CC BY
6
УДК 613.164:614.78
А. П. Шицкова, И. Л. Карагодина, А. Л. Путилина, Н. К. Кирюшина,
А. А. Климу хин
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ШУМОЗАЩИТЫ В УСЛОВИЯХ
ГОРОДА
Московский НИИ гнгисны им. Ф. Ф. Эрисмана; ЦНИИиПИ градостроительства; НИИ строительной физики Госстроя, Москва
В «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года» намечена комплексная программа работ по дальнейшему усилению охраны окружающей среды и профилактики заболеваний среди населения.
Важнейшее значение в решении этой проблем мы имеет снижение городского шума и предотвращение его неблагоприятного воздействия на состояние здоровья различных контингентов населения [9].
Наиболее распространенными источниками шума на селитебной территории являются автотранспортные потоки на магистральных улицах и дорогах, коммунально-транспортные объекты, учреждения обслуживающего назначения с внутриквартальными подъездными путями и разгрузочно-погрузочными площадками, трансформаторные подстанции, детские и спортивные площадки, дворы и др.
Повсеместное увеличение автомобильного парка, рост интенсивности транспортного движения, расширение улично-дорожной сети приводят в свою очередь к увеличению площади городских территорий, подвергающихся постоянному шумовому загрязнению и ухудшению шумового режима жилых и общественных зданий.
Созданию акустического дискомфорта способствует повышение этажности и плотности жилкой застройки, приближение ее к источникам шума, что является нарушением одного из гигиенических требований — соблюдения санитарных разрывов и обеспечения нормативов допустимых уровней звука в местах проживания и отдыха человека.
Превышение санитарных норм допустимого шума (СН № 3077—84) в крупных городах достигает на примагистралыюй территории 15— 25 дБ Л, а в жилых зданиях — 20 дБ Л и более [3, 5]. Высокие уровни городского шума служат причиной жалоб населения на помехи отдельным видам трудовой деятельности, полно-чценному отдыху и сну, вызывают маскировку фечи, а также функциональные нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, органа слуха [7, 8]. Для нормализации шумового режима в ряде стран осуществляются различные градостроительные, инженерно-конструктивные и административно-организационные мероприятия, имеющие большое социально-экономическое значение [1]. Однако в практике
отечественного градостроительства шумозащит-ные сооружения до настоящего времени не нашли широкого применения и представлены лишь единичными примерами только в крупнейших и крупных городах.
С гигиенической точки зрения представляет интерес изучить шумозащитные свойства архитектурно-планировочных решений жилой застройки, а также специальные строительно-акустические средства, применяемые для снижения шума на жилой территории и в жилых домах, и дать им должную оценку.
С этой целью проведены натурные исследования распространения шума на территории жилой застройки при различных вариантах размещения зданий относительно внешних источников шума с наличием отдельных элементов шу-мозащиты — искусственных экранирующих средств и без них.
Измерения шума проведены согласно требованиям ГОСТа 23337—78 * «Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий» прецизионной акустической аппаратурой фирмы «Брюль и Къер» (Дания) — анализатором уровня шу-. ма тип 4426 и интегрирующим шумомером тип 2218. Уровни звука определяли в источнике шума, на примагистральной ц внутрикварталь-ной территориях. Измерения шума проведены в 4 городах РСФСР (2 крупнейших и 2 крупных); исследуемые микрорайоны располагались вблизи общегородских магистралей с интенсивным движением транспорта. Точки регистрации шума (от 8 до 25 на каждом объекте) выбирали по пути возможного распространения звука от источника на открытой и застроенной территориях, при наличии экранов в виде зданий жилого и нежилого назначения, искусственных стенок, насыпей, выемок, эстакад, зеленых насаждений и др.
Продолжительность однократного измерения уровней звука составляла не менее 30 мин в каждой точке. Часть измерений проводили одновременно в 2 точках (например, перед экраном и за ним).
Шумовой режим селитебной зоны определялся местом расположения источников внешнего шума и характером их эксплуатации. Основную долю в суточной динамике уровней шума составляет транспортный шум. На условия рас-
— И —
пространения последнего существенное влияние оказывает пространственная структура 1-й линии застройки.
Проведенные исследования показали: при свободной застройке с большими разрывами междомового пространства транспортный шум проникает на большие расстояния (до 200— 250 м), создавая равномерный, довольно высокий акустический фон (эквивалентные уровни звука в дневное время достигают 57—60 дБ А, в ночное время, несмотря на сокращение интенсивности движения,— 50 дБ Л).
Уровни звука за фронтально расположенными зданиями, выполняющими роль экрана, на расстоянии 60 м от магистрали снижаются на 24 дБ А и не превышают допустимых уровней для дневного времени — 55 дБ Л (согласно СН 3077—84).
При торцевой застройке примагистральной территории уровни звука на расстоянии 60 м снижаются только на 4—5 дБ Л с учетом озеленения свободного пространства. Шумовой режим в глубине микрорайона зависит главным образом от работы внутриквартальных источников шума и деятельности населения. В связи с эпизодическим кратковременным характером их действия отмечаются значительные колебания уровней звука в течение суток (до 15 дБ Л).
При оценке различных вариантов планировки и застройки жилых районов важно установить площадь территории, подверженной воздействию высоких уровней транспортного шума, т. е. зоны акустического дискомфорта.
Л вариант
Зоны акустического дискомфорта при различных вариантах плакировки и застройки микрорайона
Тропарева (Москва) а — пр-т Вернадского (76 дБ Л)\ 6 — ул. 26 Бакинских комиссаров (70 дБ Л); я — Ленинский пр-т (76 дБ А). К„ — количество населения, проживающего в зоне акустического дискомфорта (в % от общей численности); Кт — площадь территории в зоне дне комфорта (в % от общей пло щади); I вариант: Кв 55, Кт 54
II вариант: К„ 36, Кт 53
III вариант: К„ 20. Кт 48. / — 22-этажные здания; 2—16-этажные здания; 3 — 12-этажные здания; 4 — 9-этажные здания.
Зона акустического дискомфорта представляет собой площадь жилой территории микрорайона, заключенную между границей транспортных магистралей и кривой, соответствующей допустимому уровню звука для дневного (55 дБ Л) и ночного (45 дБ Л) времени. Такие зоны позволяют провести качественную и количественную оценку жилой территории. Количественная характеристика показывает площадь территории со сверхнормативными уровнями звука и дает возможность определить чис^ ленность проживающего на ней населения. Ка-' чественная оценка заключается в установлении на внутриквартальной территории конкретных величин превышения допустимых уровней звука, что важно для выбора средств шумозащиты.
Указанные зоны можно построить на плане местности по данным натурных измерений или, зная закономерности распространения шума, расчетным путем на основе карт шума улично-дорожной сети, составленных с учетом перспективы развития и схем застройки жилого района или микрорайона.
Комплексная акустическая оценка селитебной , зоны дает возможность архитектору-проекти£ ровщику еще на стадии ПДП правильно разместить жилые здания, детские площадки, места отдыха и т. д. относительно магистралей, а также разработать необходимые шумозащитные мероприятия.
В настоящее время в практике проектирования жилых районов находят применение рас-
четные методы построения зон — ручные и автоматизированные.
ЦНИиПИ градостроительства совместно с проектно-вычислительным центром управления Моспроект-I на основе комплекса программ NOISE для ЭВМ ЕС 1022 разработали автоматизированный метод определения границ зон акустического дискомфорта.
С помощью указанного метода по данным ф измерений, проведенных Московским НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, построена зона акустического дискомфорта микрорайона Тропарево (Москва). Этот микрорайон с 3 сторон ограничен магистралями общегородского и районного значения (Ленинский пр-т, пр-т Вернадского и ул. 26 Бакинских комиссаров) с интенсивным движением транспорта—до 2000. машин за 1 ч И 1-.лэкв 70—76 дБ А (см. рисунок).
Глубина распространения шума в микрорайоне неодинакова: в меньшей степени она отмечается со стороны ул. 26 Бакинских комиссаров, которая заглублена в выемку и частично ограничена жилым домом-экраном. Наибольшая зона акустического дискомфорта расположена вдоль пр-та Вернадского, примагистральная территория которого имеет свободную застройку с большими разрывами между торцами соседних зданий, что способствует значительному зашум-лению внутриквартального пространства. Со стороны Ленинского пр-та расположение жилых домов-башен под углом к магистрали снижает степень проникновения шума на жилую территорию.
Проанализировано 3 варианта таких зон для микрорайона Тропарево. На практике реализован I вариант, при котором здания повышенной этажности сосредоточены в первом ряду застройки и 55 % населения проживает в условиях акустического дискомфорта. В зоне с повышенными уровнями звука размещены детские дошкольные учреждения. Разработанные II и III варианты указывают на возможность снижения показателя дискомфортности внутриквар-тальной территории до 20 % за счет рационального размещения жилых зданий повышенной этажности, изменения протяженности зданий, соответствующего оформления междомового пространства вдоль пр-та Вернадского. В настоящее время для обеспечения благоприятных условий проживания и отдыха населения такая застройка частично осуществляется.
Существенное влияние на распространение шума в городских условиях оказывают искусственные препятствия — экраны, в качестве которых могут использоваться специальные сооружения типа стенок и протяженные здания жилого и нежилого назначения. Экраны, выполненные в виде вертикальной стенки, имеют преимущество в условиях сложившейся застройки как более компактные по сравнению с остальными типами экранов.
Проведено изучение распространения шума на жилой территории при наличии выполненного из кирпича объемного экрана-стенки высотой 7—10 м, длиной 500 м, шириной основной части 21,5 м, а концевых частей с арками для пешеходов и проезда машин 0,5 м. Внешние габариты другого сплошного экрана-стенки соответственно составляют 7, 100 и 5 м.
Величина снижения уровней звука за объемным экраном по сравнению с таковой за плоским выше в 2 раза (соответственно 19,7 и 9 дБ А). В то же время в местах измерения против арок наблюдается некоторое повышение уровней звука. Следовательно, применение шу-мозащитных экранов-стенок целесообразно при сохранении общей целостности экрана (без проемов и проездов) и обязательном соблюдении условий аэрации и инсоляции между сооружением и защищаемым объектом.
Для снижения транспортного шума в жилой застройке в ряде случаев проектируется заглубление проезжей части магистралей в выемку. Акустическая эффективность выемок-насыпей составляет 13—15 дБ А на границе жилой застройки. Имеет значение степень удаления жилой застройки от края выемки-насыпи, поэтому расположение транспортных магистралей в выемках как средство снижения площади зашумленности примагистральной территории следует использовать при условии четкого горизонтального и вертикального зонирования жилой территории. Кроме того, необходимо предусматривать озеленение по краям выемок в виде плотных посадок деревьев и кустарника, особенно если процент грузового транспорта на магистрали достаточно высок.
Эстакады, построенные на крупных магистральных улицах и дорогах города для разрядки транспортного движения, не являются шумо-защитными сооружениями, так как они могут значительно ухудшать шумовой режим жилых помещений на соответствующей им высоте зданий (2—4-е этажи).
Имеют значение ширина эстакад, возведение сплошных барьеров вдоль обеих сторон и организация движения транспорта: двустороннее интенсивное движение по узкой открытой эстакаде усиливает степень зашумленности жилой территории. В старой, сложившейся застройке, где сокращены разрывы между зданиями, устройство эстакад нецелесообразно.
В протяженных зданиях, выполняющих шумо-защитную функцию, должны быть предусмотрены усиленная звукоизоляция наружных ограждающих конструкций и окон или специальное планировочное решение квартир с ориентацией тихих (спальных) помещений в сторону двора, т. е. указанные жилые дома являются шумозащищенными.
Типовые конструкции окон в режиме проветривания (при открытой форточке) обсспечива-
ют снижение внешнего шума только на 10— 13 дБ А (в зависимости от площади открытого элемента окон). Санитарные нормы предусматривают определение расчетных и фактических уровней проникающего шума при открытых форточках или других вентиляционных элементах окон, исходя из требований обеспечения нормативного воздухообмена в помещениях.
Следовательно, повышение звукоизоляции окон за счет увеличения толщины стекол, воздушного промежутка, применения трехслойного остекления будет эффективно только в том случае, если будет исключено открывание форточки для проветривания. В связи с этим необходимы такие конструкции окон, которые обеспечивали бы повышенную звукоизоляцию и требуемое поступление воздуха в помещение.
Ряд шумозащитных оконных конструкций разработан и проверен в натурных условиях. Так, окно конструкции института Киевпроект обеспечивает снижение внешнего шума на 23 дБ А; окно с клапанами-глушителями Московского НИИ типового и экспериментального проектирования — на 25—35 дБ А при ширине клапана соответственно 30—60 см, шумозащит-ное вентиляционное окно конструкции КТБ «Мосоргстройматериалы» и НИИ строительной физики — на 26 дБ А, что указывает на имеющиеся технические возможности соблюдения требований санитарных норм в жилых домах при уровнях транспортного шума у фасада до 75 дБ А [4].
Использование шумозащитных жилых домов с окнами специальной конструкции (например, серии П55/12) — один из перспективных строительно-акустических методов защиты от транспортного шума, особенно в условиях современной плотной городской застройки и дефицита свободной территории [2, 6]. Однако применяемый в данном случае вентиляционный клапан-глушитель конструкции МНИИТЭП при температуре наружного воздуха выше 20 °С не обеспечивает в жилых помещениях достаточного воздухообмена и параметров микроклимата (отмечаются перегрев воздуха и снижение его подвижности). Поэтому оборудовать окна жилых домов клапанами-глушителями в III строительно-климатической зоне страны не рекомендуется.
Таким образом, проведенные исследования,
а также рассмотрение проектной документации подтвердили необходимость оценки акустических условий проживания по их соответствию нормативным уровням звука. Величина требуемого снижения уровней звука до допустимых значений может быть установлена расчетным путем, исходя из уровня шума в источнике, расстояния до защищаемого объекта, наличия экранирующих шум сооружений, рельефа местности, зеленых насаждений с учетом изменения акустической ситуации на перспективу.
Применяемые шумозащитные средства пе должны ухудшать условия проживания и отдыха населения в отношении микроклимата, аэрации, инсоляции зданий и др.
Необходимы дальнейшая разработка и более широкое внедрение в практику отечественного градостроительства различных средств шумоза-щиты. Некоторое повышение экономических затрат при этом вполне компенсируется за счет социального эффекта оздоровления окружающей среды, сохранения и укрепления здоровья населения.
Литература
1. Борьба с шумсм в городах: Совм. сов.-фр. изд. / В. Н. Белоусов, Б. Г. Прутков, А. П. Шицкова и др. — М., 1987.
2. Бранденбург Б. /О.// Жилищное стр-во. — 1980. — № 3. — С. 8—9.
3. Карагодина И. Л., Путилина А. П., Коробков В. Е., Аистов В. А. //Гиг. и сан,— 1985, —№ 5.— С. 13—15.
4. Климухин А. А. Повышение звукоизоляции окон шумозащитных зданий. — М., 1985. — С. 57—65.
5. Коробков В. Е. // Состояние и перспективы направления борьбы с шумом и вибрацией. — М., 1982. — С. 24—25.
6. Лалаев Э. М. //Там же. —С. 8—10.
7. Олешкевич Л. А., Алпатова Е. А. // Гигиена населенных мест.— Киев, 1981. —Вып. 20. — С. 44—47.
8. Орлова Л. Г. Ц Гигиена окружающей среды и здоровье населения. — М„ 1986, —С. 93—97.
9. Шандала М. Г, Шицкова А. П. // Актуальные гигиенические проблемы охраны здоровья населения. — Ереван, 1987, —С. 61—64.
Поступила 04.10.88
Summary. The study was undertaken to analyze the sources of externa] noise, factors influencing the noise regime of the residential area and the characteristics of traffic noise propagation near highway and inside the housing estates. Acoustic discomfort zones were described as illustrated by Troparevo. micro-district. Comparative acoustic efficacy of some noise-protective installations was presented, i. е., of wall shields, pits, embankments, scaffold bridges and noiseproof buildings with muffle valves.
