РАСЧЕТ И ОЦЕНКА ТРАНСПОРТНОГО ШУМА В ЖИЛОЙ ЗОНЕ 1. Методика расчета Доминирующими источниками внешнего шума в населенных пунктах являются транспортные потоки и железнодорожные поезда. Ожидаемый уровень звука в расчетной точке, обусловленный шумом транспортных потоков, рассчитывают по следующей методике. 1. Пропускную способность, авт./ч, одной полосы движения транспортной магистрали [ 13 ] определяют по формуле Nпп 1000V 2 8 0.18V V 225 - 1,29V (8,1) где Nпр – максимальное число приведенных. транспортных средств (легковых автомобилей), которое может быть пропущено в течение 1 ч по одной полосе движения в одном направлении, автомашин; V – установившаяся скорость движения, км/ч. 2. Пропускную способность транспортной магистрали (автомашин в 1 ч) [ 13 ] определяют как N = (Nпр Кn)/(1 +1,8 К), (8.2) где n – число полос движения; Кn – коэффициент многополосности (К1 = 1; К2 = 1,9; К3 = 2,7; К4 = 3,5; К5= 4,3; K6 = 5; К7 = 5,7; К8 = 6,4); К – доля грузового и общественного транспорта в потоке. 3. Расчетный эквивалентный уровень звука автотранспортного потока, дБА, находят по формуле Lэкв = L’А7 + Аi , (8.3) где L’А7 – эквивалентный уровень звука на расстояний 7,5 м от оси ближней полосы движения транспорта на высоте 1,2 м от поверхности проезжей части для стандартных условий, дБА; Аi – поправка на отличие от стандартных условий. Расчетное значение шумовой характеристики автотранспортного потока при стандартных условиях представлено в табл. 8.1. Значения поправок Аi на отличие стандартных условий от заданных представлены в табл. 8.2...8.5. Таблица 8.1. Шумовая характеристика автотранспортного потока при стандартных условиях N,автомашин N,автомашин N,автомашин LА7, дБА LА7, дБА LА7, дБА в час в час в час 30 57,6 400 68,7 3000 77,5 40 58,7 500 69,7 3500 78,1 50 59,7 600 70,5 4000 78,7 60 60,5 700 71,2 4500 79,2 70 61,2 800 71,7 5000 79,7 80 61,7 900 72,2 6000 80,5 90 62,2 1000 72,7 7000 81,2 100 62,7 1500 74,5 8000 81,7 150 64,5 2000 75,7 9000 82,2 200 65,7 2500 76,7 10000 82,7 300 67,5 Таблица 8.2. Поправка на долю грузового и общественного транспорта в общем автомобилей К, % К, % 0 5 10 15 20 25 -6,5 -4,9 -3,7 -2,8 -2,1 -1,5 Аi, дБА К, % 35 40 50 60 70 80 -0,4 0 0,8 1,4 2 2,5 Аi, дБА Таблица 8.3. Поправка на среднюю скорость потока V, км/ч. V, км/ч. 30 35 40 45 50 55 -2,5 -1,2 0 1 1,9 2,8 А2, дБА 60 3,5 Таблица 8.4. Поправка на продольный уклон магистрали m, промили m, % 1 2 3 4 5 6 0,5 0,8 1,2 1,5 2,0 2,3 А3, дБА 70 4,9 80 6 потоке 30 -0,9 100 3,3 100 8 7 2,7 8 3,0 Таблица 8.5. Поправка на отношение ширины улицы к сумме высот застройки К1 m, % 1 2 3 4 5 6 7 4 2,5 1,5 0 -1 -1,4 -1,7 А4, дБА 8 -2 4. Эквивалентный уровень звука, дБА, в расчетной точке на улице определяют по формуле Lээк R L ЭКВ 10K 1 lg R , r0 (8,4) где Lэкв – эквивалентный уровень звука на расстоянии r0 = 7,5м от оси ближней полосы движения транспорта, дБА; r0 – принимается равным 7,5 м; K1 – коэффициент, учитывающий снижение шума за cчет характера поверхности земли (для грунта с травой К1 = 1,1; для снежной поверхности К1 = 0,9); R – расстояние до расчетной точки, м. 5. Эквивалентный уровень звука в квартире с открытой форточкой, расположенной вблизи расчетной точки, принимают на 10 дБА ниже, чем на улице. 6. Вычисляют эквивалентный уровень звука, дБА, в расчетной точке вне помещения Lтер, а затем внутри последнего Lпом с учетом снижения шума экранами и полосами зеленых насаждений по формуле LТЕР ( ПОМ ) Lээк R - L i , (8,5) где Lтер – снижение шума различными препятствиями (экранирующие сооружения, зеленые насаждения), дБА /берут из табл. 8.6 или рассчитывают по формуле (8.7); j – количество препятствий между источником шума и расчетной точкой. Снижение уровней шума экранами Lэкр определяют следующим образом. По табл. 8.7 находят величину снижения шума экраном бесконечной длины Lэкр в дБА, предварительно рассчитав разность длин путей прохождения звукового луча при наличии и отсутствии экрана. Величину , м, рассчитывают по формуле = (a + в) – с, (8.6) где а - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и верхней кромкой экрана, м; в - кратчайшее расстояние между расчетной точкой и верхней кромкой экрана, м; с - кратчайшее расстояние между геометрическим центром источника шума и расчетной точкой, м. Величину снижения уровня звука экраном конечной длины определяют по формуле Lэкр = Lэкр +g, (8.7) где Lэкр – меньшая из величин Lэкр 1 и Lэкр 2 в дБА, определяемая по табл. 8.8; g – поправка в дБА, определяемая по табл. 8.9. Примечание. В зимнее время из-за отсутствия листьев снижение шума полосами зеленых насаждений следует уменьшить в 1,5 раза. Для выполнения дальнейших расчетов по экрану вычерчивают в произвольном масштабе принципиальную схему расположения в плане источника шума, экрана и расчетной точки. Затем опускают перпендикуляр из расчетной точки на экран и соединяют расчетную точку с концами экрана. После этого определяют углы 1 и 2 между перпендикуляром и линиями, соединяющими концы экрана с расчетной точкой (детально см. подраздел 8.3), Таблица 8.9. Величина поправки в дБА, определяемая в зависимости от разности величин Lэкр 1 и Lэкр 2 7. Определяют шумовую характеристику потоков железнодорожных поездов Lэкв в дБА на расстоянии 7,5 м от оси колеи, ближней к расчетной точке по табл. 8.10 с поправкой по табл. 8.11. 8. При движении поездов различных типов шумовую характеристику железнодорожного потока, дБА, вычисляют суммированием (по энергии) эквивалентных уровней звука, определенных для каждого типа поезда, по формуле n 10 Lсум = 10 lg 0,1L i i 1 (8.8) где Li – уровень звука i -го источника шума, дБА;n – количество источников шума. 9. Определяют эквивалентный уровень шума в расчетной точке на улице и в квартире с открытой форточкой по формуле (8.4). 10. Рассчитывают эквивалентный шум железнодорожного потока в расчетной точке вне и внутри помещения о учетом снижения шума экранами и полосами зеленых насаждений по формуле (8.5). И. Определяют ожидаемый уровень звука в дБА а расчетных точках вне и внутри помещения от суммарного воздействия железнодорожного и автомобильного транспорта по формуле (8.8). 12. Оценивают требуемое снижение уровней звука в дБА в расчетной точке Lтр.тер. и Lтр.пом. на территории вне или внутри помещения по формуле Lтр.тер. (пом) = Lтер.(пом) – L доп.тер. (пом), (8.9) где Lтер.(пом) – рассчитанный уровень звука в расчетной точке вне или внутри помещения, дБА L доп.тер. (пом) – допустимый (нормативный) уровень звука в дБА на территории или в помещениях рассматриваемого объекта. В РФ согласно СНиП II-12-77 [ 4 ] наибольший допускаемый уровень звука на территории больниц, санаториев, непосредственно прилегающей к их зданиям, установлен в 35 дБА; на территории, непосредственно прилегающей к жилой застройке, – 45 дБА; в жилых помещениях – 30 дБА; на территории сложившейся жилой застройки допускается принимать 55 дБА. 13. В том случае, если уровень звука в помещении превышает допустимое значение, следует выбрать по табл. 8.12 конструкцию окна с улучшенной звукоизолирующей способностью. В этом случае уровень звука Lпом , дБА, в помещениях защищаемого от шума объекта определяют по формуле Lпом = Lтер – Lок , (8.10) где Lтер – эквивалентный уровень шума в расчетной точке территорий вне помещения, дБА; Lок – снижение уровня шума конструкцией окна (см. табл. 8.12), дБА. Таблица 8.12. Снижение уровня шума конструкцией окна, защищаемого от шума объекта 2. Задание на расчет Задание № 8.2.1. Рассчитать и оценить эквивалентный уровень звука на площадке перед домом и в комнатах первого этажа при окнах с открытой форточкой для летних и зимних условий по данным табл. 8.13 и 8.14. Шум создается потоками автомобильного и железнодорожного транспорта. Автомобильная и железная дороги параллельны друг другу и располагаются по одну сторону от расчетной точки на расстоянии от последней, соответственно, R1 и R4. Вдоль каждой из них со стороны расчетной точки посажена i рядная полоса зеленых насаждений. На расстоянии R2 от автомобильной дороги с n полосами движения установлен шумозащитный экран высотой h и длиной R3 таким образом, что расчетная точка расположена напротив середины экрана. Скорость движения автотранспортного потока V, км/ч; количество грузового и общественного транспорта в потоке К, %; продольный уклон магистрали m,‰; отношение ширины улицы к сумме высот застройки К1. Интенсивность и скорость движения пассажирских поездов, соответственно, составляют m1 , пар/ч и V1, км/ч; электропоездов m2 , пар/ч и V2, км/ч; грузовых поездов m3, пар/ч и V3 км/ч. Пространство между расчетной точкой и магистралями имеет травяной покров летом и снежный – зимой. Выбрать конструкцию окна жилого помещения, чтобы уровень звука в нем не превышал допустимого значения. Итоговые результаты расчета изобразить в виде гистограммы. 3. Методические результатов расчета указания по выполнению задания и анализу Вначале студент изучает подраздел 5.7.1 учебного пособия [ 3 ], а затем знакомится со всеми подразделами данного раздела и особенно с заданием № 8.2.1. Выполнение данного задания он начинает с изображения расчетной схемы взаимного расположения транспортных магистралей, полос зеленых насаждений, экранирующих сооружений и расчетной точки, выполненной в произвольном масштабе (рис. 8.1). Затем, используя эту расчетную схему, формулы (8.1...8.10) и данные табл. 8.1...8.14, студент определяет ожидаемые уровни звукового давления в расчетных точках вне и внутри помещения и сравнивает их с допустимыми значениями. После этого он выбирает направления по борьбе с шумом транспортных потоков в соответствии с рекомендациями подраздела 8.1 и рис. 8.2, а также табл. 8.6 и 8.12. При этом студент рекомендует необходимую ширину полосы зеленых насаждений между магистралями и защищаемым от шума объектом и конструкцию окон в помещениях последнего, а также размер экрана. При расчетах ему следует учесть, что в зимнее время эффективность полос зеленых насаждений снижается в 1,5 раза. Рассчитанные, допустимые и ожидаемые после проведения противошумных мероприятий уровни звукового давления в расчетных точках студент изображает в виде гистограммы (рис. 8.3). Рис. 8.3. Гистограмма результатов расчета по транспортному шуму: 1 и 2 - шумовая характеристика, соответственно, автомобильной и железной дороги; 3 и 4 – рассчитанные уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 5 и 6 – то же летом; 7 и 8 – ожидаемые (после проведения противошумных мероприятий) уровни звука в РТ вне и внутри помещения зимой; 9 и 10 – то же летом 4. Инженерные решения по результатам расчета Борьба с шумом ведется по четырем направлениям: 1) техническому - снижение шума в источнике его возникновения; 2) административно-организационному – снижение шума путем регламентации по месту, времени и качественному составу движения транспортных потоков; 3) градостроительному (архитектурно-планировочному) – снижение шума на пути его распространения в городской среде; 4) строительному (объемно-конструктивному) – снижение шума на объекте защиты путем увеличения звукоизолирующей способности наружных ограждений, изменению объемно-планировочных решений самого объекта и т.п. Критерием выбора конкретного способа борьбы с шумом является минимум приведенных затрат на строительство и эксплуатацию защитного объекта, достигнутый без снижения пропускной способности дороги. Для защиты от транспортного шума широко применяют экраны, размещаемые между источниками шума и защищаемыми от шума объектами. В качестве экранирующих сооружений используют специальные конструкции, а также земляные насыпи, откосы выемок, здания нежилого назначения, специальные шумозащитные здания и т.п. В общем случае между источниками шума и расчетной точкой могут находиться различные препятствия (экранирующие сооружения, жилые дотла, зеленые насаждения), влияние которых последовательно учитывают, а затем суммируют, Значительное влияние на снижение транспортного шума оказывают полосы зеленых насаждений. Правильно выполненная шумозащитная полоса состоит из деревьев, посаженных на таких расстояниях, чтобы их кроны были плотно сомкнуты, и из посадок кустов, которые полностью закрывают пространство под кронами деревьев. В итоговом заключении студент приводит основные выводы, базирующиеся на составленной им гистограмме (пример ее оформления см. на рис. 8.3) и рекомендует способы защиты от транспортного шума, которые следует применить в первую очередь и к чему это приведет при их внедрении. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Сборник типовых расчетов и заданий по экологии: Учеб. пособие / С.А.Бережной, В.В.Романов, Ю.И.Седов и др.; Под ред. С.А.Бережного. - Тверь: ТГТУ, 1995. - 108 с. 2. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» -Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с. 3. Бережной С.А., Романов В.В., Седов .Ю.И. Экология: Учебное пособие. - Тверь: ТГТУ, 1998. - 204 с. 4. Сборник нормативных документов по охране окружающей среды: Книга I. Охрана атмосферного воздуха. - Минск: БелНИИНТИ, 1991. - 80с. 5. Сборник важнейших официальных материалов по санитарным и противоэпидемическим вопросам: Том 2, часть 2 / Под общей ред. В.М .Подольского. - М.: ИИЦ Госкомсанэпидемнадзора РФ, 1992, с. 4...87. 6. Охрана окружающей среды: Учебник / Под ред. С.В.Белова. - И.; Высшая школа, 1991. 7. РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 23 с. 8. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среда при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов / Министерство транспорта РФ. - М.: ОАО ГипродорНИИ, 1995. - 124 с. 9. Лапшин Н.Н. Расчеты выпусков сточных вод. - Ы.: Строй-издат, 1977. - 88 с. 10. Сборник нормативных документов по охране окружающей среды: Книга 3. Санатарноэкологические нормативы качества водоемов. - Минск: БелНИИНТИ, 199I. - 167 с. 11. Бережной С.А.» Романов В.В., СедовЮ.И.. Безопасность жизнедеятельности. - Тверь: ТГТУ, 1996. - 304 с. 12. СНиП 2.04.03-85-96. Канализация. Наружные сети и сооружения. –М: Минстрой РФ, ГП ЦПП, 1996. - 72 с. 13. Факторович А.А., Постников Г.И. Защита городов от транспортного шума. - Киев: Будивельник, 1982. - 144 с. 14. СНиП II-I2-77. Защита от шума, -М.: Стройиздат, 1978. - 49 с. 15. Корсаков Г.А. Комплексная оценка обстановки и управление предприятием в чрезвычайных ситуациях. - Санкт-Петербург: ИПК работников судостроения, 1993. - 130 с. 16. Крылов В.А., Юченкова Т.В. Защита от электромагнитных излучений. -М.: Советское радио, 1972. - 216 с. 17. Руководство по охране окружающей среды в районной планировке / ЦНИИП градостроительства. - М.: Стройиздат, 1980 - 112 с. 18.Немота: Почему власти Белоруссии не добиваются возмещения нальонального ущерба от Чернобыльской катастрофы? //Берегиня, №3 (62). 1998. - С. б и 13. 19. Садельникова О.П., Козлов Ю.Д. Влияние активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационный фон помещений: Учебное пособие, - М. :Энергоатомиздат, 1996. - 160 с. РАСЧЕТ ЗВУКОИЗОЛЯЦИИ ШУМА ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИЕЙ 1. Методика расчета Расчет звукоизоляции шума ограждающей конструкцией по СНиП [ 14 ] состоит из следующих этапов: 1. Характер звукоизоляции шума однословной конструкцией определяют графически, представляя его в виде ломаной линии АВСД, как это показано на рис. 9.1. 2. Точки А н В (рис. 9.1) находят по графикам, представленным на рис. 9.2 и 9.3. Поверхностную плотность Р, кг/м2, находят по формуле P = 0,01Pк hк, 3 (9.1) где Pк – удельная плотность материала, кг/м ; hк – толщина ограждения, м; 0,01 – коэффициент перевода. Точка А определяется по толщине ограждающей конструкции hк и поверхностной плотности Р. По приведенным в исходных данных значениям h и Р (линия 1 для Р 1800 кг/см ; линия 2 для Р = 1600, линия 3 для Р = 1400 и линия 4 для Р 1200 кг/см ) находят значение частоты точки В на рис. 9.3 (на оси ординат). L для отрезка СД (cм. рис. 9.1) равна 60 дБ, а отрезок BC проводят до пересечения с отрезком СД с наклоном 7,5 дБ на октаву. 3. Частотная характеристика изоляции воздушного шума стеклянной ограждающей конструкцией определяется графически путем построения ломаной линии, представленной на рас. 9.4. 4. Частоту точек В и С (рис. 9.4) находят как частное от деления соответственно 6000 и 12000 на толщину стекла hс, мм . L точки В по оси абсцисс равна 35 дБ, а точки С – 29 дБ. Наклон отрезка АВ равен 5 дБ на октаву, отрезка СД – 8 дБ на октаву. 5. Если ограждение представлено однослойной бетонной конструкцией, то для оценки его изоляционной способности достаточно графиков рис. 9.1...9.3; для стеклянного ограждения используют рис. 9.4. При неоднородной ограждающей конструкции, содержащей разные по своим частотным характеристикам элементы, определяют среднее ослабление воздушного шума этой конструкции Ri по формуле где Sк – площадь отдельного элемента сложного ограждения (глухой стены, окна и др.), м; Rк – звукоизолирующая способность этого элемента в к -ой октавной полосе частот , дБ. 6. Анализ результатов расчета и выбор инженерных решений выполняют в соответствии с указаниями подразделов 3 и 4. 2. Задание на расчет Задание № 9.2.1. По исходным данным табл. 9.1 рассчитать звукоизоляцию шума однослойной бетонной конструкцией площадью Sк , толщиной hк и удельной плотностью Рк c окнами из силикатного стекла толщиной 3 мм (для нечетных вариантов) и 4 мм (для четных вариантов) и площадью So. Оценить защиту при воздействии шума интенсивностью в октавных полосах частот L , дБ, проанализировать результаты расчета и обосновать рекомендаций по защите от шума. 3. Методические указания по выполнению задания и анализу результатов расчета Оценку звукоизоляции шума ограждающей конструкцией применяют при разработке средств защиты жилых помещений от уличного шума и защиты районов жилой застройки от шума промышленных предприятий. При расчетах по рис. 9.1...9.3 студент последовательно определяет L в каждой октаве каждого компонента ограждения. Затем он по формуле (9.2) рассчитывает среднюю изоляцию шума конструкцией в целом. Все результаты расчетов студент заносит в табл. 9.2, а также приводит ПДУ шума для ночных условий (берет из табл. 9.3) и находят требуемое снижение уровня шума. Помимо табл. 9.2 студент представляет общий график, на котором должны быть показаны спектры: 1) воздействующего шума, 2) проникающего шума и 3) ПДУ шума для ночи. 4. Инженерные решения по результатам расчета Инженерные решения по защите от шума для данной ситуации в основном обеспечиваются следующими методами: I. Повышением изоляции воздушного шума в самом слабом звене ограждающей конструкции – в окнах за счет применения двойного остекления, звукопоглощающих переплетов и увеличения толщины стекла (например, 10миллиметровое стекло в указанных условиях снижает шум в октавной полосе со среднегеометрической частотой 125 Гц на 36 дБ, 250 Гц на 38 дБ, 500 Гц – 39 дБ, 1000 Гц – 47 дБ, 2000 Гц – 54 дБ и 4000 Гц – 55 дБ). 2. Использованием ограждений с большей поверхностной плотностью. 3. Экранированием при защите от уличного шума посадками деревьев, посевами трав, нежилыми зданиями и сооружениями. Звукоизоляция таких решений подробно рассмотрена в разделе 8 настоящего пособия и разделе 7 СНиП [ 14 ]. В итоговом заключении студент приводит основные результаты расчета звукоизоляции и указывает методы, которые следует применить в первую очередь по защите от шума. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Сборник типовых расчетов и заданий по экологии: Учеб. пособие / С.А.Бережной, В.В.Романов, Ю.И.Седов и др.; Под ред. С.А.Бережного. - Тверь: ТГТУ, 1995. - 108 с. 2. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий» -Л.: Гидрометеоиздат, 1987. - 93 с. 3. Бережной С.А., Романов В.В., Седов .Ю.И. Экология: Учебное пособие. - Тверь: ТГТУ, 1998. - 204 с. 4. Сборник нормативных документов по охране окружающей среды: Книга I. Охрана атмосферного воздуха. - Минск: БелНИИНТИ, 1991. - 80с. 5. Сборник важнейших официальных материалов по санитарным и противоэпидемическим вопросам: Том 2, часть 2 / Под общей ред. В.М .Подольского. М.: ИИЦ Госкомсанэпидемнадзора РФ, 1992, с. 4...87. 6. Охрана окружающей среды: Учебник / Под ред. С.В.Белова. - И.; Высшая школа, 1991. 7. РД 52.04.253-90. Методика прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 23 с. 8. Рекомендации по учету требований по охране окружающей среда при проектировании автомобильных дорог и мостовых переходов / Министерство транспорта РФ. - М.: ОАО ГипродорНИИ, 1995. - 124 с. 9. Лапшин Н.Н. Расчеты выпусков сточных вод. - Ы.: Строй-издат, 1977. - 88 с. 10. Сборник нормативных документов по охране окружающей среды: Книга 3. Санатарно-экологические нормативы качества водоемов. - Минск: БелНИИНТИ, 199I. 167 с. 11. Бережной С.А.» Романов В.В., СедовЮ.И.. Безопасность жизнедеятельности. Тверь: ТГТУ, 1996. - 304 с. 12. СНиП 2.04.03-85-96. Канализация. Наружные сети и сооружения. –М: Минстрой РФ, ГП ЦПП, 1996. - 72 с. 13. Факторович А.А., Постников Г.И. Защита городов от транспортного шума. - Киев: Будивельник, 1982. - 144 с. 14. СНиП II-I2-77. Защита от шума, -М.: Стройиздат, 1978. - 49 с. 15. Корсаков Г.А. Комплексная оценка обстановки и управление предприятием в чрезвычайных ситуациях. - Санкт-Петербург: ИПК работников судостроения, 1993. - 130 с. 16. Крылов В.А., Юченкова Т.В. Защита от электромагнитных излучений. -М.: Советское радио, 1972. - 216 с. 17. Руководство по охране окружающей среды в районной планировке / ЦНИИП градостроительства. - М.: Стройиздат, 1980 - 112 с. 18.Немота: Почему власти Белоруссии не добиваются возмещения нальонального ущерба от Чернобыльской катастрофы? //Берегиня, №3 (62). 1998. - С. б и 13. 19. Садельникова О.П., Козлов Ю.Д. Влияние активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационный фон помещений: Учебное пособие, - М. :Энергоатомиздат, 1996. - 160 с.
