Градостроительная экология _ Маслов Н.В

Они выведены на основании независимых исследований ряда специалистов, которые предложили различные формулы расчета. По нашему мнению, наиболее проста формула, рекомендованная ЦНИИП градостроительства. По этой формуле суммарный уровень звука на расстоянии 7,5 м от оси крайней проезжей части магистрали LА экв, дБА, равен:

где А = 6,83 + 0,025 + 0,0375 р — коэффициент, зависящий от интервалов движения и характеристики проезжей части; N — интенсивность движения в оба направления, авт/ч; v — средняя скорость автомобильного потока, км/ч; р — суммарный процент грузового и общественного пассажирского транспорта, %.

В этой формуле приняты некоторые допущения. Например, считают, что расстояние между экипажами S < 20 м, интенсивность движения составляет N < 2000 авт/ч, а скорость движения v > 40 км/ч. При таких значениях транспортного потока его относят к линейному источнику шума. Эти допущения позволили упростить расчеты, а определенные погрешности в результатах вполне допустимы для градостроительного проектирования.

Еще одна погрешность не учтена этой формулой: пульсирующее движение транспорта, которое имеет место на городских улицах. В них потоки формируются у регулируемых перекрестков, автомобили движутся «пачками» с интервалами, соответствующими циклам светофора. Основанием для пренебрежения этой погрешностью служит то обстоятельство, что горожанину безразлично, какой шум: постоянный или пульсирующий. Человек реагирует на максимальные значения звуковых волн.

На базе приведенной выше формулы ученые ЦНИИП градостроительства предложили графоаналитический метод расчета уровня звука. Для этого разработали специальную номограмму. Метод используют в такой последовательности.

По натурному обследованию территории и потоков транспорта на прилегающих магистралях выявляют исходные данные. Обычно в теплое время года на перекрестках устанавливают учетчиков, которые учитывают параметры движения в «часы пик». Результаты полученных данных сводят в форму табл. 4.2.

Эквивалентные уровни звука в точке, расположенной в 7,5 м от ближайшей полосы движения, определяют по номограмме, приведенной на рис. 4.6, а. Здесь величина LА экв поставлена в зависимость от сочетания парных значений. Вначале скорости движения v, км/ч, и процента содержания в потоке грузового и общественного транспорта р (см. шкалы в ле-

112

вой части рисунка). Потом от плотности потока N, авт/ч, и его скорости v (правая часть рисунка).

Шум от трамвая учитывают, принимая эквивалентный уровень звука по табл. 4.3. Шум от открытой линии метрополитена условно принимают по этой же таблице.

Т а б л и ц а 4 . 3

Расчетные уровни звука от потоков железнодорожного транспорта определяют по графику, приведенному на рис. 4.6, б. Результаты расчета шумового режима записывают в табличной форме (табл. 4.4).

Расстояние r, м, проникновения шума на межмагистральную территорию, не отделенную звуковым экраном, приближенно определяют по графику на рис. 4.6, в. Здесь за нормативный барьер звукового комфорта для жилой застройки принята величина, равная LA н = 55 дБА.

Результаты отражают на картограмме шумового режима. Одна из таких карт приведена на рис. 4.7. Здесь отмечены не только здания, фасады которых подвержены сверхнормативному звуковому давлению, но и зашумленные территории, незащищенные противозвуковыми экранами.

113

116

Рис. 4.8. Противошумовые барьеры и экраны:

1 – экранирующее сооружение (одноили двухэтажный дом, используемый как магазин или офис); 2 – образование противошумовых перемычек в местах выезда на магистраль; 3 – экран вдоль магистралей;

4 – то же, две полосы экранов; 5 – эстакада с противошумовыми барьерами; 6 – однополосный экран из зеленых насаждений; 7 – то же, двухполосный; 8 – комбинация из зеленых насаждений и экрана-стенки (а) и экрана-насыпи (б);

9 – прокладка магистрали в выемке неглубокой (а), глубокой открытой (б) и закрытой (в); 10 – устройство противошумовых насыпей; 11 – комбинации насыпей и выемок; 12 – то же, и экрана-стенки

Как правило, экранирующими сооружениями в жилой застройке являются здания. Они способны снизить звуковое давление примерно на 40 дБА.

Экранирующими могут быть сооружения, показанные на рис. 4.8. Они в значительной степени сдерживают проникновение звуковых волн на межмагистральные территории. Например, звукоизолирующая эффективность стены высотой 2,4 м равна 16 дБА. Примерно такая же у торговых павильонов и киосков значительной протяженности, которые сейчас возводят вдоль проезжей части улиц, а вот зеленых насаждений шириной 40—50 м — всего 5—6 дБА.

Кроме того, лиственный покров в средней полосе сохраняется 4—5 месяцев в году, поэтому зеленый барьер не может быть решающим средством защиты.

Встречающиеся в городах искусственно созданные экранирующие выемки и насыпи обладают значительной эффективностью, зависящей от конструктивных параметров сооружений. Например, при правильном выборе габаритов они способны снизить уровень звука на 14—20 дБА.

При определении влияния транспорта на шумовой режим помещений считают, что самым слабым местом ограждающих конструкций являются оконные блоки. Проникая через эти элементы зданий, воздушный шум ослабевает. Отношение переданной звуковой энергии к попадающей на ограждения выражают коэффициентом передачи звука τ. Используя этот коэффициент, изоляционные свойства R, дБА, можно представить в виде формулы

Коэффициент τ зависит от размеров окна, его массы на единицу поверхности и жесткости. Не вдаваясь в подробности, которые рассмотрены в строительной физике, можно констатировать, что снижение уровня шума оконными коробками широко распространенных в строительной практике России конструкций может достигать 50 дБА, о чем свидетельствуют данные табл. 4.5.

Еще большего эффекта можно достичь, применяя оконные блоки современных конструкций. Теперь для переплетов используют полимеры, специально обработанное дерево и комбинированные металлодеревянные изделия. За счет стеклопакетов, в которых из пазух между наружными и внутренними стеклами выкачен воздух, обеспечения герметичности притворов и совершенства запорных устройств достигается почти полная звукоизоляция помещений. Коэффициент звукопередачи может иметь весьма малые значения, а звукоизоляция — 60-90 дБА.

117

фортные зоны, в которых скорости воздушных потоков v > 5 м/с. Движение воздуха с такой скоростью создает значительные неудобства для горожан.

Существует несколько методов определения параметров аэрационного режима. Наиболее точен метод моделирования. Однако он трудоемок и дорог, поскольку его суть заключается в изготовлении специального макета. Его продувают в аэродинамической трубе (физическое моделирование) или подвергают действию струй воды (моделирование аналогиями).

Впоследнее время широко применяют расчетные методы. Один из них инженерный, построенный на эмпирическом получении математических зависимостей, описывающих ситуацию, и их использовании в аналогичных условиях. Преимущество этого метода заключается в высокой скорости вычислений на персональных ЭВМ, а недостаток — низкая точность результатов.

Второй — это метод решения дифференциального уравнения НавьеСтокса движения вязкой жидкости или газа. Для этого метода характерна высокая точность, но при этом требуются огромные мощности компьютеров.

И.К. Лифанов, В.А. Гутников и А.С. Скотченко рекомендуют применение метода дискретных вихрей. Существенным его достоинством является то, что трехмерная задача обтекания сводится к нахождению функций, заданных на некоторых поверхностях. По сути задача математически решается как двухмерная. Это дает значительную экономию машинного времени. Позволяет быстро рассчитать на персональных ЭВМ аэрационную обстановку на больших городских территориях с различной застройкой и рельефом местности.

Врезультате анализа застройки строят картограммы аэрационного режима. На рис. 4.9, б показан фрагмент такой картограммы, характеризующий ветровой режим на территории исторической застройки.

120

4.3. ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЯ В ГОРОДСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Ресурсосбережение является не только хозяйственно-экономической проблемой, но в значительной степени экологической. Повышенный расход, например, воды в городах истощает запасы этого природного ресурса. Неоправданно большое его потребление увеличивает сбросы отработанных вод, которые необходимо очищать прежде, чем слить в водоемы.

Особо опасно экологически нерациональное энергопотребление. Для выработки электроэнергии, обеспечения горячим водоснабжением и обогрева зданий сжигается огромное количество топлива. Его отходы засоряют атмосферу, вместе с осадками попадают в почву, наружные и подземные воды.

Сказанное, в первую очередь, относится к России, где климат более суровый, чем в Европе и США. Кроме того, с первых лет становления РСФСР власть проводила строительную политику, направленную на возведение в городах предельно экономичного жилья для трудящихся и сооружений социально-бытового обслуживания. Здания ограждали стенами, обладающими минимумом теплотехнических свойств. Для удешевления инженерных систем не ставили счетчиков расходов воды и тепла.

Такая строительная политика настолько укоренилась, что была распространена на сборное домостроение второй половины XX в. В зданиях не предусматривали ресурсосберегающие технологии, требующие дополнительных затрат. Применяли устаревшие, как правило, ресурсоемкие электрические, водяные и тепловые системы. Сборные детали стен упрощали. В результате потери тепловой энергии через ограждающие конструкции оказались на 20—30% выше нормативных, а сами дома — наиболее энергорасточительными в практике российского домостроения. Рассчитывали на неиссякаемые запасы природных ресурсов, которыми богата наша страна.

С другой стороны, государство проводило в жизнь идею централизации производства и, в частности, городского хозяйства. Стимулировало строительство тепловых комплексов большой производительности. Мощные теплоэлектростанции снабжают города не только электроэнергией. Целые городские районы получают теплоносители от этих станций. Разводка тепла к каждому дому потребовала устройства разветвленной сети тепловых коммуникаций. В России общая протяженность таких сетей достигает 125 тыс. км, т.е. втрое больше, чем длина экватора.

Трубопроводы, выполненные из нелегированной стали, оказались недолговечными, поскольку она подвержена интенсивной коррозии. Сроки

121