Опыт разработки шумозащитных мероприятий для селитебной территории г. Владивостока

EXPERIENCE IN DEVELOPING NOISE PROTECTION MEASURES FOR RESIDENTIAL AREAS OF THE CITY OF VLADIVOSTOK

Anatoliy Korchaka

postgraduate student, Far Eastern Federal University, Russia, Vladivostok

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.

Abstract. The problem of acoustic contamination of the residential areas of Vladivostok was touched upon. The problem of noise level reduction in residential areas with the help of a noise shield is considered. Results of full-scale measurements and formulas for calculating the efficiency of a reflective-absorbing noise-shielding screen are presented. The main acoustic and geometric parameters of the noise shield for the study area are determined.

Ключевые слова: шумовое загрязнение; защита от шума; шумозащитный экран; акустическая эффективность

Keywords: noise pollution; noise protection; noise shield; acoustic efficiency

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.: L_eq = 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: . 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:

                                                      (1)

где: а - кратчайшее расстояние между акустическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м; b  -  кратчайшее расстояние от верхней кромки экрана, до расчетной точки, м; c  -  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 3м [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 , определяется по формулам Маекавы:

Рисунок 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  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.

Рисунок 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: 

где  - поправка, учитывающая отражение. Расчетные формулы для остальных перечисленных параметров приведены ниже.

Снижение уровня шума источника с расстоянием:

где R – расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки, м; R₀ = 7.5 м – для автотранспортных потоков.

Затухание шума в воздухе:

Поправка, учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра:

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.

 Таблица 1.

Характеристики экранов и расчетных точек

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.