Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный морской университет

на тему: Проблемы шума в городах

Выполнила:

Киютина А.А.

Одесса -2014

Введение

3.2 Звукоизоляция зданий

4.2 Шум грузового вагона

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта: городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонической болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекления окон (с одновременным применением принудительной вентиляции).

1. Тенденции изменения акустического воздействия транспорта

Еще в древнем Риме существовали законодательные положения, регулирующие уровень шума, создаваемого транспортными средствами того времени. Но лишь недавно, с начала 70-х годов XX в. при разработке перспектив развития транспорта стали учитывать воздействие его на окружающую среду. Движение за чистоту окружающей среды стало столь могучим, что многие перспективные разработки в области транспорта были признаны экологически нежелательными. Эта экологическая революция произошла не как результат реакции общественности на загрязнение окружающей среды во всех ее проявлениях, а как результат сочетания возросшей озабоченности общественности и необходимостью поддержания экологической чистоты хотя бы на сложившемся к этому времени уровне в силу интенсивного развития транспортных систем и средств, и урбанизации. Например, перевозки автомобильным транспортом в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) за 1960-1980 гг. выросли в 3 раза, воздушным - в 2 раза. Городское население этих стран увеличилось на 50%, а число городов с количеством жителей более 1 млн. чел. удвоилось. За тот же период было построено много автодорог, аэропортов и других крупных транспортных сооружений.

При таком развитии транспорта и не приходится удивляться тому, что шумовая загрязненность окружающей среды постоянно возрастала.

Но следует указать, что с конца 70-х годов главным образом благодаря экспериментальным исследованиям, связанным с ограничением шума, создаваемого индивидуальными средствами транспорта и воздушными судами, а также частично в результате совершенства дорог и звукоизоляции зданий, достигнутый ранее уровень транспортного шума имеет тенденцию к стабилизации.

Учитывая тенденции снижения шума на ближайшие несколько лет, можно прийти к заключению о намечающемся улучшении соответствующих показателей. В странах ОЭСР к средствам грузового транспорта предъявлены более жесткие требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая подвергается воздействию шума, создаваемого тяжелым грузовым транспортом. Кроме того, в некоторых странах вводятся более совершенные нормы проектирования автомобильных дорог, а также законодательство, обеспечивающее людям, чьи дома подвержены значительному воздействию транспортного шума, право требовать принятия дополнительных мер по звукоизоляции жилых помещений.

Предусматривая более жесткие меры по снижению шума транспортных средств в источнике его возникновения, можно ожидать дальнейшего реального уменьшения воздействия шума на человека. Еще в 1971 г. в Великобритании при разработке проекта малошумных тяжелых автотранспортных средств было рекомендовано исходить из нормативного уровня шума 80 дБА. Даже если этот проект и продемонстрировал, что современная технология позволяет реализовать определенную степень требуемого снижения шума, являясь в то же время экономически приемлемой, все еще остаются технические и политические трудности при установлении законодательных мер, которые способствовали бы внедрению в производство приведенных выше норм проектирования. Подсчитано, что если бы удалось реализовать эту техническую политику, число людей, которые подвергаются воздействию шума 65 дБА и более, существенно уменьшилось бы.

Что касается шума, создаваемого гражданскими самолетами, то согласно большинству исследований реализация мер по уменьшению его воздействия займет достаточно длительное время. Это объясняется в основном двумя причинами. Во-первых, новое поколение самолетов будет менее шумным, во-вторых, все самолеты старого типа, которые не соответствуют современным нормативным требованиям по шуму, будут к концу ближайшего десятилетия сняты с эксплуатации. Темпы обновления существующего парка самолетов будут зависеть, конечно, от многих факторов, главным образом от темпов замены самолетов образцами нового поколения, а также от возможного сдвига сроков, обусловленного ожидаемым увеличением парка самолетов общего назначения и использованием вертолетов. С учетом перечисленных факторов в прогнозе для стран ОЭСР указывается, что в США произойдет уменьшение числа людей, подверженных воздействию шума 65 дБА примерно на 50-70%; в Дании на - 35%, а во Франции, по результатам расчетной оценки применительно к пяти важнейшим аэропортам, произойдет уменьшение площади, подверженной воздействию авиационного шума на - 75%. Несмотря на то, что число людей, которые выиграют от проведения этих мероприятий, незначительно по сравнению с существенно большим числом людей, подверженных воздействию шума наземного транспорта недопустимо высокого уровня, указанные мероприятия представляют собой значительный шаг вперед.

Количественные показатели воздействия шума железнодорожного транспорта в большинстве стран остаются по большей части неизменными. Предполагается, что в обозримом будущем состояние дел в этой области останется без изменения. Однако имеются районы, где шум железнодорожного транспорта является основным источником раздражения. Введение в последнее время в эксплуатацию высокоскоростных поездов и скоростных городских линий приводит к расширению зон, подверженных воздействию новых источников шума. Поэтому условия жизни людей могут быть улучшены, если принять серьезные меры по уменьшению шума.

2. Состояние проблемы снижения транспортного шума

В общем случае методы снижения транспортного шума можно классифицировать по следующим трем направлениям: уменьшение шума в источнике его возникновения, включая изъятие из эксплуатации транспортных средств и изменение маршрутов их движения; снижение шума на пути его распространения; применение средств звуковой защиты при восприятии звука.

Использование того или иного метода или их комбинации зависит в значительной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений.

Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления источников этого шума. Несмотря на наличие значительной аналогии различных источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспорта, - автомобильного, железнодорожного и воздушного.

Из трех основных видов транспорта автомобильный транспорт оказывает наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Автомобили являются преобладающим источником интенсивного и длительного шума, с которым ни в какое сравнение не идут никакие другие. Шум, создаваемый движущимися автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. При малых скоростях движения по автодорогам и больших частотах вращения вала двигателя основным источником шума является обычно силовая установка, в то время как при больших скоростях движения, пониженных частотах вращения и меньшей мощности силовой установки доминирующим может стать шум, обусловленный взаимодействием шин с поверхностью дороги. При наличии неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы рессорной подвески, а также грохот груза и кузова.

Часто бывает довольно трудно определить относительный вклад различных источников шума сложных по конструкции транспортных средств. Поэтому, если возникает задача по снижению шума данного транспортного средства, ценная информация может быть получена на основе понимания механизма генерирования шума этих источников при изменении условий эксплуатации транспортного средства. В силу того, что общий шум транспортного средства определяется рядом источников, необходимо попытаться получить данные об особенностях излучения каждого из этих источников в отдельности и определить наиболее эффективные методы снижения шума того или иного источника, а также и то, какой из методов снижения общего шума автотранспортного средства окажется наиболее экономичным в данном случае. Следует отметить большое значение мер по ограничению распространения уже возникшего шума наряду с основным методом снижения шума автомобильного транспорта путем подавления источника его возникновения. К числу указанных мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пересмотр общих концепций землеиспользования вблизи основных транспортных магистралей. Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является улучшение проектирования и звукоизолирующих характеристик зданий для уменьшения шума внутри них.

Железнодорожный транспорт в противоположность автомобильному и воздушному не развивается такими быстрыми темпами. Однако появились признаки того, что железные дороги начнут играть новую роль. После внедрения скоростных поездов в Японии и Франции многие страны приняли решение об увеличении скорости движения поездов и объема пассажирских перевозок, обеспечив тем самым повышение конкурентоспособности железных дорог. Расширение сети железных дорог и увеличение скорости поездов вызовут рост шума, возникнут связанные с этим проблемы защиты от него окружающей среды. Подобные ситуации уже возникли в Японии, где общественность протестовала против скоростных поездов. Следствием этих протестов явилось решение Управления японских государственных железных дорог отложить строительство новых линий, ведущих к Токийскому аэропорту Нарита.

Раздражение, вызванное шумом воздушного транспорта, обусловлено главным образом введением в эксплуатацию в конце 50-х годов на гражданских авиалиниях реактивных самолетов. С тех пор число коммерческих и частных реактивных самолетов, находящихся в повседневной эксплуатации, превысило 7 тыс. единиц. За этот период снижению шума самолетов уделялось значительное внимание. Решение рассматриваемой проблемы проводилось по следующим трем основным направлениям. Первое и, вероятно, наиболее важное направление сводится к исследованию основных источников шума и разработке, в частности, менее шумных силовых установок. Второе направление связано с упорядочением и введением контроля полетов самолетов в окрестности аэропортов. Наконец, третье направление - меры, непосредственно не связанные с изменением условий эксплуатации воздушных судов - рациональное использование земельных участков как на территории самого аэропорта, так и в его окрестностях с усилением звукоизоляции зданий и сооружений, находящихся под воздействием шума высокого уровня.

3. Ограничение воздействия шума автомобильного транспорта

3.1 Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и регламентирование землепользования

Интенсивность движения.

Наиболее очевидным способом уменьшения шума автомобильного транспорта является снижение интенсивности движения в результате смещения транспортного потока. Разделение транспортного потока, например, пополам, в общем случае ведет к снижению уровней транспортного шума на 3дБА. Однако закрытие участков дороги для всех видов автомобильного транспорта может создать определенные трудности. Например, когда был наложен общий запрет на движение автомобильного транспорта с 22 ч до 6 ч в Нюрнберге, было выдано около 600 льготных документов на право нормального подъезда жителей, и движение автолюбителей, вызванное этими разрешениями, существенно ослабило эффективность этого общего запрета.

Эффект ограничения интенсивности движения зависит не только от смещенного транспортного потока, но также и от интенсивности движения как до введения ограничений, так и после их введения. Уменьшение интенсивности движения вдвое приводит к снижению эквивалентного уровня шума при условии неизменности других параметров. Но интенсивность движения и скорость автомобилей, вообще говоря, являются сильно коррелируемыми величинами. Уменьшение интенсивности движения обычно связано с ростом скорости движения, поэтому ожидаемого оптимального выигрыша от снижения интенсивности движения не достигается. Кроме того, перемещение транспортного потока приводит к нарастанию шума на других дорогах транспортной системы. И тем не менее то обстоятельство, что уровень транспортного шума и интенсивность движения связаны логарифмической зависимостью, может быть использовано в нужном направлении. Например, можно снять транспортный поток со слабо используемой дороги в перебросить его на уже сильно нагруженную. Это приведет к небольшому увеличению шума на сильно нагруженной дороге, особенно если она была заранее спроектирована для интенсивного потока. В то же время при этом будут достигнуты значительные результаты по снижению шума на слабо нагруженных автомобильных дорогах. Следовательно, можно добиться весьма существенного снижения шума для значительного числа людей путем создания объездных путей, специально рассчитанных на значительную интенсивность движения и ослабления напряженности транспортной сети, пронизывающей жилые кварталы.

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.

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.

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.

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

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 или 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, насколько 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

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.

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 остекления могут значительно улучшить звукоизоляцию. Важнейшим фактором, определяющим эффективность двойного остекления, 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. транспорт шум город

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.

4. Проблема снижения шума от железнодорожного транспорта

4.1 Уменьшение шума при взаимодействии колеса и рельса

Можно предложить два противоположных метода уменьшения шума, излучаемого взаимодействием комплекса и рельса.

Первый из этих методов сводится к максимально возможному уменьшению неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект достигается устранением неровностей у того из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подходе происходит снижение переменной составляющей силы взаимодействия колеса и рельса. Подобный метод дает наилучшие результаты на практике. Это предполагает текущее содержание поверхности рельсов в состоянии свободном от волнообразного износа и применение дисковых тормозов для уменьшения образования неровностей на бандаже колес. Возможно также применение некоторых типов колодочных тормозов, в которых чугунные колодки заменяются на тормозные колодки из композитных материалов, хотя эти колодки по-прежнему будут воздействовать на бандаж колеса. Такая замена колодок способствует уменьшению шума качения, так как на поверхности колеса не будут образовываться волнистые неровности.

При втором методе можно попытаться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Наиболее очевидный способ заключается в увеличении демпфирования колес или рельсов. Такая попытка была сделана при поиске мероприятий по уменьшению скрежета колес при проходе кривых участков пути. Однако эта попытка не привела к сколько-нибудь значительному снижению шума при качении колес по прямолинейному или криволинейному участку пути большого радиуса. Причина неудачи этой попытки не ясна, но можно полагать, что трение, которое возникает в месте контактной вмятины, уже превышает значение дополнительно вводимого демпфирования.

Был испробован также другой метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана на кузове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее снижение шума составило 2 дБА. Сложность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать достаточно низкими для полного экранирования шума колес из-за жестких ограничений установленного габарита подвижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми устройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительному снижению шума.

Другим возможным решением является устройство протяженных акустических экранов вдоль пути. Однако возникает сомнение относительно эффективности акустических экранов, установленных близко к пути. Обычно акустические экраны эффективны лишь тогда, когда приблизительно их высота превышает длину волны звука, распространяющегося в направлении экрана. Следовательно, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума взаимодействия колеса и рельса, да и то лишь в том случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон.

4.2 Шум грузового вагона

По эксплуатационным соображениям система рессорного подвешивания грузового вагона должна быть как можно более экономной. Последствия этого очевидны. Грузовые вагоны строятся относительно грубо, без должных мер, ограничивающих их дребезжание и грохот. Демпфирование системы рессорного подвешивания обычно недостаточно, и вибрации могут свободно передаваться кузову вагона. Причем вагоны шумнее при порожнем пробеге, чем при эксплуатации в груженом состоянии: груз приводит как к стабилизации массы, так и к некоторому демпфированию.

Могут быть предложены технические средства уменьшения шума грузового подвижного состава до уровня шума пассажирских вагонов, но их реализация натолкнется на ряд препятствий. Исследования показывают возможность снижения уровня шума грузовых вагонов с помощью дисковых тормозов на 5 дБА. Однако обычно возникают, помимо соображений, связанных с модификацией тормозной системы, еще и другие веские аргументы в пользу сохранения чугунных колодочных тормозов. Изменения тормозного усилия в зависимости от скорости движения применительно к двум рассматриваемым системам тормозов значительно отличаются. Поэтому использование в эксплуатации грузовых вагонов с разными тормозами в одном и том же поезде не может быть допущено. Следовательно, эксплуатация международных грузовых поездов с обычным для них переформированием и разнотипностью вагонов требует того, чтобы у всех вагонов новых или старых, любой принадлежности была одна и та же тормозная система.

Снижение уровня шума дребезжания и грохота, а также устранение резонансных форм колебаний кузовов подвижного состава не представляет особых технических трудностей, но реализация соответствующих мер требует затрат. Аналогично этому применение более прогрессивной системы рессорного подвешивания или грузовых вагонов, оснащенных тележками, а не использование удлиненных вагонов с двухосными колесными базами, приводит к скрежету в кривых участках пути. Перевод старых грузовых вагонов на новую современную ходовую часть связан с большими затратами.

5. Уменьшение воздействия шума от авиатранспорта

5.1 Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами

Введение ограничений на эксплуатацию самолетов

Разработанные в ряде стран меры контроля по использованию воздушного пространства снижают воздействие шума, генерируемого воздушными судами, путем ограничения их эксплуатации в определенное время суток. Практическая реализация этих мер сводится к ограничению времени, в течение которого в аэропорту разрешены полеты воздушных судов. В международном аэропорту Женева (Швейцария) с одобрения Федерального Управления гражданской авиации введено ограничение на взлеты и посадки в ночное время между (с 22.00 до 6.00) для всех видов воздушного сообщения.

Известны также примеры частичных ограничений на взлеты и посадки в ночное время суток, причем в данном случае речь идет о таких аэропортах, где администрация разрешает определенные виды операций ночью исходя из типа или класса воздушного судна. Например, в международном аэропорту Палм Бич во Флориде запрещены взлеты по расписанию воздушных судов шумных типов в период с 22.00 до 7.00 ч.

В некоторых аэропортах введены ограничения на общее количество операций, выполняемых в определенный период времени. Например, в лондонском международном аэропорту Хитроу разрешается 3650 операций воздушных судов в ночные часы весь летний период, в то время как в аэропорту Гэтвик в тот же период времени разрешается производство 4300 операций.

Ограничение эксплуатации воздушных судов в определенные часы суток считается наиболее строгим видом борьбы с шумом в отрасли. Эти ограничения могут иметь значительные экономические последствия для воздушного транспорта, особенно в тех случаях, когда воздушные перевозки связаны с множеством временных поясов. И тем не менее в аэропортах многих стран введены некоторые виды частичных или полных ограничений эксплуатации воздушных судов в определенные часы.

Правило периметра.

Этим правилом пользуются для ограничения дальности полетов, осуществляемых при вылете из данного аэропорта. Дальность полета может влиять на уровень создаваемого шума различными путями.

Во-первых, она может определять пропускную способность конкретного аэропорта. В общем случае меньшее число операций приводит к уменьшению общего воздействия шума. При ограниченных дальностях полета максимальная взлетная масса воздушного судна меньше, поскольку она определяется в основном запасами потребного топлива. Меньшая взлетная масса позволяет реализовать большую подъемную силу, что, в свою очередь, приводит к уменьшению размеров контура шума, создаваемого воздушным судном на земной поверхности. И, наконец, тип воздушного судна, необходимого для выполнения полета на меньшую дальность, может оказаться не таким шумным по сравнению с воздушным судном, используемым для больших дальностей полета.

Эта процедура требует определенного внимания, особенно в тех случаях, когда имеются близко расположенные аэропорты, эксплуатирующиеся без такого рода ограничений. В аэропорту Джона Вейна в Калифорнии введены ограничения по дальности полета: там разрешены полеты с дальностью, которая не превышает 500 миль. Но в регионе Лос-Анджелеса имеются другие аэропорты, которые могли бы обслуживать воздушные суда без указанных ограничений. Таким образом, применение подобной процедуры является весьма ограниченным, и ее правовая сторона может оказаться сомнительной.

Маршруты полета с минимальным уровнем шума .

Рассмотрим особые маршруты полета применительно к условиям взлета и (или) посадки, которые позволяют избежать пролетов над районами, чувствительными к шуму. Маршрут полета в данном случае представляет собой проекцию на плоскость земной поверхности пространственной траектории полета воздушного судна. Этот термин применяется как для взлета, так и при заходе на посадку. В целях уменьшения раздражающего воздействия шума необходимо увязывать выбранные маршруты полета с расположением воздушного судна в пространстве относительно земной поверхности или территории, используемой для жилого строительства.

Во многих аэропортах предписаны курсы следования воздушных судов, которые находятся в зоне незаселенных земельных участков, включая водные пространства, сельскохозяйственные угодья, лесные и степные массивы или открытые пространства.

Это дает возможность значительно уменьшить воздействие шума на населенные районы столицы.

Стандарты, регламентирующие излучение шума.

В общем случае шум, возникающий при каждой операции воздушного судна, должен соответствовать в одной или нескольких точках установленным ограничениям. Как правило, на практике используется максимальный уровень шума, измеренный за пределами границ аэропорта и относящийся к любому типу эксплуатируемого воздушного судна.

Санкции за нарушения установленных ограничений по шуму могут быть весьма разнообразными.

Часто авиакомпаниям, допустившим такие нарушения, делаются предупреждения без всяких юридических санкций. Более распространенным, однако, является наложение штрафа, так как нарушение часто представляет собой поступок, наказуемый в судебном порядке.

Контроль шума.

Уже давно была доказана принципиальная возможность круглосуточного контроля над соблюдением установленных ограничений по шуму в аэропортах на основе постоянно действующего измерительного оборудования, причем интерес администраций аэропортов к установке и использованию такого оборудования и устройств со временем возрастает.

5.2 Уменьшение воздействия шума (наземные мероприятия)

Ограничение интенсивности полетов

Подобные ограничения устанавливают предельное число операций воздушных судов в аэропорту, которые могут быть осуществлены в пределах определенного периода. К этим ограничениям относится регламентация числа взлетов и посадок транспортных самолетов, разрешенных в данном аэропорту в течение суток. Например, в Вашингтонском национальном аэропорту разрешается производить лишь 37 операций транспортных самолетов с 7.00 ч до 21.59 ч.

Существует тенденция предоставления льгот тем авиакомпаниям, которые широко используют меры по снижению шума и малошумные типы воздушных судов с целью общего уменьшения неблагоприятного воздействия авиационного шума. Однако следует отметить, что ограничение интенсивности полетов на основе эксплуатационных критериев воздушных судов, таких, как уровень шума, оказывает заметное влияние на объемы перевозок и пропускную способность аэропорта.

Пропускная способность аэропорта.

Пропускная способность аэропорта определяется числом полетов и (или) перевезенных пассажиров за определенный период времени (обычно за год). Главной причиной установления пределов пропускной способности является ограничение шума воздушных судов, воздействующего на те зоны аэропорта, в которых сосредоточен обслуживающий персонал и пассажиры.

В аэропорту Джон Вэйн на пропускную способность по числу перевозимых пассажиров установлен предел, составляющий 4,75 млн. чел. в год. К 2005 г. намечается увеличить его до 8,4 млн. чел. в год. Число фактических операций является более гибкой величиной, и основана она на излучаемой звуковой энергии.

Авиакомпаниям не разрешается увеличивать объемы перевозок в будущем, если на авиалиниях не будут введены в эксплуатацию менее шумные воздушные суда. Объемы перевозок могут быть увеличены при условии, если 43,9% или более из числа намеченных операций классифицируется как малошумные, или удовлетворяются установленные в аэропорту показатели шума. Эта до некоторой степени противоречивая политика уменьшения шума пересматривается Федеральным авиационным управлением США. По мнению американских властей, в местных аэропортах могут устанавливаться пределы шума как достаточно обоснованное средство достижения поставленных целей по снижению шума. Однако такие ограничения не должны создавать серьезных препятствий в развитии воздушного сообщения между штатами и международных экономических связей. Сами ограничения по шуму не могут носить ничем не оправданный дискриминационный характер.

Наземные гонки двигателей.

Многие аэропорты оборудованы устройствами, предназначенными для текущего содержания и ремонта воздушных судов. Составным элементом этого процесса является обязательное проведение статических испытаний двигателей на определенных режимах по тяге или мощности.

Дополнительными источниками шума могут оказаться вспомогательные силовые установки, агрегаты электроснабжения, а также другое вспомогательное оборудование. Такие гонки в зависимости от расположения, времени суток, типа воздушного судна и применяемого устройства могут приводить к неблагоприятному воздействию шума на прилегающие к аэропорту районы.

Большая часть работ, связанных с гонкой двигателей, производится во время, не связанное с полетами. Это означает, что напряженная работа по текущему обслуживанию воздушных судов часто приходится на ночное или раннее утреннее время, что, в свою очередь, создает реальные неудобства для населения расположенных вблизи жилых районов. В 94 американских аэропортах введены ограничения по шуму при надземных гонках двигателей.

Буксировка воздушных судов.

Буксировка воздушных судов с целью уменьшения воздействия шума не является широко применяемой процедурой, хотя этот прием обычно используется в процессе работ по текущему содержанию и ремонту авиационных двигателей. Самолеты буксируются к выделенной стоянке для проведения наземных гонок двигателей при всех отключенных до проведения испытаний системах, что позволяет также сократить расходы на топливо. При этом возникают проблемы, связанные с риском повреждения шасси и других вспомогательных систем. В США этот метод снижения шума теперь не находит практического применения. Тем не менее к этому методу возможен возврат, что полностью определяется соотношением преимуществ и затрат при решении задач безопасности и надежности, энергетики, а также снижения шума.

Сборы за шум.

Администрации ряда европейских аэропортов принадлежит первенство в установлении сборов за шум. В основе такого подхода лежит принцип, по которому эксплуатанты воздушного судна выплачивают в виде отдельных сборов сумму, пропорциональную шуму, который генерируется воздушным судном.

5.3 Правила, регулирующие землепользование вблизи аэропортов

Общий план развития аэропорта.

Общий план, относящийся обычно к разряду структурных или к генеральному плану, обычно является официальным документом, который обсужден и принят местным органом власти. Этот план является руководящим политическим документом при решении вопросов развития той или иной области, регулирует порядок землепользования. Такие планы имеют долгосрочный характер и рассчитаны на 10-20 лет.

Общим планом охвачены вопросы частного землепользования, размещения общественных сооружений и установок, а также развития транспортных связей. Все эти три элемента предопределяют решение вопросов землепользования с учетом различных интересов и возможных последствий для окружающей среды. Учет шума, создаваемого в жилых районах, наряду с учетом других факторов окружающей среды, является важной частью эффективного и всестороннего планирования.

Общий план городского развития должен учитывать не только существующие, но и перспективные интересы развития аэропорта. Генеральный план развития аэропорта должен быть неотъемлемой частью генерального плана развития данного района. Оба эти плана, к сожалению, часто разрабатываются независимо друг от друга. Рекомендации по землепользованию с учетом всесторонних интересов развития аэропортов, основанные на уровнях фактически генерируемого шума, разрабатываются в США применительно как к военным, так и к гражданским аэродромам.

Выбор места размещения зданий.

Важно, чтобы при выборе под строительство территории, которая потенциально может оказаться подверженной неблагоприятному воздействию шума, были предусмотрены меры по его снижению. Такой подход, в свою очередь, требует утверждения определенной процедуры обсуждения соответствующего проекта в общественных организациях с целью правильного учета наряду с другими экологическими факторами и последующего включения в него положений, регламентирующих процесс планирования землепользования. При такой процедуре необходимо рассмотреть вопрос о размещении зданий и мерах по использованию естественных или искусственных акустических экранов. Однако следует подчеркнуть, что формальный процесс, который регулирует требования по ограничению шума на правительственном уровне, не получил еще широкого распространения.

...

Подобные документы

Физическая характеристика шума. Основные свойства шума, его классификация по частоте колебаний. Особенности воздействия шума на организм человека. Профессионально–обусловленные заболевания от воздействий шума. Характеристика средств уменьшения шума.

презентация , добавлен 10.11.2016


Физические параметры шума - скорость, частота, давление. Особенности влияния на человеческий организм транспортного шума. Шум автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта. Специфические изменения в организме. Гигиеническое нормирование шума.

презентация , добавлен 13.03.2016


Звук и его характеристики. Характеристики шума и его нормирование. Допустимые уровни шума. Средства коллективной защиты и средства индивидуальной защиты для людей от воздействия шума. Структурная схема шумомера и электронный имитатор источника шума.

контрольная работа , добавлен 28.10.2011


Классификация основных методов и средств коллективной защиты от шума. Акустические методы защиты. Виды звукоизоляции и ее эффективность. Звукопоглощение. Изоляция рабочих мест. Организационно-технические меры снижения шума. Индивидуальная защита.

реферат , добавлен 25.03.2009


Особенности и виды воздействия шума и вибрации, обоснование нормирования их показателей и величины. Средства измерения уровня шума и вибрации, их специфическое и неспецифическое действие. Разработка мероприятий по защите в производственных условиях.

магистерская работа , добавлен 16.09.2017


Рассмотрение понятия и сущности шума, его воздействия на трудоспособность и организм человека в целом. Определение октавных уровней звукового давления в расчетной точке. Расчет параметров кабины наблюдения в качестве меры защиты персонала от шума.

курсовая работа , добавлен 18.04.2014


Анализ причин заболеваемости и материальные последствия. Мероприятия по снижению заболеваемости и улучшению медицинского обслуживания. Воздействие шума на здоровье человека. Мероприятия по борьбе с шумом. Снижение шума на пути его распространения.

курсовая работа , добавлен 14.04.2015


Шум как беспорядочное сочетание различных по силе и частоте звуков; способен оказывать неблагоприятное воздействие на организм, его основные характеристики. Допустимые значения шума. Основные меры по предупреждению воздействия шума на организм человека.

курсовая работа , добавлен 11.04.2012


Изучение мероприятий по предупреждению оползней, селей и обвалов, акустических и архитектурных методов коллективной защиты от воздействия шума. Анализ действий при оказании помощи пострадавшему, определение токсодозы, полученной в зараженном воздухе.

контрольная работа , добавлен 24.07.2011


Расчет ожидаемых уровней звукового давления в расчетной точке и требуемого снижения уровней шума. Расчет звукоизолирующей способности перегородки и двери в ней, подобрать материал для перегородки и двери. Расчет звукоизолирующих ограждений, облицовки.

Шумом является всякий нежелательный для человека звук. При нормальных атмосферных условиях скорость звука в воздухе равна 344 м/с.

Звуковое поле – это область пространства, в которой распространяются звуковые волны. При распространении звуковой волны происходит перенос энергии.

Уровень шума измеряется в единицах, выражающих степень звукового давления – децибелах (ДБ). Это давление воспринимается не беспредельно. Шум в 20 – 30 ДБ практически безвреден для человека и составляет естественный звуковой фон, без которого невозможна жизнь. Что же касается «громких звуков», то здесь допустимая граница поднимается примерно до 80 ДБ. Шум в 130 ДБ уже вызывает у человека болевое ощущение, а достигнув 150 ДБ становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь – «под колокол»; колокольный звон убивал человека.

Если в 60 – 70 годы прошлого столетия шум на улицах не превышал 80 ДБ, то в настоящее время он достигает 100 ДБ и более. На многих оживленных магистралях даже ночью шум не бывает ниже 70 ДБ, в то время как по санитарным нормам он должен не превышать 40 ДБ.

По данным специалистов, шум в больших городах ежегодно возрастает примерно на 1 ДБ. Имея ввиду уже достигнутый уровень, легко себе представить весьма печальные последствия этого шумового «нашествия».

В зависимости от уровня и характера шума, его продолжительности, а также от индивидуальных особенностей человека, шум может оказывать на него различные действия.

Шум, даже когда он невелик, создает значительную нагрузку на нервную систему человека, оказывая на него психологическое воздействие. Это особенно часто наблюдается у людей, занятых умственной деятельностью. Слабый шум различно влияет на людей. Причиной этого могут быть: возраст, состояние здоровья, вид труда. Воздействие шума зависит также и от индивидуального отношения к нему. Так, шум, производимый самим человеком, не беспокоит его, в то время как небольшой посторонний шум может вызвать сильный раздражающий эффект.

Отсутствие необходимой тишины, особенно в ночное время, приводит к преждевременной усталости. Шумы высоких уровней могут явиться хорошей почвой для развития стойкой бессонницы, неврозов и атеросклероза.

Под воздействием шума от 85 – 90 ДБ снижается слуховая чувствительность на высоких частотах. Долгое время человек жалуется на недомогание. Симптомы – головная боль, головокружение, тошнота, чрезмерная раздражительность. Все это результат работы в шумных условиях.

11. Мероприятия по борьбе с шумовыми проблемами.

Средства защиты от шума подразделяют на средства коллективной и индивидуальной защиты.

Меры относительно снижения шума следует предусматривать на стадии проектирования промышленных объектов и оборудования. Особое внимание следует обращать на вынос шумного оборудования в отдельное помещение, что позволяет уменьшить число работни­ков в условиях повышенного уровня шума и осуществить меры относительно снижения шума с минимальными расходами средств,

оборудования и материалов. Снижение шума можно достичь только путем обезшумливания всего оборудования с высоким уровнем шума.

Работу относительно обезшумливания действующего произ­водственного оборудования в помещении начинают с составления шумовых карт и спектров шума, оборудования и производственных помещений, на основании которых выносится решение относительно направления работы.

Борьба с шумом в источнике его возникновения - наиболее действенный способ борьбы с шумом. Создаются малошумные механические передачи, разрабатываются способы снижения шума в подшипниковых узлах, вентиляторах.

Архитектурно-планировочный аспект коллективной защиты от шума связан с необходимостью учета требований шумозащиты в проектах планирования и застройки городов и микрорайонов. Предполагается снижение уровня шума путем использования экранов, территориальных разрывов, шумозащитных конструкций, зонирования и районирования источников и объектов защиты, защитных полос озеленения.

Организационно-технические средства защиты от шума связаны с изучением процессов шумообразования промышленных установок и агрегатов, транспортных машин, технологического и инженерного оборудования, а также с разработкой более совершенных малошумных конструкторских решений, норм предельно допустимых уровней шума станков, агрегатов, транспортных средств и т. д.

Акустические средства защиты от шума подразделяются на средства звукоизоляции, звукопоглощения и глушители шума.

12. Электромагнитное поле и человек .

Электромагнитное поле - это особая форма материи, пред­ставляющая собой взаимосвязанные электрическое и магнитное поля.

Действие электромагнитного излучения на организм человека в основном определяется поглощенной в нем энергией. Известно, что излучение, попадающее на тело человека, частично отража­ется и частично поглощается в нем. Поглощенная часть энергии электромагнитного поля превращается в, тепловую энергию. Эта часть излучения проходит через кожу и распространяется в организме человека в зависимости от электрических свойств тканей (абсолютной диэлектрической проницаемости, абсолютной магнитной проницаемости, удельной проводимости) и частоты ко­лебаний электромагнитного поля.

Кроме теплового действия электромагнитные излучения вызы­вают поляризацию молекул тканей тела человека, перемещение ионов, резонанс макромолекул и биологических структур, нерв­ные реакции и другие эффекты.

Из сказанного следует, что при облучении человека электромагнитными волнами в тканях его организма происходят сложнейшие физико-биологические процессы, которые могут явиться причиной нарушения нормального функционирования как отдель­ных органов, так и организма в целом.

Люди, работающие под чрезмерным электромагнитным излу­чением, обычно быстро утомляются, жалуются на головные боли, общую слабость, боли в области сердца. У них увеличивается потливость, повышается раздражительность, становится тревож­ным сон. У отдельных лиц при длительном облучении появляются судороги, наблюдается снижение памяти, отмечаются трофиче­ские явления (выпадение волос, ломкость ногтей и т. д.).

Одно из важнейших условий застройки городов - борьба с городским шумом, отрицательное влияние которого на здоровье людей известно уже давно. Шум лишает городских жителей нормального отдыха и покоя, влияет на производительность труда, сказывается на качестве работы и производительности труда. Действуя на центральную нервную систему, шум вызывает изменение сердечной деятельности, повышение кровяного давления и общее утомление организма. Он ослабляет внимание и замедляет психические реакции, а также вредно влияет на органы зрения и слуха промышленных шумов и жилыми зданиями часто недостаточны. Как правило, оказываются недостаточными в городах расстояния между транспортными магистралями и жилыми домами, что приводит к созданию весьма тяжелых условий акустического дискомфорта в местах постоянного пребывания горожан. Снижение городских шумов, проникающих в здания и на территорию с нормируемым шумовым режимом, целесообразно осуществлять в проектах по планировке, застройке, озеленению и благоустройству городов на всех стадиях проектирования.

При отсутствии специальных средств шумоглушения жилая застройка должна располагаться на расстоянии не менее 150 м от края проезжей части скоростных дорог и дорог грузового движения, не менее 125 м от магистральных улиц общегородского значения, не менее 75 м от магистральных улиц районного значения и не менее 25 м от жилых улиц. При трассировке магистральных улиц и дорог следует использовать шумозащитные свойства рельефа местности, т.е. наличие оврагов, холмов, балок и т.п. Для обеспечения минимальных разрывов и рационального использования территории целесообразно размещать здания и соору­жения по отношению к источнику шума в соответствии с допустимыми для них санитарными нормами уровней звука; в первой, ближайшей к источнику шума, зоне следует размещать объекты с ненормируемым шумовым режимом (гаражи, автостоянки, склады, дворы магазинов и пр.); во второй зоне, на большем удале­нии - сооружения и территории, допускающие по санитарным нормам высокие и средние уровни звука (магазины, учреждения бытового обслуживания, спортивные площадки и т.д.), в зоне, наиболее удаленной от источника, следует располагать здания и территории, требующие значительного акустического комфорта (жилые здания, места тихого отдыха, больницы и пр.).

Минимальные разрывы между селитебными зонами и транспортными коммуникациями могут быть существенно сокращены устройством преграды на пути между источником шума и объектом, который подвергается этому воздействию. Как правило, для этого используют насыпи, экраны или сочетание того и другого. Шумозащитный эффект достигается и при прокладке дорог в выемке.

Экранами могут служить придорожные подпорные ограждающие и специальные защитные стенки, а также искусственные и естественные элементы рельефа местности - земляные валы, насыпи, холмы, откосы выемок, оврагов и т.д. В качестве экранов можно использовать также здания, в помещениях которых до­пускаются уровни звука более 40-50 дБ (здания предприятий торговли, бытового обслуживания, общественного питания и др.). Здания торгово-общественных центров и блоков обслуживания, размещаемые на границе жилых районов вдоль транспортных магистралей, целесообразно объединять в единые протя­женные комплексы, что позволяет использовать их в качестве эффективных шумозащитных экранов.

Шумозащитная эффективность экранов колеблется от 5 до 20 дБ в зависимости от их высоты, длины, расстояния между источником шума и экраном. Они могут применяться на тех участках скоростных дорог, магистральных улиц общегородского значения, где не будут нарушать окружающий городской ландшафт. Для уменьшения монотонности вида экранов могут использоваться окраска, посадка зеленых насаждений, криволинейное в плане очертание экранов и т.д.

Земляные валы обладают рядом преимуществ перед экранами-стенками. Стоимость сооружения валов в 2- 3 раза ниже затрат на строительство экранов-стенок. Для их создания могут использоваться излишки грунта, образующиеся при вертикальной планировке территории и строительстве фундаментов зданий. Декоративное озеленение их откосов придает магистралям живописный вид. В теле земляных валов можно располагать гаражи, коллекторы и другие сооружения. Однако из-за необходимости устройства пологих откосов (1:2, 1:1,5) для размещения валов требуются значительные площади, поэтому их применение целесообразно в основном в пригородных зонах.

Размещение магистральных улиц и дорог в выемках позволяет использовать их откосы в качестве шумозащитных экранов. Однако более эффективны комбинированные экраны, состояние из выемки или земляного вала со стенкой поверху.

Для защиты населения от транспортного и промышленного шумов при превышении норматива более чем на 28- 30 дБ наиболее целесообразно применение специальных шумозащитных или шумозащищенных жилых зданий.

По способам защиты от шума шумозащитные здания подразделяются на два основных типа:

дома со специальными архитектурно-планировочной структурой и объемно-пространственным решением;

дома, окна и балконные двери которых имеют повышенную звукоизолирующую способность и снабжены специальными вентиляционными устройствами, совмещенными с глушителями шума.

Шумозащитные сооружения: а - выемка: 6 - земляной вал: в - стенка:

г - шумозащитное здание.

2010-06-25

Современный город сочетает в себе промышленность, транспорт, высокую плотность жилой застройки, зеленые зоны отдыха, спортивные сооружения и многое другое. Главные экологические опасности: загрязнение воздуха, радиация, шум, загрязнение почвы, электромагнитные поля и загрязнение воды.

Шум в ряду экологических опасностей в мегаполисах занимает третье по важности место. Решение проблемы защиты людей от шума должна начинаться с организации постоянного контроля уровней шума в городе. Инструментом контроля шума является шумовая карта города, где представлены уровни шума на всех основных магистралях, в районах жилья и отдыха людей, на территории промышленных и других предприятий, а также вокруг отдельно стоящих шумных объектов. Шумовая карта города, являющаяся частью общего экологического мониторинга, используется властями:

• а. для разработки реально достижимых норм допустимого шума для конкретного города;
• б. для проектирования и осуществления технических и иных средств по выполнению этих норм;
• в. для применения санкций к тем, кто эти нормы не выполняет.

На базе стратегической шумовой карты города в генеральном плане предусматриваются так называемые «спальные районы» в тихой части города и в шумной его части — акустические экраны, звукоизолирующие дома, другие средства и мероприятия по снижению шума (например, вывод шумных предприятий из жилых кварталов или оптимальные режим работы и маршруты наиболее шумного транспорта). В мегаполисах наиболее мощным источником шума является транспорт: наземный, подземный, водный и воздушный.

Это, в первую очередь, грузовые и легковые автомобили, автобусы, трамваи, электропоезда пригородного сообщения, самолеты и вертолеты, речные и морские суда. Второй значимый источник шума — промышленные предприятия и мобильная техника, например, строительная. Развитие городов ведет к росту шума и к его опасному проникновению в жилые дома, школы, больницы, в общественные и служебные здания.

Городской шум характерен широким спектром и большими флюктуациями в пространстве и во времени. Для измерения, расчета, нормирования и контроля городского шума используются следующие три величины: уровень звука, эквивалентный уровень звука и максимальный уровень звука. Уровень звука (УЗ в широком диапазоне частот) LA [дБА] в нормируемом диапазоне октавных полос частот 31,5-8000 Гц в данный момент времени определяется по формуле:

где Lpi — УЗД iй октавной полосы частот, дБ; kAi — поправка на частотную характеристику А для iй октавной полосы частот, дБ (табл. 1); n = 9 — число октавных полос частот. Эквивалентный уровень звука (ЭквУЗ непостоянного в пространстве и во времени шума) LAэкв [дБА] в диапазоне октавных полос частот 31,5-8000 Гц по определению есть уровень постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратичное звуковое давление, что и исследуемый непостоянный шум в течение определенного интервала времени T. Он рассчитывается по формуле:

где T — время воздействия шума; LiA — практически постоянное значение уровня звука непостоянного шума за время τi.Существует так называемый максимальный уровень звука (МаксУЗ непостоянного в пространстве и во времени шума) LAmax [дБА] в диапазоне октавных полос частот 31,5-8000 Гц, который по определению есть уровень непостоянного шума, соответствующий максимальному показателю измерительного, прямопоказывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете или уровень звука, превышающей 1 % длительности измерительного интервала за время T при регистрации шума автоматическим оценивающим устройством (статистическим анализатором) в дБА.

Вчера

Первая шумовая карта города в нашей стране (возможно, и в мире) была составлена в начале 1980х гг. в Ленинграде городской санэпидстанцией по инициативе и под руководством энергичного инженера-акустика А.Л. Васильевой. Тогда эквивалентный уровень звука на главных улицах Ленинграда (Невский проспект, Садовая улица, Большой проспект Петроградской стороны) составил по данным многочисленных измерений примерно 75 дБА.

Большая работа по построению карт шума была проведена и в Научно-исследовательском институте строительной физики в Москве под руководством одного из ведущих акустиков России, д.т.н., профессора Г.Л. Осипова. В конце 1980х — начале 1990х гг., примерно через десять лет, эта работа была продолжена под руководством другого известного акустика России, д.т.н., профессора А.С. Никифорова, президента Восточноевропейской ассоциации акустиков.

Им и сотрудниками ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова (инженером-акустиком С.В. Попковым и др.) была составлена новая шумовая карта теперь уже не Ленинграда, а Санкт-Петербурга . Измерения показали, что на главных улицах города эквивалентный уровень звука достиг величины, равной порядка 85 дБА, что на десять децибел больше уровня шума десятилетней давности. Шум в городе увеличился по субъективному ощущению более чем в два раза.

Это очень большое возрастание. Санитарная норма, которая оценивается соответствующими отечественными и международными документами, в данном случае по СНиП 2303-2003 «Защита от шума» для территорий, непосредственно прилегающих к жилым зданиям, днем составляет LAэкв = 55 дБА (с 7:00 до 23:00) и ночью — LAэкв = 45 дБА (с 23:00 до 7:00).

Появление шумовых карт городов привело к тому, что перед местными законодателями встал вопрос о разработке городского закона о борьбе с шумом, а перед исполнительной властью — о планировании мероприятий по уменьшению шумового воздействия на жителей города. Отметим кстати, что, можно сказать, «первый закон по борьбе с шумом» был принят еще в древнегреческом городе Сибарис*, т.е. примерно в VII веке до н.э.

Там, в частности, строго запрещалось шуметь с заходом и до восхода солнца. Окружающим Элладу варварам борьба с шумом казалась тогда излишней роскошью. Спустя двадцать семь столетий все изменилось до наоборот: «варварами» считаются те, кто не борется с шумом. В наше время одни из первых законов об ограничении шума были приняты в Англии . Английский закон об уменьшении шума 1960 г. гласит, что шум и вибрация являются нарушением общественного порядка, предусмотренным законом о здравоохранении 1936 г., ч. III.

По закону 1960 г. местные власти могли действовать против нарушителей общественного порядка, вызывающих шум, и принимать меры для снижения шума. По этому закону нельзя было возбуждать судебное дело против нарушителей шума, который существовал какое-то время, а затем прекратился. Новый закон 1969 г. уже предусматривал возможность возбуждения судебного дела по этому поводу, чтобы предотвратить нарушения в будущем.

В английском законе об охране окружающей среды от загрязнений 1974 г. включены все основные положения трех вышеупомянутых законов, но введены и дополнительные положения. Главные положения этого закона следующие:

1. Нарушения общественного порядка. Для нарушителей определяется время проведения работ по снижению шума, намечаются конкретные мероприятия по предотвращению вредного воздействия шума. Меры к нарушителям принимаются отделом здравоохранения или отделом защиты здоровья от воздействия окружающей среды, а также судом магистрата. В последнем случае три или более жителей должны подать жалобу, что и будет поводом для соответствующих действий.
2. Зоны запрета шума. Согласно закону, местные власти могут объявить любой участок своего района ограниченной по шуму территорией. Измерение шума производится по периметру зоны и строго контролируется.
3. Планирование работ. Здесь указаны основные принципы планирования строительства жилых зданий, дорог, функционирования предприятий промышленности, аэропортов и др. для выполнения допустимых уровней шума.
4. Шум строек. Местные власти должны контролировать шум строек и шум, образующийся при разрушении старых зданий.

Сегодня

Положение сейчас таково, что уровни городского шума во всех мегаполисах мира на основных магистралях превышают санитарные нормы. У общественности и властей промышленно развитых стран возросло понимание борьбы с шумом и потребность в шумовых картах города для планирования этой борьбы. В частности, у нас по заказу властей многих городов России шумовые карты разрабатывались до «перестройки» специалистами-акустиками ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова в Ленинграде и НИИ строительной физики в Москве .

Теперь же все это возрождается. В 2006 г. под руководством заведующего кафедрой экологии и ОБЖ Балтийского государственного технического университета «Военмех», президента Санкт-Петербургского общества по борьбе с шумом и вибрацией Н.И. Иванова, д.т.н., профессора, по заказу городских властей была начата работа по разработке карты шума Санкт-Петербурга. Предварительные данные — уровень шума в Санкт-Петербурге в среднем превышает допустимую норму на 10-20 дБА.

Это огромная величина превышения («Российская газета», 29.11.2007 г., № 267 (4530). Работа по созданию современной карты шума Санкт-Петербурга европейского уровня, несмотря на всю ее сложность, трудоемкость, требования высокого профессионализма и дороговизну, должна быть, по нашему мнению, завершена и, главное, широко представлена в Интернете общественности: специалистам-акустикам, санитарным врачам и любому жителю города.

Столичные власти обеспокоены шумом: почти 70 % территории Москвы находится в зоне шумового дискомфорта (данные ГПУ «Мосэкомониторинг», отвечающей за измерение уровня шума в столице). Главный санитарный врач Москвы Николай Филатов заявил, что за последние 10 лет из-за лишних децибел в городе в два-три раза увеличился рост сердечнососудистых заболеваний и гипертонии. По его убеждению, громкие звуки на 8-12 лет сокращают продолжительность жизни москвичей («Российская газета», 21.01.2008 г., № 304(4567).

Завтра

«Завтра» для нас в данный момент находится в Европейском Союзе (50 лет назад СССР был во многом впереди). Борьба с шумом в Западной Европе опирается на солидную нормативную базу. Здесь действует практика принятия Европейским Парламентом следующих Директив, которые направлены на соблюдение единых требований, норм, измерительных процедур и пр. в области борьбы с шумом, например: 2000/14/ЕС «О шуме оборудования во внешней среде»; 2002/49/ЕС «Об оценке шума в окружающей среде»; 2003/10/ЕС «О требованиях к безопасности и здоровью рабочих под действием шума»; 70/157/EEC, 97/24/EC, 2001/43/EC, посвященные шуму автотранспорта; 96/48/EC, 2002/735/EC, 2002/732/EC — железнодорожного транспорта; 80/51/EEC, 89/629/EEC, 92/14/EEC, 2002/30/EC — авиационного транспорта.

Все это неуклонно внедряется в жизнь. Законодательная база для создания карт шума была определена Директивой 2002/49/EC, имеющей цель: недопущение, предотвращение или сокращение вредного действия шума путем обеспечения контроля общественности; создание сообществом стран Европейского Союза мер по снижению шума. Показатель шума определяется уровнем звука L = Lden [дБА] за сутки:

где Lday — уровень звука за день, Leven — за вечер, Lnigh — за ночь. Расчетный день составляет 12 ч, расчетный вечер — 4 ч и расчетная ночь — 8 ч. Уровни звука L при этом — взвешенные долгосрочные уровни звука: эквивалентные уровни звука LAэкв [дБА] или максимальные уровни звука LAmax, дБА.

Согласно этой Директиве карты шума должны содержать информацию о существующей или прогнозируемой акустической ситуации, превышении нормативных значений уровня шума, количестве населения и площади территорий, подвергающихся повышенным уровням шума, а также количестве жилых домов, больниц и школ, расположенных на рассматриваемом участке. Согласно европейскому законодательству карты шума должны быть составлены для всех:

• населенных пунктов с населением более 100 тыс. жителей;
• автомагистралей с движением более 3 млн автомобилей в год;
• железных дорог с движением более 30 тыс. поездов в год;
• аэропортов с движением более 50 тыс. операций в год.

Затем каждые пять лет государства-члены должны информировать Комиссию ЕС по основным дорогам, основным железным дорогам, основным аэропортам и агломерациям в пределах их территорий. Соседние государств-члены должны сотрудничать по стратегическому отображению шума и в отношении планов действий для приграничных регионов.

Государства-члены ЕС должны обеспечить проведение консультаций с общественностью по поводу предложений о планах действий, учитывая ранние и эффективные возможности для участия в подготовке и пересмотре планов действий, чтобы результаты этого участия были приняты во внимание, и чтобы общественность была информирована о принятых решениях. Разумные сроки должны быть предусмотрены для предоставления общественности достаточного времени для участия в каждом этапе процесса.

Государства-члены ЕС должны обеспечить доступность и распространение стратегических карт среди населения в соответствии с законодательством Сообщества, в частности, Директивы Совета 90/313/EEC о свободе доступа к информации об окружающей среде, в т.ч. с помощью доступных информационных технологий. Эта информация должна быть четкой, понятной и доступной. Должно быть предусмотрено краткое изложение наиболее важных моментов.

Минимальные требования для создания шумовой карты:

1. На стратегической карте шумов должны быть представлены данные по одному из следующих аспектов: существующие, предыдущие или будущие ситуации шума с точки зрения шумового показателя; превышение предельного значения; предполагаемое число жилых домов, школ и больниц на определенной территории, которые подвергаются конкретному значению показателя шума; оценочное число людей, подвергающихся воздействию шума.
2. Стратегические карты шумов могут быть представлены общественности как: графические изображения, числовые данные в таблицах, данные в электронной форме.
3. На стратегических шумовых картах агломераций необходимо ставить особый акцент на шум, излучаемый: дорожным движением, железнодорожным транспортом, аэропортами, деятельностью промышленных объектов, включая порты.

Минимальные требования к создаваемым планам действий:

1. План действий, по меньшей мере, должен включать следующие элементы: описание агломерации, основных дорог, крупных железнодорожных или крупных аэропортов и других источников шума; ответственный орган; правовой контекст; любые предельные значения на месте; отчет о результатах отображения шума; оценка предполагаемого числа людей, подвергшихся воздействию шума, выявление проблем и ситуаций, которые должны быть улучшены; отчет о публичных консультациях; любые меры уменьшения шума, уже вступившие в силу, и любые проекты в стадии подготовки; действия, которые компетентные власти намерены принять в ближайшие пять лет, включая любые меры, чтобы сохранить район тихим; долгосрочная стратегия; финансовая информация: бюджеты, экономическая оценка эффективности затрат и оценка выгоды; положения, предусмотренные для оценки осуществления и результатов плана действий.
2. Действия, которые компетентные власти намерены предпринять в таких областях в пределах своей компетенции: дорожно-транспортное планирование; планирование землепользования; технические меры на источниках шума; выбор менее шумных источников; уменьшение передачи звука; нормативные или экономических меры.
3. Для каждого действия план должен содержать смету с точки зрения сокращения числа пострадавших людей.

Данные, которые должны быть направлены в специальную комиссию ЕС:

1. Для агломераций (компактная пространственная группировка поселений): краткое описание агломерации: месторасположение, площадь, количество жителей; ответственный орган; шум управления программами, которые были проведены в прошлом и меры; вычисление или методы измерений, которые были использованы; число людей (сотни), проживающие в жилищах, которые подвергаются воздействию каждой из следующих полос значений Lden [дБА] в 4 м над поверхностью земли на наиболее подверженные фасады: 55-59, 60-64, 65-69, 70-74, > 75, отдельно для шума от автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта, и из промышленных источников.

Цифры должны быть округлены до ближайшей сотни (например, значения между 5150 и 5249 — до 5200; между 50 и 149 — до 100; менее 50 — до 0); предполагаемое общее число людей (сотни), проживающие в жилищах, которые подвергаются воздействию каждой из следующих полос значений Lnigh в 4 м над поверхностью земли на наиболее подверженные фасады: 50-54, 55-59, 60-64 , 65-69, > 70, отдельно для автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта и промышленных источников; в случае графического представления стратегические карты должны иметь контуры 60, 65, 70 и 75 дБА, и краткое изложение плана действий по всем важным аспектам.

2. Для крупных дорог, основных железных дорог и крупных аэропортов: общее описание дороги, железной дороги и аэропорта: расположение, размер и данные о трафике; характеристика их окружения: агломерации, села, деревни или иным образом, информация о землепользовании, других основных источниках шума; программы управления шумом, которые были проведены в прошлом, и меры; вычисления или методы измерений, которые были использованы; предполагаемое общее число людей (сотни), живущих за пределами агломераций в жилых помещениях, которые подвергаются воздействию каждой из следующих полос значений Lden [дБА] в 4 м над поверхностью земли, а в наибольшей степени подвержены фасады: 55-59, 60-64, 65-69, 70-74, > 75; предполагаемое общее число людей (сотни), живущих за пределами агломераций в жилых помещениях, которые подвергаются воздействию каждой из следующих полос значений Lnigh [дБА] в 4 м над поверхностью земли, а в наибольшей степени подвержены фасады: 50-54, 55-59, 60-64, 65-69, > 70; общая площадь [км2], ставшая жертвой значений Lden [дБА] выше, чем 55, 65 и 75, соответственно — предполагаемое общее количество жилых помещений и общее число людей (сотни), проживающих в каждой из этих областей должны быть также предоставлены.

Недостаток всех существующих карт шума городов и агломераций в России и в Европейском Союзе — неизвестные точность и надежность указанных в них величин уровней звука. Настало время разработать метод определения точности и надежности шумовой карты города, а, значит, и иметь рациональную возможность повышать их практическую эффективность.

Для разработки такого метода авторы данной статьи воспользовались классическим методом дисперсионного анализа теории вероятностей и математической статистики . Итак, городской шум будем аппроксимировать стационарно-случайной функцией при нормальном распределении измеряемой величины. Для такого распределения в данном случае предлагается производить статистическую оценку результатов измерения шума с учетом как пространственных, так и случайных флюктуаций во времени следующим образом.

Представим отдельные результаты измерения городского шума L = xij по формулам (1) и (2) в виде матрицы значений M(xij), в строках которой по горизонтали находятся величины xi в i разных точках пространства общим числом n, а по вертикали в столбцах — величины xj в различных моментах времени j общим числом m.

Если случайные отклонения измерений x в пространстве не зависят от случайных отклонений этой величины во времени, то матрица значений M(xij) трансформируется в матрицу значений M(xi + xj), где величина xi зависит только от измерений в пространстве, а величина xj зависит только от измерений во времени. В результате имеем следующую среднюю величину:

дисперсию отклонений в пространстве:

дисперсию отклонений во времени:

и дисперсию отклонений в пространстве и во времени:

D0 = D0(xi) + D0(xj).

Воспользуемся следующим соотношением дисперсионного анализа :

и, поскольку зависимость между xi и xj в действительности может хотя бы частично существовать, и обычно n ≠ m, то наименьшая погрешность будет соответствовать приведенному выше соотношению для средней арифметической величины перекрестных значений матриц перехода от M(xij) к M(xi + xj). Следовательно:

D(aj) = 0,5 и

D(xi) = 0,5.

Тогда расчетные формулы для оценки сверху дисперсий с использованием функций Пирсона Ψ(χq2) с вероятностью, близкой к единице, примет вид:

D~(xi) = 0,5(n/χq2) и

D~(aj) = 0,5(m/χq2).

Итого, получим с вероятностьюΦ(t)Ψ(χq2),где Φ(t) — функция Лапласа, статистическую оценку «рукава» результатов измерения городского шума при достаточно больших числах величины x, практически уже при nm > 100 (n ≥ 10, m ≥ 10), средней величины по формуле:

И при тех же nm > 100 (n ≥ 10, m ≥ 10) получим следующую величину наибольших значений x по формуле значений для шумовой карты города:

Тогда наибольшие из возможных значения шума с учетом отклонений только в пространстве рассчитывается по формуле:

и наибольшие из возможных значения с учетом отклонений только во времени — по формуле:

В наиболее ответственных случаях практики борьбы с шумом, каким является составление шумовой карты города, рекомендуется принимать следующие значения надежности:

• вероятность Φ(t) = 0,9973 (высшая степень надежности), тогда t = 3,00;
• вероятность Ψ(χq2) = 0,95, тогда χq2 имеет значения в зависимости от n, m, указанные в табл. 2.

Итоговая вероятность статистических оценок величин уровней звука x = L [дБА], при выбранных Φ(t) = 0,9973 и Ψ(χq2) = 0,95 дает надежность P = Φ(t)Ψ(χq2) ≈ 0,95 указанных величин для шумовой карты города по формуле (3) с точностью [дБА]:

Задавая величину надежности (например, P = 0,95) и величину точности (например ΔL = 1 дБА), получаем по предложенной методике число измерений эквивалентных уровней звука Lij [дБА] в пространстве n и во времени m. Проблема представления уровней звука на шумовой карте города одним числом для конкретной целой улицы, площади, переулка и т.д. и одновременно для целого года может быть решена предложенным методом с указанием точности и надежности этого числа.

Шумовые карты города и агломераций, составленные с заданной точностью и надежностью, потребуют проведения невиданного до сих пор количества измерений уровней звука в пространстве и во времени и высочайшей скорости обработки результатов измерений. Пример: 2 км Невского проспекта в Петербурге с n = 10 и m = 24 потребуют в сутки измерений уровней звука nm = 240; если проводить эти измерения 10 раз в месяц, то в год количество измерений уровней звука только на Невском проспекте составит 40 × 10 × 12 = 28 800.

Впрочем, современная акустическая аппаратура, компьютерная техника, средства связи позволяют это сделать.

Заключение

Борьба с шумом в городе и агломерациях должна соответствовать в России требованиям ГОСТ Р 53187-2008 «Акустика. Шумовой мониторинг городских территорий» и требованиям строительных норм и правил СНиП 2303-2003 «Защита от шума», а также требованиям соответствующих международных стандартов. Законодательной базой для создания карт шума у нас может временно послужить подробно рассмотренная выше следующая Директива Европейского Союза 2002/49/EC «Об оценке шума в окружающей среде».

В настоящее время главной проблемой борьбы с шумом у нас и за рубежом продолжает оставаться неопределенная точность и надежность указанных в шумовых картах величин уровней звука . С использованием метода дисперсионного анализа теории вероятностей и математической статистики авторами предложен метод, который поможет решить эту проблему .

Электронная база аппаратуры акустических измерений, компьютерная техника XXI в. и глобальные средства связи достигли сегодня уже такого уровня, что применение предлагаемого метода является вполне реальным делом. Работа в этом направлении будет продолжена, в частности, путем объединения усилий РФ и ЕС в рамках национальных исследовательских университетов, производителей акустической аппаратуры, компьютерной техники и средств связи, а также центров сертификации, социальных учреждений и властных структур.

Здесь именно тот случай, когда важное дело следует решительно продвигать квалифицированными специалистами сообща с помощью новейшей измерительной техники, мощных компьютеров и системы ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) созданием в данном случае точных и надежных шумовых карт города.

1. Романовский В.И. Математическая статистика. - М.Л.: Государственное объединенное научнотехническое издательство НКТП СССР, 1938.
2. Дунин-Барковский И.В. и Смирнов Н.В. Теория вероятностей и математическая статистика. - М.: Гостехиздат, 1955.
3. Контроль шума в промышленности. Предупреждение, снижение и контроль промышленного шума в Англии. Под ред. Дж. Вебба. Пер. с англ. под ред. И.И. Боголепова. - Л.: Судостроение, 1981.
4. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. Теория, исследования, проектирование, изготовление, контроль. Предисл. ак. АН СССР И.А. Глебова. Монография. - Л.: Судостроение, 1986.
5. Справочник проектировщика. Защита от шума в градостроительстве. Под ред. Г.Л. Осипова. - М.: Стройиздат, 1993.
6. Никифоров А.С., Иванов Н.И. Проблема акустического загрязнения в Санкт-Петербурге. «Концепция развития Санкт-Петербурга на ближайший и отдаленный периоды с расстановкой приоритетов, основанных на общественном согласии»: Материалы третьего съезда Санкт-Петербургского Союза научных и инженерных обществ. Т. 1 - СПб., 1996.
7. Боголепов И.И. Архитектурная акустика. Учебник-справочник. Предисловие ак. АН СССР и РАН И.А. Глебова. - СПб.: Судостроение, 2001.
8. Боголепов И.И. Строительная акустика. Предисловие ак. РАН Васильева Ю.С. - СПб.: Издво Политехнического университета, 2006.
9. Иванов Н.И. Инженерная акустика. Теория и практика борьбы с шумом. Учебник для студентов ВУЗов, обучающихся по направлению «Безопасность жизнедеятельности». - М.: Логос, 2008.
10. Боголепов И.И. Строительная акустика. Второе издание. Предисловие ак. РАН Васильева Ю.С. Рукопись. - СПб.: Издво Политех. унта, 2010.

К числу наиболее сильных факторов, способных оказывать отрицательное воздействие на человека, относится шум. Шум является одной из форм вредного воздействия на окружающую природную среду. Загрязнение среды шумом возникает в результате недопустимого превышения уровня звуковых колебаний сверх природного фона. С экологической точки зрения в естественных условиях шум становится не просто неприятным для слуха, но и приводит к серьезным физиологическим последствиям для человека.
В основе возникновения шума лежат механические колебания упругих тел. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сгущения (сжатия) и разрежения, которые чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны. Эта волна достигает уха человека и вызывает вблизи него периодические колебания давления, которые воздействуют на слуховой анализатор.
Ухо человека способно воспринимать звуковые колебания с частотой в диапазоне от 1б до 20000 Гц. Все шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (350-800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). При малой частоте колебаний звук воспринимается как низкий, при большей частоте - как высокий. Высокие звуки оказывают более неблагоприятное воздействие на слух и на весь организм человека, чем низкие, поэтому и шум, в спектре которого преобладают высокие частоты, более вреден, чем шум с низкочастотным спектром.
Громкость звука, или уровень шума, зависит от уровня звукового давления. Единицей измерения уровня звукового давления является децибел (дБ) - десятая часть десятичного логарифма отношения интенсивности звуковой энергии к ее пороговому значению. Выбор логарифмической шкалы вызван тем, что человеческое ухо обладает чрезвычайно большим диапазоном чувствительности к изменению интенсивности звуковой энергии (в Ю10 раз), что соответствует изменению уровня шума всего от 20 до 120 дБ по логарифмической шкале. Максимальный диапазон слышимых звуков для человека составляет от 0 до 170 дБ (рис. 70).
Постоянный или прерывистый шум оценивается по уровню среднеквадратичных звуковых давлений в областях спектра, соответствую-

Рис. 70. Шум от различных источников (дБ)

щих частотам 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Ориентировочная оценка шума может быть проведена и по уровням звука, измеряемым по шкале А шумомера (дБ А).
Непостоянный шум оценивается в эквивалентных уровнях звука, под которым понимается среднестатистический уровень звука непостоянного шума, оказывающий на человека такое же воздействие, как и постоянный шум того же уровня.
Естественные природные звуки на экологическом благополучии человека не отражаются: шелест листвы и мерный шум морского прибоя соответствуют примерно 20 дБ. Звуковой дискомфорт создают антропогенные источники шума с высокими (более 60 дБ) уровнями шума, которые вызывают многочисленные жалобы. Уровни шума менее 80 дБ не вызывают опасности для слуха, при 85 дБ начинается некоторое ухудшение слуха, а при 90 дБ - серьезное нарушение слуха; при 95 дБ вероятность потери слуха составляет 50%, а при 105 дБ потеря слуха отмечается практически у всех лиц, подвергшихся шумовому воздействию. Уровень шума 110-120 дБ считается болевым порогом, а свыше 130 дБ - является разрушительным пределом для органа слуха.
Орган слуха человека может приспосабливаться к некоторым постоянным или повторяющимся шумам (слуховая адаптация). Но эта приспособляемость не может защитить от потери слуха, а лишь временно отодвигает сроки ее наступления. В условиях городского шума происходит постоянное напряжение слухового анализатора. Эго вызывает увеличение порога слышимости на 10-25 дБ. Шум затрудняет разборчивость речи, особенно при уровне шума более 70 дБ.
В настоящее время более половины населения Западной Европы проживает в зонах с уровнем шума 55-65 дБ: во Франции - 57% населения, в Нидерландах - 54 %, Греции - 50%, Швеции - 37%, Дании и Германии - 34%. На территории Москвы зоны с периодическим превышением допустимого уровня шума достигают 60%.
Шум как экологический фактор приводит к повышению утомляемости, снижению умственной активности, неврозам, росту сердечнососудистых заболеваний, шумовым стрессам, ухудшению зрения и т.д. Постоянный шум способен вызвать перенапряжение центральной нервной системы, из-за чего жители шумных районов города в среднем на 20% чаще страдают сердечно-сосудистыми заболеваниями и на 18-23% - атеросклерозом и нарушениями нервной системы. Особенно отрицательно шум воздействует на функциональное состояние сердечной системы у детей.
Чрезмерный уличный шум является причиной 80% мигреней у жителей Франции, около 50% расстройств памяти и такого же количества испорченных характеров.
Шум способствует развитию неврозов, которыми страдают четвертая часть мужчин и третья часть женщин Великобритании. По сведениям французских психиатров, пятая часть всех психиатрических больных утратили рассудок в результате действия сильного шума. В Нью-Йорке отмечено отставание детей в росте и умственном развитии из-за чрезмерного шума.
Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека. По данным австралийских исследователей шум на 30% является причиной старения горожан, сокращая продолжительность жизни на 8-12 лет, толкает людей к насилию, суициду, убийству.
В настоящее время шумовые раздражения относятся к важным причинам расстройства сна, при этом такие нарушения влияют на эффективность отдыха и могут приводить к состоянию хронической усталости, сонливости со всеми вытекающими отсюда последствиями для работоспособности и восприимчивости к болезням. В ночное время Шум способен кумулятивно накапливаться. Ночной шум в 55 дБ вызывает такие же физиологические эффекты, как дневной шум в 65 дБ; шум в 65-67 дБ, повторяющийся более 5 раз за ночь, оказывает значительный вред для здоровья человека. Пороговое значение уровня шума, способного вызвать нарушение сна, составляет в зависимости от разных причин в среднем 40-70 дБ: у детей оно достигает 50 дБ, у взрослых - 30 дБ, а у людей пожилого возраста - значительно ниже. Наибольшее беспокойство шум оказывает на людей, занятых умственным трудом, по сравнению с работающими физически.
В зависимости от происхождения различают шум бытовой, производственный, промышленный, транспортный, авиационный, шум уличного движения и пр. Бытовой шум возникает в жилых помещениях от работы теле- и радиоаппаратуры, бытовых приборов и поведения людей. Производственный шум создается в производственных помещениях работающими механизмами и машинами. Источником промышленного шума служат промышленные предприятия, среди которых выделяются энергетические установки, компрессорные станции, металлургические заводы, строительные предприятия, создающие высокий уровень шума (более 90-100 дБ). Несколько меньший шум возникает при работе машиностроительных заводов (80 дБ), типографий, швейных фабрик, деревообрабатывающих комбинатов (72-76 дБ).
Транспортный шум создается моторами, колесами, тормозами и аэродинамическими особенностями транспортных средств. Уровень шума, создаваемый работой автомобильного транспорта (автобусы, легковые и грузовые автомобили) составляет 75-85 дБ. Железнодорожный транспорт способен повышать уровень шума до 90-100 дБ. Наиболее сильный шум - авиационный - создается работой двигателя и аэродинамическими характеристиками самолета - до 100- 105 дБ над трассой воздушного транспорта. В зонах аэропортов статистически достоверно увеличивается число мертворождений и врожденных аномалий. Авиационный шум ведет также к увеличению числа психических расстройств. Максимальный допустимый уровень этого шума у поверхности земли определяется в 50 дБ.
Шум уличного движения представляет собой совокупность транспортного шума и всех звуков улицы (свистков регулировщиков дорожного движения, шуршания шагов пешеходов и т.д.).
Транспортный шум, возникающий за счет движения автотранспорта, составляет до 80% всего городского шума. В последние десятилетия уровень шума в крупных городах увеличился на 10-15 дБ. Транспортные потоки на районных магистралях вблизи крупных городов в часы пик достигают 2000 машин в час, на городских магистралях - до 6000 машин в час. Возрастание шума в больших городах связано с увеличением мощности и грузоподъемности транспорта, увеличением скорости двигателя, с внедрением новых двигателей и т.п. Самым шумным городом в мире считается Рио-де-Жанейро, уровень шума в одном из его районов (Капакабана) значительно превышает 80 дБ. Уровень шума в Каире - крупнейшем городе Африки и Ближнего Востока - составляет 90 дБ, а на главных улицах города доходит до 100 дБ. На автомобильных дорогах Москвы, Санкт-Петербурга и других крупных городов России уровень шума от транспорта в дневное время достигает 90-100 дБ и даже ночью в некоторых районах не опускается ниже 70 дБ. В целом в России около 35 млн. человек, что составляет 30% городского населения, подвержены существенному воздействию транспортного шума.
Для защиты населения от вредного влияния городского шума необходимо регламентировать его интенсивность, спектральный состав, время действия и другие параметры. Разрабатываются нормы допустимых уровней внешнего шума от различных источников.
При гигиеническом нормировании в качестве допустимого устанавливается такой уровень шума, действие которого в течение длительного времени не вызывает изменений комплекса физиологических показателей, отражающих реакции наиболее чувствительных к шуму систем организма.
Нормативные уровни звукового давления и уровни звука для помещений жилых и общественных зданий, территорий микрорайонов, мест отдыха устанавливаются в соответствии с санитарными нормами допустимого шума (табл. 42).
Допустимый шум уличного движения у стен домов не должен превышать днем 50 дБ и ночью 40 дБ, а общий уровень шума в жилых помещениях - 40 дБ днем и 30 дБ ночью.
Допустимые уровви шума на территориях различного
хозяйственного назначения
Таблица 42

В качестве допустимых параметров авиационного шума на местности в условиях жилой застройки могут быть приняты максимальные уровни звука 75 дБ ночью и 85 дБ днем и эквивалентные уровни звука 55 дБ ночью и 65 дБ днем.
Представление о размещении источников шума и распространении шума в городе дает шумовая карта. По этой карте можно судить о состоянии шумового режима улиц, микрорайонов, всей городской территории. Карта шума города дает возможность регулировать уровень шума на жилой территории города, а также служит основой для разработки комплексных градостроительных мер по защите жилой застройки от шума.
При составлении карты шума города учитывают условия движения транспорта на магистральных улицах, интенсивность и скорость движения, количество единиц грузового и общественного транспорта в потоке, места размещения промышленных объектов, трансформаторных подстанций, внешнего транспорта, платность жилищного фонда и т.д. Карта должна содержать сведения о типах возводимых зданий, о размещении лечебно-профилактических учреждений, научно-исследовательских институтов, парков. На карту города наносятся существующие источники шума с их уровнями, полученными путем натурных измерений.
По карте можно судить о состоянии шумового режима на магистралях и территории жилой застройки, непосредственно примыкающей к ним, выявить наиболее опасные в акустическом отношении участки. Карты разных лет позволяют судить об эффективности мероприятий, направленных на снижение шума.
На рис. 71 представлен фрагмент шумовой карты одного из районов Караганды.

Рис. 71. Фрагмент шумовой карты города:
1-6 - улицы города; уровни шума: I - 80 дБ А; II - 76 дБ А;
III - 65 дБ А; IV - 79 дБ А; V - 78 дБ А; VI - 70 дБ А

На представленный район в основном оказывают влияние транспортные магистрали (улицы 1-2, 4-6) с высокой интенсивностью движения, особенно грузового транспорта. Территория, окруженная этими улицами, в течение всего дня подвергается воздействию шума большой интенсивности (78-80 дБ А). Даже на расстоянии 100 м от проезжей части интенсивность шума достигает 65 дБ А.
Анализ шумовой карты показывает, что постоянный рост автомобильного парка при наличии большого количества узких улиц и тротуаров, отсутствие необходимого благоустройства и изоляции микрорайонов и кварталов от проникающего транспортного шума создали предпосылки для повышенного шумового фона города. Для обеспечения акустического комфорта населения ширина магистрали при таком интенсивном движении транспорта должна быть не менее 100- 120 м.
Шумовая карта дает возможность выявить комплекс факторов, влияющих на акустический режим, рекомендовать рациональное размещение функциональных зон города, позволяющее ослабить или полностью ликвидировать влияние основных источников шума.
Наиболее частыми причинами повышенного уровня шума являются: недостаточный территориальный разрыв для обеспечения шумо- защиты населенных пунктов, территорий массового отдыха, курортов, лечебных центров; нарушение нормативных документов или отсутствие учета санитарных норм при застройке и проектировании магистральных автодорожных и железнодорожных трасс, мест размещения аэропортов; возрастание уровня шума из года в год по причине отсутствия новых бесшумных видов транспорта, увеличения мощности реактивных двигателей самолетов; высокая стоимость шумозащитных сооружений, отсутствие разработок технико-экономического характера в этой области.
Эти причины в основном и определяют перспективный комплекс мероприятий по защите от шума.
Наибольшее значение имеет метод снижения шума на пути его распространения, включающий различные мероприятия: организацию необходимых территориальных разрывов между источниками внешних шумов и зонами различного хозяйственного назначения с нормируемым шумовым режимом, рациональную планировку и застройку территории, использование рельефа местности в качестве естественных природных экранов, шумозащитное озеленение.
Специальные территориальные разрывы дают возможность значительно снизить уровень шума на селитебных территориях. Санитарные нормы и правила предусматривают создание санитарно-защитных зон между производственными объектами, транспортными магистралями, аэродромами, морскими и речными портами и жилой застройкой. В пределах санитарно-защитных зон допускается размещение экранирующих зданий нежилого назначения, в которых допускается уровень шума 55-60 дБ А Шумозащитные свойства домов-экранов достаточно высоки. Особенно эффективны протяженные здания типа торговых рядов. Они снижают транспортный шум на 20-30 дБ А и надежно защищают внутриквартальную территорию. В зданиях-экранах можно располагать гаражи, мастерские, приемные пункты предприятий бытового обслуживания, столовые, кафе, рестораны, ателье, парикмахерские и т.д. Не следует только размещать в этой зоне аптеки, библиотеки и другие учреждения, в которых уровень шума не должен превышать 40 дБ А.
Оптимальная планировка и застройка территории, способствующая снижению уровня шума, предусматривает рациональную трассировку транзитных магистралей, прокладку их за пределами населенных мест и мест отдыха; устройство кольцевых и полукольцевых автомобильных дорог и обходных железнодорожных линий в пригородных зонах городов с населением более 250 тыс. человек; локализацию интенсивных источников шума на рассматриваемой территории и отделение жилых зон, зон массового отдыха, туризма от промышленно-заводских зон и транспортных источников; вынос наиболее мощных источников шума за пределы рассматриваемой территории или, наоборот, вынос жилья из зоны повышенного шума.
Автомагистрали I и II категорий и железнодорожные линии, создающие соответственно эквивалентный уровень шума 85-87 и 80-83 дБ А, не должны пересекать территории пригородной зоны, где размещаются лесопарки, дома отдыха, пансионаты, детские лагеря и лечебные учреждения и санатории, вузы и научно-исследовательские институты. Дома отдыха необходимо размещать на расстоянии не менее 500 м от автодорог и промышленных предприятий и в 1 км от железной дороги.
Промышленные предприятия, районы или производственные зоны, являющиеся источниками шума повышенных уровней (70-80 дБ А), должны бьггь отделены от жилой застройки защитными зонами и размещены с учетом господствующего направления ветра. При этом учитываются и другие факторы, отрицательно влияющие на окружающую среду.
Промышленные предприятия, эквивалентные уровни шума которых составляют менее 60 дБ А, могут бьггь размещены в производственно-жилых районах, если они не являются источниками других отрицательных воздействий.
Аэропорты следует размещать за пределами города, вне зон отдыха. Расстояние от границ взлетно-посадочных полос аэродрома до границ жилой территории зависит от класса аэродрома, пересечения трассы полета с жилой территорией, и может колебаться в пределах от 1 до 30 км.
Для снижения шума в градостроительной практике применяют естественные экранирующие сооружения, основанные на использовании рельефа местности - выемки, насыпи, овраги и т.д.
Исключительной способностью задерживать и поглощать шумовые воздействия обладают древесные и кустарниковые насаждения, высаженные вдоль автомагистралей. Многорядная полоса древесно-кустарниковых насаждений высотой 5-6 м способна значительно снижать уровень шума; наибольший эффект оказывают широкие полосы - при ширине полос 25-30 м наблюдается снижение уровня шума на 10-12 дБ А. Однако в зимний период защитная функция зеленых насаждений снижается в 3-4 раза.
При разработке проектов детальной планировки и застройки автомагистралей защитный эффект может быть достигнут с помощью зонирования жилой территории. В зоне, непосредственно примыкающей к магистрали, следует располагать невысокие здания нежилого назначения, в следующей зоне - малоэтажную жилую застройку, далее - жилую застройку повышенной этажности и в наиболее удаленной от магистрали зоне - детские учреждения, школы, поликлиники, больницы и т.п.
Значительное снижение уровня шума достигается при замкнутом типе застройки (табл. 43).
Эффективность газо-шумовой застройки и элементов рельефа
Таблица 43

Тип застройки	Снижение уровня
	загрязнения, %	шума дБ А
Сплошная девятиэтажная периметральная застройка	63	20-30
Периметральная девятиэтажная застройка с арками	40	/>12-20
Периметральная девятиэтажная застройка с разрывами	25	10-26
П-образная девятиэтажная застройка	50	18-22
Свободная девятиэтажная застройка (80-120 м от магистрали)	40	12-18
Расположение магистрали на насыпи	25	11
Расположение магистрали в выемке	68	15

В условиях массовой застройки примагистральных территорий многоэтажными протяженными зданиями для защиты населения от транспортного шума целесообразно строительство специальных типов жилых домов. Окна спален и большинства жилых комнат должны быть ориентированы в сторону дворового пространства, а окна общих комнат без спальных мест, кухонь, лестнично-лифтовых узлов, веранд и галерей - в сторону магистральных улиц. Сохранить тишину в доме поможет не только планировка квартир, но и шумозащитные звуконепроницаемые окна с тройным остеклением и высокой степенью герметизации, которую обеспечат специальные переплеты. Для устранения шума из соседних помещений эффективны массивные стены и звукоизолирующие плиты.
Кроме градостроительных мероприятий для ликвидации шумового загрязнения используют комплекс других мероприятий - установку на оборудовании звукоизолирующих кожухов, глушителей выбросов. В некоторых странах, в частности, в Германии, на многих военных и гражданских аэродромах, принимающих реактивные самолеты, созданы шумозащитные зоны, ограничена интенсивность полетов вплоть до запрета ночных полетов, введены ограничения для сверхзвуковых самолетов по времени, высоте, скорости. Для колесно-рельсового транспорта применяются технические способы снижения шума: звукопоглощающие колесные бленды, замена колодочных тормозов на дисковые и др. На отдельных участках магистралей стал применяться шумопоглощающий асфальт, имеющий высокую пористость из-за большего объема пустот (25% вместо 6% в обычном асфальте). Это позволило снизить уровень шума на дорогах Германии на 4-6 дБ.