Расчет уровня шума в жилой застройке

1 Общие сведения

Шум – это любой звук, который может вызвать потерю слуха или быть вредным для здоровья или опасным в другом отношении.

Звук или звуковые волны – это механические колебания, распространяющиеся в упругих средах, например в воздухе. Как и любая волна, звук имеет в качестве параметров скорость звука (V), длину волны (λ) и частоту (f).

Скорость звука в воздухе 331 м/с (для воздуха, находящегося при давлении 760 мм рт. ст. и при температуре 0 ^оС, при повышении температуры воздуха 1 ^оС скорость звука увеличивается на 0,71 м/с), длина волны звука измеряется в метрах, частота в герцах (Гц), 1 Гц = 1/с. Человеческое ухо воспринимает (слышит) частоты от 16 Гц до 20 кГц. Звук с частотами менее 16 Гц называется инфразвуком, а с частотами, превышающими 20 кГц, – ультразвуком.

Также к основным параметром звука относятся его интенсивность J,

Вт /м² и звуковое давление Р, Па (Паскаль). Во время прохождения звуковых колебаний в воздушной среде появляются области разряжения и области повышенного давления. Разность давления в возмущенной и невозмущенной воздушной среде определяет величину звукового давления.

Поток звуковой энергии в единицу времени, отнесенный к единице поверхности, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны, называют интенсивностью звука.

I = ,

где Р - звуковое давление, Па; p- плотность среды, м /с; С – скорость звука в среде, м /с.

Наибольшей чувствительностью человеческое ухо обладает к частотам от 1 кГц до 5 кГц. В этой области порогу слышимости соответствуют значения J_o = 10^-12 Вт/м² и Р_о =2^.10^-5 Па. Болевой порог слабо зависит от частоты звука и возникает при J = 100 Вт/м² и Р = 200 Па

В природе величины звукового давления и интенсивности звука , генерируемые различными источниками шума. Меняются в широких пределах (максимальная величина Р отличается от минимальной до 10⁸ раз, максимальная величина J отличается от минимальной в 10¹⁴ раз). В соответствии с законом Вебера – Фехнера прирост силы ощущения анализатора человека, в том числе и слухового, пропорционален логарифму отношения энергий двух сравниваемых раздражений. Для характеристики уровня шума используют не непосредственно значения интенсивности звука и звукового давления, а их логарифмические значения, называемые уровнем интенсивности звука и уровнем звукового давления.

Для удобства уровень звука обычно оценивается в единицах, в 10 раз больших бела, то есть в децибелах (дБ), 1 Б = 10 дБ.

L_I = 10 lg (J /J_o), дБ,

где L_I – уровень интенсивности , дБ; I – интенсивность звука, Вт /м²; I_j – интенсивность звука , соответствующая порогу слышимости.

Человеческое ухо, а также многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление уровень которого определяется по формуле

L_P = 20 lg (P /P_o), дБ,

где L_P – уровень звукового давления; P – звуковое давление; P_о - звуковое давление соответствующее порогу слышимости.

Шум – беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека.

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосный (с шириной непрерывного спектра, превышающей октаву) и тональный, в спектре которого имеются ярко выраженные дискретные тона (частоты). Октавой называется область частот, в которой максимальная частота вдвое превышает минимальную, то есть f_max / f_min = 2.

По временным характеристикам шум делится на постоянный и непостоянный. Постоянным считается шум, уровень которого в течение рабочей смены меняется не более, чем на 5 дБ, непостоянный – в противоположном случае.

Производственный шум нарушает информационные связи, что снижает уровень безопасности профессиональной деятельности. Кроме того, шум снижает работоспособность, возможность сосредоточиться, точность выполнения отдельных операций. При постоянном воздействии шума у людей появляется бессонница, нарушение зрения и вкусовых ощущений, неврозы, расстройства органов пищеварения. Негативно воздействуя на человеческий организм, шум может привести к временному ( от минуты до нескольких месяцев) снижению слуха, к устойчивому повреждению органов слуха, к мгновенной глухоте. Уровень звука, превышающий 150 дБ. Приводит к поражению органов слуха на любой частоте.

Звуки с уровнем 0-20 дБ воспринимаются как очень тихие, 20-40 дБ (шум листвы) – как тихие, 40-60 дБ – как средние (разговорная речь), 60-80 дБ – как громкие (могут привести к снижению и потере слуха). Свыше 80 дБ как очень громкие. Шум, уровень которого превышает 140 дБ может повредить барабанную перепонку. Воздействие на человека звука громкостью свыше 160 дБ – может привести к мгновенному летальному исходу.

Защита от шума может осуществляться следующими путями:

1. Уменьшение шума в источнике его возникновения (улучшение конструкций машин и механизмов, замена ударных технологий на безударные, нанесением смазки на трущиеся детали и т. д.).

2. Использование глушителей. Глушитель – где отраженная звуковая волна гасит прямую волну. Отсюда следует, что можно добиться уменьшения уровня шума на рабочих местах путем рационального размещения оборудования.

3. Уменьшение шума по пути распространения. Достигается использованием звукоизолирующих ограждений (перекрытия, перегородки), звукоизолирующих кабин, кожухов, акустических экранов.

4. Звукопоглощение достигается за счет использования материалов, эффективно поглощающих звуковые волны. К ним относятся плотные шерстяные ткани, ковры, дерево, кирпич, пористые материалы, земля и др.

5. Индивидуальные средства защиты. К нм относятся звукозащитные шлемы, каски, наушники, беруши или даже просто вата, воткнутая в уши.

В процессе разработки проектов генеральных планов городов и детальной планировки их районов предусматривают градостроительные меры по снижению транспортного шума в жилой застройке. При этом учитывают расположение транспортных магистралей, жилых и нежилых зданий, возможное наличие зеленых насаждений. Учет этих факторов позволяет в одних случаях обойтись без специальных строительно-акустических мероприятий по защите от шума, а в других – снизить затраты на их осуществление.