Защита от шума городских территорий

2.1 Общая характеристика акустической среды городских территорий и источники их шумового загрязнения.

Шумовое загрязнение современных городов обуславливается многочисленными мобильными и стационарными источниками, к которым относятся:

- потоки всех видов наземного автомобильного и рельсового транспорта, метрополитен мелкого заложения;

- промышленные предприятия, отдельные установки и агрегаты;

- аэродромы, аэропорты и зоны воздушных подходов к ним;

- открытые спортивные сооружения и игровые площадки;

-площадки погрузочно-разгрузочных работ и объектов транспорта, предприятий торговли и коммунально-бытовых учреждений обслуживания;

- механизация и установки, используемые при строительстве, уборке и благоустройстве городских территорий.

Для некоторых городов Советского Союза интенсивным источником шума могут быть грузовые порты, доки, водные пути сообщения.

Если традиционные виды загрязнения крупных городов (твердые отходы, выбросы в атмосферу, сточные воды) благодаря природоохранным мерам сокращаются или стабилизируются, то шумовое загрязнение растет. Этот рост в среднем составляет 1 дБ в год и обусловлен, в основном, ростом автомобилизации и индустриализации городов, возрастанием транспортной подвижности населения, ростом технического оснащения городского хозяйства и пр.

В современных условиях городское население подвергается шумовому воздействию круглосуточно: на работе, в транспорте, дома во время отдыха и сна. Шум оказывает неблагоприятное воздействие на человека, приводит к расстройству нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма, переутомлению, нарушению сна (табл. 2.1). Результатом длительного воздействия шума является комплекс патологических изменений в организме человека, которые рассматриваются как «шумовая болезнь». Кроме этого, длительное действие высоких уровней шумов снижает производительность труда, качество выпускаемой продукции на производстве, приводит к значительным экономическим потерям.

В акустической нагрузке городской среды на человека преобладает шум автомобильного и рельсового транспорта, который составляет 60-80% всех шумов, проникающих в жилые кварталы. Транспортный шум на примагистральных территориях держится в среднем 15-16 часов в сутки и достигает уровня 73-93 дБА. Основной шумовой характеристикой отдельных движущихся транспортных средств является эквивалентный уровень звука, дБА, измеренный в 7.5м от оси движущейся транспортной единицы на горизонтальном участке дороги с асфальтовым покрытием на уровне 1.2м.

Шум транспортного потока определяется типом и техническим состоянием транспортных средств в потоке, интенсивностью и скоростью движения, продольным профилем проезжей части, типом дорожного покрытия и характером застройки вдоль транспортной магистрали. Шумовой характеристикой транспортного потока является эквивалентный уровень звука, дБА, измеренный в час «пик» на расстоянии 7.5м от оси ближней полосы движения на высоте 1.2 м от проезжей части горизонтального участка дороги с асфальтовым покрытием, вблизи которого в радиусе 50 м отсутствуют препятствия отражающие звук (табл. 2.1, 2.4).

Шум, создаваемый рельсовым транспортом (трамвай, железнодорожный транспорт), зависит, прежде всего, от скорости движения, грузоподъемности и составляет в среднем: от электропоездов – 87 дБА, от пассажирских поездов – 84 дБА, от грузовых поездов – 89 дБА.

Шумовой характеристикой рельсового транспорта является эквивалентный уровень звука, дБА, измеренный на расстоянии 7.5м от оси первого пути движения поезда на уровне 1.2м от головки рельса (табл. 2.2, 2.3).

Авиационный шум, достигающий вблизи аэродромов 85-100 дБА, зависит от числа взлетно-посадочных операций, трассы пролета самолетов, типа самолетов. В жилых районах, в дополнение к транспортному и производственным шумам, существует свой внутриквартальный шум, основными источниками которого являются спортивные игры на детских и спортивных площадках, погрузочно-разгрузочные операции у магазинов, трансформаторные подстанции и т.д. Шумовой характеристикой источников шума внутри групп жилых домов являются эквивалентные уровни звука, дБА, намеренные на расстоянии 7.5м от границ источников шума (табл. 2.6, 2.7).

Таблица 2.1.

Эквивалентные уровни звука транспортных потоков

Таблица 2.2.

Таблиц 2.3.

Таблица 2.4.

Поправки на характер и условия движения к эквивалентному

уровню звука

Таблица 2.5.

Поправки на характер застройки улиц

Таблица 2.6.

Уровни звука источников шума внутри групп жилых домов

Таблица 2.7.

Уровни звука от трансформаторных подстанций

Таблица 2.8.

Уровни звука различных источников шума в жилых домах

Акустический режим жилых помещений определяется не только шумами, проникающими извне, но и источниками шума внутри зданий: санитарно-технического оборудования, электронно-бытовых приборов и др. (табл.2.8).

2.2. Основные методы борьбы с городскими шумами

Борьба с городскими шумами должна способствовать созданию на территории жилых застроек, в общественных и жилых зданиях акустической среды, соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям, определяемыми ГОСТ 12.1.036-81 и СН и П-11-12-77 (табл.2.9.).

Таблица 2.9.

Допустимые уровни звукового давления в октавных полосах частот, дБ, уровни звука и эквивалентные уровни звукового давления, дБА, жилых и общественных зданий и их территорий (ГОСТ 12.1.036-81, СН и П 11-12-77)

Примечания:

1. Для территорий, непосредственно прилегающих к жилым домам, следует учитывать поправку на характер шума: для широкополосного шума - 0 дБ или дБА, для тонального или импульсного шума (при измерениях стандартным шумомером) - -5 дБ или дБА.

2. Уровни звукового давления в октавных полосах частот, уровни звука и эквивалентные уровни звука, создаваемые в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции, следует принимать на 5 дБ ниже, указанных в таблице (поправку на тональный шум. в этом случае принимать не следует).

3. Эквивалентные уровни звука, дБА, указанные в таблице для позиции 4, для шума, создаваемого средствами транспорта (автомобильного/железнодорожного, воздушного) на территории в 2-х метрах от ограждающих конструкций зданий, обращенных в сторону источника шума, допускается принимать на 10 дБА выше.

Для обеспечения этого необходима организация защиты человека от шумовых воздействий в среде его обитания, которая основана на использовании:

- методов снижения шума в источнике его образования

(использование малошумных машин и механизмов и своевременный профилактический ремонт, регламентирование работы механизмов и машин и мест их установления на территории предприятий и т.д.);

- архитектурно-планировочных методов, способствующих снижению шума на пути его распространения от источника шума (ИШ) до объекта шумозащиты (использование территориальных разрывов между ИШ и объектом, использование рельефа местности при застройке или специальных шумозащитных зданий, искусственных экранов-выемок, экранов-стенок и т.д.);

- строительно-акустических методов, включающих борьбу с шумом на самом объекте шумозащиты (специальная планировка помещений, использование звукоизолирующих и звукопоглощающих ограждающих конструкций, снижение шума в жилых зданиях от санитарно-технического оборудования и т.д.).

При проектировании различных средств и методов защиты учитываются особенности - распространение звука и закономерности снижения шума в городской застройке.

Зеленые насаждения, расположенные вдоль транспортной магистрали, снижают уровень шума на 10-30 дБА (табл. 2.10.) при условии плотного примыкания крон деревьев в полосе и заполнения пространства под кронами кустарником. Деревья в полосе зеленых насаждений должны быть устойчивы к условиям воздействия воздушной среды.

Таблица 2.10.

Снижение уровня звука зелеными насаждениями

Полоса зеленых насаждений	Ширина полосы, м	Снижение уровня звука , дБА
Однорядная при шахматной посадке деревьев внутри полосы	10-15	4-5
То же	16-20	6-8
Двухрядная при расстояниях между рядами 3-5 м; ряди соответствуют однорядной посадке	21-25	8-10
Двух-или трехрядная при расстояниях между рядами 3м; ряды аналогичны однорядной посадке	26-30	10-12

Примечание. Высоту деревьев следует принимать не менее 5-8м

Значительное снижение шума может быть достигнуто при увеличении расстояния между источником шума и защищаемым объектом (рис. 2.1).

Рис. 2.1. График для определения снижения уровня звука, дБА, в зависимости от расстояния между источником шума и расчётной точкой с учетом затухания в воздухе.

1 - источники шума внутри групп жилых домов, трансформаторы; 2 – транспортные потоки, железнодорожные поезда.

Для определения необходимости проведения мероприятий по снижению уровня городских шумов: важно знать фактические параметры акустической среды. С этой цельюпроводятся натурные акустические измерения и составляются шумовые карты, которые позволяют определить эквивалентный уровень звука в любой рассматриваемой точке территории и на этой основе оценивать проектные решения планировки и застройки. Карты шума уже созданы в Минске, Москве, Ленинграде и других городах нашей страны. На рис .2.2. приведен фрагмент такой карты.

При проектировании сети улиц и дорог должны максимально использоваться элементы рельефа местности в качестве естественных преград на пути распространения звука или специальные экраны в виде насыпей, выемок, специальных защитных стенок, выполненных из сборных железобетонных элементов, стекла, дерева и других материалов; зданий-экранов, в помещениях которых допускаются уровни шума более 50 дБА; жилых зданий специальной планировки, в которых со стороны ИШ расположены окна подсобных помещений и одной жилой комнаты (в квартирах с числом комнат три и более). Здания-экраны, расположенные вдоль транспортной магистрали, при значительной длине могут защищать от шума целый микрорайон. Для снижения шума, проникающего в жилые помещения домов, кроме специальной планировки квартир, используют окна с повышенной звукоизоляцией, оборудованные специальными воздуховодами со звукопоглощением, снижающие проникающий шум на 50 дБА. Обычное окно с открытой форточкой снижает уровень шума на 10 дБА (табл. 2.II).

Таблица 2.11.

Снижение уровня звука конструкцией окна

Конструкция окна	Толщина стекла, мм	Размер воздушного промежутка между стеклами, мм	Величина , дБА
при условии прилегания по периметру
без уплотняю-щих прокладок	с уплот-няющими прокладками
1. Окно с открытой форточкой, узкой створкой или фрамугой	-	-		-
2. Одинарное окно		-
3. Спаренное окно (по ГОСТ 11214-65)	3 и 3 6 и 3 6 и 4
4. Раздельно-сближенное окно	3 и 3 6 и 4
5. Раздельное окно	6 и 3

2.3. Определение ожидаемых уровней шума в расчетных точках (РТ) на территории жилой застройки и в помещениях

Уровень звука в РТ на территории жилой застройки определяется по формуле

, дБА, (2.1.)

где АЭКВ - шумовая характеристика ИШ, определяемая по таблицам 2.1, 2.2 с учетом интенсивности потока L_А7 и поправок: на скорость движения ΔL_cк; уклон проезжей части ΔL_yк, качество дорожного покрытия ΔL_покр (табл.2.3, 2.4), характер застройки улицы ΔL_заст (табл. 2.5) - для транспортного шума и по таблицам 2.6, 2.7, 2.8 - для других источников. Эквивалентный уровень шума транспортного потока определяется по формуле

, (2.2)

ΔL_рас - снижение уровня звука в зависимости от расстояния между источником шума и РТ, определяемое по рис.2.1 или формулам

, дБА, (2.3)

для точечного источника шума и

, (2.4)

для - линейного источника шума. К линейным источникам шума относятся железнодорожные поезда и непрерывный поток автомобильного транспорта; к точечным - все остальные источники городского шума. В формуле (2.3) и (2.4) r₂ - расстояние, на котором рассчитывается уровень шума от источника; r₁ - расстояние, на котором определена шумовая характеристика, равное 7,5 м от акустического центра ИШ.

Рис. 2.2. Фрагмент карты шума улично-дорожной сети города средней величины. В светлых квадратах даны уровни шума, дБА.

Величина ΔL_Арас определяемая по графику рис. 2.1, отличается от расчетной, т.к. в действительности отдельные виды источников шума нельзя отнести к точечным или линейным; кроме того, здесь учтено затухание при распространении звука в воздухе. ΔL_Аэкр - снижение уровня шума экранами на пути распространения звука, определяемое по методике, приведенной ниже. ΔL_зел - снижение уровня полосами зеленых насаждений (табл. 2.10).

Ожидаемый уровень шума в помещении определяется по формуле

, дБА, (2.5)

где L_АТер2 - уровень шума, определяемый по формуле (2.1) в 2-х метрах от ограждающих конструкций защищаемого от шума объекта, без учета снижения шума зелеными насаждениями. ΔL_ОК – снижение уровня шума конструкцией окна в наружном ограждении (табл. 2.11). Если шум в изолируемое помещение проникает через ограждающую конструкцию без окна (глухая стена), то ожидаемый уровень шума определяется по формуле

, дБА, (2.6)

где S - площадь рассматриваемого ограждения, м²; R₅₀₀ -звукоизолирующая способность ограждающей конструкции на среднегеометрической частоте 500 Гц (табл. 2.12); B₅₀₀ -постоянная изолируемого помещения, м², которая определяется по формуле B_u = B₁₀₀₀ * M, где B₁₀₀₀ - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, определяемая по графику (рис. 2.3); М - частотный множитель, равный 0,8 на частоте 500 Гц (для помещений объемом меньше 200 м²).

Уровни шума в РТ L_АТер2 при наличии нескольких источников шума следует определять от каждого источника в отдельности, и полученные величины аудировать (по энергии) в соответствии с табл. 2.13.

Рис. 2.3. График для определения постоянной помещения B₁₀₀₀

Таблица 2.13.

Примечание. При пользовании таблицей следует последовательно складывать уровни звукового давления, начиная с максимального. Сначала следует определять разность двух складываемых уровней, затем соответствующую этой разности добавку. После этого добавку следует прибавить к большему из складываемых уровней. Полученный уровень складывается с последующим и т. д.

Таблица 2.12.

Звукоизолирующая способность однослойных ограждений

Требуемое снижение уровня звука в РТ на территории или в помещении защищаемого от шума объекта определяют по формулам

,

,

где - допустимый уровень звука, дБА, на территории или в помещении защищаемого от шума объекта (табл.2.9).