CC BY
46ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ШУМОЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ СЕЛИТЕБНОЙ ТЕРРИТОРИИ Г. ВЛАДИВОСТОКА
Корчака А.В.
Корчака Анатолий Владимирович - аспирант, Инженерная школа, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Аннотация: затронута проблема акустического загрязнения селитебных территорий города Владивостока. Рассмотрена задача снижения уровней шума на селитебных территориях при помощи шумозащитного экрана. Приведены результаты натурных измерений и формулы для расчета эффективности отражающе - поглощающего шумозащитного экрана. Определены основные акустические и геометрические параметры шумозащитного экрана для исследуемой территории.
Ключевые слова: шумовое загрязнение, защита от шума, шумозащитный экран, акустическая эффективность.
Введение
Современный человек практически повсеместно подвергается воздействию шума [1]. Как известно, длительное сверхнормативное шумовое воздействие может нанести существенный вред физическому и психическому состоянию человека.
По данным исследований, сверхнормативное шумовое воздействие, характерное для больших городов, может снижать продолжительность жизни на 6 - 8 лет. Негативное влияние шума большого города на человека более значимо, чем курения табака[2].
Целью настоящей работы являлось изучение акустической обстановки сегмента селитебной территории г. Владивостока, выявление превышений допустимых уровней шума и разработка шумозащитных мероприятий.
Эмпирический материал
В результате исследования участка селитебной территории, расположенного вблизи оживленной транспортной развязки по проспекту 100 лет Владивостоку в районе домов №90-100, усредненный эквивалентный по энергии уровень звука составил 66 дБА. Нормативное значение для данного участка с 7.00 до 23.00 ч.: Ьеч = 55дБА [3]. Измерения нормируемых параметров проведены в соответствие с ГОСТ 23337-2014. Достоверность результатов обеспечивается количеством измерений в каждой контрольной точке - от 5 до 10.
Превышение допустимого уровня звука определяет необходимость принятия мер по снижению антропогенного воздействия шума.
Метод защиты
Требуемая акустическая эффективность метода: Ьтрх = 1 1 дБА. Из существующих конструкций, наиболее подходят для городских условий экраны в виде вертикальной стенки [4], в соответствии с теоретическими данными, такой тип конструкции применим для обеспечения требуемого снижения шума.
В городе Владивостоке, в условиях дефицита городских земель, наиболее актуально рациональное использование территории. Для установки экрана-стенки требуется небольшая площадь, конструкция является легкой, что избавляет от дополнительных конструктивных мер (таких как забивка свай), принятие которых весьма затруднительны при ограниченности территорий и насыщенности их подземными коммуникациями.
На основании изложенного, наиболее подходящим типом конструкции являются экран, в виде вертикальной стенки.
Далее производился расчет ожидаемой акустической эффективности шумозащитного экрана-стенки в заданных условиях, а так же определение геометрических параметров сооружения.
Методика расчета
Принцип снижения шума заключается в создании препятствий на пути распространения звуковой волны. Наряду с отражающими способностями учитывается шумопоглощение. В ходе расчета акустической эффективности шумозащитного экрана рассматриваются расчетные сечения (РТ №1 - Рисунок 1, РТ №2 - Рисунок 2).
Акустическая эффективность экрана зависит от разности длин путей звукового луча:
8 = а + Ь-с, (1)
где: а - кратчайшее расстояние между акустическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м; Ь - кратчайшее расстояние от верхней кромки экрана, до расчетной точки, м; с - кратчайшее расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м.
Названные расстояния определяются с точностью до сотых долей метра.
Расчетные точки выбираются в двух метрах от фасада ближайшего к автодороге здания, на уровне середины окон первого и последнего этажей. Высота уровня середины окон первого этажа принимается равной 3 м [5]. Положение акустического центра источника шума назначается на высоте 1 метра над уровнем проезжей части на оси наиболее удаленной от расчетной точки, полосы движения [6].
Число Френеля, для рассматриваемого случая определится как:
Акустическая эффективность экрана ДL, определяется по формулам Маекавы: ДL = 9 logN + 9 при N > 1 (3 ) Д L = 4. 5 log N + 8 . 3 5 при 0 . 2 < N < 1 (4) ДL = 2 log N + 6 . 5 при 0 . 0 1 < N < 0 . 2 ( 5 ) ДL = 2 . 2 при 0 < N < 0 . 0 1 (6) при
Шцтзщитный
Рис. 1. План-схема поперечного профиля участка в расчетном сечении (расчетная точка № 1
на уровне середины окон 1-го этажа)
Для учета акустических свойств материала к значениям акустической эффективности Д! вводится поправка: +3 дБА для отражающе-поглощающего экрана[6].
После определения акустической эффективности экрана для расчетной точки №1 требуется получить ожидаемый уровень звука в расчетной точке №2.
Рис. 2. План-схема поперечного профиля участка в расчетном сечении (расчетная точка № 2 на уровне середины окон последнего этажа)
При известном (полученном путем натурных измерений) уровне шума в расчетной точке №1, ожидаемый уровень звука в расчетной точке №2 определяется по формуле:
LА е q = L рт _ 1 + ДАрас " ДА
"" Дв_т L,
Аотр
(8)
где ЬАотр 6-1 0 дБА, - поправка, учитывающая отражение. Расчетные формулы
^ Аотр
для остальных перечисленных параметров приведены ниже. Снижение уровня шума источника с расстоянием:
Я.
,дБА. (9)
LАрас = 1 01 О
где R - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м; R0 = 7.5 м - для автотранспортных потоков.
Затухание шума в воздухе:
ДАвоз = 0 ' дБА, для f = 63 Гц. ( 1 0 ) 1Авоз = 6 - 1 0 " 6, дБА, для f = 12 5 - 8000 Гц. (1 1 )
Поправка, учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра:
L в_ т =-3-—т 'дБА. (12 )
(1.6 + 105 ■ (¿) )
Далее производится расчет акустической эффективности экрана в точке №2, аналогично первому случаю.
Длина шумозащитного экрана зависит от расстояния от оси ближайшей полосы движения до застройки, а так же от прогнозируемого снижения эквивалентного уровня звука. Значение минимальной длины отгона сооружения определяется по номограммам [7].
Анализ результатов
Результаты расчета сведены в таблицу 1. Так как расстояние до ближайшей полосы движения S2 = 18.5 м, эффективная длинна экрана принята равной 164 м.
№ Уровень звука в Требуемая Расчетная
Расчетной расчетной точке, эффективность эффективность экрана,
точки ¿еч, дБА экрана, ¿т д дБА ЛЬ, дБА
1 66 11 12.3
2 65.3 10.3 10.6
Рассчитанные значения акустической эффективности экрана удовлетворяют требуемым, следовательно, необходимое снижение акустического шума на исследованной территории может быть достигнуто посредством использования акустических экранов отражающе-поглощающего типа с описанными параметрами.
Следует отметить, что в ходе расчета, принято допущение о том, что экран является непрерывным. В реальных условиях, непрерывность экрана обеспечить нельзя. Наличие технологических проемов и разрывов на перекрестках (пересечениях) приведет к снижению акустической эффективности сооружения.
Список литературы
1. Елдышев Ю.Н. Шумовая атака на здоровье // Экология и жизнь. - 2010. - № 8. С. 86—88.
2. Шишелова Т.И., Малыгина Ю.С., Нгуен Суан Дат. Влияние шума на организм человека // Успехи современного естествознания. 2009. № 8. С. 14-15.
3. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы // 2006.
4. Шубин И.Л. К расчету проектирования придорожных экранов, предназначенных для защиты жилой застройки от транспортного шума // Журнал «ПГС». 2010. № 1. С. 52-53.
5. ОДМ. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения // Изд-во ФГУП «Информавтодор», 2003.
6. СТО АВТОДОР 2.9-2014 (УДК 534.322.3). Рекомендации по проектированию строительству и эксплуатации акустических экранов на автомобильных дорогах государственной компании «АВТОДОР» // Изд-во ФГУП «Информавтодор», 2014.
7. ОДМ 218.2.013-2011. Отраслевой дорожный методический документ УДК 625.7/8:628.517.2. Методические рекомендации по защите от транспортного шума территорий, прилегающих к автомобильным дорогам // Изд-во ФГУП «Информавтодор», 2011.
