7.5.1.2. Основные методы и средства защиты от шума

Для снижения акустического загрязнения окружающей среды используют:

• замену шумных источников и технологий на малошумные;

• изменение направленности излучения шума источником;

• снижение шума по пути распространения от источника до защищаемого от шума места;

• комплекс средств защиты от шума в шумном агрегате, транспортном средстве;

• архитектурно-планировочные меры в жилой застройке;

• организационные мероприятия;

• улучшение качества воспринимаемого звука;

• новые акустические технологии.

 Замена шумных источников на малошумные является самой кардинальной мерой борьбы с шумом. Например, замена двигателя внутреннего сгорания на электродвигатель существенно снижает внешний шум автомобилей, строительных машин и др. Электромо­биль почти на 15 дБА менее шумен, чем автомобиль с дизельным двигателем. Примером удачного использования малошумной техно­логии можно считать также забивку свай с помощью бурения, что позволяет снизить шум по сравнению с вибропогружением или ударным погружением на 30-40 дБА. Можно привести и другие примеры снижения шума в источнике образования. Например, шум, генерируемый шинами автомобиля при движении, может быть снижен на 3-4 дБА при замене асфальтового покрытия специаль­ным покрытием с содержанием резины. Шум при качении колеса по рельсам можно ослабить на 8-10 дБА, снизив волнообразный износ рельсов их шлифованием.

 Ослабление шума в источнике его образования обеспечивается уменьшением силового воздействия или звукоизлучающей спо­собности его элементов. В первом случае уравно­вешивают вращающиеся части, увеличивают время соударения деталей, уменьшают зазоры в сочленениях и соединениях, а также частоту вращения, линеаризируют аэродинамические и гидравлические потоки, снижают скорость движения. Во втором – демпфируют вибрирующую поверхность, излучающую звук, уменьшают площадь звукоизлучения, нарушают синфазность колебаний излучающей поверхности, увеличивают коэффици­ент потерь материалов, из которых изготавливают детали источ­ника шума.

 Снижение шума в окружающей среде изменением направ­ленности излучения основано на том, что некоторые источни­ки шума (в основном аэродинамического происхождения) не­равномерно излучают шум в окружающее пространство. Пока­затель направленности, например, для реактивной струи может достигать 10-15 дБ, поэтому при направлении среза струи в сторону, противоположную защищаемому объекту, на эту величину может быть уменьшен шум в окружающей среде. Не­сколько меньший эффект (до 5 дБ) может быть достигнут при направлении, например, среза трубы для сброса воздуха или отверстия воздухозаборной шахты в сторону, противополож­ную жилому району.

Для снижения шума на пути распространения используют два принципа: защита расстоянием, которое обеспечивает зату­хание звука в пространстве, и установка на пути распростране­ния сооружений, которые обеспечивают отражение звука. В ча­стности, при удвоении расстояния от точечного источника зву­ка, например, со 100 до 200 м или с 500 до 1000 м шум уменьшается на 6 дБА. Если источник шума протяженный, ли­нейный (например, движущийся поезд), то на расстояниях, сравнимых с его длиной, действует закон снижения шума на 3 дБА при удвоении расстояния.

К архитектурно-планировочным мерам защиты от шума относятся приемы, способствующие как снижению шума, так и повышению звукоизолирующей способно­сти ограждающих конструкций зданий и сооружений. Для реализации первого направления, наряду с акустиче­скими экранами, зелеными насаждениями, расположением транс­портных потоков в выемках используются шумозащитные дома, в которых приняты меры по уменьшению воздействия шума от транспортного потока (на транспортную магистраль выходят окна нежилых помещений), а сам дом располагается по отношению к шумной магистрали так, чтобы за ним образовывалась зона аку­стической тени. Такие дома позволяют снизить шум на 15-20 дБА.

Как правило, архитектурная планировка, обеспечивающая акустический комфорт, включает комплекс мер по защите от шу­ма: районирование жилых массивов, зеленые насаждения, распо­ложение шумных магистралей на значительном удалении, строи­тельство шумозащитных домов и пр. Шумозащитное зонирование территории города предполагает отделение транспортных магист­ралей промышленной зоной и торговыми предприятиями от жилого района.

В послед­ние годы для снижения уровня шума в жилых и общественных помещениях используют современную звукоизоляцию окон. Для этого применяют специально­е акустическое двойное и даже тройное остекление окон с уплотне­нием притворов, введением зву­копоглощения по контуру в меж­оконном пространстве, увеличением толщины воздушного про­межутка. Кроме того, используют окна из тяжелого стекла с повышенной звукоизоляцией. Звукоизолирующая способность аку­стически обработанного остекления приближается к звукоизоляции стен и достигает 45-50 дБА, что обеспечивает акустический ком­форт помещений.

К организационным мероприятиям по снижению шума в окружающей среде можно отнести:

- запрещение звуковых сигналов (это позволило повсеместно снизить шум в городах на 10 дБА);

- контроль за уровнем шума в городах;

- ограничение времени и места движения грузовых автомоби­лей и мотоциклов;

- вынесение шумных предприятий из спальных зон;

- рациональную организацию движения транспортных потоков;

- запрещение работы шумных источников (например, громко­говорящей связи на сортировочных и грузовых станциях);

- регламентацию работы шумных источников (например, за­прещение включать громкую музыку после 23.00).

Помимо этого, внедряется еще одно направление улучшения ка­чества воспринимаемого звука – изменение его спектра на более благоприятный, маскировка неприятных звуковых сигналов и пр. Это предмет изучения бурно развивающейся науки, которая носит на­звание психоакустики.

Принцип защиты расстоянием осуществляется путем созда­ния санитарно-защитной зоны (СЗЗ) между источником шума (железной или автомобильной дорогой, вентиляционной шахтой, строительной площадкой и т.д.) и жилой застройкой. На практике СЗЗ может быть 50 и более метров, что зачастую явно недостаточно для снижения шума в жилой застройке до нормативных требований. Так, шум интен­сивного автотранспортного многополосного потока в дневное вре­мя достигает 80-85 дБА на расстоянии 7,5 м. Авто­транспортный поток (АТП) является линейным источником звука, поэтому его затухание равно 3 дБА при удвоении расстояния. Нетрудно подсчитать, что на расстоянии 100 м (при отсутствии зеленых на­саждений и сооружений на пути распространения) шум АТП сни­жается приблизительно до 70-75 дБА при норме 55 дБА, т.е. тре­буется дополнительное снижение шума на 15-20 дБА. В этом случае основной конструкцией, снижающей шум на пути от источника до защищаемого объекта (жилого района), являются акустические экраны (АЭ) или иные сооружения, которые могут дать экрани­рующий эффект, например, дома, стенки, выемки, зеленые насаж­дения (рис. 7.17).

Рис. 7.17 Экранирующие сооружения для защиты от шума на пути его распространения:

1 – источник шума; 2 – АЭ; 3 – защищаемое здание; 4 – зеленые насаждения; 5 – насыпь;

6 – выемка; 7 – вспомогательное здание-экран;  – угол дифракции

Акустический экран создает зону звуковой тени в результате частичного отражения звука от его поверхности. Эффективность АЭ или экранирующего сооружения ухудшается из-за ди­фракции звуковыми волнами препятствия между источником звука и защищаемым от шума объектом. Дифракция возрастает с увели­чением длины звуковой волны и снижается при увеличении раз­меров АЭ. Эффективность экранирующих сооружений ориенти­ровочно составляет (в зависимости от размеров и других особен­ностей): насыпи – 5-15дБА, зеленых насаждений – 3-8 дБА, выемки – до 25-30 дБА, здания (экрана) – 15-20 дБА.

Акустические экраны устанавливаются вдоль автодорог, же­лезнодорожных магистралей, вблизи аэропортов. Длина АЭ, ус­тановленных в США, Германии, Японии, Швейцарии, Италии, Франции и других странах, достигает десятков тысяч километров.

Эффективность АЭ колеблется в диапазоне от 5 до 15 дБА, но в отдельных случаях может достигать 20 дБА и более при больших углах дифракции. Акустический экран создает зону звуковой тени в результате частичного отражения звука от его поверхности (рис. 7.18).

Рис. 7.18 Схема образования звуковой тени за акустическим экраном: 1– источник шума;

2 – акустический экран; 3 – зона звуковой тени; РТ – расчетная точка

Шумозащитные экраны для повышения их эффективности должны устанавливаться на минимально допустимом расстоянии от автомагистрали или железной дороги с учетом требований по безопасности движения, эксплуатации дороги и транспортных средств.

Звукопоглощающие материалы, используемые для облицовки экранов, должны обладать стабильными физико-механическими и акустическими характеристиками, быть био- и влагостойкими, не выделять вредных веществ.

В соответствии с ТКП 45-2.04-154-2009 на стадии разработки технико-экономического обоснования и генерального плана населенного пункта с целью снижения воздействия шума на селитебную территорию следует применять следующие меры:

1.Трассировку магистральных дорог скоростного и грузового движения в обход жилых районов и зон отдыха.

2. Концентрацию транспортных потоков на небольшом числе магистральных улиц с высокой пропускной способностью, проходящих, по возможности, вне жилой застройки (по границам промышленных и коммунально-складских зон, в полосах отвода железных дорог).

3. Дифференциацию улично-дорожной сети по составу транспортных потоков с выделением основного объема грузового движения на специализированных магистралях. 

4. Отдаление основных массивов застройки от транспортных магистралей.

5.Создание системы парковки автомобилей на границе жилых районов и групп жилых домов. Функциональное зонирование территории с отделением селитебных и рекреационных зон от промышленных, коммунально-складских зон и основных транспортных коммуникаций.

6. Формирование общегородской системы зеленых насаждений.

На стадии разработки проекта детальной планировки небольшого населенного пункта, жилого района, микрорайона для защиты от шума необходимо:

1. При расположении небольшого населенного пункта вблизи магистральной дороги или железной дороги на расстоянии, не обеспечивающем необходимое снижение шума, использовать шумозащитные экраны в виде естественных или искусственных элементов рельефа местности; откосов выемок, насыпей, стенок, галерей, а также их сочетание. При этом следует учитывать, что подобные экраны дают достаточный эффект только при малоэтажной застройке.

2. Для жилых районов, микрорайонов в городской застройке наиболее эффективным является расположение в первом эшелоне застройки магистральных улиц шумозащитных зданий в качестве экранов, защищающих от транспортного шума внутриквартальное пространство.

3. В качестве зданий-экранов могут использоваться здания нежилого назначения – магазины, гаражи, предприятия коммунально-бытового обслуживания. В качестве шумозащитных жилых зданий могут быть использованы:

- здания со специальным архитектурно-планировочным решением, предусматривающим ориентацию в сторону источника шума (магистрали) подсобных помещений квартир (кухни, ванные комнаты, санузлы), внеквартирных коммуникаций (лестнично-лифтовые узлы, коридоры), а также не более одной комнаты в квартирах с тремя жилыми комнатами и более;

- здания с шумозащитными окнами на фасаде, обращенном в сторону магистрали, обеспечивающими требуемую защиту от шума;

- здания комбинированного типа со специальным архитектурно-планиро-вочным решением и шумозащитными окнами в комнатах, ориентированных на магистраль.

Для обеспечения максимального эффекта экранирования шумозащитные здания должны быть достаточно высокими и протяженными и располагаться возможно ближе к источнику шума. Они должны располагаться на минимальном расстоянии от магистральных улиц и железных дорог с учетом градостроительных норм и звукоизоляционных характеристик наружных ограждающих конструкций.