Проблемы контроля шумового воздействия промышленного

XXVII сессия Российского акустического общества,
посвященная памяти ученых-акустиков
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
А. В. Смольякова и В. И. Попкова
Санкт-Петербург,16-18 апреля 2014 г.
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
СПбГМТУ, 190008, г. Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д. 3
e-mail: [email protected], тел.992-54-88
Проблемы контроля шумового воздействия
промышленного предприятия
Обоснование размеров СЗЗ по шуму, как и по другим факторам проводят
на стадии проектирования, реконструкции предприятия и подтверждают
мониторинговыми измерениями шума при его эксплуатации.
В укрупненном виде алгоритм разработки проекта СЗЗ по шуму может
быть представлен в виде следующих этапов работы: инвентаризация
источников шума, определение их шумовых характеристик, расчет шума от
каждого источника в контрольную точку, последующий мониторинг шума в
контрольных точках. Выполнение работ на каждом этапе базируется на целом
ряде нормативно-методических документов.
Неоднозначность формулировок и положений в этих документах
приводит к целому ряду проблем. Получение исходной информации по
акустическим характеристикам источников шума, действующих предприятий
решается на основе проведения натурных замеров. Здесь следует выделить
ряд методологических проблем: а) процедуры по определению уровня
звуковой мощности (УЗМ) машин и оборудования очень трудоемки и в
условиях действующих предприятий не всегда выполнимы по критерию
акустических условий и уровней фоновых помех, б) методика по
определению УЗМ предприятия в целом, которая предусматривает
достаточно простую процедуру замеров уровней шума на границе территории
предприятия, на практике ограничена только низко расположенными
источниками шума и большой удаленностью расчетных точек, в) методы
измерения шума в местах пребывания людей, часто используемые при
измерении характеристик источников шума, обладают полнотой охвата
большинства практических задач измерения в указанной области.
Регламентированные методы измерения звукового давления излучения по
своей структуре наиболее подходят к поставленной задаче в связи с тем, что
ориентированы на определение шумовых характеристик источников, но не
требуют выполнения трудоемких процедур как при определении УЗМ машин
и механизмов. Однако и в этом случае остаются методические проблемы.
Представленный в работе анализ показывает, что не существует
однозначного подхода к инструментальному определению шумовых
характеристик ИШ. Также остро стоят вопросы, связанные с мониторингом
шумового воздействия предприятия, регламентируемые санитарными
правилами и нормами. Места расположения контрольных точек на границе
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
2
_________________________________________________________________________________________
СЗЗ конкретного предприятия в большинстве случаев не позволяют выделить
вклад шумового воздействия этого предприятия на окружающую среду.
Обычно это связано с высоким уровнем шумов транспортных магистралей
или шумовым воздействием соседних предприятий.
Показана принципиальная возможность выполнения мониторинговых
измерений шума в специальных контрольных точках, расположенных на
территории предприятия. Приведены ссылки на отдельные положения
существующей нормативно-методической документации, позволяющие
выполнять указанные измерения.
Шум, санитарно-защитная зона (СЗЗ), шумовое воздействие, измерение
шума, акустический расчет.
ВВЕДЕНИЕ
Важнейшим организационным мероприятием по борьбе с шумом на селитебных
территориях является разработка санитарно-защитных зон (СЗЗ) промышленных
предприятий – основных источников шумового загрязнения в городах.
В укрупненном виде алгоритм разработки проекта СЗЗ по шуму может быть
представлен в виде следующих этапов работы: инвентаризация источников шума,
определение их шумовых характеристик, расчет шума от каждого источника в
контрольную точку, последующий мониторинг шума в контрольных точках.
Выполнение работ на каждом этапе базируется на целом ряде
нормативнометодических документов.
1. ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
К основным методическим документам, на основе которых расчетным путем
обосновывают воздействие шума на окружающую среду, являются:
- СП 51.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003
«Защита от шума» [1],
- ГОСТ 31295.2.2005 «Шум. Затухание звука при распространении на
местности. Часть 2. Общий метод расчёта» [8],
- МУК 4.3.2194-07 «Контроль уровня шума на территории жилой
застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях», Роспотребнадзор,
Москва – 2007 [4].
Методики, представленные в данных документах, несущественно отличаются друг
от друга и основаны на задании шумовых характеристик источников шума с
последующим учетом особенностей распространения звука в окружающей среде.
Вместе с тем, неоднозначность формулировок в указанных документах приводит к
целому ряду проблем.
Одна из основных проблем - это трактовка источника шума как точечного или
протяженного [1], [4]. При этом, в указанных документах отсутствуют критерии,
согласно которым возможно определить к какому типу относиться источник, в
результате чего, на границе СЗЗ предприятия, удаленной на 500м и более от источника,
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
3
_________________________________________________________________________________________
результаты расчетов могут быть на 10-15дБА выше действительных уровней шума.
Это, в свою очередь, требует от предприятий внедрения ряда избыточных
шумозащитных мероприятий, отвлекая его ресурсы от необходимой природоохранной
деятельности.
2. ПРОБЛЕМЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШУМОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБОРУДОВАНИЯ
Второй традиционной проблемой является получение исходной информации по
акустическим характеристикам источников шума. Для действующих предприятий
(либо их аналогов) эта проблема решается на основе проведения натурных замеров.
Здесь также можно выделить ряд методологических аспектов. Процедуры ГОСТ Р
51401-99 [13] по определению уровня звуковой мощности (УЗМ) машин и
оборудования очень трудоемки (до 20 и более замеров на один источник) и не всегда
выполнимы по критерию акустических условий и уровней фоновых помех (рис.1).
Рис. 1. Расположение основных точек измерения на полусферической и прямоугольной
измерительной поверхности
Особое место занимает ГОСТ 31297-2005 [11] по определению УЗМ предприятия в
целом, который предусматривает достаточно простую процедуру замеров уровней
шума на границе территории предприятия (рис. 2). Однако, применимость такого
подхода на практике ограничена только низко расположенными источниками шума (до
5м высотой) и большой удаленностью расчетных точек.
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
4
_________________________________________________________________________________________
1 - угол между лучами из точки измерений в крайние видимые точки периметра площадки предприятия; 2 расстояние между точками измерений; 3 - измерительное расстояние;
4 - наибольший размер площадки предприятия; 5 - измерительный контур; 6 - точка измерений
- площадь предприятия;
- измерительная площадь
Рис. 2. Схема расположения точек измерений на измерительном контуре
ГОСТ 12.1.050-86 [5] и ГОСТ 23337-78 [6] являющиеся методической основой
измерения шума в местах пребывания людей и часто используемые при измерении
характеристик источников шума также не обладают полнотой охвата большинства
практических задач измерения в указанной области. Наиболее важной частью
указанных документов является корректировка измеренных результатов на уровни
фонового шума, но нет однозначного ответа на каких расстояниях, на каких высотах
выполнять указанные измерения. Также нет указаний об обязательном измерении УЗД
для источников прерывистого шума.
В действительности это весьма сложный вопрос, который большинством практиков
решается на месте, связан с тем, что:
а) на малых расстояниях от источников шума (причем это расстояние зависит как
от габаритов источника, так и от частотного состава) звуковое поле еще не
сформировано и точечные измерения не позволяют выполнить корректно
последующий пересчет на границу СЗЗ;
б) на больших расстояниях на результаты измерений сильно влияют другие
источники шума предприятии;
в) место измерения должно соответствовать условиям излучения шума в
пространство при его распространении на границу СЗЗ.
Частичным выходом из создавшейся ситуации, часто применяемым на практике,
является измерение УЗД на разных расстояниях от источника (обычно кратном
удвоению расстояния от него) с последующим детальным анализом полученных
результатов с целью выбора одного из них для использования в дальнейшем расчете.
Отчасти это нашло отражение в ГОСТ 31296.2-2006 «Шум. Описание, измерение и
оценка шума на местности. Часть 2. Определение уровней звукового давления» [10],
который определяет основные величины, используемые для описания шума на
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
5
_________________________________________________________________________________________
селитебной территории, и устанавливает основные методы и процедуры оценки шума.
Стандарт является руководством для прогнозирования потенциального раздражающего
воздействия на людей на селитебных территориях, длительного шума различных видов
от одиночных источников или их комбинации. Стандарт устанавливает также
коррекции для шума различных источников, прибавление которых к прогнозируемому
или измеренному шуму позволяет определить оценочный уровень. По оценочному
уровню может быть оценено негативное воздействие длительного шума на людей. При
оценке шума принимают во внимание требования на его импульсность, тональность,
наличие низких частот, различные характеристики автодорожного шума,
транспортного шума других видов, таких как шум воздушного транспорта, а также
промышленного шума.
ГОСТ 31172-2003 [12] по измерению звукового давления излучения на рабочем
месте по своей структуре наиболее подходит к поставленной задаче в связи с тем, что
ориентирован на определение шумовых характеристик источников, но не требует
выполнения трудоемких процедур, как при определении УЗМ машин и механизмов.
Однако, и в этом случае остаются следующие методические проблемы. Измерения
уровней звукового давления вблизи оборудования следует выполнять с исключением
влияния фона и отражений от поверхностей, отличных от тех, которые допускаются
для целей измерений. Тип испытательного пространства влияет на точность
определения уровней звукового давления излучения. Требуется существенно свободное
звуковое поле над звукоотражающей плоскостью.
Представленный краткий анализ показывает, что не существует однозначного
подхода к инструментальному определению шумовых характеристик ИШ в условиях
действующего предприятия.
3. ПРОБЛЕМЫ МОНИТОРИНГ ШУМА
Также остро стоят вопросы, связанные с мониторингом шумового воздействия
предприятия, регламентируемые санитарными правилами и нормами.
Методики проведения таких измерений регламентируются, а именно:
− ГОСТ 12.1.050-86. «Шум. Методы измерения шума на рабочих местах»
[5].
− ГОСТ 23337-78. «Шум. Измерение шума на селитебной территории и в
помещениях жилых и общественных здании» [6].
− МУК 4.3.2194-07 «Контроль уровня шума на территории жилой
застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях»,
Роспотребнадзор, Москва – 2007 [4].
− ГОСТ Р 53187-2008. «Акустика. Шумовой мониторинг городских
территорий» [9].
Методика проведения мониторинговых измерений шума на границе СЗЗ не
регламентируется отдельным нормативным документом и традиционно выполняется в
соответствии с указанными методиками [4,5,6] с периодичностью от одного до 8-ми раз
в год (ежеквартально).
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
6
_________________________________________________________________________________________
Непрерывный мониторинг шумового воздействия в местах пребывания людей (от
одного до нескольких раз в сутки) в настоящее время практически не применяется хотя
в настоящее время действует ГОСТ Р 53187-2008 [9], который устанавливает
показатели и правила проведения шумового мониторинга при комплексном
воздействии всех источников шума и содержит указания по составлению оперативных
шумовых карт городских территорий. При первичных наблюдениях рекомендуется
проводить измерения непрерывно в течение суток, что значительно усложняет
процедуру. Для измерения средних годовых уровней шума во всех точках оценки шума
или в репрезентативном числе таких точек потребовалось бы практически
неосуществимо большое количество долгосрочных измерений шума. При этом следует
подяеркнуть, что документ регламентирует проведение мониторинга отдельных
источников шума(предприятия) в местах, где шум оцениваемого источника не менее
чем на 10 дБ превышает шум, создаваемый остальными источниками, что в
существующей городской застройке практически невыполнимо.
На особом месте стоят вопросы, связанные с мониторингом шумового воздействия
предприятия, регламентируемые СанПиН 2.2.1./2.1.1.1200-03 [3]. Место расположения
контрольных точек на границе СЗЗ конкретного предприятия в большинстве случаев не
позволяют выделить вклад шумового воздействия этого предприятия на окружающую
среду. Обычно это связано с высоким уровнем шумов транспортных магистралей или
шумовым воздействием соседних предприятий. На рис. 3 показаны карты шума на
границе СЗЗ Валдайской ЛПУМГ, полученные расчетным путем с учетом
транспортной автомагистрали и без нее.
Рис. 3. Мониторинг Валдайской ЛПУМГ
Универсального решения отмеченной проблемы на уровне методических
документов нет. Однако, можно предложить несколько частных методов решения:
если высокий фоновый шум обусловлен шумом транспортного потока, то
в зависимости от постоянства этого шума в отдельные временные промежутки
предлагается оценивать шумовое воздействие предприятия, либо в ночное
время, либо по минимальным уровням, измеренным в точке мониторинга. К
сожалению, указанные подходы применимы только для предприятий,
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
7
_________________________________________________________________________________________
работающих круглосуточно в одном режиме, либо имеющих постоянный
характер шума.
другим методом выделения шума предприятия из фонового уровня
является измерение фонового уровня шума магистрали на определенном
расстоянии от нее и на достаточном удалении от предприятия. В этом случае в
соответствии с ГОСТ 23337-78 [6] можно выделить вклад предприятия как
источника шума, но в пределах 0-10дБ от результатов мониторинговых
измерений.
если высокий фоновый шум обусловлен шумом других предприятий, то
наиболее разумным подходом была бы оценка суммарного воздействия от
группы предприятий (т.н.коллективная СЗЗ). Однако, на практике это встречает
ряд неодолимых препятствий организационного характера.
целесообразно в качестве точек мониторинга для оценки шумового
воздействия предприятия выбирать точки, расположенные вблизи границы
предприятия. Измерения в этих точках являются более помехоустойчивыми,
соответствуют ГОСТ 31296.2-2006 [10] и СНиП 23-03-2003 [7], в котором
указано, что в качестве шумовой характеристики предприятия может
использоваться УЗ у границы в направлении расчетной точки. В таблице 1 для
объекта, показанного на рис.3 приведены предельные значения УЗ для
контрольных точек измерения, расположенных на его территории. Соблюдение
указанных значений, обоснованных расчетным путем, гарантирует, что шум
создаваемый предприятием на границе СЗЗ не будет превышать нормативные
значения.
Таблица 1. Значения предельных уровней звука для его инструментального контроля
в точках, расположенных на территории предприятия Валдайской ЛПУМГ
Положение ТИ
ТИ8
ТИ9
У южного фасада здания
связи
У южной границы
территории предприятия
Предельные значения
для ночного времени
УЗ, дБА
Предельные значения
для дневного времени
УЗ, дБА
57
67
70
80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Неоднозначность и даже противоречивость существующей нормативнометодической документации, затрудняют работы связанные с обоснованием СЗЗ. Это
ведет к необходимости разработки методических указаний по оценке и контролю
шумового воздействия промышленных предприятий в виде единого методического
документа, объединяющего процедуры расчетной оценки шумового воздействия на
стадии проектирования, реконструкции и эксплуатации
предприятия, а также
процедуры последующего инструментального контроля шума при функционировании
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия
XXVII сессия РАО, Санкт-Петербург, 16-18 апреля 2014 г.
8
_________________________________________________________________________________________
предприятия. Единство такого методического подхода обусловлено также тем, что
часть отмеченных проблем может быть решена только на основе объединения
расчетных и экспериментальных методов.
ЛИТЕРАТУРА
1.
СП 51.13330.2011. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003.
Защита от шума.
2.
СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных зданий и на территории жилой застройки.
3.
СанПиН 2.2.1./2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная
классификация предприятий, сооружений и иных объектов.
4.
МУК 4.3.2194-07. Контроль уровня шума на территории жилой
застройки, в жилых и общественных зданиях и помещениях. Роспотребнадзор,
Москва - 2007.
5.
ГОСТ 12.1.050-86. Шум. Методы измерения шума на рабочих местах.
6.
ГОСТ 23337-78. Шум. Измерение шума на селитебной территории и в
помещениях жилых и общественных здании.
7.
СНиП 23-03-2003. Защита от шума.
8.
ГОСТ 31295.2-2005. Шум. Затухание звука при распространении на
местности. Часть 2. Общий метод расчёта.
ГОСТ Р 53187-2008. Акустика. Шумовой мониторинг городских
9.
территорий.
10. ГОСТ 31296.2-2006. Шум. Описание, измерение и оценка шума на
местности. Часть 2. Определение уровней звукового давления.
11. ГОСТ 31297-2005. Шум. Технический метод определения уровней
звуковой мощности промышленных предприятий с множественными
источниками шума для оценки уровней звукового давления в окружающей среде.
12. ГОСТ 31172-2003. Шум машин. Измерение уровня звукового давления
излучения на рабочем месте и в других контрольных точках. Технический метод в
существенно свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью.
13. ГОСТ Р51401-99. Шум машин. Определение уровней звуковой мощности
источников шума по звуковому давлению. Технический метод в существенно
свободном звуковом поле над звукоотражающей плоскостью.
14. ГОСТ Р51402-99. Шум машин. Определение уровней звуковой мощности
источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод.
_________________________________________________________________________________________
Н. А. Дементьев, О. В. Пальникова, Е. Г. Комарова, И. К. Пименов
Проблемы контроля шумового воздействия промышленного предприятия