Пространственная акустика и защита от шума. Часть I

Акустика (от греч. akustikós — слуховой, слушающийся), в узком смысле слова — учение о звуке, т. е. об упругих колебаниях и волнах в газах, жидкостях и твёрдых телах, слышимых человеческим ухом (частоты таких колебаний находятся в диапазоне 16 гц—20 кгц); в широком смысле — область физики, исследующая упругие колебания и волны от самых низких частот (условно от 0 гц) до предельно высоких частот 1012—1013 гц, их взаимодействия с веществом и применения этих колебаний (волн).

Прикладную акустику подразделяют на:

· архитектур­ную, задачи которой заключаются в создании благоприятных условий полноценного восприятия звуков, являющихся полезной информацией

· строительную, целью которой является подавление, ослабление и ограничение распространения нежела­тельных звуков, которые принято называть шумами.

Архитектурная акустика включает в себя естественное звучание и развиваю­щееся озвучение и звукоусиление. Основным акустическим понятием является звуковой поток, мощность кото­рого измеряется в единицах энергии.

Звукопоглощение ограждающей конструкции зависит не только от материала поверхности экрана, но и от его конструкции.

Основные требования к акустическому благоустройству помещений: равномерное звуковое поле с достаточной плотностью звуковой энергии Е; отсутствие фокусирования, мнимых фокусов, эха, стоячих волн; оптимальная реверберация; высокая степень разборчивости речи на всех местах в зале, защита от внешних шумов, проникающих в залы извне.

Равномерность звукового поля достигается комбинированием направленного и диффузного звукоотражения с прямыми звуками. Основное звуковое поле формирует­ся в результате 2—3 отражений звука.

Существенное значение имеет форма разреза и плана зала. При определенных условиях асимметричная в плане форма зала может обеспечить достаточно диффузное звуковое поле и избавить от порхающего эха и стоячих волн.

Реверберация является основным критерием, характеризующим акусти­ческие свойства зала в целом. Остальные критерии являются дополнительными или локальными.

Явление реверберации — процесс формирования и затухания звука после пре­кращения звучания источника в результате многократных отражений от ограждающих поверхностей.

Защита от шума строительно-акустическими методами должна обеспечиваться:
б) в помещениях жилых и общественных зданий:
— рациональным архитектурно-планировочным решением здания;
— применением ограждающих конструкций, обеспечивающих нормативную звукоизоляцию;
— применением звукопоглощающих облицовок (в помещениях общественных зданий);
— применением глушителей шума в системах принудительной вентиляции и кондиционирования воздуха;
— виброизоляцией инженерного и санитарно-тех-нического оборудования зданий;
в) на территории жилой застройки:
— соблюдением санитарно-защитных зон (по фактору шума) промышленных и энергетических предприятий, автомобильных и железных дорог, аэропортов, предприятий транспорта (сортировочных станций, трамвайных депо, автобусных парков);
— применением рациональных приемов планировки и застройки жилых кварталов и районов;
— применением шумозащитных зданий;
— применением придорожных шумозащитных экранов;
— применением шумозащитных полос зеленых насаждений.

На стадии разработки технико-экономического обоснования и генерального плана населенного пункта с целью снижения воздействия шума на селитебную территорию следует применять следующие меры:

— функциональное зонирование территории с отделением селитебных и— дифференциацию улично-дорожной сети по составу транспортных рекреационных зон от промышленных, коммунально-складских зон и основных транспортных коммуникаций;

— трассировку магистральных дорог скоростного и грузового движения в обход жилых районов и зон отдыха;
потоков с выделением основного объема грузового движения на специализированных магистралях;

— концентрацию транспортных потоков на небольшом числе магистральных улиц с высокой пропускной способностью, проходящих по возможности вне жилой застройки (по границам промышленных и коммунально-складских зон, в полосах отвода железных дорог);

— укрупнение межмагистральных территорий для отдаления основных массивов застройки от транспортных магистралей;

— создание системы парковки автомобилей на границе жилых районов и групп жилых домов;

— формирование общегородской системы зеленых насаждений.

На стадии разработки проекта детальной планировки небольшого населенного пункта, жилого района, микрорайона для защиты от шума следует принимать следующие меры:
— при расположении небольшого населенного пункта вблизи магистральной дороги или железной дороги на расстоянии, не обеспечивающем необходимое снижение шума, использование шумозащитных экранов в виде естественных или искусственных элементов рельефа местности: откосов выемок, насыпей, стенок, галерей, а также их сочетание (например, насыпь + стенка).

Следует учитывать, что подобные экраны дают достаточный эффект только при малоэтажной застройке;
— для жилых районов, микрорайонов в городской застройке наиболее эффектным является расположение в первом эшелоне застройки магистральных улиц шумозащитных зданий в качестве экранов, защищающих от транспортного шума внутриквартальное пространство.

В качестве зданий-экранов могут использоваться здания нежилого назначения: магазины, гаражи, предприятия коммунально-бытового обслуживания; однако эти здания, как правило, имеют не более двух этажей, в силу чего их экранирующий эффект невелик. Наиболее эффективны многоэтажные шумозащитные жилые и административные здания.

В качестве шумозащитных жилых зданий могут быть:
— здания со специальным архитектурно-планировочным решением, предусматривающим ориентацию в сторону источника шума (магистрали) подсобных помещений квартир (кухни, ванные комнаты, санузлы), вне квартирных коммуникаций (лестнично-лифтовые узлы, коридоры), а также не более одной комнаты в квартирах с тремя жилыми комнатами и более;
— здания с шумозащитными окнами на фасаде, обращенном в сторону магистрали, обеспечивающими требуемую защиту от шума;
— здания комбинированного типа — со специальным архитектурно-планировочным решением и шумозащитными окнами в комнатах, ориентированных на магистраль.

Шумозащитные здания должны проектироваться и привязываться с обязательным учетом требований инсоляции и нормативного воздухообмена, т. е. здания со специальным планировочным решением непригодны для застройки северной стороны улиц с широтной ориентацией.

Шумозащитные окна должны иметь вентиляционные устройства, совмещенные с глушителями шума. Последнее требование не относится к зданиям с принудительными системами вентиляции или кондиционирования воздуха.

Для обеспечения максимального эффекта экранирования шумозащитные здания должны быть достаточно высокими и протяженными и располагаться возможно ближе к источнику шума. Они должны располагаться на минимальном расстоянии от магистральных улиц и железных дорог с учетом градостроительных норм и звукоизоляционных характеристик наружных ограждающих конструкций.

Во внутриквартальном пространстве в зонах, близких к поперечным осям зданий первого эшелона застройки, следует располагать здания детских дошкольных учреждений, школ, поликлиник, площадки отдыха.

В зонах, расположенных напротив разрывов в зданиях первого эшелона застройки, следует располагать предприятия торговли, общественного питания, учреждения коммунально-бытового обслуживания, связи и т. п.

Шумозащитные экраны для повышения их эффективности должны устанавливаться на минимально допустимом расстоянии от автомагистрали или железной дороги с учетом требований по безопасности движения, эксплуатации дороги и транспортных средств.

Материалы для строительства экранов-стенок должны быть долговечными, устойчивыми к воздействию атмосферных факторов и выхлопных газов.

Звукопоглощающие материалы, используемые для облицовки экранов, должны обладать стабильными физико-механическими и акустическими характеристиками, быть био- и влагостойкими, не выделять вредные вещества.