CC BY
148
№ 6 - 7 червень - липень 2011
методологических основах логистики, которая позволяет учесть условия оптимального распределения объемов организационно-технических и логистических мероприятий, их финансирование. Логистическая модель системы ОТР связывает все процессы в их системной последовательности, позволяет разрешать проблему в единой системе, которая охватывает важнейшие связи всех ее участников, обеспечивает объединение разных вопросов и процессов в строительстве, разъединенных специализацией и ведомственной подчиненностью, и служит залогом успешного решения строительных задач.
Решение поставленной задачи позволит выбрать вариант организационно-технического развития производства, при котором выполняются необходимые условия функционирования системы - снижение материальных потоков (трудозатрат и себестоимости СМР) при ограниченном объеме капитальных вложений (финансовые, потоки).
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Денисенко М. П., Левковець П. Р., Михайлова Л. І. та ін. Організація та проектування логістичних систем: Підручник / за ред.. проф.. М.П. Денисенка, проф. П. Р. Лековця, проф. Л. І. Михайловой - К.: Центр учбової літератури, 2010. - 336 с.
2. Киевський В. Г. Планирование технического развития строительства - на уровень новых задач. М., Экономика строительства. - № 11. - 1984. - С 8 - 12.
3. Логістика: навч. посіб. / О.М. Тридід, Г.М. Азаренкова, С. В. Мішина, І. І. Борисенко. -К.: Знання, 2008. - 566 с.
4. Павлов И. Д., Радкевич А. В. Модели управления проектами: Учебное пособие. -Запорожье, ГУ «ЗИГМУ», 2004. - 320 с.
5. Стаханов В. Н., Ивакин Е. К. Логистика в строительстве: Учебное пособие. - М.: Изд. Приор, 2001. - 176 с.
УДК 628.517.2
РАСЧЕТ ЗВУКОВЫХ ЗОН ВНУТРИ ПОМЕЩЕНИЙ
Ю. В.Богданов, к. т. н., доц., В. В.Сафонов, к. т. н., проф., И. Н. Паращиенко, асс. * *Полтавский национальный технический университет им. Ю. Кондратюка
Ключевые слова: экология, жизнедеятельность, шум, звуковая зона, уровень звукового давления, акустическая постоянная помещения, звуковая мощность
Постановка проблемы. Вопросы экологии сегодня по праву являются основными не только для ученых, но и всех людей планеты. Жизнь и здоровье людей всегда были и остаются в центре внимания мировой науки.
Среди множества факторов природного и технического происхождения, действующих на человека в процессе его жизнедеятельности, является шум. Вредному воздействию шума мы подвергаемся практически постоянно и повсеместно - на производстве, в быту и даже на отдыхе. Вредное влияние шума на организм человека давно доказано наукой, общепризнано и проявляется в широком диапазоне воздействий - от субъективных раздражений до объективных патологических изменений в органах слуха, центральной нервной и сердечнососудистой системах. Шум утомляет, снижает внимание, уровень творческой деятельности, производительность и качество труда, нанося существенный социально-экономический ущерб, может явиться причиной стресса. «Когда-нибудь, - писал Р. Кох, - человечество будет вынуждено бороться с шумом, как сегодня борется с чумой и холерой».
Анализ публикаций. Основой для успешной борьбы с шумом является изучение законов его распространения, образования звуковых зон, прогнозирования тех или иных особенностей шумообразования в заданных условиях. Итогом такой работы является карта шума [3 - 7 и др.]. Сегодня достаточно глубоко изучены законы распространения звука на свободных территориях и территориях застройки населенных мест. Существуют методики расчета звуковых полей и прогнозирования шумового режима автомобильного, рельсового, авиационного, водного транспорта, внутри квартальных источников, промышленных и коммунальных предприятий, объектов строительства [1; 2; 4 и др.]. По этим методикам строятся карты шума, на основании которых разрабатываются проекты шумозащиты.
29
Вісник ПДАБА
Цель работы. Распространение звука и образование звуковых зон в замкнутом пространстве (в помещениях) носит более сложный характер (из-за явлений отражения, многократного отражения, поглощения звуковой энергии, дифракции за препятствие и пр.). Этот вопрос сегодня недостаточно изучен, а потому представляет определенный интерес.
Основная часть. В СНиП II - 12 - 77 [10] «Защита от шума» приведены три формулы для расчета уровней звукового давления в октавных полосах частот в помещении: в зоне прямого звука; в зоне отраженного звука; в зоне прямого и отраженного звука. Формулы существенно отличаются друг от друга. Однако нет определения этим зонам. Какой формулой пользоваться в каждом конкретном случае? В какой из перечисленных зон находится выбранная расчетная точка? Эти вопросы требуют дальнейшего развития и уточнения.
Предположим, что зоной отраженного звука следует называть совокупность точек пространства, в которых отраженная от стен, потолка и пола звуковая энергия превышает прямую, поступающую непосредственно от источника. И наоборот, зона прямого звука - это совокупность точек пространства, в которых прямая звуковая энергия превышает отраженную. Для разработки методики определения таких зон планируется проведение эксперимента методом прямого физического моделирования и в натуре. Кроме того, планируется построение математической модели для решения данной задачи. Для определения уровня в зоне прямого звука можно использовать формулы:
r
Lr = Lr0 - 20lS —, дБ, (1)
r0
где Lr - искомый уровень звукового давления (дБ) на расстоянии г;
r - расстояние от акустического центра источника до расчетной точки (м); r0 - расстояние, на котором получена характеристика Lr0 (м);
Lr0 - уровень звукового давления источника (дБ).
Lro = 10 • lg •1, дБ, (2)
lo
где I - интенсивность звуковой энергии (Вт/м2);
10 - пороговое значение интенсивности звуковой энергии (I0 = 10-12 Вт/м2).
W 2
I , Вт/м2, (3)
где W - акустическая мощность источника в данной полосе частот, Вт;
S - площадь воображаемой поверхности правильной формы вокруг источника, отстоящей от его акустического центра на расстоянии r0 (м2).
Для определения уровней звуковой мощности отраженной звуковой энергии можно использовать формулу:
Т Т Ш 1 (l + m) -С Lr = L - 20 • lg-------, дБ,
(4)
где l - расстояние от акустического центра источника до отражающей поверхности (м);
m - расстояние от отражающей поверхности до расчетной точки (м).
Формулу (4) следует использовать для каждого случая отражения, если их несколько, и только тогда, когда, согласно лучевой теории звука, отраженный звуковой луч попадает в расчетную точку. Результирующий уровень звукового давления определяется как энергетическая сумма всех звуковых лучей, попавших в расчетную точку после отражения и многократного отражения по формуле:
0 0,1L
LcyM = 10 • lg Z10 , дБ, (5)
r
0
где n - число слагаемых уровней звукового давления;
Li - i-й слагаемый уровень звукового давления (дБ).
Если имеет место явление многократного отражения звуковой энергии и попадания этих звуковых лучей в одну расчетную точку, то уровни звукового давления прибавляются до тех пор, пока величина приращения к суммарному уровню не составит величину, меньшую 0,2 дБ.
Вычисления следует проводить для каждой из восьми стандартных октавных полос частот или для уровня звука (дБА) с учетом частичного поглощения звуковой энергии отражающих поверхностей в зависимости от их качества, используя при этом соответствующие реверберационные коэффициенты поглощения или отражения звуковой энергии. Для этого
30
№ 6 - 7 червень - липень 2011
формулу (4) можно дополнить и преобразовать до вида:
Lr = Lro - 20 • lg(Kn • l + m) + 20 • lg(Kn • ra) , дБ, (6)
где Кп - реверберационный коэффициент поглощения звука для соответствующей октавной полосы частот.
Далее, в формулах [10] уровень звукового давления в зоне отраженного звука определяется по формуле, в которую 10lg В входит как слагаемое (В - акустическая постоянная помещения). Однако для ее определения приводятся лишь четыре формулы для разных типов помещений, а именно:
В1000 = V/20; В1000 = V/10; ВШоо = V/6; ВШоо = V/1,5,
где V - объем помещения, м3;
В1000 - акустическая постоянная для полосы частот со среднегеометрической частотой 1 000 Гц.
Более подробной методики для определения В1000 СНиП [10] не предлагает.
Однако разница между двумя «соседними» значениями В1000 составляет
V/10 - V/20 = V/20,
т. е., 10lg В при объеме помещения, например V = 2 000 м3, составит 10lg В = 20. Суммарные уровни звукового давления при двух «соседних» акустических постоянных В будут отличаться на 20 дБ. Такой крупный шаг в проводимых расчетах значительно снижает их точность.
Кроме того, известно, что в «плоских» помещениях «плотность» звукового поля (зоны) значительно выше, чем в других. И, по мнению автора [9], диффузное звуковое поле может быть не однородным. Однако в формулах [10] для расчета фигурирует лишь объем помещений, а параметры формы отсутствуют.
Вопросы экранирования и поглощения звуковой энергии в помещениях также требуют определенного уточнения. В помещениях производственных, общественных зданий всегда находятся предметы, способные отражать, экранировать и поглощать звуковую энергию, нарушая тем самым однородность диффузного звукового поля (зоны). Процесс дифрагирования звуковых волн широкополосного шума за препятствия имеет очень сложный характер. В СНиП [10] приводятся расчетные методики для определения уровней звукового давления в октавных полосах частот и уровней звука за препятствиями. Однако эти расчеты очень громоздки и трудоемки. Авторы считают целесообразным разработку графического экспресс-метода таких расчетов.
Существующая методика определения акустической эффективности шумозащитных экранов опирается лишь на форму, размеры экрана, расположения в пространстве источника шума и расчетной точки. При этом расчетные схемы, как правило, симметричны, что в общем случае часто не соответствует условиям решаемых задач. Устройство шумозащитного экрана в помещении, где имеются отражающие звуковую энергию поверхности, значительно усложняет процесс шумообразования, а следовательно, и акустические расчеты, рекомендации к проведению которых отсутствуют. Кроме того, известно, что в «доэкранном» пространстве звуковое поле уплотняется за счет наложения на прямую звуковую энергию отраженной от экрана. Как учесть это в расчетах при многократном отражении?
В работе [8] проведены исследования, в результате которых установлено, что в замкнутом помещении уровни звукового давления, рассчитанные по формуле для зоны прямого и отраженного звука [10], превышают аналогичные уровни, рассчитанные по формуле для зоны только прямого звука, где не имеет места явление отражения звуковой энергии. При равенстве звуковых мощностей точечных источников и прочих произвольно выбранных условий это превышение составило 8,2 дБ.
Выражая такое усиление через звуковое давление, получим:
AL = Ln -Lm = 20 • lgP-20 • Igp = 8,2, дБ (7)
P0 P0
где AL - превышение уровня звукового давления, дБ;
Ln - уровень звукового давления в зоне прямого и отраженного звука, дБ;
31
Вісник ПДАБА
Lm - уровень звукового давления в зоне прямого звука, дБ;
Pn - звуковое давление в зоне прямого и отраженного звука, Па;
Pm - звуковое давление в зоне прямого звука, Па;
Р0 - пороговое значение звукового давления (Р0 =2*10-5 Па).
Произведя несложные математические преобразования, получим:
Р Р Р
20 • lg= 8,2; lg= 0,41; К = ^;lgK = 0,41; К = 100’41 = 2,57 (8)
Рт Рт Рт
То есть звуковое давление в расчетной точке помещения будет в 2,57 раза выше, чем в аналогичной точке открытого пространства.
Для более подробного сравнительного анализа всем переменным были присвоены значения, близкие к предельным, т. е. была минимизирована отраженная звуковая энергия в помещении. В таких условиях из-за сравнительно больших (для производственных помещений) расстояний от отражающих поверхностей до расчетных точек вклад отраженной звуковой энергии минимален. Произведя аналогичные вычисления, имеем:
К = 10029 = 2 (9)
Из приведенных рассуждений становится очевидным, что наличие отражающих звуковую энергию поверхностей (в условиях закрытых помещений) уплотняет звуковое поле в два и более раза, что значительно ухудшает акустические условия работы в закрытых помещениях и наносит ощутимый социально-экономический ущерб.
Выводы. В результате проведенных рассуждений и исследований были сформулированы задачи, решение которых может существенно повлиять на точность расчетов звуковых зон внутри производственных помещений, а именно:
- определение границ зон прямого и отраженного звука в натуре, на моделях и с использованием математического аппарата;
- разработка методики более подробного определения акустической постоянной помещения;
- определение степени влияния формы и размеров помещения на особенности формирования внутренних звуковых зон.
- снижение величины вклада отраженной составляющей в звуковые зоны закрытых производственных помещений за счет варьирования их формы и применения новых высокоэффективных звукопоглощающих материалов является перспективным направлением в развитии строительной акустики.
В названных направлениях, в развитие некоторых тем работ специалистов НИИ строительной физики Госстроя России, проводятся совместные исследования специалистов Приднепровской государственной академии строительства и архитектуры и Полтавского национального технического университета им. Ю. Кондратюка.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Богданов Ю. В. Математическое моделирование звуковых полей объемных источников / Юрий Владимирович Богданов, Ольга Игоревна Прохватило // Вісник ПДАБА. - Д.: ПДАБА, 2008. - № 11(130). - С. 28 - 31.
2. Графо-аналитический способ построения карт зашумленности городских территорий от точечных источников: тезисы докладов на Всесоюзной конференции «Борьба с шумом и вибрацией в городах» сентябрь, 1982 г., Днепропетровск. / Отв. ред. Е. П. Самойлюк. -Днепропетровск: МВССО СсСр, МЗ СССР, МВССО Украины, Госстрой УССР, МЗ УССР, ДИСИ, Днепропетровское областное управление НТО Стройиндустрии, 1982. - С. 111 - 112.
3. Градостроительные меры борьбы с шумом / [Осипов Г. Л., Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Карагодина И. Л.] - М.: Стройиздат, 1975. - 216 с.
4. Расчет внешних звуковых полей промышленных объектов в градостроительном проектировании / Мат. Всесоюзн. науч.-практ. конф. «Акустическая экология - 90», Ленинград, 21 - 23 мая,1990 Ч. 2 / Под ред.. Н. И. Иванова. - Л.: Общество «Знание РСФСР».
32
№ 6 - 7 червень - липень 2011
Ленинградский дом научно-технической пропаганды, 1990. - С. 27 - 29.
5. Самойлюк Е. П. Борьба с шумом в градостроительстве / Евгений Павлович Самойлюк. -К.: Будівельник. - 1975. - 125 с.
6. Самойлюк Е. П. Борьба с шумом в населенных местах / [Самойлюк Е. П., Денисенко В. И., Пилипенко А. П.] - К.: Буд8вельник, 1981. - 144 с.
7. Самойлюк Е. П. Борьба с шумом и вибрацией в строительстве и на предприятиях строительной индустрии / [Самойлюк Е. П., Сафонов В. В.] - К.: Буд8вельник. - 1979. - 153 с.
8. Снижение величины отраженной составляющей - актуальная задача современной акустики / Мат. Науч.-техн. сем. «Актуальные проблемы акустической экологии и защиты от шума» / Под ред. Г. Л. Осипова- Севастополь, 2006. - С. 72 - 75.
9. Юдин Е. П. Борьба с шумом / Евгений Яковлевич Юдин. - М.: Стройиздат, 1964. -704 с.
10. Защита от шума : СНиП II - 12 - 77. - М.: Стройиздат. - 1978. - 50 с.
УДК 693.5+666.972.53
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ СИТУАТИВНЫХ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ БЕТОНИРОВАНИЯ МОРОЗОСТОЙКИХ ЛИНЕЙНО-ПРОТЯЖЕННЫХ ОБЪЕКТОВ
А. А. Чуб*, к. т. н., доц.
*Запорожская государственная инженерная академия, г. Запорожье
Ключевые слова: ситуативные решения; технологические и организационные решения; морозостойкие бетоны; бетонные смеси; циклично перемещающиеся бетонные минизаводы
Постановка проблемы. В мировой практике дорожного строительства наиболее перспективным является строительство дорог с жестким бетонным покрытием. В Украине также следует ожидать, в ближайшей перспективе, существенного увеличения объемов работ дорожного строительства. Например, автобанов Киев - Донецк, Киев - Москва и т. д. Наибольший объем строительства железобетонных сооружений с высокоморозостойким поверхностным слоем бетона может быть реализован в данном направлении. Поэтому от ситуативных организационных решений строительства таких объектов существенно зависит стоимость и сроки строительства.
Анализ последних исследований и публикаций по данной проблеме показывает, что они не охватывают научно обоснованных современных ситуативных организационных возможностей использования местных строительных материалов и научно обоснованного использования циклично перемещающихся бетонных мини-заводов, по мере строительства объектов [1-5].
Целью исследований, представленных в настоящей статье, является попытка научно обоснованно показать, что для проектирования организационных решений создания потока бетонирования многокилометровых бетонных дорожных покрытий следует сформировать и использовать концепцию ситуативного управления организацией строительства подобных объектов и их инвестирования. А именно, заказчик строительства дороги еще на стадии инвестиционного проекта должен создать и обеспечить необходимые условия для разработки и принятия на альтернативной основе наиболее эффективных технологических и организационных решений, с учетом местных условий строительства. Должна быть научно обоснована возможность использования местных строительных материалов, имеющихся вдоль трассы строительства. Известно, что стоимость строительства существенно зависит от дальности перевозки бетонных смесей (см. рис. 1). Поэтому концепция принятия ситуативных организационных решений строительства предусматривает научное обоснование расстояния между стоянками циклично перемещающихся бетонных мини-заводов или участков (см. рис. 2), что обеспечивает стабильную себестоимость перевозки бетонных смесей и одинаковую себестоимость строительства каждого километра дороги по всей трассе.
33
