CC BY
61
АВТОТРАНСПОРТНЫЙ КОМПЛЕКС И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
УДК 625.7/8:614.7
ОЦЕНКА АКУСТИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ АВТОМОБИЛЬНОГО
ТРАНСПОРТА
А.Г. Батракова, доцент, к.т.н., А.Н. Вольвач, студент, ХНАДУ
Аннотация. Представлены результаты исследований распространения звука от транспортного потока вдоль магистральных улиц и городских дорог. Приведены эмпирические зависимости, учитывающие влияние планировочных решений жилой застройки на уровень звука.
Ключевые слова: система город-автомобиль-дорога-окружающая среда, акустическое загрязнение, транспортный поток, влияние планировочных решений на уровень звука.
ОЦ1НКА АКУСТИЧНОГО ЗАБРУДНЕННЯ В1Д АВТОМОБ1ЛЬНОГО
ТРАНСПОРТУ
А.Г. Батракова, доцент, к.т.н., Г.М. Вольвач, студент, ХНАДУ
Анотаця. Надано результати досл1джень розповсюдження звуку в1д транспортного потоку вздовж маг1стральних вулиць та м1ських дор1г. Наведено емтричт залежност1, як врахову-ють вплив планувальнихршень житловог забудови нар1вень звуку.
Ключов1 слова: система м1сто-автомобть-дорога-навколишне середовище, акустичне за-бруднення, транспортний потгк, вплив планувальнихршень на р1вень звуку.
INVESTIGATION OF ACOUSTIC POLLUTION ALONG ARTERIAL URBAN
STREETS
A. Batrakova, Associate Professor, Candidate of Technical Sciences, А. Volvach, student, KhNAHU
Abstract. The results of experimental researches of sound distribution created by the transport stream along urban streets are presented. The empirical dependences taking account of housing estate planning decisions on the sound level are presented.
Key words: system city-automobile-road-natural environment, acoustic pollution, influence of planning decisions.
Введение
Урбоэкология - новое направление современной экологической науки, вызванное к жизни насущными проблемами современных городов. Одной из глобальных проблем, стоящих перед разными отраслями современной науки, является обеспечение нор-
мальной экологической ситуации в городах. Для решения этой проблемы необходимо решить комплекс задач по обеспечению экологического баланса города и окружающей среды.
Одной из составляющих экологической ситуации городов является акустическое за-
грязнение. По данным В.П. Кучерявого [1], в большей степени акустический режим городских улиц определяется шумом от транспортных потоков. Акустическое загрязнение окружающей среды городов считается сейчас такой же проблемой, как и загрязнение воздушного бассейна, воды и грунтов. Городской шум, интенсивность которого особенно велика вблизи автомобильных магистралей, влияет на здоровье жителей городов, ухудшает условия проживания населения. Поэтому задача оценки акустического загрязнения в городских условиях является актуальной. Успешное решение этой задачи обуславливает необходимость развития и усовершенствования методов оценки акустического загрязнения применительно к городским условиям.
Безусловно, проблема экологической безопасности городских территорий намного шире и объемнее, чем оценка экологического состояния улиц города. Однако решение даже такой небольшой задачи, как исследование акустического загрязнения вдоль магистральных улиц города Харькова, является вкладом в создание экологических карт города. Данная работа - первый шаг в развитие этого направления.
Анализ публикаций
Анализ нормативной, технической, научной литературы, анализ существующих методов оценки состояния окружающего среды в городах позволил сформулировать следующие выводы:
- методы оценки, применяемые в настоящее время, не в полной мере учитывают специфические особенности городской среды, а именно: наличие жилой застройки, которая меняет ветровую характеристику в условиях города, экранирующих эффектов жилой застройки и т.п.;
- современные методы оценки состояния системы город-автомобиль-дорога-окружающая среда требуют усовершенствования и дальнейшего развития применительно к городским условиям [1].
Цель и постановка задачи
Целью настоящей работы является изучение процессов взаимодействия в системе город-
автомобиль-дорога-окружающая среда и усовершенствование методов оценки состояния среды в городских условиях. Для достижения этой цели решены следующие задачи:
а) изучено влияние геометрических параметров автомобильной дороги, транспортных потоков и планировочных решений городских улиц на акустическое загрязнение городской среды;
б) дана оценка акустического загрязнения на магистральных улицах города Харькова;
в) проведены экспериментальные исследования по установлению влияния планировочных решений застройки на уровень акустического загрязнения;
г) определено значение коэффициента влияния жилой застройки на уровень акустического загрязнения.
Экспериментальные исследования
влияния застройки городских улиц на уровень звука
В большей степени акустический режим определяется шумом от транспортных потоков. Улично-дорожная сеть города Харькова характеризуется радиально-кольцевой структурой планировки. Ее основу составляют радиальные магистрали, ряд полукольцевых и соединяющих магистралей в центральной части города. Плотность улиц в центральной части достигает 4,3 км/км2, что свидетельствует о транспортной перегруженности. Превышение нормативных значений уровня звука зафиксировано почти на всех магистралях, где проводились замеры уровня шума. Наиболее неблагополучными по шумовой обстановке являются улицы городского значения (пр. Ленина, ул. Сумская и др.) с интенсивностью транспортного потока более 600 авт./ч. Несколько ниже уровень шума на улицах, имеющих вспомогательное значение, но достаточно интенсивно эксплуатируемых. Наименьший уровень шума зафиксирован на улицах с интенсивностью до 100 авт./ч, однако и на большинстве из них уровень шума превышает нормативные значения.
На основании проведенных экспериментальных исследований было установлено, что застройка городских улиц приводит к существенному изменению закономерностей рас-
пространения звуковой волны на уровне жилой застройки вдоль магистральных улиц городских дорог. На линии застройки наблюдается значительный рост уровня звука.
Согласно физическим моделям волновых процессов, к которым можно отнести и распространение звука, это связано с явлениями дифракции и интерференции волн. Поскольку эти явления имеют очень сложную природу и зависят от разных условий, то в данной работе мы ограничивались лишь определением влияния застройки на распространение звука вдоль магистральных городских улиц.
Целью проведения экспериментальных исследований уровня звука на различных расстояниях от проезжей части магистральных улиц города Харькова было определение влияния планировочных решений застройки магистральных улиц на распространение звука, а также построение шумовых карт городских улиц.
Серии экспериментов по установлению влияния планировочных решений на распространение звуковых волн и определению уровня шума от транспортного потока на магистральных городских улицах были проведены на примере улиц Дзержинского района (пр. Ленина, ул. 23 Августа, ул. Тобольская, ул. О. Яроша). Экспериментальные измерения уровня звука от транспортного потока на разных расстояниях от проезжей части проводились с помощью шумомера. Для проведения экспериментов на обследуемых улицах были избраны участки с разными вариантами планировочных решений жилой застройки: фасадным расположением домов, торцевым расположением домов, П- и 8-образным расположением застройки. Измерения уровней звука проводились в часы самой большой интенсивности движения (1600 - 1800, будние дни). В ходе проведения измерений уровня звука была составлена схема точек измерений на обследуемых участках. В каждой точке проводилось до 300 измерений уровня звука. По результатам эксперимента была составлена шумовая карта для разных вариантов планировочных решений застройки вдоль магистральных городских улиц (рис. 1).
Анализ проведенных экспериментальных исследований позволил установить, что планировочные решения застройки вдоль маги-
стральных улиц городских дорог влияют как на характер распространения звуковых волн, так и на уровень звука на линии жилой застройки.
Рис. 1. Шумовая карта обследуемого участка с Г- и 8-образной застройкой
Экспериментально установлено, что при фасадном расположении домов наблюдается существенное усиление уровня звука в центре дома, тогда как при торцевом расположении домов такого явления не наблюдается. При этом на степень усиления звука существенное влияние оказывает длина дома, длина звуковой волны от транспортного потока, характер поверхности дома.
Вместе с тем, в процессе анализа экспериментальных данных отмечено существенное увеличение зоны дискомфорта (зоны, в которой уровень звука превышает предельно-допустимые для жилых территорий значения) при П-, Г-, 8-образном расположении жилой застройки. На обследуемых объектах отмечено существенное усиление уровня звука при фасадном и торцевом расположении жилой застройки. Следует отметить, что полученные нами экспериментальные данные согласуются с экспериментальными данными Лозановской И.Н., Орлова Д.С., Садовниковой Л.К. [1, 2].
При выполнении работы проведено сравнение теоретических и экспериментальных методов определения уровня шума на одном из расчетных участков. Анализ существующих методов теоретического расчета эквивалентного уровня звука от транспортного потока, методов построения шумовых карт и экспериментальных исследований позволил установить следующее:
а) при отсутствии жилой застройки теоретические зависимости довольно адекватно описывают распространение звуковой волны от транспортного потока и совпадают с экспериментальными данными;
б) в расчетных методах отсутствует учет влияния планировочных решений жилой застройки, а поправки на наличие жилой застройки (односторонней или двусторонней) не позволяют учесть специфику расположения домов;
в) методы построения шумовых карт лишь частично учитывают схемы расположения жилой застройки путем построения треугольников аэродинамической тени;
г) при разных вариантах планировочных решений происходит следующее усиление звука:
- при П-образном расположении домов наблюдается усиление звука более чем на 6-8 дБА;
- при 8-образном расположении домов - усиление звука на 4-6 дБА;
- при фасадном расположении домов - усиление звука к центру дома на 2-3 дБА.
Проведенный анализ влияния планировочных решений на распространение звука от транспортного потока позволил разработать поправки к теоретическому расчету уровня звука на линии жилой застройки. Тогда окончательно формула для расчета распространения звука на линии жилой застройки будет выглядеть в таким образом:
г
Ь2 = Ц-10^— + 5, (1)
Г1
где г1 - расстояние от проезжей части до точки измерений; г2 - расстояние до жилой застройки; Ь1 - уровень звука, вычисленный на расстоянии г1, дБА; Ь1 - уровень звука на расстоянии г2, дБА; 5 - поправка на тип планировочных решений.
Выводы
Проведенные исследования подтвердили необходимость введения в теоретические расчеты поправок на расположение жилой застройки, что позволит более обоснованно назначать природоохранные мероприятия. Более глубокое изучение закономерностей распространения звуковых волн позволит установить количественные характеристики влияния планировочных решений на уровень звука и внести соответствующие коррективы в существующие методики теоретического расчета уровня звука.
Литература
1. Кучерявий В. П. Урбоеколопя / В. П. Ку-
черявий. - Львiв : Свгг, 1999. - 320 с.
2. Ливчак И. Ф. Охрана окружающей среды /
И. Ф. Ливчак, Ю. В. Воронов. - М : Стройиздат, 1988. - 192 с.
Рецензент: В. А. Золотарёв, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 16 октября 2009 г.
