Лекція 13. Санітарно-гігієнічна фітомеліорація

 

13.1. Санітарно-захисна зона промислових підприємств

 

Санітарно-гігієнічна фітомеліорація водночас із інженерно-захис­ною займаються вирішенням проблем оздоровлення водоймищ, водотоків і джерел шляхом створення протиерозійних і водозахисних насаджень.

Санітарно-захисна смуга (СЗЗ) – це зона розриву між промисловими підприємствами і сусідніми житловими чи громадськими будівлями. Ширину санітарно-захисних зон в Україні встановлюють відповідно до діючого законодавства із такого розрахунку, щоб викиди промислових підприємств, які досягають районів житлової забудови, не перевищували встановлених граничнодопустимих концентрацій (ГДК).

Ширину СЗЗ встановлюють залежно від типів промислових підприємств і ступеня впливу їх викидів на навколишнє середовище. СЗЗ залежно від класу підприємства може мати такі розміри:

- 1-й клас – 1000 м;

- 2-й клас – 500 м;

- 3-й клас – 300 м;

- 4-й клас – 100 м;

- 5-й клас –  50 м;

Якщо підприємство розташоване в промисловій зоні з іншими під­приємствами, які викидають в атмосферу забруднюючі речовини, архітектурно-планувальне рішення СЗЗ цього підприємства має брати до уваги сумарну кількість викидів. Деколи (наприклад, у випадку розташування житлової зони з підвітряного боку відносно підприємства) ширина СЗЗ може збільшуватися за рішенням органів санітарно-епідеміо­логічної служби.

Проект озеленення санітарно-захисних зон є складовою частиною проектної документації на будівництво підприємств і йому передують спеціальні дослідження із вивчення санітарно-гігієнічних і природно-кліматичних умов, архітектурно-планувальних рішень промислових під­приємств і прилеглих до них територій, асортименту рослин тощо.

Основою для складання плану розміщення зелених насаджень є схема функціонального розміщення СЗЗ, в якій виділяють такі підзони:

- промислова;

- допоміжних виробництв;

- транспортна;

- господарсько-складських територій;

- адміністративних будівель;

- озеленення.

Проектується також зонування територій за ступенем та характе­ром забруднення атмосферного повітря. При цьому до уваги беруть потуж­ність і профіль підприємства, взаємне розташування джерел організованих і неорганізованих викидів, рельєф місцевості, розу вітрів (особливо у вегетаційний період), мікрокліматичні умови. Виділяють три зони забруднення:

- сильного постійного;

- слабого постійного;

- сильного періодичного.

У першій зоні концентрація основних викидів під час вегетаційного періоду перевищує гранично допустиму норму понад 50 % днів, у другій – близько 5–10 % днів (при цьому в решта часу шкідливі компоненти містяться у менших концентраціях). Третій зоні притаманні корот­кочасні (до 5 % днів) викиди шкідливих речовин у значних концентраціях.

Особливості ландшафтного розміщення рослин полягають у тому, що крім захисної функції, фітомеліоративні насадження промислових підприємств повинні мати естетичний вигляд. Елементами композиції СЗЗ є масиви, гаї, куртини, групи, рядові й одинокі посадки, вертикальне озеленення, окремі типи квітників і газонів.

Масиви, які повинні мати певну стійкість і довговічність, створюють, як правило, з місцевих лісоутворювальних порід, а також інтродукованих екзотів, перевірених практикою озеленення промислових зон. Такий самий підхід при створенні гаїв і куртин.

Групи в основному створюють з однопородних, як правило, лис­тяних порід, рідше – змішаних. З хвойних порід у посадках практикують ялину, тую західну та їх форми. Ширина групи має бути меншою висоти дерева. Віддаль між деревами в малих групах (3–5 дерев) становить 3–4 м, у великих (11–21 дерево) – 2–2,5 м. У місцях відпочинку рекомендують формувати гніздові групи з однопородних дерев, висаджуючи їх на віддалі 0,3–0,5 м одне від одного (береза повисла, тополя пірамідальна, клени).

Рядові посадки створюють уздовж транспортних доріг, виробничих цехів для захисту приміщень від пилу, газу, шумів і надмірної інсоляції. Водночас ними відгороджують відкриті складські майданчики із сипкими матеріалами, виробничими відходами тощо.

Одинокі посадки (солітери) висаджують як акценти на тлі газонів і квітників, для чого підбирають стійкі до атмосферного забруднення і високодекоративні дерева (дуб, ясен, береза, сосна чорна чи Веймутова).

Важливе місце у формуванні ландшафтних композицій заводських територій посідають чагарники. Перевага їх перед деревами полягає в тому, що вони швидко ростуть, заповнюючи відкритий простір, і легко у випадку всихання можуть бути замінені іншими. Використовують їх для формування пейзажних груп, створення декоративних узлісь і куртин.

Чагарники широко використовують в інженерному облаштуванні заводських територій – озелененні відкосів для укріплення ґрунту (береза, барбарис, карагана), а також для пом’якшення штучних нерівностей рельєфу (карагана, аморфа, свидина, пирій). Вони відіграють важливу ізоляційну роль у візуальному обмеженні внутрізаводського транспортного руху, а також як пилезахисні огорожі.

Особливо слід звернути увагу на вертикальне озеленення заводських приміщень – адміністративних, лабораторних, їдалень, прохідних тощо. Ліани з їх розвиненою листовою поверхнею не лише прикра­шають монотонні стіни будівель і споруд, але й осаджують значну кількість пилу. Для цього рекомендують створювати виноградники (вино­град амурський, кірказон крупнолистий). Для озеленення бетонних чи металевих огорож використовують ломиніс синій та білий, виткі троянди, жимолость капріфоль.

Значну площу у СЗЗ займають газони. Вони відіграють важливу санітарно-захисну роль – затримують пил, очищають повітря, знижують температуру, підвищують вологість. Партерні газони використовують на передзаводській площі та перед адміністративним корпусом. Садові і лучні газони займають весь вільний від насаджень простір, а спортивні – спортивні та ігрові майданчики.

Озеленюючи заводські території, слід брати до уваги, що окремі деревні породи можуть створювати несприятливі умови. Наприклад, тополя, осика, верба під час дозрівання насіння утворюють пух, який шкідливо впливає не лише на працюючих, але й шкодить обладнанню і механічним пристроям у цехах з точним процесом виробництва, а також компресорним установкам.

 

13.2. Шумозахисні насадження

 

Методи визначення категорії шумів залежать від типу шуму, його джерела і характеру. Шум – звук, який подразнює нервову систему. У проблемі шуму фігурує три елементи: звук, трансляція і приймач. В ролі останнього виступають людина чи тварина. Однак це може бути й механічне обладнання, чутливе до звуку, наприклад, вимірювач сили звукової хвилі. Шум може надходити з різних джерел: лінійних (авто­магістралей, залізниць); точкових (спортивні комплекси, ринки, багатолюдні площі тощо).

Звук втрачається в процесі трансляції, коли він на своєму шляху зустрічає бар’єр і може бути абсорбованим, відбитим, заломленим, поглинутим. Ослабити звукову хвилю, яка латеральними потоками пересувається до приймача (житло, лікарні, школи, дитячі установи тощо), можна за допомогою такого бар’єру як зелене насадження. Як було зазначено вище, ефективність впливу рослинного покриву на регулювання звуку та його силу залежить також від кліматичних факторів – напряму вітру та його швидкості, температури і вологості повітря. Зрозуміло, що трав’яна рослинність абсорбує значно менше звукової енергії, ніж ліс. По-перше, всередині лісового масиву швидкість вітру набагато менша, ніж над верхів’ями дерев. По-друге, температура повітря під наметом дуже близька до постійної. Внаслідок абсорбції звуку землею і трав’я­нистим покривом розсіюванням звукової хвилі лабіринтами листя, гілок і стовбурів рівень шуму у лісах різко зменшується, а то й згасає зовсім.

Поглинання звукової хвилі захисними смугами має значно менший ефект і залежить передусім від ширини, висоти і густоти шумозахисної смуги. Наприклад, смуга завширшки 5–10 м, на думку Х. Пойкера, практично не впливає на зменшення шуму.

Інтенсивність зовнішніх звуків, спричинених автомобільним і залізничним транспортом, звичайно послаблюється або зменшується перед тим, як надійти до приймача. Згасання сили звукової хвилі буває двох типів. Перший – це нормальне ослаблення, яке залежить від дистан­ції: із збільшенням відстані від джерела до приймача сила звуку зменшується. Другий – це сильне ослаблення як наслідок затримання окремими перепонами або суцільними бар’єрами звукових хвиль.

Звукові хвилі, які доходять до захисних зелених смуг, абсорбуються листям та гілками дерев. Найефективнішими для абсорбції шумового забруднення є ті рослини, які мають товсте листя на тонких гілках.

Дослідники звукових хвиль розглядають гілки і пагони дерев як коливальний контур для амортизації звуку. Частинки рослини діють як вібратори або резонатори, амортизуючи і приглушуючи звук. Дерева і чагарники як розсіювачі звуку мають бути розташовані якомога ближче до джерела, тобто до автомагістралі чи залізниці.

Високий ефект дає посадка завширшки 20 м, зокрема п’ять рядів хвойних дерев і два ряди чагарників. Проте ефективнішою є посадка де­кількох щільних смуг дерев на такій відстані одна від одної, щоб їх крони не змикалися. У такому випадку кожний ряд дерев з щільною живою огорожею знижує шум на 1–2 дБ, стаючи новою перепоною на шляху його пересування, екрануючи його. Міжрядні простори, вкриті трав’я­нистою рослинністю, також беруть участь у абсорбції звукових хвиль.

Смуги шумозахисних зелених насаджень повинні мати опти­мальну щільність, глибину і висоту. Один із головних факторів, що впли­ває на ефективність дії шумозахисної смуги, є дендрологічний склад насаджень, який можна обчислити за допомогою коефіцієнта Кд, який для практичних розрахунків, незалежно від конструкції посадок, рекомендують брати однаковим і для листяних, і для хвойних – 1,2 (табл. 2.1).

 

Таблиця 2.1 – Шумозахисна ефективність насаджень

Насадження	Зниження рівня шуму за рахунок зелених насаджень у міру віддалення від магістралей, дБ
	50 м	110 м	150 м	200 м	250 м
Листяні дерева (акація, тополя, дуб)	4,2	6,1	8,0	9,0	10,0
Листяні чагарники	6,0	9,2	11,5	12,5	14,0
Ялина	7,0	11,0	12,5	14,0	15,5
Сосна	9,0	12,2	14,2	16,0	17,5

Конструкцію шумозахисної смуги магістралі вибирають залежно від величини шуму на ній. Для рядової посадки незалежно від дендрологічного складу Кд = 1, для шахової посадки Кд = 1,05.

Ширину шумозахисної смуги з певним набором порід і вибраною конструкцією розраховують за формулою:

 

      (2.1)

 

де L7 – рівень шуму на віддалі 7 м від джерела шуму, дБ; bpoзp – коефіцієнт рівня шуму (табл. 2.2); h – відстань від джерела шуму до приймача – 1 м; h7 – відстань від джерела шуму – 7 м.

 

Таблиця 2.2 – Розрахунок коефіцієнта рівня шуму

 

Згідно з цим методом розрахунку вчені запропонували номограму визначення величини зниження рівня шуму смугами зелених насаджень з урахуванням існуючих реальних рівнів транспортного шуму в межах 60–70 дБ і типи шумозахисних смуг, які мають оптимальну ширину для міських автотрас. Ефективними є конструкції і асортимент таких деревних порід:

- 1 л – смуга листяних насаджень завширшки 10 м, трирядною шаховою посадкою із двоярусною живою огорожею з чагарників;

- 2 л – смуга листяних насаджень завширшки 15 м, чотирирядною шаховою посадкою із узліссям і підліском із чагарників;

- 2 х – смуга хвойних насаджень завширшки 15 м, чотирирядною шаховою посадкою та підліском з чагарників;

- 3 л – смуга листяних насаджень завширшки 20 м, п’ятиряд­ною шаховою посадкою із узліссям та підліском з чагарників;

- 3 х – смуга хвойних зелених насаджень завширшки 20 м, п’яти­рядною шаховою посадкою з двоярусною живою огорожею із чагарників;

- 4 л – смуга листяних насаджень завширшки 25 м, шестирядною шаховою посадкою дерев з двоярусною живою огорожею із чагарників.

На думку В.П. Кучерявого, жодна із існуючих шумозахисних споруд не має такої повноти комплексної захисної дії, як зелене насадження. Зокрема, зелене насадження вздовж автомагістралі на міській території завширшки20 м, сформоване з п’яти рядів дерев і чагарників у підліску й живої огорожі може:

- при рівні шуму на проїжджій частині 75 дБ знижувати рівень шуму на 10–12 дБ;

- скорочувати концентрацію шкідливих мікрочастинок у повітрі від 100 до 25 % на одиницю об’єму;

- зменшувати швидкість вітру від 10 до 2 м/с;

- знижувати концентрацію вихлопних газів автотранспорту на 15 %.

Для 30-метрової смуги листяних насаджень пропонують (Горохов, 1991) 7–8-рядну посадку завширшки 7–8 м з густою щільною кроною (липа, тополя, клен) та низьким штамбом, чагарником у підліску та живою огорожею заввишки 1,5–2 м. Така смуга може знизити рівень транспортного шуму до 12 дБ.

Віддаль від тротуару магістралі до будинків має становити 15–20 м озелененої території. Рекомендовані мінімальні віддалі від проїжджої частини до червоної лінії наведені у таблиці 2.3.

 

Таблиця 2.3 – Норми віддаленості забудови від проїжджої частини вулиці

Інтенсивність руху, од./год	Мінімальна віддаль від проїзної частини вулиці, м
	без зеленої смуги	із зеленою смугою
100	25	15
200	50	30
300	60	35
400	70	40
500	100	50
1000	200	100
2000	400	200

 

Найкращий шумозахисний ефект має сформована з дерев і чагар­ників зелена смуга, розташована на екрануючому бар’єрі – земляному кавальєрі. При розташуванні магістралі у низині бажано озеленити верхню брівку схилу.

Якщо в умовах лінійного джерела шумового забруднення завдання полягає у правильному розміщенні, конструюванні захисної смуги, то в умо­вах точкового джерела забруднення виникає необхідність ідентифікації тавстановлення категорії джерела або звукової енергії. Існують характерні шуми, які генеруються в місцях перевезень, індустрії, залізничних вузлів, житлових районів чи торгових центрів. Їх поділяють на такі види:

- шуми перевезень – звуки гудків, двигунів, шин і сирен автомобілів, поїздів, літаків, кораблів, вертольотів, мотоциклів і т. п.;

- шуми відпочинку – спортивні комплекси, плавальні басейни, моторні човни, ігрові майданчики;

- шуми комерційних об’єктів – ринки, торгові майдани, ранкова доставка продуктів у магазини;

- заводські шуми;

- шуми житлових районів – голоси людей, звуки газонокосарок, вентиляторів тощо.

Контроль такого різноманіття шумів є надзвичайно складним, як і захист від них. Встановлено, що зелені насадження, розташовані між джерелами шуму та житловими будинками, майданчиками для відпочинку, можуть значно знизити рівень шуму. Ефект зростає в міру наближення рослин до джерела шуму. За ступенем шумозахисної ефектив­ності різні насадження можна розмістити в такому порядку: смерекові, соснові, чагарникові (листяні різних видів) та листяні деревні.

Точкові джерела, розташовані в зоні житлової забудови, зокрема спортивні, дитячі, ігрові чи господарські майданчики, характеризуються високочастотними звуками. Відомо, що щільні зелені насадження здатні знижувати рівень звуку у високочастотному діапазоні, а тому їх часто використовують у комплексі із спеціальними стінками-екранами. Поміт­ний ефект у шумозахисті мають земляні вали, які в бік до джерела шуму роблять якомога крутішими. Вали обсаджують щільними деревно-чагарниковими смугами, які крім захисної функції, виконують етико-психологічну роль. Результати досліджень свідчать, що всі фасади житлових будинків піддаються шумовому впливу менше 55 дВ.

Нормами передбачено різні віддалі від спортивних майданчиків до житлових будинків при наявності і відсутності зелених насаджень, м (табл. 2.4).

 

Таблиця 2.4 – Норми відстані від спортивних майданчиків до житлових будинків

Відстань	Мінімальна відстань, м
	при наявності насадження	без насадження
Між будинком і волейбольною площадкою	70	100
МІж будинком і тенісною площадкою	15	20
МІж будинком і футбольним полем	100	170

 

Для зменшення рівнів шуму всередині житлової забудови рекомендують разом з посадкою дерев і чагарників з густою кроною створювати газони і широко використовувати вертикальне озеленення, яке зменшує поверхню відбитого звуку, збільшуючи звукопоглинання стіни у 6–7 разів.

На стадії генерального плану при розрахунках можна приймати, що один погонний метр масивів зменшує рівень шуму на 0,1 дБ.

 

13.3. Фітомеліорація для потреб кліматичного комфорту

 

Фізична сила і розумові здібності людини найкраще проявляються в певних кліматичних умовах. Відсутність цих умов послаблює ефективність життєдіяльності, виникають стреси і зростає рівень захворюваності.

На комфортний стан людини впливають такі елементи клімату: температура повітря; сонячна радіація; рух повітря; вологість; опади.

Зона комфорту різна для різних людей, різних кліматичних районів, різних національних і культурних особливостей. Більшість жінок, наприклад, надають перевагу температурі на декілька градусів вищій, ніж чоловіки, молоді люди – більш холодній, а старші – більш теплій. Ескімосам підходить нижча температура, ніж африканцям. Проте існує спільна зона комфорту, яка влаштовує більшість людей.

Людина одержує і віддає тепло. Вона поглинає його від сонця, від рефлектованих предметів, інших джерел радіації. Людина діє як радіатор, віддаючи тепло, яке надійшло до неї. Коли одержання і віддача тепла є однаковими, утворюється баланс, при якому людина відчуває комфорт. Коли ж рівновага зникає, відчувається дискомфорт.

Деякі автори розглядають сонячний удар як вищу температурну межу, а точку замерзання, як нижчу межу для існування людини. За ідеальну температуру береться середина між ними.

Деякі вчені вважають, що людина краще почуває себе при температурі 37 °С (Макхем, США), інші стверджують, що ідеальна температура перебуває в межах 14–24,4 °С. К. Брукс (Великобританія) стверджував, що комфортна температура для англійців 14,4–22,2 °С.

Здатність рослин регулювати мікроклімат ще не зовсім вивчена, але беззаперечним є вплив крон дерев на зменшення сонячної радіації, підвищення вологості повітря піднаметового простору тощо.

У таблиці 2.5 наведені дані про вплив елементів озеленення на мік­рокліматичні показання.

 

Таблиця 2.5 – Мікрокліматична ефективність зелених насаджень

та елементів благоустрою

У північних районах України в зонах рекреації необхідно створювати насадження із ажурною кроною (береза, модрина, сосна, акація) і чергуванням галявин, на півдні кращим буде щільний намет із клена, платана, каштана, дуба північного і меншою кількістю галявин.

Існуючими нормами передбачено у літні жаркі години обов’яз­кове обмеження інсоляції на ділянках міської території. Наприклад, на дитячих ігрових і спортивних майданчиках затінюють не менше 50 % площі, відведеної під відпочинок, і не менше 75 % пішохідних доріжок і тротуарів.

Ефект впливу озеленення можна підвищити за рахунок поєднання зелених масивів з водоймами.

 

13.4. Регулювання світлових потоків

 

Фітомеліоратор повинен вміти використовувати зелені насадження для зменшення відбиття світлових потоків сонця або фар автомобільного та залізничного транспорту.

Рослини можна використовувати для блокування або фільтрування небажаного первинного освітлення вдень і вночі, для цього слід підібрати рослини певної щільності, висоти і розташовувати їх так, щоб вони мали оптимальний ефект як в зрілому, так і в незрілому стані. Дерева та кущі, що ростуть біля вікна, допомагають регулювати сонячне освітлення. Рослини роблять це краще, ніж штори чи занавіски. Водночас надмірне затінення вікон також небажане.

Особлива потреба в регулюванні світла виникає в шляховиків, яким доводиться забезпечувати фільтрування потоків сонячного світла для запобігання осліплювання водіїв. Така ситуація складається найчастіше вранці або ввечері, коли сонце стоїть невисоко над горизонтом, особливо це трапляється при зимовому сонцестоянні. Найкраще в таких випадках використовувати дерева і чагарники з щільною кроною, причому висаджувати їх у вигляді багатоярусних смуг. Однорядні посадки викликають неприємне миготіння, яке швидко втомлює водія.

Рухомий потік нічного світла найкраще регулювати рослинами, висадженими дуже близько до спостерігача.

Часто доводиться використовувати рослини для зменшення сили відбитих від різних поверхонь світлових потоків. Наприклад, сонячне світло, відбите від сучасних будівель із скла і металу, можна блокувати біогрупами, створеними з дерев і чагарників.