмотрены в работах [4—6].
Основным элементом установки является пылеуловитель ВЗП-200, оборудованный пылеконцентра-тором и раскручивателем потока. В качестве источника пыли применяется аспирируемый бункер (1), основные характеристики которого соответствуют размерам кузова автосамосвала на базе шасси Камаз-540. Модель кузова снабжена укрытием и проемом, в который ленточным транспортером производится засыпка вывозимых строительных отходов.
Установка работает следующим образом: пыле-воздушная смесь, отводимая от укрытия через кон-
фузор (2), начинает вращаться, проходя через тангенциальный закручиватель потока (3). Затем по гофрированному воздуховоду (4) пыле-воздушная смесь подается на очистку в пылеуловитель на встречных закрученных потоках (6) через патрубок ввода первичного потока (5). Пройдя первичную очистку, пылевоздушная смесь покидает сепараци-онную камеру, проходя через тангенциальный рас-кручиватель (7), при этом часть энергии закрутки потока преобразуется в энергию поступательного движения. Затем под действием разрежения, создаваемого вентилятором (8), газовый поток выводится в атмосферу. Часть потока по рециркуляционному воздуховоду (9) поступает на центробежный разделитель-концентратор (10), где разделяется на чистый поток, отводимый через патрубок (11), и на вторичный ввод пылеуловителя на встречных закрученных потоках (13), и пылевоздушный поток, направляемый на первичный ввод потока пылеуловителя ВЗП.
Выявлена высокая эффективность работы представленной установки в связи с большой степенью улавливания пылевых частиц на выходе из нее.
Выводы
1. Работы по демонтажу зданий и сооружений сопровождаются интенсивным пылеобразованием независимо от материалов, из которых здания построены, конфигурации, этажности и степени разрушения.
2. Выявлена различная степень запыленности при демонтаже зданий и сооружений, построенных из различных строительных материалов.
3. Установлено наибольшее пылеобразование в процессе погрузочных работ.
4. Применение мобильных аспирационных установок с инерционными пылеуловителями при демон-
Рис. 2. Схема экспериментальной установки. 1 — аспирируемый бункер; 2 — конфузор; 3 — закручиватель; 4 — гофрированный воздуховод; 5 — входной патрубок; 6 — первичный ввод пылеуловителя ВЗП; 7 — сепарационная камера пылеуловителя ВЗП; 8 — раскручиватель потока; 9, 11 — воздуховоды; 10 — вентилятор; 12 — дефлектор; 13 — рециркуляционный воздуховод; 14 — концентратор-разделитель; 15 — патрубок вторичного потока пылеуловителя ВЗП; 16 — патрубок разделителя-концентратора; 17 — регулирующие заслонки; 18 — замерные штуцеры.
таже зданий и сооружений обеспечивает эффективную локализацию образующихся пылевых выбросов.
5. При проектировании аспирационных установок предпочтительной является одноступенчатая компоновка, ввиду своих меньших массово-габаритных параметров и энергопотребления, что обеспечивает ее лучшую мобильность.
6. Мобильные аспирационные установки, разработанные на базе предлагаемой компоновочной схемы, обеспечивают эффективную очистку атмосферного воздуха при работах по демонтажу поврежденных и разрушенных зданий.
Литература
1. Богуславский Е.Н., Азаров В.Н. Оценка концентрации и дисперсного состава пыли в воздухе рабочих и обслуживаемых зон // Безопасность жизнедеятельности. 2005. № 2. С. 46.
2. Азаров В.Н. Комплексная оценка пылевой обстановки и разработка мер по снижению запыленности воздушной среды промышленных предприятий // Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Ростов-на-Дону, 2003.
3. Азаров В.Н. Методика определения интенсивности пылевыде-лений от технологического оборудования // Депонированная рукопись № 1331-В2002 15.07.2002
4. Азаров В.Н., Боровков Д.П. Применение закрутки потока в системах аспирации на предприятиях строительной индустрии // Строительные материалы. 2012. № 5. С. 65—67.
5. АзаровВ.Н., БоровковД.П., Филиппова С.В. О транспортировании пылевых частиц закрученными потоками в воздуховодах систем аспирации и обеспыливающей вентиляции // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 3-1. С. 113—119.
6. Боровков Д.П., Сидякин П.А., Экба С.И., Семенова Е.А., Шульга С.В. Применение раскручивателей для утилизации энергии закрученного потока в пылеуловителях на встречных закрученных потоках // Международное научное издание Современные фундаментальные и прикладные исследования. Специальный выпуск. 2013. С. 105—111.
Сведения об авторах
Сидякин Павел Алексеевич: к. т. н., доц., Филиал ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет», (Филиал СКФУ в г. Пятигорске), проф. каф. «Строительство».
357500, Ставропольский край, г Пятигорск, ул. 40-летия Октября, 56.
Тел.: (909) 752-90-45. E-mail: [email protected]
Магомадов Иса Зогуевич: ФГБОУ ВПО «Грозненский государственный нефтяной технический университет им. акад. М.Д. Миллионщикова» (ФГБОУ ВПО «ГГнТу им. акад. М.Д. Миллионщикова»), ст. препод.
364051, Чеченская Республика, г. Грозный, пл. Орджоникидзе, 100.
Палатов Роллан Ринатович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), м. н. с. 357600, Ставропольский край, r. Ессентуки, ул. Вокзальная, 27а.
Тел.: (928) 637-43-45. Тел./факс: (879) 34-4-37-64. E-mail: [email protected]
Стате Георгий Иванович: Филиал СКФУ в г. Пятигорске, ст. препод.
357500, Ставропольский край, г Пятигорск, ул. 40-летия Октября, 56.
Information about authors
Sidyakin Pavel A.: PhD (Technical Sc.), Associate Professor,
Branch of Federal State Autonomous Educational Institution of
Higher Professional Education "North Caucasian Federal
University", Professor of "Construction".
357500, Stavropol Territory, Pyatigorsk, str. 40th Anniversary of
October, 56.
Tel.: (909) 752-90-45
E-mail: [email protected]
Magomadov Isa Z.: Federal State Educational Institution of Higher Professional Education "Grozny State Oil Technical University", senior lecturer.
364051, Chechen Republic, Grozny, pl. Ordzhonikidze, 100.
Palatov Rolland R.: Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), junior researcher. l2l352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (928) 637-43-45. Tel./fax: (879) 34-4-37-64. E-mail: [email protected]
State Georgy I.: Branch of Federal State Autonomous Educational Institution of Higher Professional Education "North Caucasian Federal University", senior lecturer. 357500, Stavropol Territory, Pyatigorsk, str. 40th Anniversary of October, 56.
