medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-2-92-98medlit-1251Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEВыбор градостроительных решений по снижению загрязнения атмосферного воздуха в жилых районах выбросами автомобильного транспортаArchitectural choices aimed at reducing the air pollution by vehicle emissions in residential areasПинигинМ. А.PiniginMigmar A.noemail@neicon.ruСидоренкоВ. Ф.SidorenkoVladimir F.noemail@neicon.ruАнтюфеевА. В.AntyufeyevAleksei V.noemail@neicon.ruБалакинВладимир ВасильевичBalakinVladimir V.

Кандидат техн. наук, доцент кафедры строительства и эксплуатации транспортных сооружений, Институт архитектуры и строительства ФГБОУ ВО ВолГТУ, 400074, Волгоград, Россия.

e-mail: Balakin-its@yandex.ru

MD, Ph.D., Associate prof. of the Department of construction and operation of transport works, Institute of Building and Civil Engineering of the Volgograd State Technical University (IACE VSTU), Volgograd, 400074, Russian Federation.

e-mail: Balakin-its@yandex.ru 

balakin-its@yandex.ruФГБУ «Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью» ФМБА РоссииCentre for Strategic Planning and Management of Biomedical Health Risks of the Federal Medical Biological AgencyИнститут архитектуры и строительства ФГБОУ ВО «волгоградский государственный технический университет» Министерства образования и науки РоссииInstitute of Architecture and Building, Volgograd State Technical University20212203202110029298Copyright © Пинигин М.А., Сидоренко В.Ф., Антюфеев А.В., Балакин В.В., 20212021Пинигин М.А., Сидоренко В.Ф., Антюфеев А.В., Балакин В.В.Pinigin M.A., Sidorenko V.F., Antyufeyev A.V., Balakin V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1251Введение

Введение. Формирование оптимального микроклимата и обеспечение чистоты атмосферного воздуха в жилых районах возможно в градостроительной проектной практике путём регулирования ветрового режима, определяющего в сочетании с температурно-влажностным режимом тепловое состояние человека и качество жилой среды.

Цель исследования – оценка влияния ширины, плотности и приёмов планировки застройки магистральных улиц на аэрационный режим и снижение концентрации выбросов автомобильного транспорта в воздухе жилых территорий.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследования проведены в натурных условиях на улицах крупных городов и на моделях жилых зданий масштаба 1:20 с использованием чашечных анемометров.

Результаты

Результаты. Установлены закономерности формирования аэрационного режима и уровня загазованности магистральных улиц при различных приёмах планировки и застройки. Получены зависимости коэффициента трансформации воздушного потока по скорости от ширины улиц и величины разрывов между зданиями. Определены планировочные условия, исключающие вероятность появления замкнутой циркуляции примесей в уличных каньонах. Изучена пространственно-временная динамика загрязнения атмосферного воздуха транспортных коммуникаций в жилых зонах поселений.

Заключение

Заключение. Гигиенические нормативы содержания выбросов автомобильного транспорта в воздухе жилых районов обеспечиваются оптимальным аэрационным режимом, формируемым путём выбора ширины, положения трассы, этажности, приёмов планировки и плотности застройки магистральных улиц. Одновременно требуется внедрение мероприятий, направленных на снижение валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и исключение очагов атмосферного загрязнения на транспортных сетях городов. При выборе градостроительных решений, обеспечивающих экологическое качество жилой среды поселений в различных географических районах, необходимо учитывать особенности пространственно-временной динамики загрязнения атмосферного воздуха транспортных коммуникаций, обусловленной изменениями метеорологических условий и колебаниями интенсивности движения автомобильного транспорта по часам суток, дням недели и сезонам года.

Introduction

Introduction. The formation of an optimal microclimate and ensuring the purity of atmospheric air in residential areas is possible in urban planning design practice by regulating the wind regime, which determines the thermal state of a person and the quality of the living environment, the temperature and humidity regime. 

The aim of the study is to assess the impact of the width, density, and planning techniques of main streets on the aeration regime and reduction of the concentration of motor transport emissions in the air of residential areas.

Material and methods

Material and methods. The research was carried out both in full-scale conditions on the streets of large cities and residential buildings’ models at a scale of 1:20 using cup anemometers.

Results

Results. The regularities of the formation of the aeration regime and the level of gas contamination of main streets with different planning and development methods are established. The dependences of the coefficient of air flow transformation in terms of the speed on the width of streets and the size of gaps between buildings are obtained. Planning conditions that exclude the possibility of a closed circulation of impurities in street canyons are determined. The spatial and temporal dynamics of air pollution of transport communications in residential areas of settlements is studied.

Conclusions

Conclusions. Hygienic standards for the content of motor transport emissions in the air of residential areas are provided by the optimal aeration mode, formed by choosing the width, position of the route, number of floors, planning techniques, and density of development of main streets. Simultaneously, it is necessary to introduce measures aimed at reducing the gross emissions of pollutants into the atmosphere and eliminating foci of atmospheric pollution on the transport networks of cities. When selecting urban planning decisions that ensure the environmental quality of the living environment of settlements in different geographical areas, it is necessary to consider the peculiarities of spatial-temporal dynamics of air pollution by transport and communications, due to changes in meteorological conditions and fluctuations in the intensity of traffic by hour of day, day of week and season of the year.

улицазастройказагрязнение атмосферного воздухааэрационный режимstreetbuildingsair pollutionaeration modeReferencesБалакин В.В. Влияние ветрового режима на очищение воздуха магистральных улиц от выбросов автотранспорта. Гигиена и санитария. 1980; 59(6): 5-8.Balakin V.V. Impact of wind pattern on the air purification of main streets from vehicles’ emissions. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 1980; 6: 5–8. (in Russian)Фельдман Ю.Г. Гигиеническая оценка автотранспорта как источника загрязнения атмосферного воздуха. М.: Медицина; 1975.Fel’dman Yu.G. Hygienic Assessment of Vehicles as a Source of Air Pollution Gigienicheskaya otsenka avtotransporta kak istochnika zagryazneniya atmosfernogo vozdukha]. Moscow: Meditsina; 2013. (in Russian)Андреев П.И. Рассеяние в воздухе газов, выбрасываемых промышленными предприятиями. М.: Госиздат; 1952.Andreev P.I. Dispersion of Air Gases Emitted by Industrial Enterprises [Rasseyanie v vozdukhe gazov, vybrasyvaemykh promyshlennymi predpriyatiyami]. Moscow: Gosizdat; 1952. (in Russian)Балакин В.В. Расчет загрязнения атмосферного воздуха на застраиваемых участках городских дорог. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2010; (18): 138-43.Balakin V.V. Calculation of atmospheric air pollution within urban roads framed with buildings. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arkhitektura. 2010; (18): 138–43. (in Russian)Кандрор И.С., Демина Д.М., Ратнер Е.М. Физиологические принципы санитарно-климатического районирования территории СССР. М.: Медицина; 1974.Kandror I.S., Demina D.M., Ratner E.M. Physiological Principles of Sanitary and Climatic Zoning on the USSR Territory [Fiziologicheskie printsipy sanitarno-klimaticheskogo rayonirovaniya territorii SSSR]. Moscow: Meditsina; 1974. (in Russian)Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию размещения и развития производительных сил на территориях нового освоения и в промышленно развитых регионах. М.; 1983.Methodical recommendations on the hygienic justification for the location and development of productional forces in the territories of new development and in industrially developed regions. Moscow; 1983. (in Russian)Градостроительство (справочник проектировщика). М.: Стройиздат; 1978.Urban Planning (Designer’s Guide) [Gradostroitelstvo (spravochnik proektirovshchika)]. Moscow: Stroiizdat; 1978. (in Russian)Егорычев О.О., Дуничкин И.В. Вопросы прогнозирования микроклимата городской среды для оценки ветроэнергетического потенциала застройки. Вестник Московского государственного строительного университета. 2013; (6): 123-31.Egorychev O.O., Dunichkin I.V. Climate projectionsfor the urban environment in the assessment of the wind energy potential of buildings. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo stroitel’nogo universiteta. 2013; (6): 123–31. (in Russian)Мягков М.С. Пример моделирования микроклиматических условий для г. Волгограда. Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2013; (32): 220-8.Myagkov M.S. Example of modelling of microclimatic conditions for Volgograd. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: Stroitel’stvo i arkhitektura. 2013; (32): 220–8. (in Russian)Серебровский Ф.Л. Аэрация населенных мест. М.: Стройиздат; 1985.Serebrovskiy F.L. Aeration of Populated Areas [Aeratsiya naselennykh mest]. Moscow: Stroyizdat; 1985. (in Russian)Реттер Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика. М.: Стройиздат; 1984.Retter E.I. Architectural and Construction Aerodynamics [Arkhitekturno-stroitel’naya aerodinamika]. Moscow: Stroyizdat; 1984. (in Russian)Addison P.S., Currie J.I., Low D.J., McCann J.M. An integrated approach to street canyon pollution modeling. Environ. Monit. Assess. 2000; 65(1-2): 333-42Addison P.S., Currie J.I., Low D.J., McCann J.M. An integrated approach to street canyon pollution modeling. Environ. Monit. Assess. 2000; 65(1–2): 333–42.Каменецкий Е.С. Концентрация загрязняющих веществ в уличном каньоне с разной высотой домов по сторонам улицы. Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2008; (6): 31-5.Kamenetskiy E.S. Pollutant concentration in urban canyon with a buildings height differences at the sides of the street. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Severo-Kavkazskiy region. Seriya: Estestvennye nauki. 2008; (6): 31–5. (in Russian)Нутерман Р.Б., Старченко А.В. Моделирование распространения загрязнения воздуха в уличном каньоне. Оптика атмосферы и океана. 2005; 18(8): 649-57.Nuterman R.B., Starchenko A.V. Air pollution spread modeling in a street canyon. Optika atmosfery i okeana. 2005; 18(8): 649–57. (in Russian)Baik J.J., Kim J.J. A numerical study flow and pollutant dispersion characteristics in urban street canyons. J. Appl. Meteorol. 1999; 38(11): 1576-89. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038%3C1576:ANSOFA%3E2.0.CO;2Baik J.J., Kim J.J. A numerical study flow and pollutant dispersion characteristics in urban street canyons. J. Appl. Meteorol. 1999; 38(11): 1576–89. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038%3C1576:ANSOFA%3E2.0.CO;2Никитин В.С., Максимкина Н.Г., Самсонов В.Т., Плотникова Л.В. Проветривание промышленных площадок и прилегающих к ним территорий. М.: Стройиздат; 1980Nikitin V.S., Maksimkina N.G., Samsonov V.T., Plotnikova L.V. Aeration of Industrial Sites and Areas adjacent to Them [Provetrivanie promyshlennykh ploshchadok i prilegayushchikh k nim territoriy]. Moscow: Stroiizdat; 1980. (in Russian)Hassan A.A., Crother J.M. Modelling of fluid flow and pollutant dispersion in a street canyon. Environ. Monit. Assess. 1998; 52: 281-97. https://doi.org/10.1023/A:1005928630000Hassan A.A., Crother J.M. Modelling of fluid flow and pollutant dispersion in a street canyon. Environ. Monit. Assess. 1998; 52: 281–97. https://doi.org/10.1023/A:1005928630000Uehara K., Murakami S., Oikawa S., Wakamatsu S. Wind tunnel evaluation of flow fields within streets canyons with thermal stratification. J. Architecture, Planning and Environmental Engineering (Transaction of AIJ). 1998; 510: 37-44.Uehara K., Murakami S., Oikawa S., Wakamatsu S. Wind tunnel evaluation of flow fields within streets canyons with thermal stratification. J. Architecture, Planning and Environmental Engineering (Transaction of AIJ). 1998; 510: 37–44.Балакин В.В., Сидоренко В.Ф. Защита пешеходных зон и жилой застройки от выбросов автомобильного транспорта средствами озеленения. Жилищное строительство. 2016; (5): 3-8.Balakin V.V., Sidorenko V.F. Use of protective planting against car emissions in residential areas and pedestrian zones. Zhilishchnoe stroitel’stvo. 2016; (5): 3–8. (in Russian)Данилина Н.В., Теплова И.Д. «Устойчивая» улица - формирование общественных пространств на городских улицах. Экология урбанизированных территорий. 2018; (4): 74-80. https://doi.org/10.24411/1816-1863-2018-14074Danilina N.V., Teplova I.D. «Sustainable» street - formation public spaces on city streets. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy. 2018; (4): 74–80. https://doi.org/10.24411/1816-1863-2018-14074 (in Russian)Baik J.J., Kim J.J. A numerical study thermal effects on flow and pollutant dispersion in urban street canyons. J. Appl. Meteorol. 1999; 38(9): 1249-61. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038%3C1249:ANSOTE%3E2.0.CO;2Baik J.J., Kim J.J. A numerical study thermal effects on flow and pollutant dispersion in urban street canyons. J. Appl. Meteorol. 1999; 38(9): 1249–61. https://doi.org/10.1175/1520-0450(1999)038%3C1249:ANSOTE%3E2.0.CO;2Томсон Н.М. Аэрация городской застройки. М.; 1947Tomson N.M. Aeration of Urban Area [Aeratsiya gorodskoy zastroyki]. Moscow; 1947. (in Russian)Lee I.Y., Park H.M. Parametrization of the pollutant transport and dispersion in urban street canyons. Atmos. Environ. 1996; 28(14): 2343-9. https://doi.org/10.1016/1352-2310(94)90488-XLee I.Y., Park H.M. Parametrization of the pollutant transport and dispersion in urban street canyons. Atmos. Environ. 1996; 28(14): 2343–9. https://doi.org/10.1016/1352-2310(94)90488-XЛазарева Е.О., Попова Е.С. Особенности пространственно-временной динамики антропогенных примесей воздуха г. Санкт-Петербурга за период времени с 1980 по 2012 г. (на примере оксида углерода, диоксида азота, взвешенных веществ). Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2014; (37): 204-15.Lazareva E.O., Popova E.S. Features of spatial-temporal dynamic of anthropogenic impurities of air in St. Petersburg during the period of 1980–2012 (on the example of carbon oxide, nitrogen dioxide, suspended particles). Uchenye zapiski Rossiyskogo gosudarstvennogo gidrometeorologicheskogo universiteta. 2014; (37): 204–15. (in Russian)Самодурова Т.В., Бакланов Ю.В. Влияние солнечной радиации на температурный режим дорожного покрытия. Труды Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2015; (2): 308-14.Samodurova T.V., Baklanov Yu.V. The influence of solar radiation on the temperature mode of the road pavement. Trudy Kazanskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. 2015; (2): 308–14. (in Russian)Гиясов А., Баротов Ю.Г. Роль зеленых насаждений в оздоровлении микроклимата городской застройки южных районов СНГ. Экология урбанизированных территорий. 2018; (3): 90-7. https://doi.org/10.24411/1816-1863-2018-13090Giyasov A., Barotov Yu.G. The role of green spaces in improving the microclimate of urban development in the southern regions of the CIS. Ekologiya urbanizirovannykh territoriy. 2018; (3): 90–7. https://doi.org/10.24411/1816-1863-2018-13090 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.