Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

В крупных и небольших городах, где объездные пути еще не созданы, можно пойти на переключение движения транс­порта в ночные часы на улицы, где расположены торговые предприятия.

На снижение шума автомобильного транспорта также направлено ограниче­ние числа тяжелых грузовых автомоби­лей в транспортном потоке. Эти меры обычно принимают форму запретов на въезд грузовых автомобилей в опреде­ленный район или на въезд в город всех автомобилей выше определенной грузо­подъемности, а также ограничений въез­да в определенные моменты времени, обычно в ночные часы, субботние и вос­кресные дни.

Теоретически уменьшение скорости движения автомобильного транспорта является одной из самых эффективных мер ограничения уровня шума автомо­бильного транспорта. На высокоскоро­стных дорогах сокращение средней ско­рости автомобиля в 2 раза может при­вести к снижениям эквивалентного уров­ня шума на 5-6 дБА. Но на практике трудно достичь снижения скорости ав­томобилей. Несмотря на вводимые ог­раничения скорости, большая часть автотранспорта превышает этот пре­дел.

Успехов в деле уменьшения скорости можно добиться путем устройства воз­вышений на дорожном покрытии или поперечных полос на дороге, которые дают возможность водителям почувст­вовать скорость автомобиля. К другим способам относятся сужение дороги и искривление трассы дороги.

3.1.2. Конструкция дороги

Шум, излучаемый автомобильным транспортом, зависит как от вертикаль­ного, так и горизонтального очертания дороги, а также от типа дорожного по­крытия.

Вопросы сооружения и конструиро­вания придорожных барьеров рассмат­риваются при проектировании дороги. Обычно акустический барьер имеет форму вертикальной стенки, хотя широкое применение получили и иные формы, делались попытки улучшить эстетические, нежели экранирующие, характери­стики барьеров. При проектировании эффективного звукового барьера ставят следующие цели: барьер должен иметь достаточную массу для ослабления зву­ка, быть доступным для текущего обслу­живания и ремонта; установка барьера не должна приводить к росту несчастных случаев.

Кроме этого, сооружение барьера должно быть экономичным.

Чтобы обеспечить оптимальную сте­пень звукозащищенности, барьер дол­жен располагаться вблизи источника шума или вблизи объекта, защищаемого от шума. Барьер должен, если это воз­можно, полностью скрывать ограждае­мый участок дороги, исключая види­мость этого участка из окон защищае­мых зданий или различных точек защи­щаемого пространства. Хотя масса барьера не должна быть значительной, важно обеспечить тщательное уплотне­ние всех просветов в конструкции барье­ра. Дырка или просвет в конструкции барьера может привести к существенному уменьшению его экранирующей возможности, а наличие указанных дефектов может вызвать резонансные эффекты, что может привести, в свою очередь, к изменению характера преобразованного барьером звука, при котором произойдет изменение широкополосного шума в шум, содержащий дискретные тона.

Звуковая энергия, генерируемая тран­спортным потоком, может быть отраже­на с помощью эффективных приемников звука, которыми оснащена сторона стен­ки барьера, обращенная к источнику. При наличии звуковых барьеров с обеих сторон дороги могут возникнуть даль­нейшие осложнения, вызванные много­кратными переотражениями, происходя­щими между стенками барьера. При оп­ределенных конфигурациях экранизиру­ющий потенциал каждого барьера мо­жет быть значительно снижен в резуль­тате воздействия дополнительного шу­ма, преломляющегося через барьер от воображаемых источников звука.

Следует также упомянуть о барьерах, выполненных в виде насыпи, а также о барьерах типа "пещер" в скалистом грунте. Типичные барьеры поглощаю­щего типа состоят из полых коробчатых панелей, которые со стороны дороги имеют перфорированную или открытую металлическую пластину. Коробка за­тем заполняется звукопоглощающим материалом, таким, как минеральная вата.

Дороги, проложенные в выемках, обычно хорошо экранируются краем экранирующей стенки, хотя отражения от далеко расположенной стенки могут уменьшить характеристику экранирова­ния.

На дорогах, расположенных на насы­пи или эстакаде, проблемы с шумом более серьезны, хотя в точках приема звука, расположенных ниже края насыпи или парапета, имеет место некоторое экранирование.

3.1.3. Расчет пересечений дорог

Для того чтобы уменьшить уровень шума, важно рассмотреть на стадии проектирования пересечения дорог орга­низацию движения потока автомобилей с целью минимизации числа ускорений и замедлений автомобилей. Та же цель ставится и при разработке планов управ­ления движения автомобильным транс­портом. Эти планы составляются таким образом, чтобы сократить длительность поездок и уменьшить число несчастных случаев.

Система светофоров разработана и установлена практически в каждом круп­ном городе мира. К сожалению, влияние на шум, создаваемый автомобильным транспортом, этих мер не так значитель­но, как ожидалось. Это происходит час­тично из-за того, что совершенствование организации движения транспортного потока благодаря внедрению этих си­стем управления постепенно приводит к тому, что нагрузка на систему воз­растает, происходят быстрое ее перепол­нение и (или) нарастание интенсивности транспортного потока.

Другой мерой по ограничению дви­жения потока автомобилей, следующих через пересечения дорог, является от­ключение светофоров на пересечениях дорог с не очень высокой интенсивностью движения в ночное время. Одна­ко это не приводит к какому-либо систе­матическому снижению уровня шума и связано с тем, что скорости автомоби­лей завышены, что сводит на нет пре­имущества, связанные с исключением процесса трогания автомобилей при на­личии светофоров.

3.1.4. Проектирование дорожного покрытия

Благодаря проведенным исследова­ниям было установлено, что некоторых успехов в снижении шума можно добиться с помощью соответствующей конфигурации рисунка протектора и конструкции шины. Однако конструирование шин с существенно пониженным уровнем шума вступает в противоречие с острой необходимостью обеспечения безопасности движения, предотвраще­ния нагрева протектора и обеспечения экономичности автомобиля. Следовательно, большие возможности по сни­жению шума открывает создание пер­спективных альтернативных конструк­ций дорожного покрытия.

Важным, с точки зрения ограничения шума, является, по-видимому, строение самого дорожного покрытия; образова­но ли оно битуминизированным мате­риалом со случайным рисунком строе­ния, или покрытие бетонное, с домини­рующей поперечной структурой.

В Великобритании были проведены измерения, которые позволили устано­вить элементарное соотношение между сопротивлением автомобиля заносу, реализуемым на данном дорожном по­крытии, и суммарным уровнем шума, который генерируется автомобилями, идущими на больших скоростях по дан­ному дорожному покрытию. Было уста­новлено, что это соотношение статисти­чески не зависит от строения материала дорожного покрытия. К сожалению, хо­тя этот результат и полезен при уста­новлении норм для разработки дорож­ного покрытия, в которых учитываются соображения безопасности и охраны ок­ружающей среды, он обнажает противо­речие, существующее между определени­ем дорожных покрытий, обладающих низким уровнем шума и удовлетвори­тельными нормами безопасности при высоких скоростях движения. Например, гладкое дорожное покрытие может быть относительно малошумным, но одно­временно совершенно небезопасным для движения во влажную погоду.

У некоторых дорожных покрытий со­четаются малая шумность и удовлетво­рительные характеристики сопротивляе­мости боковому заносу автомобиля. Такие дорожные покрытия обычно имеют пористую структуру, которая является влагопроницаемой, но в то же время обладает удовлетворительным звукопоглощением в частотном диапазоне от 400 Гц до 2 кГц.

Укладка экспериментального дорож­ного покрытия на рифленую поверх­ность бетонных участков кольцевой ав­томобильной дороги, проложенной к востоку от Брюсселя, привела к сниже­нию уровней шума примерно на 4 дБА для автомобилей, движущихся со ско­ростью 70 км/ч и на 5,5 дБА при ско­рости движения 120 км/ч. Было установ­лено, что снижения уровня шума можно добиться и при других видах пористых дорожных покрытий. В Швеции, напри­мер, такие данные были получены для пористого дорожного покрытия, состав­ленного из подобранного по грануло­метрическому составу каменного остова с эмульсионным асфальтом в качестве связующего, а в Канаде для дорожного покрытия, составленного из смеси "отк­рытого" типа, с тонким защитным сло­ем битума. В последнем случае было установлено, что снижение уровня шума составило 4-5 дБА по сравнению с уровнем шума на дорогах с обычным асфальтовым покрытием и 3 дБА по сравнению с изношенным бетонным по­крытием, которое обладает гораздо меньшим сопротивлением боковому сносу, чем дорожное покрытие, состав­ленное из смеси "открытого" типа и покрытое тонким защитным слоем би­тума.

Однако в Норвегии и Швеции возник­ли проблемы, связанные с износоустой­чивостью этих дорожных покрытий, что вызвано применением шин с шипами в зимние месяцы. Эти шины дробят поверхностный слой в мелкий порошок, который затем забивает поры дорожных покрытий "открытого" типа, постепенно снижая их звукопоглощение

3.1.5. Планирование землепользования

Уровень шума вблизи автомобильной трассы весьма значительный. При изыскании нового автотранспортного маршрута в существующем городское районе большинство имеющихся там сооружений должно сохраниться, поэтому схема дороги и ее проектирование - решающие факторы минимизации шума от движения автомобилей. В том случае если дорога проходит через район, который еще не получил развития ила планируется под реконструкцию, можно рассмотреть также вопрос об ограниче­нии воздействия шума путем соответст­вующего регулирования землепользова­ния окружающих дорогу участков.

Возможности удачного планирова­ния дороги определяются размером имеющегося пространства, а также ха­рактером местности и применяемой по­литикой районирования. При планиро­вании дороги необходимо обеспечить как можно большее расстояние между источником шума и участком, наиболее чувствительным к шуму; рациональное размещение мест деятельности человека, совместимых с некоторым воздействием шума, таких, как стоянки автомобилей, открытые пространства, сооружения и устройства хозяйственного назначения; использование архитектурно-строительных форм и зеленых насаждений в ка­честве барьеров для экранирования рай­онов, чувствительных к воздействию шума.

Жилые районы можно защитить от шума автомобильного транспорта путем размещения их на достаточно удаленном от источника шума расстояния. Однако проектировщики считают такой подход экономически не обоснованным. Часто это действительно так, поскольку, например, в зданиях, расположенных по соседству с автомобильной дорогой (менее 100 м), уровень шума редко снижается ниже 70 дБА. Тем не менее, при определенных обстоятельствах пространственное разделение зданий и автомобильных дорог нужно рассматривать как вариант единственного положительного решения проблемы. Это особенно справедливо в условиях неоднородной реконструкции или развития района, когда возводятся кварталы высотных домов, которые не могут быть легко экранированы с помощью барьеров и должны как можно дальше размещаться от дороги, на сколько позволяют местные условия.

Жилые дома малой этажности могут в большинстве случаев защищены от шума путем экранирования в той или иной форме или зелеными насаждениями.

3.2. Звукоизоляция зданий

3.2.1 Проектирование зданий

Необходимость устройства дорого­стоящих ограждающих конструкций с высокими звукоизоляционными харак­теристиками может быть сведена к ми­нимуму, если форму и ориентацию зда­ния спланировать с учетом воздействия шума со стороны дороги.

Цель такого подхода - избегать отра­женных звуков от любой поверхности стены, обращенной к чувствительным к шуму помещениям самого здания, или от здания, расположенного рядом. Форма здания может быть использо­вана для обеспечения собственной аку­стической защиты. Некоторые части та­кого здания (стены с уступами и бал­коны) обеспечивают акустическую защиту от шума со стороны автомобильной дороги.

Внутри любого здания есть помеще­ния, в которых люди будут менее под­вержены наружному шуму, поскольку шум со стороны автомобильной дороги обычно является единственным раздражающим фактором для помещений, обращенных непосредственно к дороге, необходимо идентифицировать чувствительные к шуму помещения и разместить их на другой стороне здания.

3.2.2. Звукоизоляция элементов здания  

Физическими характеристиками стен, которые способствуют хорошей звуко­изоляции, являются малая жесткость, высокий уровень демпфирования и боль­шая масса. Таким образом, толстая ка­менная стена будет иметь более высо­кую звукоизоляцию, чем тонкая стек­лянная панель.

Шум, создаваемый дорожным транспортом, часто обладает высокими уровнями в диапазоне низких частот, когда звукоизоляция ограждающей конструкции обычно определяется массой ограждающей конструкции.

Двухслойная конструкция будет иметь большую звукоизоляцию, чем однослойная той же суммарной массы. Напри­мер, стена из пустотелого кирпича будет обладать более высокой звукоизоляци­ей чем стена из сплошного кирпича. Звукоизоляция двухслойной ограждаю­щей конструкции зависит от физических характеристик каждого из слоев и от характера соединений между ними. Чем дальше друг от друга расположены слои и чем меньше связь между ними, тем лучше будет звукоизоляция этого двух­слойного ограждения. Распространение звука через обрамляющую конструкцию можно уменьшить, если для этого будут использованы по крайней мере для од­ного из слоев так называемые манжет­ные уплотнения. Звукоизоляцию двух­слойных ограждающих конструкций можно улучшить путем заполнения про­межутка между слоями звукопоглощаю­щим материалом, таким, как стеклово­локно.

В стене должны отсутствовать легкие открывающиеся элементы, такие, как двери и окна, так как их слабая звукоизоляция снизит звукоизолирующие свойства ограждающих конструкций. Но здания редко проектируются с учетом этого соображения, так как окна обеспечивают естественное освещение, вентиляцию точно так же, как визуальный контакт с внешней средой.

Двухслойные ограждающие конст­рукции в виде двойного стекления мо­гут значительно улучшить звукоизоля­цию. Важнейшим фактором, определяю­щим эффективность двойного стекле­ния, является зазор между составными стеклянными   панелями. Увеличение зазора до 200 мм приво­дит к общей большей звукоизоля­ции.

Если листы стекла будут установле­ны не параллельно, можно получить не­большое улучшение звукоизоляции как в области совпадения длин волн, так и в той области, где наблюдается эффект полостного резонанса. Однако общее снижение шума, полученное путем на­клона одного из листов стекла, редко оправдывает дополнительные расходы на сооружение ограждающих конструк­ций.

Аналогичного улучшения звукоизоляции можно добиться путем наклейки полос на контур открывающегося окна. Однако чистое открывание окна может привести к нарушению способности та­ких полос полностью перекрывать щели по контуру. При открывании окна для проветривания помещения звукоизоля­ция резко падает.

При плотно закрытых или уплотнен­ных окнах нельзя использовать естест­венную вентиляцию. Нужна либо меха­ническая система вентиляции, либо си­стема кондиционирования. Такие систе­мы должны быть тщательно подобраны с тем, чтобы осуществлять адекватную вентиляцию без превышения приемлемо­го уровня шума. Вентиляционные выход­ные и входные отверстия этих систем не должны быть обращены к дороге. Их необходимо оснащать отражательными перегородками или щитками для того, чтобы заблокировать пути распростра­нения шума.

Крыша здания обычно является единственным существенным путем рас­пространения шума автомобильного транспорта, когда здание расположено ниже уровня автомобильной дороги, или у крыши есть постепенный наклон, при котором большая площадь крыши оказывается подвержена непосредствен­ному воздействию шума. В крыше лю­бой конструкции обычно имеется мно­жество воздушных промежутков, кото­рые изменяют звукоизоляцию. Ее можно было бы обеспечить даже при помощи тяжелого черепичного покрытия. Любые отверстия в крыше (дымовые или вытяжные трубы) будут способство­вать распространению шума. Если эти отверстия не очень значительны, их сле­дует уплотнить. Но в большинстве слу­чаев вентиляция в полости крыши имеет важное значение, поэтому нужно распо­лагать указанные отверстия на той сто­роне здания, которая не обращена к ав­томобильной дороге, или эти отверстия следует оснастить решеткой или звукозащитным козырьком.

Страницы: 1, 2, 3, 4