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 (L_Aр.т)в расчетной точке от каждого подучастка рассчитывают по формуле

= L_Aэкв. - L_Aрас. - L_Aвоз. - ∆L_в/т - L_Aпок. - L_Aзел. - L_Aэкр. - L_Aзастр. - L_Aотр. - ∆L_Aα, дБА, (2.1)

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

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

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

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

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

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

L_Aэкр. - 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;

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

∆L_Aα - 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 (L_Aрас.) с расстоянием равно:

L_Aрас. = 10×lg(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 (L_Aвоз), 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]:

L_Aвоз. = 0, дБА, для f = 63 Гц,

L_Aвоз. = 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 (∆L_в/т), учитывающая влияние турбулентности воздуха и ветра на процесс распространения звука, может быть вычислена по формуле

∆L_в/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 (L_Aпок) с помощью следующих формул:

(2.5)

где

(2.6)

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

Н_и.ш. и Н_р.т. - высоты источника шума и расчетной точки над уровнем территории, м.

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

В случае акустически жесткой поверхности (асфальт, бетон, плотный грунт, вода) ∆L_пок. 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

∆L_зел. = α_зел.В, (7)

где α_зел. - постоянная затухания звука в зеленых насаждениях,

В - ширина шумозащитной полосы зеленых насаждений, м.

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

Эта формула справедлива при ширине полосы не более 100 м. При большей ширине полосы увеличение ∆L_зел. 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

∆L_Aα = 10×lg , дБА. (2.8)

2.3.9. Снижение уровня шума (L_Aэкр.) 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;

- 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

- ∆L_Aок., (2.10)

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

∆L_Aок. - снижение шума конструкцией окна.

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

Согласно [3] ∆L_Aок. = 10 дБА. Однако исследования показали, что фактически для меблированных жилых комнат и рабочих кабинетов ∆L_Aок. = 15 дБА. В случае применения в зданиях шумозащитных окон, снабженных вентиляционными устройствами с повышенной звукоизоляцией, ∆L_Aок. 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 (∆L_Aтр.)для расчетных точек на селитебной территории равно:

∆L_Aтр. = - L_{Aдоп.терр.}, дБА, (2.11)

а для расчетных точек в помещениях зданий равно:

∆L_Aтр. = - L_{Aдоп.пом.}, дБА. (2.12)

Это требуемое снижение (∆L_Aтр.) шума автотранспортного потока можно обеспечить с помощью сооружения придорожного шумозащитного экрана, акустическая эффективность которого (∆L_{Aтр.экр.}) должна быть не ниже чем ∆L_Aтр.