Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Методические рекомендации Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населен  
16.07.2018
    
Методические рекомендации Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населен

ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ

Утверждено распоряжением

Минтранса России

№ ОС-362-р от 21.04. 2003 г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ОЦЕНКЕ НЕОБХОДИМОГО СНИЖЕНИЯ
ЗВУКА У НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ
И ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ
АКУСТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЭКРАНОВ С УЧЕТОМ ЗВУКОПОГЛОЩЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА

(РОСАВТОДОР)

Москва 2003

СОДЕРЖАНИЕ

 TOC o "2-3" h z "Заголовок 1;1" Предисловие. 1 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700360033000000

1. Общие положения. 2 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700360034000000

2. Порядок определения и оценки необходимого снижения уровня звука у населенных пунктов. 2 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700360035000000

3. Определение требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. 6 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700360036000000

4. Выбор конструктивного исполнения шумозащитного экрана и технологические основы его проектирования. 15 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700360037000000

5. Рекомендации по определению шумовых характеристик автотранспортных потоков. 28 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700370030000000

Приложения. 31 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700370032000000

Приложение 1 Некоторые сведения из акустики. 31 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700370034000000

Приложение 2 Перечень основных нормативно-технических документов. 34 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700370036000000

Приложение 3 Рекомендуемая форма технического задания на разработку шумозащитного экрана. 35 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700370038000000

Приложение 4 Рекомендуемая форма акустического обоснования мероприятий на этапе проектирования шумозащитных средств. 36 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700380030000000

Приложение 5 Акустическое обоснование применения шумозащитного экрана. 37 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700380032000000

Пример расчета. 37 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700380033000000

Список принятых обозначений. 44 08D0C9EA79F9BACE118C8200AA004BA90B02000000080000000D0000005F0054006F006300350033003800330031003700380037000000

Предисловие

Методические рекомендации разработаны в развитие Руководства по расчету и проектированию средств защиты застройки от транспортного шума и содержат Методические рекомендации определения и оценки необходимого снижения уровня звука экранами у населенных пунктов, а также включают ключевые проблемы выбора и расчета параметров экрана, обеспечивающих требуемое снижение шума при его конструктивном исполнении.

Методические рекомендации разработаны НИИСФ РААСН при участии ЗАО «Компания Дорожные технологии», ДГУП «Инновационно-технологический центр», ООО «Эварс Стайл» (авторы: д-р техн. наук Осипов Г.Л., канд. техн. наук Шубин И.Л., академик Международной академии транспорта Попов В.А., канд. техн. наук Лебедев В.И., ст. научный сотрудник Аистов В.А.).

При разработке Методических рекомендаций использованы результаты сравнительного анализа рассматриваемых акустических методик различных стран и организаций, в том числе Международной организации стандартизации (ИСО) и Международной электротехнической комиссии (МЭК): стандарты ИСО 1996, ИСО 9613; стандарты МЭК 60804, МЭК 61672.

1. Общие положения

1.1. Настоящие Методические рекомендации ориентированы на применение при проведении акустических расчетов по оценке степени шумового дискомфорта у примагистральных населенных пунктов и разработке мероприятий для обеспечения нормативных уровней шума, установленных санитарными нормами.

1.2. Защита примагистральных жилых и общественных зданий от транспортного шума осуществляется по следующим основным направлениям:

·       источники шума - конструктивными и административными методами (создание и применение малошумных транспортных средств, регламентация времени, скорости их работы, запрет транзитного транспорта, ограничение грузового транспорта);

·       средства защиты - архитектурно-планировочными и конструктивными методами (применение наружных ограждающих конструкций);

·       пути распространения шума от источника до объекта шумозащиты - инженерно-строительными методами и средствами.

Настоящие Методические рекомендации разработаны применительно к акустическим экранам (шумозащитным придорожным экранам), снижающим шум на пути его распространения.

1.3. Выбор тех или иных средств защиты от шума, определение необходимости и целесообразности их применения следует производить на основе расчета необходимого снижения уровня звука на селитебной территории и определения требуемой эффективности экранов с учетом звукопоглощения.

2. Порядок определения и оценки необходимого снижения уровня звука у населенных пунктов

2.1. Для расчета требуемого снижения транспортного шума и проектирования средств защиты от него застройки необходим рациональный перечень исходных данных.

Рациональный перечень исходных данных для расчета ожидаемых уровней шума в расчетных точках на территории населенных пунктов определяется типом учитываемых источников внешнего городского шума, особенностями планировочной структуры и рельефа местности населенного пункта, назначением защищаемых от шума объектов и участков территории.

Одним из основных, наиболее распространенных источников внешнего шума на территории населенных пунктов (городов) являются потоки легковых и грузовых автомобилей и общественного транспорта на улично-дорожной сети населенного пункта (города).

Исходным шумовым параметром автотранспортного потока, необходимым для проведения различных акустических расчетов, является его шумовая характеристика.

В качестве шумовой характеристики автотранспортного потока ГОСТ 20444-85 [1] установлен эквивалентный уровень звука, создаваемый потоком на расстоянии 7,5 м от оси ближайшей полосы движения автотранспорта и на высоте 1,5 м над уровнем проезжей части.

Шумовые характеристики автотранспортных потоков определяются для всех стадий проектирования расчетными методами. Лишь для настоящего периода они могут быть определены также и методом натурных измерений [1]. Однако такие измерения в масштабах всего населенного пункта (города) очень трудоемки, требуют больших затрат времени и финансов, что значительно затрудняет или делает даже невозможным в ряде случаев их проведение в полном объеме. Поэтому при оценке шума транспортных потоков в настоящий период часто применяют также расчетные методы. Для повышения надежности этих методов в условиях каждого конкретного населенного пункта нередко проводят выборочные измерения шумовых характеристик транспортных потоков и по ним корректируют расчетную методику, добиваясь наилучшей сходимости результатов расчетов с результатами натурных измерений.

Исходными данными для расчета шумовых характеристик автотранспортных потоков являются:

·       интенсивность движения автотранспорта в часы пик дневного времени и наиболее шумный час ночного времени, натуральные ед./ч;

·       суммарная доля грузового и общественного транспорта в потоке, %;

·       средняя скорость движения автотранспорта в потоке, км/ч.

Для повышения точности расчета шумовых характеристик автотранспортных потоков необходимо учитывать ряд дополнительных параметров рассматриваемых магистралей, таких как:

·       продольный уклон проезжей части магистрали (улицы, дороги);

·       тип верхнего покрытия проезжей части;

·       ширина разделительной полосы;

·       число полос движения транспорта;

·       длительность светофорного цикла вблизи перекрестков (разрешающая/запрещающая фаза светофора);

·       тип застройки по обе стороны магистрали.

Кроме шумовых характеристик автотранспортных потоков, для расчетов ожидаемых уровней шума в расчетных точках на территории и в застройке населенных пунктов необходима следующая исходная информация:

·       планировочная подоснова населенного пункта (города) с указанием расположения всех учитываемых автотранспортных магистралей;

·       на планировочной подоснове должны быть показаны функциональные зоны или защищаемые от шума объекты (в соответствии с масштабом карты) и должен быть установлен допустимый для них уровень звука в соответствии с санитарными нормами (СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [2]);

·       для каждой автотранспортной магистрали должны быть выделены участки с характерными параметрами движения и состава транспортных потоков и рассчитаны их шумовые характеристики;

·       для выполнения акустических расчетов необходимо дополнительно определить по проекту вертикальной планировки территории отметки высот проезжей части магистралей, расчетных точек, основания проектируемого экрана.

2.2. Для оценки ожидаемого шумового режима на участке территории населенного пункта, который необходимо защитить от автотранспортного шума с помощью экрана, и определения основных акустических и конструктивных параметров шумозащитного экрана нужно выполнить следующие действия:

·       на основании анализа ситуационного плана рассматриваемого участка городской территории выявить автотранспортные магистрали, на которых потоки автомобилей являются основными источниками шума, воздействующего на данную территорию и расположенные на ней жилые и общественные здания;

·       условно разбить рассматриваемый участок территории на отдельные подучастки, отличающиеся по условиям генерации и распространения шума. В случаях, если между транспортной дорогой и расчетной точкой расположены экраны, или дорога (улица) на рассматриваемом участке резко изменяет свое направление, или шум в расчетную точку поступает от двух или большего числа дорог (улиц), то производят разбивку территории на участки, отличающиеся условиями распространения шума. При этом поступают следующим образом. Из расчетной точки на плане территории проводят лучи через края экранов (например, существующих зданий), через точки пересечения (или резкого изменения направления) улиц до пересечения с осями этих улиц. При этом получается ряд дополнительных участков, для каждого из которых следует провести самостоятельный акустический расчет;

·       для каждого выделенного подучастка рассчитать шумовые характеристики относящихся к нему автотранспортных магистралей;

·       выбрать расчетные точки в наиболее характерных местах намеченных подучастков территории, а также в необходимых случаях и в помещениях жилых и общественных зданий;

·       рассчитать ожидаемые уровни шума в расчетных точках. Если шум в расчетную точку попадает от нескольких подучастков, то для каждого подучастка выполняется свой самостоятельный расчет, полученные результаты затем энергетически суммируются;

·       определить требуемое снижение уровней шума в расчетных точках путем сравнения рассчитанных ожидаемых уровней шума с уровнями, допустимыми по санитарным нормам [2];

·       с учетом требуемого снижения уровней шума определить требования к параметрам и конструкции проектируемого шумозащитного придорожного экрана.

При расчете уровней шума на площадках детских дошкольных учреждений, на участках школ, на площадках отдыха микрорайонов, кварталов и групп жилых домов, на территориях больниц и санаториев расчетные точки выбирают на ближайшей к источнику шума границе площадок на высоте 1,5 м над уровнем их территории. При произвольном расположении расчетной точки на территории населенного пункта ее высота принимается также равной 1,5 м.

Расчетные точки на территориях, непосредственно прилегающих к жилым и общественным зданиям, выбирают согласно [4] на расстоянии 2 м от фасадов зданий как со стороны уличного, так и со стороны дворовых фасадов на уровне середины окон первого и последнего этажей зданий. Если расстояние от источника шума до здания составляет свыше 100 м, то можно ограничиться только одной расчетной точкой на уроне верхнего этажа. При наличии экранирующих сооружений ряд расчетных точек должен выбираться в зоне акустической тени за экранами.

2.3. Расчет ожидаемых уровней шума в расчетных точках на территории и внутри помещений

2.3.1. Ожидаемый уровень звука (LAр.т)в расчетной точке от каждого подучастка рассчитывают по формуле

LAр.т. = LAэкв. - LAрас. - LAвоз. - ∆Lв/т - LAпок. - LAзел. - LAэкр. - LAзастр. - LAотр. - ∆LAα, дБА,                                                                                                                                               (2.1)

где LAэкв. - шумовая характеристика автотранспортного потока, на магистрали, проходящей по соответствующему подучастку, дБА;

LAрас. - снижение уровня шума автотранспортного потока, в зависимости от расстояния между ним и расчетной точкой, рассчитывается по формуле (2.2), дБА;

LAвоз. - снижение уровня шума, вследствие его затухания в воздухе, рассчитывается по формуле (2.3), дБА;

Lв/т - поправка, учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука, рассчитывается по формуле (2.4), дБА;

LAпок. - снижение уровня шума, вследствие его поглощения поверхностью территории, рассчитывается по формуле (2.5), дБА;

LAзел. - снижение уровня шума полосами зеленых насаждений рассчитывается по формуле (2.7), дБА;

LAэкр. - снижение уровня шума экранирующими препятствиями (зданиями, насыпями, холмами, выемками, искусственными экранами и т.п.) на пути звуковых лучей от автомагистрали к расчетной точке рассчитывается по разделу 2, дБА;

LAотр. - поправка, учитывающая отражение звука от ограждающих конструкций зданий (обычно принимают равной 3 дБА), дБА;

LAα - поправка, учитывающая снижение уровня шума вследствие ограничения угла (α) видимости улицы (дороги) из расчетной точки, рассчитывается по формуле (2.8), дБА.

2.3.2. Вспомогательные величины, входящие в вышеуказанные формулы, определяются следующим образом.

Снижение уровня шума источника (LAрас.) с расстоянием равно:

LAрас. = 10lg(R/R0), дБА                                                        (2.2)

где R - расстояние от акустического центра автотранспортного потока до расчетной точки, м;

R0 = 7,5 м - для автотранспортных потоков.

2.3.3. При расчетах снижения шума с расстоянием акустический центр автотранспортного потока принимается расположенным по оси ближайшей к расчетной точке полосы движения транспорта и на высоте 1 м над уровнем проезжей части магистрали.

2.3.4. Снижение уровня шума, вследствие его затухания в воздухе (LAвоз), при выполнении акустических расчетов, связанных с санитарно-гигиенической оценкой зашумленности территории транспортными источниками, может быть рассчитано по формуле, в которой в скрытом виде учтены усредненные зависимости коэффициента поглощения звука от температуры и влажности воздуха, полученные на основании статистической оценки большого объема экспериментальных данных [3]:

LAвоз. = 0, дБА, для f = 63 Гц,

LAвоз. = 6·10-6·f, дБА, для f = 125 - 8000 Гц,                                  (2.3)

где f - среднегеометрическая частота октавной полосы в нормируемом диапазоне среднегеометрических частот от 63 до 8000 Гц.

2.3.5. Поправка (∆Lв/т), учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука, может быть вычислена по формуле

Lв/т = 3/[1,6 + 105(1/R)2], дБА,                                                 (2.4)

где R - расстояние от акустического центра источника шума до расчетной точки. Эта формула выведена при усреднении по различным температурным условиям и в предположении, что частота всех направлений ветра равновероятна.

2.3.6. В случае покрытия поверхности территории травой (газоны) или снегом или наличия рыхлого грунта следует дополнительно учитывать поглощение звука поверхностью территории (LAпок) с помощью следующих формул:

                                                      (2.5)

где

                                                        (2.6)

d   - расчетное расстояние, равное d = 1,4·R, м;

Ни.ш. и Нр.т.  - высоты источника шума и расчетной точки над уровнем территории, м.

Если при расчете по формуле (2.6) δ оказывается меньше единицы, то принимают Lпок. = 0.

В случае акустически жесткой поверхности (асфальт, бетон, плотный грунт, вода) Lпок. во всех случаях равно нулю.

2.3.7. При посадке деревьев с плотным примыканием крон и сплошным заполнением подкронового пространства кустарником, т.е. при устройстве так называемой шумозащитной полосы зеленых насаждений, обеспечиваемое ею снижение шума можно рассчитать по формуле

Lзел. = αзел.В,                                                                  (2.7)

где αзел. - постоянная затухания звука в зеленых насаждениях,

В  - ширина шумозащитной полосы зеленых насаждений, м.

При отсутствии точных данных принимают среднюю величину αзел. = 0,08 дБ/м.

Эта формула справедлива при ширине полосы не более 100 м. При большей ширине полосы увеличение ∆Lзел. значительно замедляется и затруднительно для прогнозирования.

При обычной посадке зеленых насаждений их шумозащитный эффект выражен слабо и практически может не учитываться. Посадка хвойных пород деревьев эффективно снижает шум в течение всего года, посадка лиственных пород - только в летний период.

2.3.8. Поправка, учитывающая ограничение угла видимости магистрали из расчетной точки, рассчитывается по формуле

LAα = 10lg(α/180), дБА.                                                       (2.8)

2.3.9. Снижение уровня шума (LAэкр.) экранирующими препятствиями на пути звуковых лучей от источника шума к расчетной точке рассчитывается с учетом типа экрана.

2.3.10. При воздействии на расчетную точку на территории нескольких источников внешнего шума вначале определяют шумовое воздействие каждого отдельного источника по формуле (1), а затем производят энергетическое суммирование их шумовых воздействий:

                                                    (2.9)

где i - номер отдельного источника внешнего шума;

Lтерр.Aр.т.i - уровень шума, создаваемый i-м источником шума, дБА;

n - общее число воздействующих источников шума.

2.3.11. Ожидаемый уровень звука в расчетных точках внутри помещения может быть определен по формуле

Lпом.Aр.т. = Lтерр.Aр.т.сум. - ∆LAок.,                                               (2.10)

где Lтерр.Aр.т.сум. - суммарный уровень звука от всех внешних источников в 2-х м снаружи ограждений (окон) помещения;

LAок. - снижение шума конструкцией окна.

Обычно при расчетах в качестве LAок. принимают снижение шума окном при открытой форточке (узкой створке, фрамуге), как это требуется санитарными нормами [2] из условий вентиляции жилых помещений.

Согласно [3] LAок. = 10 дБА. Однако исследования показали, что фактически для меблированных жилых комнат и рабочих кабинетов LAок. = 15 дБА. В случае применения в зданиях шумозащитных окон, снабженных вентиляционными устройствами с повышенной звукоизоляцией, LAок. может составлять до 30 - 40 дБА, что позволяет во многих случаях обеспечивать нормативный шумовой режим в помещении даже при достаточно высоких уровнях шума.

2.3.12. Требуемое снижение уровней звука автотранспортного потока (LAтр.)для расчетных точек на селитебной территории равно:

LAтр. = Lтерр.Aр.т. - LAдоп.терр., дБА,                                        (2.11)

а для расчетных точек в помещениях зданий равно:

LAтр. = Lпом.Aр.т. - LAдоп.пом., дБА.                                       (2.12)

Это требуемое снижение (LAтр.) шума автотранспортного потока можно обеспечить с помощью сооружения придорожного шумозащитного экрана, акустическая эффективность которого (LAтр.экр.) должна быть не ниже чем LAтр.

3. Определение требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения

3.1. Одним из наиболее эффективных строительно-акустических средств защиты от транспортного шума селитебной территории и застройки является сооружение придорожных шумозащитных экранов.

3.2. Основным оценочным параметром экрана является его акустическая эффективность, на которую оказывают влияние многие факторы, характеризующие как сам экран, так и источник шума, и параметры окружающей среды.

Особую роль при этом играют факторы, связанные со звукопоглощением в среде. Механизмы этого поглощения могут быть различными, связанными с поглощением звука атмосферой, влиянием ветра, влажности воздуха, температурных градиентов, турбулентностей, зеленых насаждений и т.п.

3.3. Факторный анализ условий распространения шума автотранспортных потоков в окружающей среде при наличии экранов и с учетом звукопоглощения характеризует рассматриваемый сложный процесс во взаимосвязи с физическими явлениями, к числу которых в первую очередь следует отнести: расхождение звуковой энергии или дивергенцию, интерференцию, дифракцию, поглощение звука элементами внешней среды и др. Все эти явления оказывают существенное влияние на звуковое поле на селитебной территории и в застройке и должны учитываться при его расчете.

Картина значительно усложняется, когда на пути звуковых лучей от транспортной магистрали до расчетной точки имеются экранирующие сооружения. В качестве таких сооружений могут выступать холмы, насыпи, овраги, выемки, здания, искусственные стенки и т.п., за которыми образуется акустическая тень. Теоретически уровень звука в акустической тени должен быть значительно ниже уровня шума источника (на величину звукоизоляции экранирующей конструкции). Однако в зоне звуковой тени шум от магистрали, экранируемой экраном, исключается не полностью.

Проникание звуковой энергии за экран зависит от соотношения между размером препятствия и длиной волны. Чем больше длина звуковой волны (λ), тем меньше при данном размере препятствия область тени.

3.4. Проникание звука за экран обусловлено дифракцией звука на верхней и боковых (при не очень длинных экранах) кромках экрана. Строгий расчет дифракции звука на экране в общем виде представляет очень сложную задачу, разрешимую лишь для отдельных частных случаев. Одно из таких частных решений было получено Зоммерфельдом и Макдональдом [1] применительно к полубесконечному экрану:

                                        (3.1)

где

 при

и - в остальных случаях;

 при

и  - в остальных случаях;

H1(1)  - функция Ганкеля первого рода первого порядка;

r0, θ0, z  - цилиндрические координаты точечного источника шума;

r, θ, z - цилиндрические координаты расчетной точки.

Несколько более точные результаты, в том числе и для линейных источников, могут быть получены с помощью теории дифракции Френкеля-Кирхгофа [2]

Lэкр. = -10 lg[DF]2,                                                         (3.2)

где

              (3.3)

где c(u1), c(u2), s(v1), s(v2) - интегралы Френеля.

Впоследствии Маекавой [3], на основании обобщения многочисленных экспериментальных данных, была разработана более удобная для практического применения формула, дающая небольшую погрешность:

                                                   (3.4)

где N - число Френеля.

Сравнение результатов расчетов по (3.4) с экспериментальными данными показало, что погрешность не превышает 3 дБ, что является достаточно хорошей точностью при акустических расчетах.

3.5. Для повышения точности расчетов в математическую модель экранирующего эффекта (3.4) должны быть внесены некоторые поправки в зависимости от типа экрана.

При экране в виде вертикальной стенки

N = 2δ/λ, δ = α + в - с,                                                         (3.5)

где δ - разность хода звуковых лучей через кромку экрана и через сам экран непосредственно,

                                                    (3.6)

                                                       (3.7)

                                               (3.8)

α - кратчайшее расстояние между акустическим центром источника шума и верхней кромкой экрана;

в - то же, но для расчетной точки за экраном;

с - расстояние между акустическим центром источника шума и расчетной точкой.

Найденное по (3.5) значение N подставляется в формулу (3.4).

3.6. При расчете акустической эффективности экрана-здания его дворовый фасад рассматривают как экран-стенку (расчеты по формулам (3.4) - (3.8), подставляя вместо r1 (r1 + ∆w), ∆w - ширина здания). К найденной величине добавляют поправку (К), учитывающую дифракцию звука на верхних и боковых кромках экрана. Величина этой поправки определяется по графикам из [4].

В случае экрана-насыпи или экрана-выемки необходимо учесть дополнительно влияние DL склонов на снижение уровней звука, которое определяется по табл. 3.1 в зависимости от угла (θ) между склоном и горизонтальной площадкой насыпи (выемки).

Таблица 3.1

Поправка на влияние крутизны склонов насыпи (выемки) на снижение уровней шума

Внешний угол θ, градусы

210

225

240

255

Поправка DL, дБА

6

5

3

1

3.7. Математическая модель экранирующего эффекта насыпи описывается формулой

Lэкр.нас. = ∆Lст. + К(lgw + 0,7) - DL,                                       (3.9)

для выемки:

Lэкр.в. = ∆Lст. - DL, дБА.                                                  (3.10)

3.8. Автотранспортные магистрали можно рассматривать как линейный источник шума, т.е. в виде равномерно излучающей прямой линии большой длины. Такой источник излучает цилиндрические волны, в которых уменьшение уровня звука при удвоении расстояния составляет всего лишь 3 дБА и определяется уравнением

L = L0 - 10 lg(r/r0),                                                            (3.11)

где r0 = 7,5 м.

В дальнем свободном звуковом поле, создаваемом транспортным потоком в безграничной однородной атмосфере без поглощения, звук распространяется по прямым линиям-лучам, перпендикулярным фронту волны. С увеличением расстояния от источника поверхность фронта также увеличивается, вследствие чего интенсивность звука падает.

Однако в реальной атмосфере интенсивность звука снижается в большей степени, чем величина, зависящая только от расстояния до транспортной магистрали. Дополнительное снижение интенсивности вызвано поглощением звука, обусловленным различными причинами.

Одна из них связана с поглощением звука в спокойной атмосфере за счет обмена импульсами между молекулами воздуха в результате их теплового движения (классическое поглощение, происходящее вследствие вязкости и теплопроводности воздуха), а также за счет перераспределения энергии между молекулами с различными степенями свободы (молекулярное поглощение).

Последний фактор играет основную роль в снижении интенсивности звука. Классическим поглощением в большинстве случаев можно пренебречь. Величина молекулярного поглощения звука зависит от частоты звука, а также от температуры и влажности воздуха.

3.9. Реальная атмосфера находится в непрерывном движении. Плотность, температура, давление и влажность атмосферы непрерывно изменяются как во времени, так и в пространстве. Поэтому звуковые волны, распространяясь вдоль земной поверхности и преодолевая преграду - экран, претерпевают воздействия этих изменений на пути распространения, а также частично поглощаются и отражаются земной поверхностью. Это приводит к появлению существенной зависимости уровня звука за экраном от перечисленных факторов, т.е. к зависимости акустической эффективности экрана от звукопоглощения и других факторов.

Измерения плотности и температуры приводят к изменению волнового сопротивления атмосферы и скорости звука в ней. Существенную роль играет то обстоятельство, что в определенный момент времени температура в разных точках атмосферы непостоянна и возникает температурный градиент, который в общем случае является функцией координат. Появление градиента температуры обусловлено теплообменом между поверхностью земли и атмосферой.

Существо происходящих явлений проще всего понять в случае слоистой атмосферы, в которой установился постоянный (положительный или отрицательный) температурный градиент, и, следовательно, при возрастании высоты температура уменьшается или увеличивается на постоянную величину.

3.10. Любой звуковой луч, который исходит из источника шума (транспортного потока), испытывает преломление - рефракцию (точно так же, как световой луч в оптически неоднородных средах), распространяется криволинейно и в отличие от случая однородной атмосферы уже не представляет собой прямую линию.

В силу этого могут создаваться условия, приводящие к образованию «зоны молчания» - зоны звуковой тени. В такую теневую зону не попадает ни один из прямых звуковых лучей, исходящих от источника звука.

В дневное время температура обычно уменьшается с высотой, и происходит рефракция звука вверх; в тихую ночную погоду в приземном слое атмосферы нередко наблюдается инверсия температуры, и звуковые лучи прижимаются к земле.

3.11. Градиент звука подвержен также влиянию ветра. Появление градиента ветра чаще всего обусловливается трением между поверхностью земли и движущимся потоком воздуха. При распространении звука скорость ветра добавляется к скорости звуковых волн в неподвижной среде, и всякое изменение скорости ветра вызывает изменение скорости звука.

Следовательно, скорость распространения звука в атмосфере равна векторной сумме скорости звука в неподвижной атмосфере и скорости ветра. Звуковые лучи, распространяющиеся против ветра, загибаются кверху, что служит причиной появления зоны молчания, в которую не может проникнуть прямой звук. При распространении звука в направлении ветра зона молчания отсутствует, поскольку звуковые лучи прижимаются к земле.

Днем с наветренной стороны от источника звука влияние ветра и температуры складываются и вызывают искривление лучей кверху. С подветренной стороны эти влияния вычитаются, так что искривление лучей происходит либо книзу, либо кверху, в зависимости от того, какая из величин преобладает. Ночью с подветренной стороны оба градиента складываются и вызывают искривление книзу, в то время как с наветренной стороны оба эффекта вычитаются.

Отсюда следует, что образование зоны звуковой тени, которое сопровождается наиболее сильным отклонением от обычного распространения звука, можно наблюдать преимущественно днем с наветренной стороны от источника звука. Ночью же теневая зона образуется лишь в очень редких случаях (главным образом с подветренной стороны). Последнее обстоятельство является одной из причин хорошей слышимости ночью.

3.12. Большое влияние на распространение звука оказывает турбулентность атмосферы (порывы ветра и т.п.). Вызываемые ею изменения скорости распространения звука приводят к кратковременным флуктуациям уровня звукового давления, которые могут составлять до 20 дБА при сильном порывистом ветре.

3.13. Во многих случаях при распространении автотранспортного шума источник звука и точка наблюдения находятся на высоте всего лишь нескольких метров или даже дециметров над поверхностью земли. Следовательно, звук распространяется параллельно земле или отражается от нее под небольшим углом. Поэтому можно предположить, что акустические свойства земной поверхности оказывают влияние на уровень звука в месте приема и что, в частности, грунт, сильно поглощающий звук, вызывает большее падение уровня звука, чем это имело бы место только из-за геометрического расхождения звуковых волн.

3.14. В некоторых случаях затухание, обусловленное поглощающим действием поверхности земли, играет заметную роль наряду с другими факторами. При этом влиянием низкого растительного покрова земли (травы, кустарника) практически можно пренебречь. Однако при наличии более высокого растительного покрова, например, в случае зеленых насаждений, наблюдается значительное затухание.

3.15. Эффект снижения шума в зеленых насаждениях зависит от характера посадок, пород деревьев и кустарников, времени года, а также от спектрального состава шума. Рядовые посадки деревьев на улицах и бульварах городов с открытым подкронным пространством оказывают незначительное влияние на улучшение шумового режима. Звук, особенно низкочастотный, беспрепятственно проходит сквозь такие посадки, и лишь высокочастотные составляющие шума частично рассеиваются и поглощаются. Для обеспечения существенного снижения шума посадки зеленых насаждений должны состоять из деревьев с густыми кронами, смыкающимися между собой, а пространство под кронами должно быть заполнено кустарником так, чтобы не было просветов.

3.16. Учет поглощения звука в атмосфере и его рассеивания на атмосферных неоднородностях

Как было отмечено выше, при распространении шума за экранами происходит дополнительное снижение его уровней за счет вязкости и теплопроводности воздуха (классическое поглощение, обусловленное обменом импульсами между движущимися молекулами) и за счет перераспределения энергии между различными степенями свободы молекул (молекулярное поглощение). Эти виды поглощения звука зависят от частоты, температуры и влажности воздуха. В общем случае эта зависимость носит сложный характер, который не поддается описанию аналитической формулой. Поэтому для более точных расчетов следует пользоваться табличными значениями коэффициентов поглощения звука (β) в атмосфере, установленными экспериментально (табл. 3.2)

Таблица 3.2

Коэффициент поглощения звука в воздухе β·102 дБ/м

Среднегеом. частоты октавных полос, Гц

Температура воздуха, °С

10°

20°

Относительная влажность, %

50

70

90

50

70

90

50

70

90

63

0,02

0,02

0,02

0,02

0,02

0,02

0,03

0,03

0,03

125

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,05

0,05

0,05

250

0,08

0,07

0,07

0,09

0,09

0,09

0,11

0,11

0,11

500

0,21

n>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: