УДК 628.517.2:625.7/.8(470.40-21)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ШУМОЗАЩИТНОГО ЭКРАНА НА ТРАНСПОРТНОЙ МАГИСТРАЛИ В Г. ПЕНЗЕ

Разживин Владимир Михайлович1, Белякова Елена Александровна2, Мартынова Виктория Михайловна3
1ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства", Кандидат технических наук
2ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства", Кандидат технических наук
3ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет архитектуры и строительства", Студент

Аннотация
Проблема негативного воздействия автомобильного шума на прилегающие к дорогам территории и здоровье человека в настоящее время стоит особенно остро. Целью исследования явилось определение эффективности звукозащитных экранов, расположенных вдоль оживленной улицы г. Пензы. Показано, что установка подобных конструкций позволяет снизить среднее значение уровня звука в часы «пик» и приблизить его к нормативному.

Ключевые слова: автомобильный шум, акустическое загрязнение, источник шума, транспорт, экраны


DETERMINE OF EFFICIENCY OF THE SOUNDPROOFIHG SCREEN ON THE TRANSPORT ROUTE THE CITY OF PENZA

Razzhivin Vladimir Mikhailovich1, Belyakova Elena Aleksandrovna2, Martynova Victoria Mikhailovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of technical sciences
2Penza State University of Architecture and Construction, сandidate of technical sciences
3Penza State University of Architecture and Construction, student

Abstract
The problem of the negative impact of road noise on the territory adjacent to roads and human health is particularly acute at the moment. The aim of the research was to determine the efficiency of sound dampening screens located along the busy street of Penza. It is shown that the installation of such structures can reduce the average value of the sound level in the hours "peak" and bring it closer to the normative.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Разживин В.М., Белякова Е.А., Мартынова В.М. Определение эффективности шумозащитного экрана на транспортной магистрали в г. Пензе // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 6. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/06/53361 (дата обращения: 02.06.2017).

Современный город является источником большого количества антропогенных загрязнений окружающей среды. К ним относятся тепловое, электромагнитное, химическое, акустическое загрязнения, промышленные и бытовые отходы и др. В плане психо-эмоционального влияния на жизнедеятельность людей наиболее негативным является шумовое воздействие. Оно прямо или косвенно оказывает влияние практически на все жизненно важные органы и системы человека.

Основным источником шума (60-80% шумового загрязнения) в городах с развитой транспортной инфраструктурой являются автомобили. Причины шума от автотранспорта следующие: работающий двигатель с неэффективной или неисправной выпускной системой, движущиеся по дороге колеса, плохая аэродинамическая конструкция кузова автомобиля.

Из результатов статистического анализа многочисленных исследований следует, что уровень шума каждые двадцать лет возрастает примерно на 50%. Поэтому для повышения качества жизни в городе необходимо проведение различных мероприятий по снижению шумового загрязнения от транспорта, к которым относятся мероприятия по улучшению технического состояния автомобиля и установка шумозащитных сооружений. В современной России первому вопросу уделяется недостаточно внимания, о чем свидетельствует большое количество автотранспортных средств с неисправной выхлопной системой. Поэтому основным средством борьбы с шумом является возведение отражающих или поглощающих экранов.

После проведения в Пензе в 2013-2014 г.г. реконструктивных работ на ряде магистральных улиц (ул. Суворова, ул. Карпинского, ул. Калинина, ул. Кирова), расположенных в центральной части города, и, выходящих за её пределы, но не менее крупных, ул. Баумана и ул. Терновского, заметно увеличилась пропускная способность транспортных средств и возрос скоростной режим их движения (до 60 км/час). Но вместе с этой положительной динамикой возросла и шумовая нагрузка на жилую застройку.

В соответствии с нормами проектирования СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» на территории, непосредственно прилегающей к жилым зданиям, установлены допустимые уровни звукового давления (эквивалентные) L (дБ) в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 31,5….8000 Гц и уровни звука LА, (эквивалентные уровни звука LАэкв, дБА), представленные в табл. 1.

Целью настоящего исследования явилось определение действительных значений шума:

-        непосредственно у проезжей части на пересечении улиц Терновского и Петровского в наиболее напряженный период времени (часы «пик» – с 17 до 19 часов);

-        на пешеходной части улиц в непосредственной близости от частной застройки жилых домов по указанным улицам, на которых после расширения проезжей части и благоустройства прилегающей территории были установлены шумозащитные экраны.

Идея защиты городских территорий таким приемом не нова. В нашей стране она получила апробацию на отрытых наземных участках метрополитена в Москве, железнодорожных ветках в городской черте, а затем на автомобильных дорогах городского назначения. Снижение шума достигается локализацией цилиндрической по форме звуковой волны от движущегося автомобильного потока, в котором участники движения – грузовые и легковые автомобили создают непостоянный по характеру, но достаточно высокий по уровню LАэкв шумовой фон.

На основании рекомендаций ГОСТ 23337-78 «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий» проводились натурные измерения шума как в непосредственной близости от источника шума, на расстоянии 7,5 м от ближайшего ряда транспортного потока на ул. Терновского в направлении аэропорта (рис. 1), так и за пределами шумозащитного экрана (рис. 2). Измерения шума проводились шумомером-анализатором спектра «Экофозика-110А». Прибор класса I по ГОСТ 17187-2010, МЭК 61672-1, МЭК 61012. Запись измерений производилась методом мультизаписи, позволяющим фиксировать за 4 мин с шагом в 1 с 240 отсчетов или интенсивности движения транспортных средств в количестве более 2000 ед/час. Результаты измерений представлены в табл. 1.

Рис. 1. Схема выбора месторасположения расчетной точки №1
Рис. 2. Схема месторасположения точки №2: 1 – месторасположения сквозного отверстия в нижней части секции экрана

Таблица 1. Допустимые уровни звукового давления (эквивалентные) L, уровни звука LА и результаты натурных измерений

Время суток,

ч

Уровень звукового давления (эквивалентный уровень звукового давления) L, дБ в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами, Гц

Уровень звука LА (эквивалентный уровень звука LАэкв), дБА

Максимальный уровень звука

LАмакс,

дБА

17.00-

17.40 18.03.2015

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Точка №1 (в 7,5 м от ближнего ряда движения)

Изм.1

72,5

70,8

65,0

62,5

56,8

57,9

58,3

54,7

43,3

72,7

82,4

Изм.2

76,2

71,3

65,0

62,5

62,5

55,7

53,0

55,0

41,2

72,6

83,1

Изм.3

75,8

72,3

62,9

63,5

58,6

56,5

57,2

56,1

40,2

71,8

81,8

Среднее значение

74,8

71,5

64,3

62,8

59,3

56,7

56,2

55,3

41,67

72,4

82,4

Точка №2 (в 5,5 м от защитного экрана в сторону жилой застройки)

Изм.1

75,9

74,2

68,4

63,4

55,8

57,1

52,0

41,3

31,2

61,4

69,5

Изм.2

77,5

79,6

78,8

73,0

68,7

61,8

53,6

44,7

33,2

61,4

69,8

Изм.3

75,0

77,2

73,4

68,5

67,8

56,9

50,4

43,2

34,4

60,0

68,8

Среднее значение

76,1

77,0

73,5

68,3

64,1

58,6

52,0

43,1

32,9

60,9

69,4

Нормат.

значение

90

75

66

59

54

50

47

45

44

55

70

Анализ натурных исследований показал следующее.

Результаты измерений в т. 1 (рис. 1) выявили особенности характера шума на пересечении улиц Терновского и Петровского:

-     шум непостоянный, изменяющийся по времени в зависимости от интенсивности движения транспортных средств: автомобили притормаживают или наоборот выезжают пониженных передачах от перекрестка, оборудованного светофором с частотой смены режима «остановка-движение» в 60 с;

-     по эквивалентному уровню LАэкв, дБА шум имеет достаточно высокий уровень, равный 72,4 дБА (правомерно сравнить с нормативными показателями LАэкв =55 дБА для жилой территории (рис. 1), которая располагается на расстоянии 1…1,5 м от точки экспонирования и не защищена экраном);

-     максимальный размах по уровню звука Lмакс, дБА составил 82,4 дБА при нормативном показателе для жилой застройки (рис. 1) L Амакс=70 дБА.

Результаты измерений в т. 2 (рис. 2) за экраном характеризуют шум:

-     как непостоянный;

-     по эквивалентному уровню LАэкв, дБА составляет 60,9 дБА, что больше нормативного значения LАэкв=55 дБА;

-     максимальное отклонение по уровню звука L Амакс= 69,4 дБА, т.е. сравнимо с предельным значением L Амакс =70 дБА;

-     в частотной характеристике на низких, средних и высоких частотах наблюдаются превышения нормативных значений: на частотах 63 и 125 Гц отклонения составляют от 2 до 7,5 дБ; на частотах 250,500 и 1000 Гц от 9,3 до 10,1 дБ.

В измерениях за экраном заметно экранирующее действие защитного сооружения (рис. 3). Оно выражается разностью средних значений:

LАэкв, дБА = (72,4 – 60,9) = 11,3 дБА

и разностью величин максимального уровня звука:

LАмакс = (82,4 – 69,4) = 13 дБА.

Рис. 3. Конструкция звукоизолирующего экрана:

1 – минеральная вата; 2 – органическое стекло; 3 – стальной профилированный лист; 4 – бетонное основание

Действие экрана большей частью основывается на эффекте звукоотражения гладкой (оргстекло) и рассеяния звуковых волн стальной профилированной поверхностью, в меньшей степени – звукопоглощением мощных резонансов, которые могли быть в коробчатой конструкции нижней части экрана, если бы отсутствовала минеральная вата.

Для проверки полученных натурных измерений выполнен расчет вертикального экрана, как плоской однородной конструкции по методике СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» и схем (рис. 2, 4). Сначала была построена графическая модель распространения звуковой волны через плоское вертикальное ограждение в виде треугольника (рис. 4) «источник шума – экран – приемник шума» в масштабе 1:100 [2, с. 224]. Затем определено значение δ, м из выражения δ=(а+b-c), в котором пробег звуковых волн от источника к вершине экрана (а=7,029 м), расстояние от вершины экрана до приемника звука-микрофона (b=5,631 м), а прямое расстояние между источником звука и приемником (с= 12,2 м). Таким образом, δ=(а+b-c) = 0,44 м, а снижение шума экраном составляет ∆ LАэкр. = 15 дБА.

Рис. 4. Расчетная схема определения снижения звука экраном

В прилагаемом расчете разница с измеренными значениями составляет ≈ 4дБ, что более погрешности прибора измерения (±0,7 дБ).

Разницы расчетных значений и результатов фактических измерений объясняется принятой схемой (рис. 4), в соответствии с которой звукоотражающий экран рассматривается бесконечной протяженности. В действительности же подобные придорожные сооружения ограничены по фронту улицы и, как в проведенном исследовании, к тому же имеют дефекты в целостности ограждения (рис. 5).

Рис. 5. Фотография дефекта в целостности звукоизолирующего экрана

Поэтому натурные измерения имели меньшие по абсолютному значению результаты (– 4 дБА) изолирующей способности экрана в отличие от выбранной расчетной модели.


Библиографический список
  1. ГОСТ 23337-78 «Шум. Методы измерения шума на селитебной территории и в помещениях жилых и общественных зданий»
  2. Ковригин С.Д., Крышов С.И. Архитектурно-строительная акустика. М.: Высшая школа, 1986. – 256 с.


Все статьи автора «Белякова Елена Александровна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: