Транспортный шум и другие физические воздействия.

Наряду с загрязнением воздуха шум стая не менее распростра­ненным следствием технического прогресса и развития транспорта.

Физическая сущность звука заключается в возбужденном ка­ким- либо источником колебании атмосферы (или иной проводящей среды). Ухо реагирует на колебательные процессы с частотой от 20 Гц до 20 кГц. За этими пределами возникает инфразвук и ультразвук, при определенной силе опасные для людей. Музыкальные тона для первой октавы имеют от 440 до 361 Гц. Сочетание чистых тонов создает музыку, а беспорядочная смесь звуков разной частоты -шум.

Сила звука - давление звуковых колебаний (сверх атмосфер­ного), как и любого другого физического действия может изме­ряться мощностью. Используя терминологию физики можно ска­зать, что большегрузный дизельный автомобиль с полезной мощ­ностью более 200 кВт является источником акустического излуче­ния мощностью примерно 10 Вт. Изменение уровня звука на 5 дБа соответствует звуковому давлению на 0,01 Па. Такое изменение достаточно резко ощущается дня низких звуков, меньше - для вы­соких.

Уровень шума измеряют в специальных единицах - децибеллах (дБа), соответствующих логарифму отношения данной вели­чины звука к порогу слышимости. Это означает, что увеличение уровня шума на 10 дБа соответствует ощущению роста в два раза.

Существует шкала уровней шума от разных источников: 90 дБа - предел нормального физио­логического восприятия человека, дальше уже начинаются болезнен­ные явления. Ведь 120 дБа - это избыточное давление в 20 Па.

Воздействие транспортного шума на окружающую среду, в первую очередь, на среду обитания человека, стало проблемой. Около 40 млн. населения России проживает в условиях шумового дискомфорта, причем половина из них испытывает воздействие шума более 65 дБа.

Общий уровень шума на наших дорогах выше, чем в запад­ных странах. Это объясняется большим относительным числом грузовых автомобилей в составе транспортного потока, для кото­рых уровень шума на 8-10 дБа (т.е. примерно в 2 раза) выше,чемлегковых. Ниже у нас и нормативные требования к выпускаемым автомобилям. Но главная причина заключается в отсутствии кон­троля за уровнем шума на дорогах. Требование ограничения шу­ма отсутствует даже в Правилах дорожного движения. Неудиви­тельно, что неправильное обустройство грузовых машин, прице­пов к ним, небрежная укладка и плохое крепление грузов стало массовым явлением на дорогах. Порой тяжелый грузовик с одно­осным прицепом, везущий два десятка газовых труб, создаетшумабольше, чем самый крутой поп-оркестр, работающийна порогеболевых ощущений и психического расстройства.

Считается, что в городских условиях 60-80%шума создаетдвижение транспортных средств.

Источниками шума в движущемся автомобиле являются по­верхности силового агрегата, системы впуска и выпуска, агрегаты трансмиссий, колеса в контакте с дорожным покрытием, колеба­ния подвеска и кузова, взаимодействие кузова с потоком воздуха. В шумовых характеристиках проявляется общий технический уровень и качество автомобиля и дороги.

Основными мероприятиями по снижению транспортного шума, которые следует сравнивать по затратам, являются:

-исключение пересечений транспортных потоков, обеспечение равномерного свободного движения;

-снижение интенсивности движения, запрет грузового движе­ния в ночное время;

-удаление транзитных магистралейи дорог с грузовым дви­жением из жилых зон;

-устройство шумозащитных сооруженийи (или) зеленых на­саждений;

-создание на придорожной территории защитных полос вдоль дорог, застройка которых допустима только для сооружений без санитарных ограничений шума.

Запрет грузового движения дает снижение уровня шума примерно на 10 дБа. Аналогичный эффект дает исключение дви­жения мотоциклов. Ограничение скорости движения ниже50км/час, как правило, не дает снижения шума.

Транспортные факторы: интенсивность, состав, скорость дви­жения, эксплуатационное состояние автомобилей, вид перевозимых грузов оказывают наибольшее влияние на уровень шума. Немалое значение имеют и дорожные факторы. Для грузовых машин наи­больший шум создает двигатель, особенно когда ему приходитсяработать на пониженных передачах. Но для легковых машин важнее шум качения. Конечно, вряд ли можно ожидать, что в целях сокраще­ния шума будут ограничивать мощность грузовиков или снижать сцепление шин с покрытием, уменьшая этим безопасность движения на высоких скоростях. Проведенные в ФРГ исследования не выявили особого преимущества пористых или очень гладких покрытий, хотя по данным МАДИ шероховатые покрытия, особенно в мокром со­стоянии, могут увеличивать шум на 5-7,5 дБа.

Для оценки уровня транспортного шума используют ГОСТ 20444-85 «Шум. Транспортные потоки. Методыизмерения шумовой характеристики» и ГОСТ 27436-87«Внешний шум транспортных средств. Допустимые уровни и методы измерений».

СНиП 2-12-77 «Защита от шума» приводит допустимые величины эквива­лентного звукового давления (уровни шума) в соответствии с действующими санитарными нормами. В рассматриваемых нами задачах имеют значение пре­дельные показатели для следующих условий:

Территории больниц, санаториев, непосредственно примыкающих к зда­нию...35 дБа.

Территории, непосредственно прилегающие к жилым домам (2 м от ограж­дающих конструкций), площадки отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадки детских дошкольных учреждений, участки школ... 45 дБа.

Для шума, создаваемого транспортными средствами, допускается прини­мать эквивалентный уровень звука на 10 дБа выше, 5 дБа допускается добав­лять при прокладке дорог в существующей застройке. В дневное время суток с 7 до 23 часов предельная величина увеличивается еще на 10 дБа. К этому отрезку времени относится и расчетная максимальная интенсивность движения. Таким образом, расчетная величина допустимого уровня эквивалентного звука со­ставляет 70 дБа для жилых территорий и 60 дБа для лечебных учреждений.

Зависимость уровня шума от интенсивности и состава дви­жения приводится в таблице 6:

Таблица 6

Физические модели, используемые при расчете распро­странения шума, значительно проще, чем для газовых выбро­сов, и дают достаточно достоверные, проверенные натурными замерами результаты. Такие расчеты проще всего выполнять по СНиП 2-12-77, но в последние годы, получила распростра­нение разработанная проф. П.И.Поспеловым на основе боль­шого объема исследований, с учетом зарубежных данных мето­дика, учитывающая практически все существенные дорожные факторы. Разработаны программы для расчетов на ЭВМ. Ны­не эта методика применяется ведущими дорожными проектны­ми организациями.

5. Защита от транспортных загрязнений.

Ранее было достаточно подробно описаны влияние на загрязнения транспортных факторов и указаны возможности их регулирования.

Каковы же способы инженерной защиты?

Наиболее распространенным и вполне логичным способом защиты является создание вдоль дорог полосы зеленых насажде­ний. Плотная зеленая стена лиственных деревьев с подростом и кустарником в нижнем ярусе изолирует транспортный коридор, дает дополнительную площадь озеленения, особенно полезную в городских и промышленных зонах. Далее мы рассмотрим способы устройства растительных защитных полос.

Конечно, у этого метода есть и свои недостатки. Специали­сты по безопасности движения считают, что однообразные стены вдоль дороги, хотя и зеленые, утомляют водителя, закрывают ок­рестности. За зелеными насаждениями нужен постоянный уход. У нас, зачастую, он не выполняется, и защитная полоса превращается в свалку мусора или дикий бурелом.

Эффективность зеленых насаждений в защите от шума и га­зов часто переоценивают. СНиП 2-12-77 приводит следующие значения дорожной шумозащиты при высоте деревьев 8-10 м:

Таблица 7

Эти величины представляются несколько завышенными, особенно для зимнего времени.

Экологически обоснованное решение представляют земляные валы. Их можно вписать в ландшафт, придать естественный вид. Однако из-за занимаемой территории валы могут иметь большую стоимость, чем защитные экраны. Исследования, проведённые в Германии, показали, что при небольшом расстоянии до защищаемых объектов выгоднее применять эстакады, чем выемки, поскольку на эстакаде проще разме­щаются защитные экраны, неприменимые для выемок из архитек­турных соображений. Но на свободной территории выемки ока­зываются проще и дешевле.

Эффективность защитного экрана зависит от возвышения верхнего его края над линией, соединяющей источник шума и за­щищаемую точку. Наилучший результат, естественно, получается, если эстакада имеет высоту, сравнимую с высотой жилых домов.

Рис. 1 Защитный экран из сборных бетонных панелей с керамзитобетонным наружным слоем

При размещении экранов с двух сторон происходит отраже­ние звуковых лучей. Они должны поглощаться или отражаться в таком направлении, чтобы не попадали в защищаемый места. Поглощение достигается применением определенных материалов или структурированием поверхности. Регулирование направления от­ражения производится путем наклона ограждающих панелей в наружную сторону.

В отечественной практике еще не накоплен опыт применения шумозащитных ограждений различных видов. Известны примеры использования типовых сборных конструкций из железобетона - конечно, это наименее эффективный вариант.

Приведем несколько примеров зарубежного опыта. Прозрачный экран, несмотря на значительную вы­соту, не создает впечатления замкнутого пространства, негативно влияющего на психологическое состояние водителей. Свободный обзор ландшафта - один из основных принципов архитектурного проектирования дороги.

Другой путь эстетического оформления ограждений - приме­нение различных цветов, фактуры поверхности. Последнее дает возможность улучшить акустические показатели конструкции. На рис. 1 показано ограждение из двухслойных панелей с керамзитобетонным шумопоглощающим покрытием яркой окраски. По­верхности панели может быть придана рельефно-волнистая фак­тура, что улучшает рассеяние шума. Вариант прозрачного экрана (рис.2) с панелями из армированно­го модифицированными полиамидными волокнами парагласса обладает высокой прочностью и устойчивостью к по­годным воздействиям. Параглассовые па­нели имеют толщину 15 или 20 мм и изготавливаются в метал­лических рамах.

Рис. 2 Архитектурная выразительность прозрачного шумозащитного экрана