Введение
Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет локальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как показывают исследования медиков, повышенные уровни шумов способствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертонической болезни.[1]
Наиболее распространенные источники шума
Наиболее распространенным источником городского внешнего шума является транспорт. Автотранспорт, троллейбусы и трамваи на магистралях городов создают шум, который воздействует на человека в течение 16–18 часов в сутки, движение иногда затихает лишь на короткий срок. Жалобы на транспортный шум составляют 60 % всех жалоб на городские шумы. Значительное влияние на шумовой режим города оказывают внешние шумы железнодорожного транспорта и открытых линий метрополитена. Шумовой режим многих городов определяется близостью расположения аэропортов гражданской авиации.
Установлено, что авиационный шум от самолетов и вертолетов оказывает неблагоприятное воздействие на самочувствие населения в радиусе до 10-20 км от взлетно-посадочной полосы.
В жилой зоне, кроме улично-транспортного шума, возникает свой собственный, так называемый внутриквартальный шум. Основными источниками этого шума являются игры детей на детских площадках, игры детей и подростков на спортивных площадках, бытовые процедуры: выбивание мягкой мебели, ковров, одежды, мойка автомобилей и т.п.. Большой шум связан с автотранспортом, доставляющим товары и продукты в магазины, он возникает у мест разгрузки. Внутри дворов неприятный импульсный шум связан с включением защитной сигнализации личного легкового транспорта.[1]
Решение будущих транспортных проблем
Решение будущих транспортных проблем в градостроительстве связано с развитием междугородного, внутригородского и пригородного транспорта всех видов. Вместе с тем возрастает значимость решения экологических и гигиенических задач, связанных с неблагоприятным воздействием транспорта на окружающую среду.
К основным планировочным приемам размещения транспортных элементов, обеспечивающим нейтрализацию неблагоприятного воздействия транспорта на охраняемый объект, можно отнести территориальные разрывы. Так, при формировании транспортных связей системы группового расселения не допускается трассирование линейных элементов транспортной сети по территориям ценных ландшафтов, а также территориям сельского и лесохозяйственного использования.
Разрабатывая генеральный план города, проектировщик имеет возможность регулировать его акустический режим путем выбора наиболее рациональной транспортно-планировочной структуры (или совершенствования существующей) с целью преодоления двух основных негативных явлений, характерных для современных крупных (крупнейших) городов: распыленность грузового движения и высокая загруженность улично-дорожной сети в условиях растущей автомобилизации. Оба этих фактора могут быть отрегулированы за счет улучшения функционально-пространственной организации города и формирования перспективной транспортной сети, построенной на принципах дифференциации магистралей по назначению, скоростям движения и видам транспорта.
Для крупнейших городов стран СНГ перспективно создание скоростных автомобильных дорог, предназначенных для связи между удаленными районами города. При проектировании общегородской системы скоростных автомобильных дорог снижение вредного воздействия магистралей на жилые районы и рекреационные территории достигается за счет их размещения в санитар-но-защитных зонах, на нарушенных и неудобных землях, в зонах малоэтажной застройки, в полосах отвода железных дорог. В некоторых проектных предложениях скоростные автомобильные дороги прокладываются по балкам, оврагам, косогорам и т.п.
Для большинства крупных городов необходимость улучшения шумового режима, а также снижения загазованности воздуха особенно остро ощущается в центральных районах. Это связано с тем, что центры городов являются местом наибольшего скопления автомобилей.
Применяемые в практике проектирования транспортно-планировочные решения центральных зон крупных городов разнообразны и зависят от местных условий. Одним из эффективных приемов является исключение внутригородского транспорта путем организации вокруг центральной зоны петлевой (кольцевой) или хордовых скоростных автомобильных дорог. Целесообразно размещение на границе центральной зоны транспортных узлов, которые, являясь узлами въезда, выполняют функции защитных барьеров на пути следования транспорта в ядро центра.
В центральных зонах крупных городов при трассировании магистральной сети, размещении автомобильных стоянок и гаражей часто используется подземное пространство. Так, важнейшей составной частью нового генерального плана Москвы стала «Схема организации и использования подземного пространства», предусматривающая вынос с поверхности земли основных видов транспортных сооружений, что позволит при решении других градостроительных проблем изолировать основные источники шума.
На современной магистральной улице наблюдаются самые разнообразные виды движения (пешеходов, автомобильного, рельсового, транзитного и местного транспорта). Это требует дифференциации движения, пропуска транспорта различного вида по специальным полосам.
Формирование транспортно-пешеходной сети жилых районов по СНиП предусматривает предоставление пешеходам приоритетных условий передвижения путем введения функционально оправданного ограничения движения автомобильного транспорта на территории районов жилой застройки, особенно в пределах межмагистральных территорий, и организации в них так называемых жилых зон, в пределах которых осуществляется движение автомобилей со скоростью не более 10 км/ч.
По зарубежным данным, эффективность организации пешеходных зон в городах с точки зрения снижения шума составляет 20-30 % общего уровня, а по загрязнению воздуха достигает в ряде случаев 50—70 % первоначальных показателей.
Нужна помощь в написании доклада?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Влияние зеленых насаждений на распространение транспортных шумов незначительно, поскольку листья на деревьях и кустарниках держатся недолго. Шумозащитные качества зеленых насаждений заметно проявляются только тогда, когда они сформированы в виде специальных многорядных посадок. При уменьшении ажурности крон деревьев и при увеличении плотности листвы повышается эффект шумозащиты.
Перспективно применение вдоль магистралей жилых зданий специальных типов, выполняющих роль шумозащитных экранов. Такой дом, как правило, имеет значительную длину и может защищать собой от шума целый микрорайон.
Шумозащитные дома сами подвергаются большому шумовому воздействию и потому имеют специальную планировку квартир, в которых подсобные помещения и лестничные клетки обращены в сторону шумной магистрали. Другая особенность шумозащитных домов – увеличение до необходимой величины звукоизолирующей способности ограждающих конструкций, в первую очередь оконных и дверных блоков. Дом такого типа называют еще шумозащищенным. В качестве шумозащищенных зданий-экранов используют жилые здания галерейного типа с отнесением всех квартир в противоположную от транспортной магистрали сторону.
Дом ориентирован главным фасадом на улицу, являющуюся источником шума; для защиты от шума жилых комнат устраиваются остекленные лоджии. Со стороны улицы располагаются и кухни (помещения, которые не предназначены для отдыха людей)
Описанные архитектурно-планировочные приемы защиты населения от транспортного шума показывают возможности регулирования зашумленности городских территорий на всех стадиях проектирования населенных мест.
Наряду с планировочными аспектами решения проблемы защиты от шума окружающей городской среды у нас и за рубежом ведутся активные поиски технических приемов снижения отрицательных воздействий существующих видов транспорта на окружающую среду. Одним из главных направлений является переход к новым, относительно малотоксичным видам топлива (дизелизация грузовых и даже легковых автомобилей, использование различных видов добавок к бензину и освоение менее токсичных газобалонных автомобилей).
Значительное внимание уделяется совершенствованию конструктивных решений существующих типов транспортных средств (они направлены на снижение шумности, уровней вибрации и т.д.), а также разработке новых систем городского транспорта.[2]
Влияние транспортного шума на здоровье человека
Шведским ученым удалось доказать, что проживание вблизи шумных транспортных магистралей увеличивает риск заболеваний с повышенным артериальным давлением.
В ходе эксперимента было установлено, что риск роста давления возникает при увеличении уровня шума до 60 децибелов. В Западной Европе подобный уровень шума сопровождает каждого четвертого жителя. Ученые утверждают, что повышенный уровень шума вызывает чувство напряжения и способствует нарушениям сна. Оба эти фактора впоследствии приводят к увеличению значений артериального давления.
Однако британские ученые с сомнениями отнеслись к выводам шведских специалистов, поскольку считают, что нельзя сбрасывать со счетов и такие факторы повышенного риска заболевания, как курение, рацион питания, малоподвижный образ жизни.
Шведские ученые, тщательно проверив анкеты 28 тысяч опрашиваемых, установили прочную связь между шумом уровня 60 децибелов и тем, что в 25 процентах случаев наблюдается увеличением давления жителей. При возрастании шума до 64 процентов риск возрастал до 90 процентов.
Взаимодействие покрышка/дорога
Контакт движущейся покрышки и покрытия производит целый спектр звуковых волн, более или менее различимых, происходящих из-за эффекта качения колеса. Знание механизма возникновения и распространения этих звуковых волн позволяет снизить степень их воздействия на окружение.
Разработаны специальные методы измерения шума для сочетания: покрышка-автомобиль-покрытие.
Были идентифицированы составляющие источники шума и изучено влияние каждого из них на различных параметры, участвующие в генерировании и распространении шума.
Нужна помощь в написании доклада?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Снижение уровня шума качения состоит в контроле процессов его генерирования, распространения и поглощения, которые зависят:
- от транспортного средства (веса, количества колес, вибрации, формы кузова),
- от покрышки (давление/распространение воздуха под поверхностью протектора, его рисунок, контактная площадь и сцепление поверхности покрышки с поверхностью дороги),
- от условия качения (скорость, вращающий момент, температура окружающего воздуха),
- от дороги (поверхностные характеристики покрытия, конструкция дорожной одежды, поперечный профиль).
При изучении различных уровней шума от контакта покрышка/покрытие выявлено, что шум качения:
- значительно возрастает при увеличении скорости (3 дБ + 0.2/0.5 дБ для каждых 15 км/час),
- при движении с постоянной скоростью около 60 км/час шум качения преобладает над шумом двигателя,
- при измерении на границе покрытия варьируется от 3 дБ в зависимости от того, используются ли гладкие покрышки или средние (европейских типов) протекторные покрышки,
- при измерении на поверхности покрышки, шум варьируется с 6 дБ в зависимости от проектных характеристик дороги (измерения проводились на типичных Европейских главных дорогах).
Для ограничения шума требуется изучить комплексную модель контакта покрышка/покрытие, принимая в расчет характеристики покрытия и покрышки.[2]
Шум
Определение и оценка шума качения при взаимодействии покрышки и покрытия дороги.
Шум качения можно подразделить на два составляющих шума — внутренний и внешний шум.
Внутренний шум создает дискомфорт для водителя и пассажиров внутри транспортного средства. Существует взаимодействие между транспортным средством и покрышкой, поэтому требуется понять как воздушную, так и структурную передачу звуковых волн через кузов транспортного средства.
В контексте окружающей среды мы рассматриваем проблемы внешнего шума как части общего дискомфорта, вызываемого шумом транспортного движения.
Оценка внешнего шума в настоящее время основывается на измерениях на обочине дороги общего уровня шума в дБ.
При проведении исследований по снижению шума качения используются измерения на обочине для определения улучшений в общем.
Используется микрофон, устанавливаемый в 7.5 м от оси дороги на высоте 1.2 м.
Шум качения должен определяться следующим образом: транспортное средство скатывается под уклон на заданной скорости с выключенным двигателем и сцеплением.
Скорость качения задается точной установкой условий качения (масса транспортного средства, угол скатывания).
Основные параметры, влияющие на уровень шума по результатам испытаний:
1. дорога. Дорога играет роль в:
Нужна помощь в написании доклада?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
- процессе генерации шума (гранулометрия поверхности покрытия)
- его распространении (свойств акустического поглощения)
2. транспортное средство:
- покрышки (масса транспортного средства, давление воздуха в камере, размеры). Размеры покрышки значительно влияют на генерацию шума (чем больше покрышка, тем она «шумнее»)
- количество «источников шума от покрышки»
- эффекты дифракции (рассеивания звуковых волн) происходящие из-за формы кузова транспортного средства
3. условия качения:
- шум возрастает с увеличением скорости
- шум снижается с ростом температуры
- шум изменяется при заданной скорости под воздействием вращающего момента[1]
Методы борьбы с шумом
Разделяются на конструктивный и пассивный. Конструктивный метод: Применение отбалансированных силовых агрегатов и узлов трансмиссии; Правильный подбор и расчет эластичных элементов подвески силового агрегата, трансмиссии, ходовой части, системы выхлопа; Правильный расчет конструкции системы выхлопа и определение точек ее подвески к кузову; Правильное моделирование конструкции кузова и его жесткости; Выбор прогрессивных конструкций уплотнителей окон и дверных проемов и т.д.Пассивный метод: применение шумоизоляционных и прокладочных. Применение защитных кожухов.[3]
Вывод
Комиссией Европейского Сообщества сформирована специальная рабочая группа с целью рассмотрения вопроса с точки зрения технического прогресса. Из отчета, подготовленного Рабочей группой следует следующее:
Группа рассмотрела категории дорожных транспортных средств, одну за другой, а также методы оценки уровней дискомфорта, который шум городского транспортного движения доставляет жителям.
Группа пришла к заключению, что применение Директивы от 1984 года способствовало тому, что использованы все возможные, на сегодняшний день, технические усовершенствования для снижения шумовой эмиссии всеми источниками, возникающими в процессе дорожного транспортного движения, за исключением одного — взаимодействия покрышки и поверхности дорожного покрытия.
Было выявлено следующее стартовое положение для начала решения проблемы:
Испытания и методы оценки уровней шума не установлены никакими правилами (т.е. трудно оценить объективно и сравнить уровни шума).
В ряде случаев, снижение уровней общего объема шума невозможно достичь путем технических решений (например, если увеличение шумовой эмиссии происходит в результате резкого торможения).
Различия между методами оценки уровней шума и условиями испытаний и реальными условиями транспортного движения не гарантируют эффекта от принятия мер по снижению дискомфорта от шума (меры, разработанные в условиях испытательного трека, могут не дать должного эффекта в реальной обстановке).
У тех, кто несет ответственность за состояние окружающей среды, отсутствуют соответствующие технологические и экономические инструменты, способствующие контролю и принятию мер для снижения шума (например, установленные законодательством уровни ограничений для шума от контакта покрышка/покрытие, достоверные замеры уровней для наложения штрафа за их превышение).
Группа рекомендовала действия в два этапа для дальнейшего снижения дискомфорта, вызываемого шумом городского транспортного движения.
Первый этап — выделить категории транспортных средств, где можно не учитывать шум от контакта покрышка/покрытие.
Второй этап — проводить дальнейшее исследование для разработки воспроизводимых методов определения результатов взаимодействия характеристик покрышки и дороги, имеющих отношение к появлению шума, для подготовки правил и требований для транспортных средств, покрышек и дорог.
Нужна помощь в написании доклада?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.
Определение
Воспроизводимый метод — способ решения конкретных задач в некой области (установление уровней шумовой эмиссии от контакта покрышка/покрытие) путем определенной последовательности практических операций.
Четкое определение степеней влияния покрышки и дороги позволило бы распределить обязательства и ответственность между соответствующими отраслями (производители покрышек и дорожные организации).
Существующая система утверждения типа транспортного средства по шумовым характеристикам сейчас основывается на общем уровне шума транспортного средства. За него и несет ответственность производитель транспортных средств.
Однако производитель не должен нести ответственность за ту часть шумовой эмиссии, что от него не зависит. Еще в недалеком прошлом эта логичная связь не имела под собой технического обоснования.
Раздражение общественности, вызываемое шумом городского транспортного движения, связано с общим шумом. Общий шум составляется из шумовых эмиссий, производимых отдельными генераторами шумов. Поэтому для успеха решения проблемы в целом, должны быть разработаны условия испытаний и методы измерений для определения как общего шума, так и измерения отдельных его составляющих.
Определение:
Генератор шума — устройство, аппарат, машина, производящие звуковые сигналы (волновые колебания, импульсы).
В случае современных, с акустической точки зрения транспортных средств, шум контакта покрышка/покрытие постепенно выходит на передний план.[4]