Допустимые уровни звука и звукового давления в жилой застройке

Примечание. Дробью обозначено: вверху для времени суток с 7 до 23 ч, внизу - с 23 до 7 ч.

Объектами шумозащиты являются территории города с нормируемым шумовым режимом. Для проведения акустических расчетов выявляются источники шума (ИШ), выбираются расчетные точки (РТ) на территории защищаемого объекта, определяются пути распространения шума.

Уровни звукового давления в дБА, создаваемые условно точечным источником, в РТ (рис. 4.7) определяются по формуле [48, 64]:

L=L_W + ПН – 20 lgR – 10 lgW - b_a R/1000 +DL_отр - DL_c ,

где L_W – звуковая мощность источника шума, дБ; ПН – показатель направленности источника шума, дБА; R – расстояние от источника шума до расчетной точки, м; W - пространственный угол излучения шума; b_a – коэффициент поглощения звука в воздухе; DL_отр – повышение уровня звукового давления вследствие отражения звука от больших поверхностей (земля, стена), расположенных на расстоянии, не превышающем 0,1R, дБ; DL_с – снижение уровня звукового давления элементами среды, расположенными между источником шума и расчетной точкой, дБ.

Для направленных источников ПН = 0. ПН определяется измерениями или по справочнику. Для источников шума в пространство W = 4p, на поверхности территории или ограждающих зданий и сооружений W = 2p. Каждой октавной полосе соответствует определенное значение коэффициента b_a [48]:

Октавные полосы частот, Гц b_a , дБ/км

63 …………………………………………………… 0;

125 ……………………………………………… 0,3;

250 ……………………………………………… 1,1;

500………………………………………………. 2,8;

1000……………………………………………... 5,2;

2000……………………………………………... 9,6;

4000……………………………………………... 25;

8000……………………………………………... 83.

DL_отр = 3n, где n – число отражающих поверхностей (n £ 3). DL_c определяется по формуле

DL_c = DL_экр + DL_пов + b_зел l ,

где DL_экр – снижение уровня звукового давления экранами; DL_пов – снижение уровня звукового давления подстилающей поверхностью; b_зел – коэффициент ослабления звука полосой лесонасаждений, дБ/м; l – ширина лесополосы, м.

Уровень шума, дБ, от нескольких источников с одинаковым уровнем звукового давления, расположенных на одинаковом расстоянии от расчетной точки, определяется по формуле

L_S = L_i + 10lgn ,

где L_i – уровень звукового давления, дБ (уровень звука, дБА) i-го источника звука; n – число источников.

Если источники шума имеют различные уровни звукового давления (уровни звука), то суммарный уровень шума, дБ, определяется по формуле

L_S = 10lg (10^0,1L1 + 10^0,1L2 +…+ 10^0,1Li) .

Требуемое снижение октавных уровней звукового давления DL_тер , дБ (или уровней звука DL_тер , дБА) в расчетной точке на защищаемой от шума территории определяется как

DL_тер = L_S - L_доп ,

где L_доп – допустимый уровень звукового давления, дБ (уровень звука, дБА).

Основным источником шума на селитебной территории является транспорт. Ожидаемый эквивалентный уровень звука L_{Аэкв.тер}, дБА, создаваемый потоком автомобильного транспорта в расчетной точке у наружного ограждения здания, определяется по формуле [68]

L_{Аэкв.тер} = L_Аэкв - DL_А1 + DL_А2 ,

где L_Аэкв - шумовая характеристика потока автомобильного транспорта, определяемая на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения транспорта, дБА; DL_А1 – снижение уровня шума в зависимости от расстояния от оси ближайшей полосы движения транспорта до РТ, дБА; DL_А2 – поправка, учитывающая влияние отраженного звука, дБА, определяемая в зависимости от соотношения h/B, где h - высота РТ над поверхностью территории, м; В – ширина улицы (между фасадами зданий), м.

Наибольшие уровни транспортного шума наблюдаются у фасада здания на высоте 3…5-го этажей. На высоте 1-го, 2-го этажей уровни шума ниже из-за поглощения звука поверхностью земли и зелеными насаждениями. Поэтому РТ выбирают на высоте 12 м над поверхностью территории, в двух метрах от наружного ограждения.

Шумовая характеристика транспортного потока определяется по формуле

L_Аэкв = 10lgQ + 13,3 lgV + 4 lg(1 + ρ) + DL_А3 + DL_А4 + 15 ,

где Q – интенсивность движения, ед./ч; V – средняя скорость потока, км/ч; ρ - доля средств грузового транспорта и автобусов в потоке, %; DL_А3– поправка, учитывающая вид покрытия проезжей части улицы или дороги, дБА (при асфальтобетонном покрытии DL_А3= 0, при цементобетонном - DL_А3= 3 дБА); DL_А4 – поправка, учитывающая продольный уклон улицы или дороги, дБА.

Для определения уровней шума от потока автотранспорта на примагистральной территории используют также графический метод расчета уровней звука L_Аэкв , разработанный ЦНИИП градостроительства. Кроме того, этим методом рассчитывается уровень шума от трамвайных линий, открытых линий метрополитена, от путей железнодорожного транспорта [11, 69].

Превышение эквивалентного уровня звука DL_тер над допустимым рассчитывается как DL_тер = L_{Аэкв.тер} - L_доп . Результаты расчетов отражают на картограммах (картах-схемах) шумового режима (рис. 4.8) [69].

Рис. 4.8.Картограмма шумового режима застройки:

1 - зоны акустического дискомфорта в помещениях зданий (зачернены); 2 - то же, на территории; 3 - зоны акустического комфорта на территории и в зданиях; 4 - эквивалентные уровни звука в 7,5 м от оси крайней правой полосы движения транспорта

Методы снижения шума. Градостроительные методы защиты селитебной территории от шума включают мероприятия по рациональному проектированию улично-дорожной сети, зонированию территории, организации территориальных разрывов (защита расстоянием), строительству акустических экранов.

Принцип организации территориальных разрывов между источником шума и объектом шумозащиты основан на закономерности снижения уровня звука с расстоянием. При удвоении расстояния от точечного источника звука (например, с 200 м до 400 м) шум уменьшается на 6 дБА. Если источник протяжный, линейный (например, движущийся поезд), то при удвоении расстояния от него шум снижается на 3 дБА (в пределах расстояния, сравнимого с длиной источника).

Принцип работы акустического экрана основан на создании за ним зоны звуковой тени. Шумозащитные экраны размещают на пути распространения звуков. Экранами могут быть естественные элементы рельефа местности – овраги, балки, выемки, холмы, земляные кавальеры, насыпи. Искусственными сооружениями, экранирующими транспортный шум, являются расположенные по краю дороги ограждающие и защитные стенки или барьеры, подпорные стенки, а также стенки на разделительной полосе дороги. Дороги могут размещаться в выемках. Варианты дорожных экранирующих сооружений приведены на рис. 4.9 [46].

Рис. 4.9. Шумозащитные экраны

Шумозащитные стенки-экраны проектируют из различных материалов – монолитного и сборного железобетона, металлических панелей со звукоизолирующей облицовкой. Иногда в полотно панели включают светопрозрачные вставки из акрилового пластика, позволяющие водителям обозревать ландшафт. Экранирующие стенки должны иметь поверхностную плотность не менее 30 кг/м² и могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Эффективность снижения шума прямо пропорциональна высоте и протяженности экранирующих сооружений. Скоростные дороги и магистрали улиц могут располагаться в туннелях.

В качестве шумозащитных экранов используются здания, в помещениях которых допускаются уровни звука более 50 дБА. Это здания нежилого назначения – гаражи, склады, магазины, столовые, кафе и другие учреждения коммунально-бытового обслуживания. В качестве экранов используются жилые и общественные здания. При этом они должны иметь специальную планировку помещений. Со стороны источников шума располагаются подсобные помещения (коридоры, лестничные клетки, кухни, санузлы, вестибюли и прочее), одна из жилых комнат квартиры с числом комнат более двух, а также помещения, функциональное назначение которых допускает превышение уровня шума. Окна домов-экранов со стороны магистральных улиц должны иметь повышенную звукоизоляцию. Дома-экраны обычно имеют значительную длину и высоту. Они защищают расположенные за ними здания и внутриквартальные территории. Дома-экраны могут защищать целый микрорайон (рис. 4.10, 4.11). На перекрестках улиц размещают шумозащитные здания Г-образной конфигурации.

Для защиты городской среды от шума применяются специально сформированные полосы зеленых насаждений. Полосы озеленения должны состоять из очень плотных посадок деревьев, смыкающихся своими кронами. Однако зеленые насаждения – это сезонное, временное средство шумозащиты.

Приемами планировки создаются бестранспортные зоны на жилых территориях. При этом межмагистральные территории жилой застройки должны быть максимально укрупнены. Число перекрестков и других транспортных узлов должно быть по возможности уменьшено. Недопустим сквозной проезд автомобильного транспорта через территорию микрорайона.

Зонирование селитебной территории по отношению к источнику шума – транспортной магистрали - должно предусматривать следующие приемы застройки (рис. 4.10). Вдоль магистральных улиц следует располагать здания предприятий торговли, бытового обслуживания, общественного питания, связи, коммунального хозяйства и здания других учреждений. Перечисленные здания будут выполнять роль шумозащитных экранов, и поэтому располагать их целесообразно без разрывов, используя как единый протяженный комплекс. В случае необходимости в качестве домов-экранов могут быть использованы жилые здания.

Остальная межмагистральная территория, в пределах пешеходной доступности, отводится под жилую застройку. Этажность жилых домов, в случае разноэтажной застройки, должна увеличиваться в глубину примагистральной территории. При размещении жилых зданий необходимо использовать приемы группировки зданий, создающие замкнутые пространства по отношению к источникам шума. Не рекомендуется располагать здания торцами к магистрали, так как такой прием увеличивает зону акустического дискомфорта. Детские сады, больницы, школы должны размещаться в зоне, наиболее удаленной от транспортных магистралей [70].

Рис. 4.10. Размещение шумозащитных зданий на территории микрорайона

Рис. 4.11. Планировка шумозащитного жилого дома

В практике градостроительства методы защиты от внешнего городского шума обычно носят комплексный характер. Градостроительные решения, кроме шумозащиты, направлены также на выполнение других функций – инженерных, архитектурных, санитарно-гигиенических. Например, земляной кавальер является шумозащитным экраном, но кроме этого он используется как озелененный искусственный рельеф.

К технико-технологическим методам относятся мероприятия по снижению шума в источнике; замене шумных источников, конструкций, технологий на малошумные; использованию новейших акустических технологий. Например, электромобиль на 15…20 дБА менее шумен, чем автомобиль с дизельным двигателем. Шум, генерируемый шинами автомобиля, может быть снижен на 3…4 дБА при замене асфальтового покрытия на специальное покрытие с содержанием резины. Разработаны специальные конструкции железнодорожных и трамвайных путей. В конструкции автомобиля используется целый набор шумозащитных элементов.

К административно-организационным методам относятся мероприятия:

· по организации контроля за уровнем шума на городских территориях;

· рациональной организации транспортных потоков, ограничению движения грузовых автомобилей и мотоциклов в определенных зонах города и по времени; запрещению звуковых автомобильных сигналов;

· вынесению шумных предприятий за пределы спальных районов, регламентации по времени шумных источников (например, громкая музыка) или запрещению их работы (например, громкоговорящая связь на сортировочных и грузовых станциях).

Снижение инфразвука в городской среде. Инфразвук – это звуковые колебания и волны с частотами, лежащими ниже полосы слышимых (акустических) частот, до 20 Гц. В отличие от слышимого звука, инфразвук имеет большую длину волны и малую частоту колебаний. Инфразвуковые волны могут свободно огибать препятствия, являющиеся экранами для обычных шумов. Инфразвук распространяется в воздушной среде на большие расстояния, поскольку его поглощение в атмосфере незначительно [71].

Общий (линейный) уровень звукового давления, дБЛин – это величина, измеренная по шкале шумомера «линейная» или рассчитанная путем суммирования уровней звукового давления в октавных полосах частот.

Эквивалентный (по энергии) общий (линейный) уровень звукового давления L_экв , дБЛин, данного непостоянного широкополосного звука – это уровень инфразвука постоянного, который имеет такое же среднеквадратичное звуковое давление, что и данный непостоянный инфразвук в течение определенного интервала времени.

Выделяют широкополосный инфразвук, с непрерывным спектром шириной более одной октавы, и тональный. Различают постоянный инфразвук, уровень звукового давления которого изменяется за время наблюдения не более чем в два раза (на 6 дБ), при измерении по шкале шумомера «линейная» на временной характеристике «медленно», и непостоянный.

Характеристиками постоянного инфразвука являются уровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 2, 4, 8, 16 Гц и общий уровень звукового давления, измеренный по шкале шумомера «линейная», дБЛин. Характеристиками непостоянного инфразвука являются эквивалентные по энергии уровни звукового давления, дБ, в указанных октавных полосах частот и эквивалентный общий уровень звукового давления, дБЛин.

Биологический эффект инфразвука проявляется ответной реакцией всего организма, в которой участвуют преимущественно нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная системы. Отмечают особое влияние инфразвука на психоэмоциональную сферу.

Источники инфразвука. Естественными источниками инфразвука являются землетрясения, извержения вулканов (~ 0,1 Гц), ветры, грозовые разряды (0,25…4 Гц), штормы (~ 10 Гц), северное сияние.

К основным техногенным источникам инфразвуковых колебаний в городах относятся:

· производственный инфразвук, генерируемый работающим оборудованием;

· транспортные потоки, спектры шумов которых содержат инфразвуковые составляющие;

· строительные и дорожные машины.

Основной фон инфразвука в жилой зоне города создают транспортные средства (табл. 4.11) [64]. На территории жилой застройки уровень инфразвуковых колебаний меняется от 80 до 100 дБ. Причем разница между дБЛин и дБА колеблется от 10 до 20…30 дБ. Это характеризует инфразвук, в суммарном шумовом спектре городской среды, от незначительного до ярко выраженного.

Нормируемые параметры предельно допустимых уровней инфразвука на территории жилой застройки определены требованиями СН 2.2.4/2.1.8.583-96 (табл. 4.12) [72]. Следует отметить, что согласно СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [66] измерение и оценка уровня звукового давления инфразвука могут проводиться в дополнение к измерению и оценке шумов, спектр которых охватывает как звуковой, так и инфразвуковой диапазоны.

Снижение уровня инфразвука. Обычно инфразвук сопутствует низкочастотным шумам и вибрациям. Поэтому для снижения его уровня необходимо проводить мероприятия по уменьшению уровня шума и вибрации на территории жилой застройки. Снижение уровня инфразвука в источнике возникновения достигается уменьшением колебаний вибрирующих объектов, пульсации газовых либо гидродинамических потоков.

Таблица 4.11