V. Метод расчета максимальных разовых концентраций от выбросов одиночного точечного источника
5.1. Положения данной главы используются при расчетах рассеивания выбросов от дымовых труб, вентиляционных шахт, а также от источников организованного выброса загрязняющих атмосферный воздух веществ из установленных отверстий (далее - от точечных источников выброса) при условии, что скорость w0 выхода газовоздушной смеси (далее - ГВС) из устья источника выброса не превосходит скорости звука в атмосферном воздухе (в целях данных Методов принимается равной 330 м/с), а температура Tг ГВС не превышает 3000 °C. В случаях несоблюдения этих условий расчет производится на основе главы XII настоящих Методов.
5.2. Максимальная приземная разовая концентрация ЗВ cм, мг/м3, при выбросе ГВС из одиночного точечного источника с круглым устьем достигается при опасной скорости ветра uм на расстоянии xм от источника выброса и определяется по формуле (3):
где A - коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы, определяющий условия горизонтального и вертикального рассеивания ЗВ в атмосферном воздухе;
M - масса ЗВ, выбрасываемого в атмосферный воздух в единицу времени (мощность выброса), г/с;
F - безразмерный коэффициент, учитывающий скорость оседания ЗВ (газообразных и аэрозолей, включая твердые частицы) в атмосферном воздухе;
m и n - безразмерные коэффициенты, учитывающие условия выброса из устья источника выброса;
H - высота источника выброса, м;
V1 - расход ГВС, определяемый по формуле (4), м3/с;
где D - диаметр устья источника выброса, м;
w0 - средняя скорость выхода ГВС из устья источника выброса, м/с.
5.3. Значения коэффициента A, соответствующего неблагоприятным метеорологическим условиям, при которых разовые концентрации ЗВ в атмосферном воздухе достигают максимальных значений, даны в Приложении N 2 к настоящим Методам.
5.4. Мощности M выброса, высоты источников H, диаметры устьев D, температуры Tг и расходы V1 ГВС при проектировании предприятий должны определяться расчетом в технологической части проекта (для проектируемых, вводимых в эксплуатацию построенных и реконструированных объектов), а для действующих производств должны определяться по результатам инвентаризации стационарных источников выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.
При расчете максимальных разовых концентраций принимаются сочетания при времени осреднения 20 - 30 мин значений M и V1, реально возможные в течение года при безаварийных условиях эксплуатации предприятия, при которых достигается максимальная концентрация cм ЗВ.
Способ определения зависимости мощности выброса M от скорости ветра определяется методикой расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарными источниками выброса <3>. При этом учет зависимости мощности выброса M от скорости ветра осуществляется с помощью соответствующего множителя, который включается в формулу (20), а максимальная приземная концентрация ЗВ и опасная скорость ветра определяются прямым перебором скоростей. При расчете среднегодовых концентраций аналогичный множитель включается в формулу (117).
--------------------------------
<3> Правила разработки и утверждения методик расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух стационарными источниками, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 16.05.2016 N 422 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2016, N 21, ст. 3018).
В случае, если в методике расчета выбросов вредных (загрязняющих) веществ отсутствует способ определения зависимости мощности выброса M от скорости ветра, мощность выброса задается постоянным значением, которое при расчете максимальных концентраций принимается согласно требованиям данного пункта, а при расчете среднегодовых концентраций - согласно требованиям пункта 10.1.4.2 настоящих Методов.
5.5. При определении величины
--------------------------------
<4> Перечень национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений", утвержденный постановлением Правительства Российской Федерации от 26.12.2014 N 1521 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2015, N 2, ст. 465, N 40, ст. 5568,2016, N 50, ст. 7122).
Для остальных источников выбросов расчетная температура Tв принимается равной средней максимальной температуре воздуха наиболее теплого месяца года по СП 131.13330.2012 Свод правил. "Актуализированная редакция СНиП 23-01-99 Строительная климатология".
5.6. Значение безразмерного коэффициента F приведено в Приложении N 2 к настоящим Методам.
5.7. Коэффициенты m и n определяются в зависимости от характеризующих свойства источника выброса параметров vм, v'м, f и fе:
Коэффициент m определяется по формулам (9а) - (9б):
Для fе < f < 100 коэффициент m вычисляется при f = fе.
Коэффициент n при f < 100 определяется по формулам (10а) - (10в):
n = 4,4 · vм при vм < 0,5, (10а)
n = 1 при vм
При f
5.8. Для f
где
причем n определяется по формулам (10а - 10в) при
Аналогично при f < 100 и vм < 0,5 или f
где
m' = 2,86 · m при vм < 0,5, (14а)
Формула (13) при m' = 0,9 применяется также при расчете концентраций ЗВ для источников выбросов, у которых вертикальная составляющая скорости поступающей в атмосферу газовоздушной смеси не превышает 0,01 м/с, а давление в ней, ее плотность и температура отличаются от соответствующих характеристик атмосферного воздуха не более, чем на 0,01% (далее - источник выбросов фиксированной высоты) H при
--------------------------------
<5> Формулы (11) и (13) являются предельными случаями общей формулы (3).
5.9. Расстояние xм от источника выброса, на котором приземная концентрация c ЗВ при неблагоприятных метеорологических условиях достигает максимального значения cм, определяется по формуле (15):
Безразмерный коэффициент d при f < 100 находится по формулам (16а) - (16в)
При f
Для источника выброса фиксированной высоты H при
5.10. Опасная скорость ветра uм на стандартном уровне флюгера (10 м от уровня земли), при которой достигается наибольшая приземная концентрация ЗВ cм, в случае f < 100 определяется по формулам (18а - 18в):
uм = 0,5 при vм
uм = vм при 0,5 < vм
При f
Для источника выброса фиксированной высоты H при
5.11. Максимальная приземная концентрация ЗВ cм.u при неблагоприятных метеорологических условиях и скорости ветра u, отличающейся от опасной скорости ветра uм, определяется по формуле (20):
cм.u = r · cм, (20)
где r - безразмерная величина, определяемая по формулам (21а - 21б):
При проведении расчетов следует использовать значения скорости ветра u в диапазоне от 0,5 м/с до uм.р, где uм.р - максимальная расчетная скорость ветра, значение которой в данной местности в среднем многолетнем режиме превышается в 5% случаев (пункт 4.6 настоящих Методов).
5.12. Расстояние от источника выброса xм.u., на котором при скорости ветра и и неблагоприятных метеорологических условиях достигается максимальная приземная концентрация cм.u ЗВ, определяется по формуле (22):
xм.u = p · xм, (22)
где p - безразмерный коэффициент, определяемый по формулам (23а - 23в):
5.13. При опасной скорости ветра xм приземная концентрация ЗВ c в атмосферном воздухе на оси факела от точечного источника, определяемой как геометрическое место точек в пространстве, которые на каждом заданном расстоянии от источника соответствуют максимальному значению концентрации ЗВ, а также как их проекция на подстилающую поверхность (то есть на взаимодействующую с атмосферой поверхности земли, в том числе, почву, поверхностные воды, снежный и растительный покров), на различных расстояниях x от источника выброса вычисляется по формуле (24):
c = s1 · cм, (24)
где s1 - безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от отношения x/xм и коэффициента F по формулам (25а - 25е):
s1 = 3 · (x/xм)4 - 8 · (x/xм)3 + 6 · (x/xм)2 при x/xм
s1 = 144,3 · (x/xм)-7/3 при x/xм > 100 и F
s1 = 37,76 · (x/xм)-7/3 при x/xм > 100 и F > 1,5. (25е)
Для наземных и низких источников выброса (высотой H не более 10 м) при x/xм < 1 величина s1 в формуле (24) заменяется на величину
Аналогично определяется концентрация ЗВ на различных расстояниях по оси факела при неблагоприятных метеорологических условиях и других скоростях ветра
5.14. Приземная концентрация ЗВ в атмосферном воздухе cy на расстоянии y по нормали к оси факела выброса определяется по формуле (27):
cy = s2 · c, (27)
где s2 - безразмерный коэффициент, определяемый по формуле (28):
где
5.15. Расчеты распределения максимальных разовых концентраций cz ЗВ на разных высотах z > 2 м над подстилающей поверхностью (пункт 5.13 настоящих Методов) по формулам, приведенным в данном пункте, проводятся для таких расчетных точек, на которых на значения концентрации не влияют ветровые тени близлежащих зданий и сооружений (глава IX настоящих Методов). В частности, такие расчеты производятся при выборе положения устьев воздухозаборных труб и шахт и других объектов, расположенных на открытых участках местности или на участках, где максимальная высота зданий (сооружений) не менее чем в 2,5 раза ниже высоты воздухозабора при условии, что источники выбросов не располагаются в зоне затишья и/или нарушенного ветрового потока, образующейся на подветренной стороне здания (сооружения) (зона подветренной тени), с наветренной стороны (зона наветренной тени или зона подпора), на крыше (зона крышной тени) или между зданиями (зона межкорпусной тени) (далее - ветровая тень зданий и сооружений). В остальных случаях расчет проводится в соответствии с положениями главы IX настоящих Методов.
Для одиночного источника выброса высотой H концентрации cz ЗВ рассчитываются по формуле (30):
где
При H < 2 или при H1 < 2 в (30), соответственно, принимается H = 2 или H1 = 2 (пункт 4.4 настоящих Методов); аналогично, при z < 2 принимается z = 2. При этом расчет концентраций в нижнем двухметровом слое проводится по формулам, приведенным в пунктах 5.1 - 5.14 настоящих Методов.
Расчеты по формуле (30) проводятся на расстояниях x от точечного источника выброса, удовлетворяющих условию x > 10D, где D - диаметр устья источника выброса (пункт 5.2 настоящих Методов); при проведении расчетов используются значения скорости ветра u в диапазоне от 0,5 м/с до uм.р, где uм.р - максимальная расчетная скорость ветра (пункт 5.11 настоящих Методов).
5.16. Расчеты рассеивания выбросов для источников выбросов с прямоугольными устьями (шахт) производятся по формулам, приведенным в данной главе, при значениях D = DЭ и V1 = V1Э и принятии w0 как средней скорости выхода ГВС в атмосферный воздух.
Средняя скорость w0 выхода ГВС в атмосферный воздух определяется по формуле (31):
где Lуст - длина устья, м;
b - ширина устья, м.
Эффективный диаметр устья DЭ, м, определяется по формуле (32):
Для источника выброса с квадратным устьем (Lуст = b) эффективный диаметр DЭ равняется длине стороны квадрата.
Эффективный расход выходящей в атмосферный воздух в единицу времени ГВС V1Э, м3/с определяется по формуле (33):
В остальном расчет рассеивания выбросов производится так же, как для выбросов из источника выброса с круглым устьем.
5.17. Для каждого источника выброса радиус зоны влияния рассчитывается как наибольшее из двух расстояний от источника выброса x1 и x2, где x1 = 10 · xм, а величина x2 определяется как расстояние от источника выброса, начиная с которого c