Россия
Для определения оптимальных размеров проектируемого экрана предложен способ расчета, позволяющий количественно оценить автотранспортный шум, поступающий на защищаемую экраном территорию. В инженерных расчетах часто шумозащитный экран рассматривается бесконечно протяженным, поэтому не учитывается дифракция звука на его боковых кромках и шум от частей, незакрытых экраном. Предлагаемый комплексный подход при проектировании экранов позволяет количественно оценить уровни шума, поступающего от части транспортного потока, закрытой экраном, и от частей, незакрытых им. Таким образом проектировщик, в случае превышения уровнем шума установленных значений, может оценить — откуда поступает наибольший шум: сверху экрана или с его боков, включая шум от незакрытых экраном участков автотранспортного потока, как слева от экрана, так и справа от него. Отсюда появляется возможность рационально варьировать геометрическими размерами экрана, увеличивая его высоту, или удлиняя его в ту или другую сторону. В результате такого проектирования определяются оптимальные основные геометрические размеры экрана с точки зрения обеспечения необходимого уровня шума на защищаемой территории. Это позволяет сократить время проектирования и экономические затраты на сооружение экранов.
автотранспортный шум, линейный источник звука, точечный источник, шумозащитный экран, дифракция звука, акустическая эффективность экрана, эффект установки экрана.
1. Введение
Бурный рост количества транспортных средств приводит к существенному повышению уровня городского шума, превышающего значения, установленные санитарными нормами. Автомобильный транспорт является одним из главных источников акустического загрязнения городской среды [1, 2]. Длительное воздействие высоких уровней шума приводит к серьезным заболеваниям нервной системы и ухудшению физического состояния населения. Относительно недорогим и эффективным способом решения данной проблемы является установка шумозащитных экранов (ШЭ) вдоль транспортных магистралей [1, 3]. Такие экраны защищают от шума прилегающие территории, на которых могут располагаться жилая застройка, общественные и производственные здания. В данной работе предложен способ расчета оптимальных размеров экрана, позволяющий проектировщику количественно оценить автотранспортный шум, поступающий на защищаемую экраном территорию, дифрагирующий на верхней кромке экрана и на его боковых кромках, а также шум от незакрытых экраном участков автотранспортного потока (АТП). 2. Анализ работ и постановка задачи исследования Согласно проведенному анализу источников информации, на данный момент отсутствует комплексный подход к расчету и проектированию ШЭ. Авторы обычно вводят ряд допущений, упрощающих задачу: рассматривают экран бесконечным по длине [4, 5], применительно к точечным источникам шума [6, 7], предлагают методы расчета, обеспечивающие достаточную точность в ограниченном диапазоне частот [8]. Есть работы, в которых учитываются ограниченность длины экрана и потери акустической энергии при распространении звука от автотранспортного потока до расчетной точки (РТ) [9, 10]. В работе [11] изложен способ определения акустической эффективности экрана и его геометрических размеров, даны рекомендации по усовершенствованию конструкции ШЭ. Однако, в рассмотренных работах отсутствует комплексная методика расчетного проектирования ШЭ, учитывающая в РТ как шум, дифрагирующий на всем открытом контуре экрана, так и шум, поступающий от частей АТП, незакрытых экраном. Поэтому целью данной работы явилась разработка комплексной методики проектирования, позволяющей определять оптимальные размеры ШЭ, при которых уровни звука на защищаемой территории соответствуют заданным требованиям при
ограниченных затратах на сооружения экранов. 3. Расчет уровней шума на защищаемой территории, создаваемого частями АТП, незакрытыми экраном В данной работе рассматривается одностороннее параллельное расположение ШЭ относительно прямолинейной магистрали; не учитывается отражение звука от ее покрытия, от экрана и других объектов; принимается, что источник шума (ИШ), ШЭ и РТ находятся на горизонтальной поверхности одного уровня. Расчетная схема, используемая для оценки уровня звука (УЗ), создаваемого незакрытыми экраном участками АТП в РТ на защищаемой ШЭ территории, представлена на рис. 1.
1. Шубин И. Л. Акустический расчет и проектирование конструкций шумозащитных экранов: Дис. … доктора технических наук/ ГОУВПО “Московский институт коммунального хозяйства и строительства”. М., 2011. — 325 с.
2. Шум на транспорте / Пер. с англ. К. Г. Бромштейна / Под ред. В. Е. Тольского, Г. В. Бутакова, Б. Н. Мельникова. М.: Транспорт, 1995. 368 с.
3. Осипов Г. Л., Коробков В. Е. Распространение и защита от шума на территориях застройки// Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Г. Л. Осипова, Е. Я. Юдина. М.: Стройиздат, 1987. С. 154–255.
4. Kawai Y., Flujimoto K., Itow T. Noise propagation around a thin half plane. Acustica, 1978. Vol. 38, pp. 313–323.
5. Kawai Y. Sound attenuation by finite barriers / Proc. 11-th ICA, Paris, 1983. Vol.1, pp.129–132.
6. Terai T. On calculation of sound fields around three dimensional objects by integral equation methods // J.S. a V., 1980, 69 (1), pp.71–100.
7. Kurze U. J. Noise reduction by barriers //JASA, 55–3, 1974, pp.504–518.
8. Kohshi N., Katsuo F. Boundary element analysis of the sound field around a finite barrier // J. Jap. Soc. Precis. Eng., 1988. Vol.54, pp.1351–1356.
9. Иванов Н. И., Тюрина Н. В. Проблема снижения шума железнодорожного транспорта // Сборник докладов международной научно-технической конференции “Применение акустических экранов для снижения шума и увеличения безопасности движения поездов”. М., 2006. — C. 9–36.
10. Бобровских В. П., Иванов Н. И., Тюрина Н. В. О коэффициенте дифракции акустических экранов// “Новое в теоретической и прикладной акустике”, труды семинара / Под ред. Н. И. Иванова, 2007. СПб.: ГТУ. С. 141–147.
11. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. М.: Минтранс РФ, 2003, 38 с.
12. Маекава З. Акустические экраны // Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Г. Л. Осипова, Е. Я. Юдина. М.: Стройиздат, 1987. С. 426–448.
13. ГОСТ 31295.2–2005 (ИСО 9613–2:1996). Шум. Затухание звука при распространении на местности. Ч. 2. Общий метод расчета. Межгосударственный стандарт. 2007.
14. Тупов В. В., Черешнева О. А. Расчет и исследование снижения шума автотранспортного потока шумозащитным экраном // Безопасность в техносфере, 2014, № 5, с. 17–24.
15. Защита от шума в градостроительстве/ Под ред. Г. Л. Осипова. — М.: Стройиздат, 1993. 96 с. (Справочник проектировщика).
16. ГОСТ 31295.1–2005. Шум. Затухание звука при распространении на местности. Ч. 1. Расчет поглощения звука атмосферой. Межгосударственный стандарт. 2007.
