Защита населения от акустических загрязнений.

Упругие колебания, распространяющиеся в воздухе, твердой и жидкой средах под воздействием какой-либо возмущающей силы, отно­сят к акустическим колебаниям. В диапазоне частот f = 16 Гц... 20 кГц они воспринимаются нормальным слухом человека и называ­ются звуковыми, с f < 16 Гц - инфразвуковыми, с f > 20 кГц -ультразвуковыми. Беспорядочные звуковые колебания различной физической породы со случайными изменениями по частоте и амп­литуде, которые мешают работе, отдыху и восприятию речи, назы­вают шумом. Важнейшими характеристиками шума являются частота и интенсивность. В зависимости от f различают низкочастотные (с f < 350 Гц) среднечастотные (с f = 351...800) и высоко­частотные (с f > 800 Гц) шумы. Единицей частотного интерва­ла шума является октава: одна октава соответствует интервалу между f₁ и f₂ , отношение которых равно 2 (f₁/f₂= 2). Каждая из 9 стандартизированных октав шума обозначается по своей среднегеометрической f - 31,5; 63: 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000. Если спектр шума (т.е. совокупность всех значений его f) превышает одну октаву, то он называется широкополос­ным; меньше 1/3 октавы с превышением интенсивности шума в этой полосе над соседними не менее 10 дБ - тональным.

Интенсивность шума I (т.е. мощность потока энергии в Вт на 1 м² ) прямо пропорциональная квадрату звукового давления Р (т.е. силе, действующей на единицу площади) и обратно пропор­циональна акустическому сопротивлению среды. При оценке интен­сивности шума пользуются уровнем звукового давления L , а не самой интенсивностью, так как ее прямое определение невозмож­но. В акустике за единицу принят децибел (дБ), а величина L определяется по формуле

L = 20 lg(Рх/Ро ), (5.7)

где Р_X - измеряемый уровень звукового давления (УЗД), Па;

Ро - пороговый УЗД, равный 2-10² Па.

Интенсивность шума I уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния, уровень звука L - обратно пропорционально расстоянию. При удвоении расстояния от источника шума его I уменьшается в 4 раза, а УЗД - в 2 раза или на 6 дВ ( L = 20 lg(Р/0,5Р) = 20lg2=6 дБ). Чем выше f звука, тем больше он ослабляется при удалении от источника за счет молекулярного поглощения. При прохождении препятствия звук может отражаться, поглощаться и пропускаться препятствием. В закрытых помещениях за счет многократного отражения звука от ограждений возникает явление реверберации, т.е. послезвучания.

Шумы могут быть механического, аэро- и гидродинамического и электромагнитного происхождения. В первом случае шум вызыва­ется вибрацией, одиночными и периодическими ударами в сочлене­ниях деталей машин или конструкциях в целом; во втором случае - вихревыми процессами, пульсацией давления при движении в воздухе тел с большими скоростями, гидравлическими ударами, истечением сжатого воздуха и т.п.; в третьем - колебаниями элементов электромеханических устройств (например, ротора и статора). Высокие L создаются вентиляторными и газотурбинными установками, компрессорными станциями и транспортными средс­твами. Шумы могут быть постоянными (величина L изменяется во времени не более чем на 5 дБА) и непостоянными (изменение L во времени более 5 дБА). Для характеристики последних введено понятие эквивалентного (по энергии) уровня звука или L_ЭКВ дБА, с которым студенты знакомятся на лабораторных занятиях [3].

В населенных пунктах РФ основными источниками шума явля­ются все виды транспортных средств и предприятия, не имеющие необходимых, правильно организованных СЗЗ. В них подвержены действий сверхнормативных L_ЭКВ=55...65 дБА и выше более 30% жителей. Например, в Москве зона акустического дискомфорта распространяется на площадь в 5233 га или на 30,3% площади жи­лой застройки, где свыше 3 млн. жителей подвергаются хроничес­кому воздействий высоких L . В Санкт-Петербурге, Екатеринбур­ге, Н.Новгороде и т.д. на транспортных магистралях средние L_ЭКВ= = 73...83 дБА. а максимальные - 90...95 дБА; в жилых домах на примагистральных территориях L_ЭКВ= 62...77 дБА. значительно превышая ПДУ.

Прохождение авиационных трасс над жилой застройкой в зо­нах воздушных подходов аэропортов и военных аэродромов (напри­мер, Москва, Ростов-на-Дону, Хабаровск и др.) способствует увеличению площади акустического дискомфорта. Например, в зону интенсивного шумового воздействия аэропорта Домодедово (Моск­ва) попадают 8 административных центров с общей площадью 900 км². На ней L_ЭКВ достигают в дневное время 80...82 дБА, а в ноч­ное - 78 дБА. В г. Твери существенное превышение L_ЭКВ над ПДУ создают военные самолеты Мигаловского аэродрома: зона интен­сивного шума включает практически весь центр города за исклю­чением его левобережной части.

Высокая шумовая нагрузка вызывает жалобы и функциональные нарушения отдельных систем организма, наблюдаемые у 61% прожи­вающих в таких условиях. Адаптация к высоким уровням шума у человека практически отсутствует, а вызываемое шумом временное повышение порогов слуха (вначале к высокочастотным шумам, а потом и ко всему спектру шума) постепенно становится постоян­ным, т.е. развивается тугоухость. Воздействие шума приводит к повышению утомляемости человека, росту заболеваемости сердеч­но-сосудистыми, нервными и другими болезнями. Наиболее чувст­вителен к шуму детский организм.

Нормативы шума в жилых помещениях, общественных зданиях и на территории жилой застройки установлены в СН 3077-84 [10] и ГОСТ 12.1.036-81. Постоянный шум нормируется по предельным спектрам (ПС) и уровням звука по шкале A L_а в дБA, а непос­тоянный шум - по эквивалентным уровням звука L_АЭКВ в дБА и мак­симальным уровням звука L_AMAX в дБА.

ПС - это У3Д, дБ, в октавных полосах со среднегеометри­ческими f 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Каждый ПС имеет свой индекс, например, ПС-25, где цифра 25 -нормативный УЗД в октавной полосе со среднегеометрической f = 1000 Гц, Уровень L_A используется только для ориентировочной оценки (например, при проверке органами надзора и контроля, вы­явлении необходимости мер по шумоглушению и т.п.). Он связан с ПС зависимостью L_A = ПС + 5, дБA.

Сн 3077-84 [10] и ГОСТ 12.1.036-81 устанавливают следую­щие нормативы в зависимости от времени суток:

1) для жилых комнат квартир, домов отдыха, пансионатов и т.п. с 7 до 23 ч ПС-35 и на = 40 дБА (постоянный шум) или L_АЭКВ= 40 дБА и L_AMAX=55 дБA (непостоянный шум); с 23 до 7 ч ПС-25 и L_A- 30 дБA или L_АЭКВ= 30 дБA и L_AMAX=45 дБА соответственно;

2) для палат больниц и санаториев, операционных больниц с 7 до 23 ч ПС-30 и L_A= 35 дБA или L_АЭКВ= 35 дБА и L_AMAX=50 дБA, а с 23 до 7 ч ПС-20 и L_А = 25 дБA или L_АЭКВ = 25 дБA и L_AMAX= 40 дБA соответственно:

3) для территорий, непосредственно прилегающих к зданиям больниц и санаториев, с 7 до 23 ч ПС-40 и L_А = 45 дБA или L_АЭКВ=

- 45 дБA и L_AMAX 60 дБA, а с 23 до 7 ч ПС-30 и L_A= 35 дБA или L_АЭКВ⁼ 35 дБA и L_AMAX= 50 дБA соответственно для постоян­ного или непостоянного шума:

4) для территорий, непосредственно прилегающих к жилым домам, зданиям поликлиник, домам отдыха, пансионатам, школам и другим учебным заведениям и библиотекам, с 7 до 23 ч ПС-50 и L_A = = 55 дБА или L_АЭКВ = 55 дБА и L_AMAX= 70 дБА. а с 23 до 7 ч ПС-40 и L_А= 45 дБА или L_АЭКВ=45 дБА и L_AMAX= 60 дБА соответственно для постоянного или непостоянного шума.

Измерения активных ЧЗД по ПС, L_A ,L_АЭКВ и L_AMAX осуществляют в строгом соответствии с ГОСТ 23337-78_* , с методикой которых студент знакомится на лабораторных занятиях [3] . Такие замеры выполняют в порядке надзора местные органы Госкомсанэпидемнадзора (районные и городские СЗС), а в порядке контроля - специ­ализированные организации по договорам с учреждениями или об­щественными объединениями. Когда непосредственные измерения шума нельзя выполнить (например, в ходе проектирования микро­районам. используют расчетный метод определения L_А , L_АЭКВ и L_AMAX по методике, изложенной в разделе 8 пособия [2].

Защита от шума помещений зданий и территорий жилой заст­ройки должна соответствовать требованиям СНиП 11-12-77 "Защита от шума" и руководств, разработанных в развитии данного СНиП. Вначале стремятся снизить мощности источников шума, т.е. при­менить менее шумные образцы оборудования и транспорта: обеспе­чить правильный монтаж и своевременное техническое обслужива­ние данного оборудования и транспорта. Кроме того, запрещают в ночное время суток выполнять работы по уборке улиц, дворов и тротуаров от мусора и снега, подавать звуковые сигналы на транспорте и нарушать тишину в помещениях жилых и общественных зданий и на площадках отдыха. Затем применяют строитель­но-акустические методы борьбы с распространяющимся шумом. Для чего используют в зданиях звукоизолирующие ограждающие конс­трукции (ОК), уплотнения по периметру притворов окон, ворот и дверей: рамы с двойным остеклением, звукоизоляцию мест пересе­чения ОК инженерными коммуникациями, звукопоглощающие конс­трукции, экраны, укрытия и кожухи: звукопоглощающие облицовки в газовоздушных трактах вентсистем с механическим побуждением и систем кондиционирования, а также установку глушителей шума вблизи вентилятора, на воздухозаборных и выхлопных системах. При планировке и застройке селитебных территорий городов и других населенных пунктов создают замкнутые кварталы, не пере­секаемые транспортными магистралями: применяют рациональную ориентацию жилых зданий (например, торцами к источнику шума или за нежилым зданием: размещение окон со стороны, противопо­ложной источнику шума, и т.п.), придорожные подпорные, ограж­дающие и специальные защитные стенки с поверхностной плот­ностью 30 кг/м² и более, насыпи и выемки для размещения тран­спортных магистралей а также посадку зеленых насаждений вдоль транспортных магистралей. Последние чаще всего применяют в го­родах и других населенных пунктах. Ширину и тип полосы зеленых насаждений выбирают по табл. 36 СНиП II-12-77 в зависимости от требуемого уровня снижения звука, расчет которого см. в учеб­ном пособии [2] В них используют породы быстрорастущих де­ревьев и кустарников, устойчивых к условиям воздушной среды населенного пункта и произрастающих в соответствующей климати­ческой зоне.

Источниками инфразвука являются механизмы, имеющие часто­ту вращения вала меньше 20 Гц, городской транспорт и т.п. Большая длина волны инфразвука обеспечивает его распростране­ние на значительные расстояния, достигающие десятков тысяч км.

При воздействии инфразвука нарушается пространственная ориентация, появляются головные боли, снижается внимание и ра­ботоспособность. В основе ряда симптомов лежит резонанс внут­ренних органов, имеющих те же резонансные частоты (например, резонанс сердца наступает при f = 7 Гц). ПДE инфразвука в се­литебной зоне установлены СН 4948-89 [10] Нормируемыми пара­метрами постоянного инфразвука на территории жилой застройки являются УЗД L, дБ, в октавных полосах со среднегеометричес­кими f 2, 4, 6, 16 и 31,5 Гц, а непостоянного - эквивалент­ные (по энергии) УЗД L_ЭКВ тех же октавных полосах. Допустимая величина L и L_ЭКВ установлена не более 90 дБ в каждой из ок­тавных полос.

Для снижения уровней инфразвука от промышленных источни­ков на жилой территории следует применять: укрытие оборудова­ния кожухами с повышенной звукоизоляцией в области низких f : увеличение звукоизоляции ОК промышленных сооружений путем по­вышения их жесткости или применения неплоских элементов: глу­шители на воздухозаборных шахтах компрессоров и вентоборудова-ния: повышение скорости движения транспорта.