Полифункциональный остановочный павильон
MULTIFUNCTIONAL STOP PAVILION

Предлагаемое изобретение относится к устройствам малых архитектурных форм и может найти применение в конструкциях остановочных павильонов для ожидания общественного транспорта, обеспечивающих в районе остановки снижение шума автотранспорта и очистку уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов.
Известен остановочный павильон, содержащий каркас, включающий вертикальные стойки и горизонтальные балки, стеновые панели, крышу и скамейку, при этом каждая вертикальная стойка выполнена из фигурного полого профиля, имеющего несущую часть, содержащую осевую трубу с отходящими от нее ребрами, которые соединяют несущую часть с продольными относительно осевой трубы полыми фиксаторами стеновых панелей, фиксаторы выполнены таким образом, что между оппозитно расположенными стенками соседних фиксаторов образованы продольные установочные пазы, предназначенные для размещения в них вертикально ориентированных кромок стеновых панелей, отличающийся тем, что остановочный павильон содержит, по меньшей мере, три стеновые фронтальные панели, закрепленные посредством четырех вертикальных стоек, а скамейка размещена на двух стойках [Патент на ПМ РФ №110794, МПК E04H 1/12, 2011].
Основными недостатками известного устройства являются слабая защита ближайшей жилой застройки от шума останавливаемого транспорта и вредных компонентов выхлопных газов, что снижает экологические характеристики остановочного павильона.
Известен передвижной уличный кондиционер, содержащий прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон, снабженный питательным и дренажным штуцерами, заборную решетку, пирамидальную крышку, в центре которой устроен вытяжной патрубок, закрытый распределительной решеткой, в котором помещены по ходу движения воздуха аэроионизатор и вытяжной вентилятор, внутри корпуса размещены параллельно заборной решетке вертикальные перфорированные контейнеры, заполненные гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, между которыми размещена камера орошения, с оросительным устройством, а корпус кондиционера установлен на опорную раму [Патент РФ №2581818, МКП F24F3/16, 2016].
Основными недостатками известного передвижного уличного кондиционера являются отсутствие крыши, сложность и громоздкость конструкции, необходимость подачи воды в оросительно-промывочное устройство, наличие вентилятора и ионизатора, требующее подачи электроэнергии, что снижает его экономическую и экологическую эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является устройство для защиты от шума, содержащее внутренние и внешние экраны, акустические панели, соединенные с опорными стойками, устанавливаемые на опорном основании с определенным интервалом. Экраны выполнены с одинаковой высотой, причем пространство между экранами и стойками в виде параллелепипеда заполнено звукопоглощающим наполнителем. Опорная стойка представляет собой в сечении двутавр с приваренной по всей ее длине и с обеих сторон металлической пластиной для крепления П-образных профилей, установленный на опорное основание, причем сверху устройство содержит козырек, охватывающий акустические панели и стойки [Патент РФ №2400595, МПК F24F3/16, 2010].
Основными недостатками известного устройства являются слабая защита ближайшей жилой застройки от вредных компонентов выхлопных газов, что снижает его экологические характеристики.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение экономической и экологической эффективности полифункционального остановочного павильона.
Технический результат достигается тем, полифункциональный остановочный павильон, содержит каркас, включающий вертикальные стойки, установленные на фундаментные основания, продольные наклонные балки, горизонтальные поперечные балки, фронтальную панель, крышу, скамейку, установленную на опоры, причем фронтальная панель представляет собой вертикальный прямоугольный короб, стены и днище которого выполнены из прочного перфорированного материала, полость панели заполнена гранулами пемзы, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, а крыша установлена на наклонные и горизонтальные поперечные балки, опирающиеся на стойки, с наклоном в сторону фронтальной панели, угол которого обеспечивает свободное стекание воды, сама крыша между продольными балками покрыта снизу акустическими панелями, ее фронтальный торец опирается на стойки и внутреннюю стенку фронтальной панели, под днищем короба фронтальной панели расположена ливневая канализация.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид полифункционального остановочного павильона (ПФОП), фиг.2 - поперечный разрез, фиг.3-5 - узлы соединения крыши с фронтальной панелью и ливневой канализацией.
Полифункциональный остановочный павильон, содержит каркас 1, включающий вертикальные стойки 2, установленные на фундаментные основания (на фиг.1-5 не показаны), продольные наклонные балки 3, горизонтальные поперечные балки 4, фронтальную панель 5, крышу 6, скамейку 7, установленную на опоры 8, причем фронтальная панель 5 представляет собой вертикальный прямоугольный короб, стены 9 и днище 10 которого выполнены из прочного перфорированного материала, полость панели 5 заполнена гранулами пемзы 11, изготовленной из металлургических шлаков с модулем основности М>1 диаметром от 20 до 40 мм, а крыша 6 установлена на наклонные и горизонтальные поперечные балки 3 и 4, опирающиеся на стойки 2, с наклоном в сторону фронтальной панели 5, угол которого обеспечивает свободное стекание воды, сама крыша 6 между продольными балками 3 покрыта снизу акустическими панелями 12, ее фронтальный торец опирается кроме стоек 2 на внутреннюю стенку 9 панели 5, под днищем 10 короба фронтальной панели 5 расположена ливневая канализация 13.
В основе работы предлагаемого полифункционального остановочного павильона, наряду с обслуживанием пассажиропотока, положено снижение шума автотранспорта и очистка уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов в прилегающем к остановке жилом районе.
Для снижения транспортного шума в мировой практике наиболее широко распространено применение экранов-стенок и земляных валов, а также их сочетание. Необходимая шумозащитная эффективность экранов обеспечивается варьированием их геометрических параметров (высоты, длины, ширины), расстояния между ними и источником шума - транспортным потоком. В настоящее время разработаны различные варианты конструктивного исполнения экранов-стенок. Материалами, которые применяют для их строительства, являются бетон и железобетон, сталь, алюминий, различные пластические материалы, дерево и др. Акустическая эффективность экрана-стенки зависит от его поверхностной плотности. В качестве акустических экранов используют волокнистые и пористые материалы. [Семенов, Н. Г. Снижение шума в жилой застройке акустическими экранами: автореф. дис.канд. техн. наук: - СПб, 2013, 26 с.; Павлова У.Е. Снижение шума от автотранспортных потоков в городской жилой застройке с использованием экранирующих свойств остановочных пунктов: дис.канд. техн. наук: - Воронеж, 2021, 152 с.].
2
2
3
3
2
4
x
x,
В основу процесса очистки уличного воздуха положены его химический состав, загрязненныйо вредными компонентами выхлопных газов автомобильного транспорта (диоксид углерода, оксиды азота, оксиды серы, сажа, озон и т.д.) [Л.Ф. Голдовская. Химия окружающей среды. - М.: Мир, 2005, с.86-90, с.155], высокая растворимость диоксида углерода по сравнению с остальными компонентами воздуха в воде [Справочник химика, т.III. - М.-Л.: Химия, 1965, с. 316], высокая скорость реакции окисления NO в NO и SO в SO, которые хорошо растворяются в воде с образованием HNOи HSO, в присутствии озона [Неницеску К. Общая химия. - М.: Высш. школа, 1958, с.275; Кутепов А. М. и др. Общая химическая технология.- М.: Высш. школа, 1985, с.348], высокое значение модуля основности, которое придает гранулам металлургической пемзы основные свойства [Строительные материалы. Справочник. Под ред. Болдырева А. С. и др. -М.: Стройизд.,1989, с.423; Домокеев А. К. Строительные материалы. - М.: Высш. школа, 1989, с.163], позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные компоненты выхлопных газов автомобильного транспорта (NO, SO СО), процесс очистки гранул доменного шлака путем их промывки водой атмосферных осадков.
Работа полифункционального павильона происходит следующим образом. Помимо обычного приема и отправления пассажиров ПОФП осуществляет гашение шума проходящего и останавливающегося автотранспорта и очистку уличного воздуха в районе расположения от вредных компонентов выхлопных газов.
Гашение шума проходящего и останавливающегося автотранспорта происходит следующим образом. При прохождении и остановке автотранспорта создается акустическая волна, которая при соприкосновении с поверхностью акустических панелей 14 и перфорированной поверхностью стены 10 фронтальной панели 5, полость которой гранулами пемзы 12, являющейся пористым материалом, частично отражается, а частично поглощается шумонаполнителем внутри их, что снижает шум в районе расположения ПФОП.
2
2
3
x
x
2
x
x
2
3
3
2
4
Очистка уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта и пыли осуществляется следующим образом. Уличный воздух через перфорацию внутренней стены 9 панели 5 поступает в массу увлажненного гранулированного шлака 11, представляющего собой гранулы металлургической пемзы диаметром от 20 до 40 мм, изготовленной из основных металлургических шлаков (диаметр гранул 11 назначен из условий обеспечения минимального свободного обмывания водой гранул 11). Основная металлургическая пемза представляет собой материал с высокопористой механически прочной структурой (прочность на сдавливание до 2,7 МПа), состоящий из оксида кальция, оксида кремния, оксида алюминия и частично из оксида магния (CaO, SiO, AlO, MnO) c модулем основности М>1. Высокое значение модуля основности придает гранулам 11 основные свойства, позволяющие сорбировать на их поверхности вещества, обладающие кислыми свойствами, к которым относятся и вредные примеси в выхлопных газах автомобилей (NO, SO, СО, СО). Кроме того, исходя из своего состава, металлургические шлаки устойчивы к коррозионному воздействию кислых компонентов выхлопных газов, широко доступны и относительно дешевы. Адсорбированные из уличного воздуха NO, SO в порах гранул 11 обладают повышенной реакционной способностью, обусловленной их взаимодействием с поверхностью адсорбента-гранул шлаковой пемзы [Неницеску К. Общая химия - М.: Мир, 1968, с.298], поэтому окисляются кислородом со скоростью, большей, чем в газовой фазе с образованием легко растворимых в воде NO и SO, которые, в свою очередь, взаимодействуют с частицами подкисленной воды, остающейся в порах гранул 11, с образованием соответствующих кислот HNO и HSO. Параллельно, на поверхности и в порах гранул 11 адсорбируются оксиды углерода и свинца и оседают мелкодисперсные частицы (пыль, сажа и т.д.). Далее очищенный воздух через перфорацию наружной стены 9 фронтальной панели 5 выводится наружу.
Источником воды, поступаемой на обмывку и увлажнение гранул 11, являются атмосферные осадки, которые стекают по наклонной крыше 3 в короб панели 5, избыточное количество которой стекает через перфорированное днище 10 в ливневую канализацию 14. При этом стекающая подкисленная вода, в связи со значительным содержанием диоксида углерода в ней будет способствовать процессам фотосинтеза [Комов В. П. и др. Биохимия. - М.: Дрофа, 2004, с.210] на полях орошения городских очистных сооружений.
Размеры ПФОП определяются нагрузкой пассажиропотока, зоной максимального шума и загазованности уличного воздуха. Площадь сечения (высота и ширина), толщина перфорированных панелей 5, пористость, размер и количество гранул пемзы 11 определяются производительностью по воздуху, его загрязненностью и требуемой степенью его очистки.
x
x
2
Таким образом, предлагаемый полифункциональный остановочный павильон позволяет, наряду с обслуживанием пассажиропотока, снизить шум и без применения дорогих и опасных химических реагентов очистить уличный воздух от вредных компонентов выхлопных газов автомобильного транспорта (NO, SO, СО, СО, сажи, пыли и пр.) в прилегающем районе расположения остановки, что увеличивает его экологическую эффективность.