Проблемы снижения уровня шума в городах

Проблемы снижения уровня шума в городах

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА 4

2. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА 6

3. ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА 7

3.1. Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и

регламентирование землепользования 7

3.2. Звукоизоляция зданий 12

4. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА 14

4.1. Уменьшение шума при взаимодействии колеса и рельса 14

4.2. Шум грузового вагона 15

4.3. Снижение вибрации 16

5. УМЕНЬШЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА ОТ АВИАТРАНСПОРТА 20

5.1. Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами 20

5.2. Уменьшение воздействия шума (наземные мероприятия) 22

5.3. Правила, регулирующие землепользование вблизи аэропортов 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 28

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. Борьба с шумом, в центральных

районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за

которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение

магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким

образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение

собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в

зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих

материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекления окон (с

одновременным применением принудительной вентиляции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в городских

районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало

исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация

способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но

самое существенное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные

технологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наибольший вред

вибрация приносит передовым отраслям промышленности и соответственно ее

рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-

технического прогресса в городах.

1. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

Еще в древнем Риме существовали законодательные положения,

регулирующие уровень шума, создаваемого транспортными средствами того

времени. Но лишь недавно, с начала 70-х годов XX в. при разработке

перспектив развития транспорта стали учитывать воздействие его на

окружающую среду. Движение за чистоту окружающей среды стало столь могучим,

что многие перспективные разработки в области транспорта были признаны

экологически нежелательными. Эта экологическая революция произошла не как

результат реакции общественности на загрязнение окружающей во всех ее

проявлениях, а как результат сочетания возросшей озабоченности и

общественности с необходимостью поддержания экологической чистоты хотя бы

на сложившемся к этому времени уровне в силу интенсивного развития средств

транспорта и транспортных систем и урбанизации. Например, перевозки

автомобильным транспортом в странах Организации экономического

сотрудничества и развития (ОЭСР) за 1960-1980 гг. выросли в 3 раза,

воздушным – в 2 раза. Городское население этих стран увеличилось на 50%, а

число городов с количеством жителей более 1 млн. чел. удвоилось. За тот же

период было построено много автодорог, аэропортов и других крупных

транспортных сооружений.

При таком развитии транспорта и в не приходится удивляться тому, что

шумовая загрязненность окружающей среды постоянно возрастала.

Но следует указать, что с конца 70-х годов главным образом благодаря

экспериментальным исследованиям, связанным с ограничением шума,

создаваемого индивидуальными средствами транспорта и воздушными судами, а

также частично в результате совершенства дорог и звукоизоляции зданий,

достигнутый ранее уровень транспортного шума имеет тенденцию к

стабилизации.

Учитывая тенденции снижения шума на ближайшие несколько лет, можно

прийти к заключению о намечающемся улучшении соответствующих показателей. В

странах ОЭСР к средствам грузового транспорта предъявлены более жесткие

требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к

существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения,

которая подвергается воздействию шума, создаваемого тяжелым грузовым

транспортом. Кроме того, в некоторых странах вводятся более совершенные

нормы проектирования автомобильных дорог, а также законодательство,

обеспечивающее людям, чьи дома подвержены значительному воздействию

транспортного шума, право требовать принятия дополнительных мер по

звукоизоляции жилых помещений.

Подсчитано, что во Франции к 2000-му году доля городских жителей,

подвергаемых воздействию шума с уровнем 65 дБА и выше, снизилась до 13% по

сравнению с 16% в 1975 г. Это небольшое, но, тем не менее, существенное

уменьшение.

Предусматривая более жесткие меры по снижению шума транспортных

средств в источнике его возникновения, можно ожидать дальнейшего реального

уменьшения воздействия шума на человека. Еще в 1971 г. в Великобритании при

разработке проекта малошумных тяжелых автотранспортных средств было

рекомендовано исходить из нормативного уровня шума 80 дБА. Даже если этот

проект и продемонстрировал, что современная технология позволяет

реализовать определенную степень требуемого снижения шума, являясь в то же

время экономически приемлемой, все еще остаются технические и политические

трудности при установлении законодательных мер, которые способствовали бы

внедрению в производство приведенных выше норм проектирования. Подсчитано,

что если бы удалось реализовать эту техническую политику, число людей,

которые подвергаются воздействию шума 65 дБА и более, существенно

уменьшилось бы.

Что касается шума, создаваемого гражданскими самолетами, то согласно

большинству исследований реализация мер по уменьшению его воздействия

займет достаточно длительное время. Это объясняется в основном двумя

причинами. Во-первых, новое поколение самолетов будет менее шумным, во-

вторых, все самолеты старого типа, которые не соответствуют современным

нормативным требованиям по шуму, будут к концу ближайшего десятилетия сняты

с эксплуатации. Темпы обновления существующего парка самолетов будут

зависеть, конечно, от многих факторов, главным образом от темпов замены

самолетов образцами нового поколения, а также от возможного сдвига сроков,

обусловленного ожидаемым увеличением парка самолетов общего назначения и

использованием вертолетов. С учетом перечисленных факторов в прогнозе для

стран ОЭСР указывается, что в США произойдет уменьшение числа людей,

подверженных воздействию шума 65 дБА примерно на 50-70%, в Дании на

35%, а во Франции, по результатам расчетной оценки применительно к пяти

важнейшим аэропортам, произойдет уменьшение площади, подверженной

воздействию авиационного шума, на 75%. Несмотря на то, что число людей,

которые выиграют от проведения этих мероприятий, незначительно по сравнению

с существенно большим числом людей, подверженных воздействию шума наземного

транспорта недопустимо высокого уровня, указанные мероприятия представляют

собой значительный шаг вперед.

Количественные показатели воздействия шума железнодорожного транспорта

в большинстве стран остаются по большей части неизменными. Предполагается,

что в обозримом будущем состояние дел в этой области останется без

изменения. Однако имеются районы, где шум железнодорожного транспорта

является основным источником раздражения. Введение в последнее время в

эксплуатацию высокоскоростных поездов и скоростных городских линий приводит

к расширению зон, подверженных воздействию новых источников шума. Поэтому

условия жизни людей могут быть улучшены, если принять серьезные меры по

уменьшению шума.

2. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА

В общем случае методы снижения транспортного шума можно

классифицировать по следующим трем направлениям: уменьшение шума в

источнике его возникновения, включая изъятие из эксплуатации транспортных

средств и изменение маршрутов их движения; снижение шума на пути его

распространения; применение средств звукозащиты при восприятии звука.

Использование того или иного метода или их комбинации зависит в

значительной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с

учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений.

Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления

источников этого шума. Несмотря на наличие значительной аналогии различных

источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспорта,

- автомобильного, железнодорожного и воздушного.

Из трех основных видов транспорта автомобильный транспорт оказывает

наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Автомобили являются

преобладающим источником интенсивного и длительного шума, с которым ни в

какое сравнение не идут никакие другие. Шум, создаваемый движущимися

автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае

наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. При малых

скоростях движения по автодорогам и больших частотах вращения вала

двигателя основным источником шума является обычно силовая установка, в то

время как при больших скоростях движения, пониженных частотах вращения и

меньшей мощности силовой установки доминирующим может стать шум,

обусловленный взаимодействием шин с поверхностью дороги. При наличии

неровностей на поверхности дороги преобладающим может стать шум системы

рессорной подвески, а также грохот груза и кузова.

Часто бывает довольно трудно определить относительный вклад различных

источников шума сложных по конструкции транспортных средств. Поэтому, если

возникает задача по снижению шума данного транспортного средства, ценная

информация может быть получена на основе понимания механизма генерирования

шума этих источников при изменении условий эксплуатации транспортного

средства. В силу того, что общий шум транспортного средства определяется

рядом источников, необходимо попытаться получить данные об особенностях

излучения каждого из этих источников в отдельности и определить наиболее

эффективные методы снижения шума того или иного источника, а также и то,

какой из методов снижения общего шума автотранспортного средства окажется

наиболее экономичным в данном случае. Подробно об этом будет рассказано

ниже.

Следует отметить большое значение мер по ограничению распространения

уже возникшего шума наряду с основным методом снижения шума автомобильного

транспорта путем подавления источника его возникновения. К числу указанных

мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование

транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пересмотр общих

концепций землеиспользования вблизи основных транспортных магистралей.

Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является

улучшение проектирования и звукоизолирующих характеристик зданий для

уменьшения шума внутри них.

Железнодорожный транспорт в противоположность автомобильному и

воздушному не развивается такими быстрыми темпами. Однако появились

признаки того, что железные дороги начнут играть новую роль. После

внедрения скоростных поездов в Японии и Франции многие страны приняли

решение об увеличении скорости движения поездов и объема пассажирских

перевозок, обеспечив тем самым повышение конкурентоспособности железных

дорог. Расширение сети железных дорог и увеличение скорости поездов вызовут

рост шума, возникнут связанные с этим проблемы защиты от него окружающей

среды. Подобные ситуации уже возникли в Японии, где общественность

протестовала против скоростных поездов. Следствием этих протестов явилось

решение Управления японских государственных железных дорог отложить

строительство новых линий, ведущих к Токийскому аэропорту Нарита.

Раздражение, вызванное шумом воздушного транспорта, обусловлено

главным образом введением в эксплуатацию в конце 50-х годов на гражданских

авиалиниях реактивных самолетов. С тех пор число коммерческих и частных

реактивных самолетов, находящихся в повседневной эксплуатации, превысило 7

тыс. единиц. За этот период снижению шума самолетов уделялось значительное

внимание. Решение рассматриваемой проблемы проводилось по следующим трем

основным направлениям. Первое и, вероятно, наиболее важное направление

сводится к исследованию основных источников шума и разработке, в частности,

менее шумных силовых установок. Второе направление связано с упорядочением

и введением контроля полетов самолетов в окрестности аэропортов. Наконец,

третье направление - меры, непосредственно не связанные с изменением

условий эксплуатации воздушных судов - рациональное использование земельных

участков как на территории самого аэропорта, так и в его окрестностях с

усилением звукоизоляции зданий и сооружений, находящихся под воздействием

шума высокого уровня.

3. ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

3.1. Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и

регламентирование землепользования

3.1.1. Интенсивность движения

Наиболее очевидным способом уменьшения шума автомобильного

транспорта является снижение интенсивности движения в результате смещения

транспортного потока. Разделение транспортного потока, например, пополам, в

общем случае ведет к снижению уровней транспортного шума на 3 дБА. Однако

закрытие участков дороги для всех видов автомобильного транспорта может

создать определенные трудности. Например, когда был наложен общий запрет на

движение автомобильного транспорта с 22 ч до 6 ч в Нюрнберге, было выдано

около 600 льготных документов на право нормального подъезда жителей, и

движение автолюбителей, вызванное этими разрешениями, существенно ослабило

эффективность этого общего запрета.

Эффект ограничения интенсивности движения зависит не только от

смещенного транспортного потока, но также и от интенсивности движения как

до введения ограничений, так и после их введения. Уменьшение интенсивности

движения вдвое приводит к снижению эквивалентного уровня шума при условии

неизменности других параметров. Но интенсивность движения и скорость

автомобилей, вообще говоря, являются сильно коррелируемыми величинами.

Уменьшение интенсивности движения обычно связано с ростом скорости

движения, поэтому ожидаемого оптимального выигрыша от снижения

интенсивности движения не достигается. Кроме того, перемещение

транспортного потока приводит к нарастанию шума на других дорогах

транспортной системы. И тем не менее то обстоятельство, что уровень

транспортного шума и интенсивность движения связаны логарифмической

зависимостью, может быть использовано в нужном направлении. Например, можно

снять транспортный поток со слабо используемой дороги в перебросить его на

уже сильно нагруженную. Это приведет к небольшому увеличению шума на сильно

нагруженной дороге, особенно если она была заранее спроектирована для

интенсивного потока. В то же время при этом будут достигнуты значительные

результаты по снижению шума на слабо нагруженных автомобильных дорогах.

Следовательно, можно добиться весьма существенного снижения шума для

значительного числа людей путем создания объездных путей, специально

рассчитанных на значительную интенсивность движения и ослабления

напряженности транспортной сети, пронизывающей жилые кварталы.

В крупных и небольших городах, где объездные пути еще не созданы,

можно пойти на переключение движения транспорта в ночные часы на улицы, где

расположены торговые предприятия.

На снижение шума автомобильного транспорта также направлено

ограничение числа тяжелых грузовых автомобилей в транспортном потоке. Эти

меры обычно принимают форму запретов на въезд грузовых автомобилей в

определенный район или на въезд в город всех автомобилей выше определенной

грузоподъемности, а также ограничений въезда в определенные моменты

времени, обычно в ночные часы, субботние и воскресные дни.

Теоретически уменьшение скорости движения автомобильного транспорта

является одной из самых эффективных мер ограничения уровня шума

автомобильного транспорта. На высокоскоростных дорогах сокращение средней

скорости автомобиля в 2 раза может привести к снижениям эквивалентного

уровня шума на 5-6 дБА. Но на практике трудно достичь снижения скорости

автомобилей. Несмотря на вводимые ограничения скорости, большая часть

автотранспорта превышает этот предел.

Успехов в деле уменьшения скорости можно добиться путем устройства

возвышений на дорожном покрытии или поперечных полос на дороге, которые

дают возможность водителям почувствовать скорость автомобиля. К другим

способам относятся сужение дороги и искривление трассы дороги.

3.1.2. Конструкция дороги

Шум, излучаемый автомобильным транспортом, зависит как от

вертикального, так и горизонтального очертания дороги, а также от типа

дорожного покрытия.

Вопросы сооружения и конструирования придорожных барьеров

рассматриваются при проектировании дороги. Обычно акустический барьер имеет

форму вертикальной стенки, хотя широкое применение получили и иные формы,

делались попытки улучшить эстетические, нежели экранирующие, характеристики

барьеров. При проектировании эффективного звукового барьера ставят

следующие цели: барьер должен иметь достаточную массу для ослабления звука,

быть доступным для текущего обслуживания и ремонта; установка барьера не

должна приводить к росту несчастных случаев.

Кроме этого, сооружение барьера должно быть экономичным.

Чтобы обеспечить оптимальную степень звукозащищенности, барьер должен

располагаться вблизи источника шума или вблизи объекта, защищаемого от

шума. Барьер должен, если это возможно, полностью скрывать ограждаемый

участок дороги, исключая видимость этого участка из окон защищаемых зданий

или различных точек защищаемого пространства. Хотя масса барьера не должна

быть значительной, важно обеспечить тщательное уплотнение всех просветов в

конструкции барьера. Дырка или просвет в конструкции барьера может привести

к существенному уменьшению его экранирующей возможности, а наличие

указанных дефектов может вызвать резонансные эффекты, что может привести, в

свою очередь, к изменению характера преобразованного барьером звука, при

котором произойдет изменение широкополосного шума в шум, содержащий

дискретные тона.

Звуковая энергия, генерируемая транспортным потоком, может быть

отражена с помощью эффективных приемников звука, которыми оснащена сторона

стенки барьера, обращенная к источнику. При наличии звуковых барьеров с

обеих сторон дороги могут возникнуть дальнейшие осложнения, вызванные

многократными переотражениями, происходящими между стенками барьера. При

определенных конфигурациях экранизирующий потенциал каждого барьера может

быть значительно снижен в результате воздействия дополнительного шума,

преломляющегося через барьер от воображаемых источников звука.

Следует также упомянуть о барьерах, выполненных в виде насыпи, а также

о барьерах типа "пещер" в скалистом грунте. Типичные барьеры поглощающего

типа состоят из полых коробчатых панелей, которые со стороны дороги имеют

перфорированную или открытую металлическую пластину. Коробка затем

заполняется звукопоглощающим материалом, таким, как минеральная вата.

Дороги, проложенные в выемках, обычно хорошо экранируются краем

экранирующей стенки, хотя отражения от далеко расположенной стенки могут

уменьшить характеристику экранирования.

На дорогах, расположенных на насыпи или эстакаде, проблемы с шумом

более серьезны, хотя в точках приема звука, расположенных ниже края насыпи

или парапета, имеет место некоторое экранирование.

3.1.3. Расчет пересечений дорог

Для того чтобы уменьшить уровень шума, важно рассмотреть на стадии

проектирования пересечения дорог организацию движения потока автомобилей с

целью минимизации числа ускорений и замедлений автомобилей. Та же цель

ставится и при разработке планов управления движения автомобильным

транспортом. Эти планы составляются таким образом, чтобы сократить

длительность поездок и уменьшить число несчастных случаев.

Система светофоров разработана и установлена практически в каждом

крупном городе мира. К сожалению, влияние на шум, создаваемый автомобильным

транспортом, этих мер не так значительно, как ожидалось. Это происходит

частично из-за того, что совершенствование организации движения

транспортного потока благодаря внедрению этих систем управления постепенно

приводит к тому, что нагрузка на систему возрастает, происходят быстрое ее

переполнение и (или) нарастание интенсивности транспортного потока.

Другой мерой по ограничению движения потока автомобилей, следующих

через пересечения дорог, является отключение светофоров на пересечениях

Страницы: 1, 2, 3