CC BY
4
УДК 613.164:013.5];!Й5.42
А. Р. Пресс, В. Г. С пом итак, С. С. Худницкий, В. В. Шишкина,
В. Г. Элтер
ВЛИЯНИЕ МЕТРОПОЛИТЕНА НА ВИБР®АКУСТИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЙ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Белорусский научио-исследоватсльский санитарно-гигиенический институт, Минск
Б связи со строительством метрополитена в Минске нами были проведены измерения шума и вибрации в помещениях зданий до и после пуска метрополитена в эксплуатацию; дана оценка влияния метрополитена на шум и вибрацию в помещениях всех зданий, расположенных вдоль трассы первой очереди Минского метрополитена; усовершенствованы методы измерения и оценки шума и вибрации в помещениях здании, разработаны и внедрены мероприятия, направленные на уменьшение вибрации и шума в зданиях (полы на резиновых виброизоляторах, внброзащитная траншея, режим движения метропоездов).
Для определения шума в помещениях зданий разработана методика [1], которая позволяет оценить уровень звука в помещениях от внешних источников по результатам измерений наружного шума у здания (на высоте 1,5 м и на расстоянии 2 м от стены здания) с учетом установленного экспериментально снижения уровня звука (разность между наружным и внутренним уровнями звука), зависящего от этажности здания и поглощающих свойств помещения (жилое или общественное).
Оценку вибрации проводили по разработанной нами методике, которая заключается в том, что из всех зданий, подлежащих исследованию, для измерений отбираются наиболее характерные по конструкции здания из каждой группы (группы формируются с учетом расстояния от здания до тоннеля: 1-я группа— от 0 до 10 м, 2-я — от 10 до 20 м, 3-я — от 20 до 30 м, 4-я — от 30 до 40 м); измерения вибрации в отобранных зданиях проводятся в ближайшем от источника подъезде, помещениях на 1, 3 и 5-м и последующих этажах через один этаж; оценка вибрации в здании в целом проводится по уровням ее в помещении, в котором они достигают наибольших значений.
Гигиенической характеристикой вибрации в помещениях зданий являются ее уровни в децибелах, измеренные в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16. 31,5 и 63 Гц. При оценке большого количества зданий использование такой многочисловой характеристики довольно неудобно, и в первую очередь при графическом изображении на картах вибрации. Поэтому для гигиенической характеристики вибрации в помещении была использована одночнеловая оценка корректированным уровнем в децибелах, разработанная совместно с Московским НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрксмана, Институтом строительной физики Госстроя СССР и Институтом строительства и архитектуры Госстроя БССР.
Корректированный уровень является результатом энергетического суммирования спектральных составляющих с учетом октавных поправок к нормативному спектру. Данный подход позволяет одним числом характеризовать весь нормируемый и измеренный спектры вибрации, сравнить между собой различные источники вибрации, упростить графическое изображение результатов измерений и построить карту вибрации. Математическое выражение для определения корректированного уровня имеет вид:
= 1012
2 Ю°.1 (£< + Д Ц) 1 = 1
, ДБ V,
где — корректированный уровень, дБ V; — октав-ные уровни (виброскорости, виброускорения, внбросмеще-ния) дБ; — октавные поправки, дБ; ¿=1, 2... — по-
рядковый номер октав; п — число октав (п=6 для общей вибрации в жилых помещениях).
Октавные поправки определяются как разность между нормативным уровнем вибрации на базовой частоте (8 Гц) и нормативными уровнями вибрации в соответствующих октавных полосах частот. Гигиеническую оценку вибрации в помещениях зданий осуществляли путем сравнения полученного расчетного корректированного уровня с нормативным корректированным уровнем. По результатам измерений до и после ввода метрополитена в эксплуатацию были построены карты вибрации, которые представляют схематическое изображение зданий, расположенных вдоль трассы, с указанием в них корректированных уровней вибрации.
Измерения вибрации проводили с помощью стального* диска диаметром 300 мм и толщиной 4 мм [2]. Этот диск" устанавливается на перекрытии, на него встает человек массой 60—80 кг. Проведенные многочисленные измерения показали, что положение человека на диске существенно влияет на точность полученных результатов. Нами усовершенствован ранее применявшийся для измерений диск. Он поставлен на три опоры, расположенные под углом 120°. Для того чтобы при нагрузке (масса человека) опоры не деформировали поверхность пола, их нижние поверхности выполнены в виде сегмента сферы радиусом 500 мм. Высота опоры 20 мм, высота цилиндрической части опоры 19 мм. Это позволило исключить погрешность, связанную с влиянием положения человека на диске, которая в ряде случаев достигала 6—7 дБ (более 2 раз). Это усовершенствование методики измерений и оценки вибрации использовано при разработке «Методических рекомендаций по измерению и гигиенической оценке вибрации в жилых помещениях» (№ 2957) и «Методических рекомендаций по составлению карт вибрации жилой застройки» (№ 4158). V
Измерения шума в помещениях зданий показали, что ос-Т новиым источником, определяющим акустический режим в них как до, так и после пуска метрополитена, является городской наземный транспорт. В дневное время в жилых помещениях зданий, где эквивалентные уровни звука достигают 50—55 дБ Л, а максимальные — 60—67 дБ А, влияние метрополитена на акустический режим практически отсутствует. В ночное время и при закрытых форточках уровни звука не превышают допустимых значений, однако при прохождении метропоезда они возрастают до 10 дБ А над уровнем фона и вызывают негативную реакцию у населения.
При анализе результатов измерений вибрации до ввода метрополитена в эксплуатацию установлено, что ее уровни не превышают допустимых при оценке как по спектру, так и по корректированному уровню. Так, на частоте 31,5 Гц у розни виброускорения достигают 7—22 дБ (при норме ночью 27 дБ), а на частоте 63 Гц — 12—. 28 дБ (норма ночью 33 дБ). ж
Результаты измерений после пуска метрополитена свидетельствуют, что в жилых помещениях имеется непостоянная вибрация с небольшими уровнями в октавных полосах частот 31,5 и 63 Гц. В зданиях, удаленных от тоннеля на расстояние, не превышающее 20 м, значения виброускорения на частоте 31,5 Гц достигают 39 дБ, что превышает допустимые ночные нормы па 12 дБ; на частоте 63 Гц уровни виброускорения составляют 48 дБ» что на 15 дБ выше нормативных.
В зданиях, расположенных на расстоянии от 20 до
40 м от трассы, при прохождении метропоездов вибрация увеличивается менее интенсивно. Так, на частоте 31,5 Гц она достигает значений 37 дБ (превышение ночной нормы при этом 10 дБ), а на частоте 63 Гц — 46 дБ (превышение ночной нормы 13 дБ). Превышение дневных норм (па частоте 31,5 Гц — 42 дБ, на частоте 63 Гц — 48 дБ) не наблюдается.
Анализ результатов измерений в 40 зданиях показывает, что в 8 из них, имеющих общественное назначение, г- уровни вибрации не превышают санитарных норм; в 23 из ^ 32 жилых зданий зарегистрированы превышения на величины от 1 до 15 дБ на частотах 31,5—63 Гц, а в остальных 9 уровни соответствуют санитарным нормам.
Вдоль трассы расположены дома кирпичной кладки, в которых, как правило, наблюдается снижение вибрации при переходе с нижних этажей на верхние, составляющее примерно 0,5 дБ на 1 этаж на частоте 16 Гц и 2—3 дБ на 1 этаж на частотах 31,5 и 63 Гц.
Изучение суточной динамики уровней вибрации (с 6 ч утра до 1 ч ночи) в жилом помещении обнаружило, что они колеблются незначительно: ±1,5 дБ на частотах 31,5 и 63 Гц. Это свидетельствует о том, что показатели вибрации в жилье практически не зависят от степени загрузки поездов пассажирами. Разница между уровнями вибрации в жилье при движении поездов по ближнему и дальнему тоннелям составляет 4—6 дБ в диапазоне 31,5 и .63 Гц.
Щ Результаты исследования влияния метрополитена на условия проживания населения вблизи трасс позволили сделать вывод о необходимости разработки мероприятий, направленных на уменьшение вибрации. С этой целью на моделях и в натурных условиях исследованы, разработаны
и внедрены некоторые методы снижения вибрации в помещениях зданий.
Полы на цилиндрических виброизоляторах из резины типа 1347 дали возможность снизить вибрацию в жилом помещении на частоте 31,5 Гц на 4 дБ, на частоте 63 Гц на 6 дБ.
Пустотная траншея у фундаментов зданий при экспериментальных исследованиях позволила снизить вибрацию на 6 и 8 дБ на частотах 31,5 и 63 Гц.
В ряде случаев возможно уменьшение вибрации в зданиях путем снижения скорости движения метропоездов на отдельных' участках трассы. Прн этом установлено, что при уменьшении скорости с 60 до 40 км/ч вибрация в близлежащих зданиях уменьшается на 4 дБ на частоте 63 Гц и на 3 дБ на частоте 31,5 Гц.
Таким образом, метрополитен мелкого заложения существенно изменяет виброакустическую обстановку в помещениях зданий, расположенных па расстоянии до 40 м от трассы, и ухудшает условия проживания в них населения. Однако разработка и внедрение некоторых технических решений позволяет уменьшить вибрацию и шум в помещениях зданий, прилегающих к трассе метрополитена.
Л итература
1. Методические рекомендации по определению уровнен звука в помещениях зданий от внешних источников по результатам измерений уровнен звука у зданий. — Минск, 1982.
2. Саннтарные нормы допустимых вибраций в жилых домах: СН 1304—75, —М„ 1975.
Поступила 04.10.88
\
- 1
С
4
