ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

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.

ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и регламентирование землепользования

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.

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.

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 дорог с не очень высокой интенсивностью движения в ночное время. Однако это не приводит к какому-либо систематическому снижению уровня шума и связано с тем, что скорости автомобилей завышены, что сводит на нет преимущества, связанные с исключением процесса трогания автомобилей при наличии светофоров.

Планирование землепользования

Уровень шума вблизи автомобильной трассы весьма значительный. При изыскании нового автотранспортного маршрута в существующем городское районе большинство имеющихся там сооружений должно сохраниться, поэтому схема дороги и ее проектирование - решающие факторы минимизации шума от движения автомобилей. В том случае если дорога проходит через район, который еще не получил развития ила планируется под реконструкцию, можно рассмотреть также вопрос об ограничении воздействия шума путем соответствующего регулирования землепользования окружающих дорогу участков.

Возможности удачного планирования дороги определяются размером имеющегося пространства, а также характером местности и применяемой политикой районирования. При планировании дороги необходимо обеспечить как можно большее расстояние между источником шума и участком, наиболее чувствительным к шуму; рациональное размещение мест деятельности человека, совместимых с некоторым воздействием шума, таких, как стоянки автомобилей, открытые пространства, сооружения и устройства хозяйственного назначения; использование архитектурно-строительных форм и зеленых насаждений в качестве барьеров для экранирования районов, чувствительных к воздействию шума.

Жилые районы можно защитить от шума автомобильного транспорта путем размещения их на достаточно удаленном от источника шума расстояния. Однако проектировщики считают такой подход экономически не обоснованным. Часто это действительно так, поскольку, например, в зданиях, расположенных по соседству с автомобильной дорогой (менее 100 м), уровень шума редкоснижается ниже 70 дБА. Тем не менее, при определенных обстоятельствах пространственное разделение зданий и автомобильных дорог нужно рассматривать как вариант единственного положительного решения проблемы. Это особенно справедливо в условиях неоднородной реконструкции или развития района, когда возводятся кварталы высотных домов, которые не могут быть легко экранированы с помощью барьеров и должны как можно дальше размещаться от дороги, на сколько позволяют местные условия.

Жилые дома малой этажности могут в большинстве случаев защищены от шума путем экранирования в той или иной форме или зелеными насаждениями.

Звукоизоляция зданий

Проектирование зданий

Необходимость устройства дорогостоящих ограждающих конструкций с высокими звукоизоляционными характеристиками может быть сведена к минимуму, если форму и ориентацию здания спланировать с учетом воздействия шума со стороны дороги.

Цель такого подхода - избегать отраженных звуков от любой поверхности стены, обращенной к чувствительным к шуму помещениям самого здания, или от здания, расположенного рядом. Форма здания может быть использована для обеспечения собственной акустической защиты. Некоторые части такого здания (стены с уступами и балконы) обеспечивают акустическую защиту от шума со стороны автомобильной дороги.

Внутри любого здания есть помещения, в которых люди будут менее подвержены наружному шуму, поскольку шум со стороны автомобильной дороги обычно является единственным раздражающим фактором для помещений, обращенных непосредственно к дороге, необходимо идентифицировать чувствительные к шуму помещения и разместить их на другой стороне здания.

Шум грузового вагона

По эксплуатационным соображениям система рессорного подвешивания грузового вагона должна быть как можно более экономной. Последствия этого очевидны. Грузовые вагоны строятся относительно грубо, без должных мер, ограничивающих их дребезжание и грохот. Демпфирование системы рессорного подвешивания обычно недостаточно, и вибрации могут свободно передаваться кузову вагона. Причем вагоны шумнее при порожнем пробеге, чем при эксплуатации в груженом состоянии: груз приводит как к стабилизации массы, так и к некоторому демпфированию.

Могут быть предложены технические средства уменьшения шума грузового подвижного состава до уровня шума пассажирских вагонов, но их реализация натолкнется на ряд препятствий. Исследования показывают возможность снижения уровня шума грузовых вагонов с помощью дисковых тормозов на 5 дБА. Однако обычно возникают, помимо соображений, связанных с модификацией тормозной системы, еще и другие веские аргументы в пользу сохранения чугунных колодочных тормозов. Изменения тормозного усилия в зависимости от скорости движения применительно к двум рассматриваемым системам тормозов значительно отличаются. Поэтому использование в эксплуатации грузовых вагонов с разными тормозами в одном и том же поезде не может быть допущено. Следовательно, эксплуатация международных грузовых поездов с обычным для них переформированием и разнотипностью вагонов требует того, чтобы у всех вагонов новых или старых, любой принадлежности была одна и та же тормозная система.

Снижение уровня шума дребезжания и грохота, а также устранение резонансных форм колебаний кузовов подвижного состава не представляет особых технических трудностей, но реализация соответствующих мер требует затрат. Аналогично этому применение более прогрессивной системы рессорного подвешивания или грузовых вагонов, оснащенных тележками, а не использование удлиненных вагонов с двухосными колесными базами, приводит к скрежету в кривых участках пути. Перевод старых грузовых вагонов на новую современную ходовую часть связан с большими затратами.

Снижение вибрации

Конструкция тоннелей

Можно предположить, что типы тоннелей более устойчивые к возбуждающим силам, будут передавать в окружающую их среду менее интенсивные вибрации. Таким образом, можно полагать, что более массивные тоннельные конструкции вызовут меньший шум и вибрацию в соседних зданиях. Имеются данные, свидетельствующие о том, что железобетонные двойные коробчатые тоннели приводят к меньшему шуму, обусловленному вибрацией грунта, по сравнению с тем, что имеет место в случае легких конструкций тоннелей круглого сечения (независимо от того, выполнены они на месте из монолитного железобетона или из сборных предварительно напряженных железобетонных секций, стальных или чугунных тюбингов тоннельной обделки).

Экранирование

Траншеи или монолитные препятствия могут также применяться в качестве средств ограничения структурного шума, возбуждаемого вибрацией грунта, а также вибрацией, обусловленной движением поездов. Оба способа экранирования обеспечивают рассогласование импедансов в грунте, что приводит к нарушению процесса распространения волн в грунте.

Виброизоляция зданий

Установка виброизолирующих прокладок в здании под свайные фундаменты, у основания колонн или сводов и в других местах соединения различных элементов конструкции здания может способствовать вибро- и шумоизоляции зданий или отдельных зон внутри здания. Свинцово-асбестовые прокладки примерно с 1915 г. нашли широкое применение для изоляции крупных зданий от шума в вибрации, возбуждаемых железной дорогой и метрополитеном. В 60-х годах подобные прокладки были применены при сооружении отеля "Квин Элизабет" в Монреале и концертного зала Звери Фишер в Нью-Йорке. Применение этих прокладок, по-видимому, привело к значительной виброизоляции-снижению уровня вибрации примерно на 10 дБ.

В тех случаях, когда необходимо обеспечить тишину лишь в нескольких помещениях существующих зданий, рекомендуется сооружение "помещения в помещении", как это делается давно применительно к радио, телестудиям и акустическим камерам. В этом случае требуется обеспечить "плавающую" на упругом основании коробку защищаемого помещения со своими ограждающими конструкциями внутри существующего здания. При таком решении тихое помещение будет виброизолировано от динамических внешних воздействий.

Во всех виброзащищенных конструкциях зданий должны быть приняты меры к перекрытию всех путей (акустические мостики) передачи значительных вибраций или к обеспечению их эффективной виброизоляции. В противном случае вибрация будет распространяться по этим путям, сводя на нет все меры по ограничению шума, достигнутые с помощью виброизоляции.

Правило периметра

Этим правилом пользуются для ограничения дальности полетов, осуществляемых при вылете из данного аэропорта. Дальность полета может влиять на уровень создаваемого шума различными путями.

Во-первых, она может определять пропускную способность конкретного аэропорта. В общем случае меньшее число операций приводит к уменьшению общего воздействия шума. При ограниченных дальностях полета максимальная взлетная масса воздушного судна меньше, поскольку она определяется в основном запасами потребного топлива. Меньшая взлетная масса позволяет реализовать большую подъемную силу, что, в свою очередь, приводит к уменьшению размеров контура шума, создаваемого воздушным судном на земной поверхности. И, наконец, тип воздушного судна, необходимого для выполнения полета на меньшую дальность, может оказаться не таким шумным по сравнению с воздушным судном, используемым для больших дальностей полета.

Эта процедура требует определенного внимания, особенно в тех случаях, когда имеются близко расположенные аэропорты, эксплуатирующиеся без такого рода ограничений. В аэропорту Джона Вейна в Калифорнии введены ограничения по дальности полета: там разрешены полеты с дальностью, которая не превышает 500 миль. Но в регионе Лос-Анджелеса имеются другие аэропорты, которые могли бы обслуживать воздушные суда без указанных ограничений. Таким образом, применение подобной процедуры является весьма ограниченным, и ее правовая сторона может оказаться сомнительной.

Контроль шума

Уже давно была доказана принципиальная возможность круглосуточного контроля за соблюдением установленных ограничений по шуму в аэропортах на основе постоянно действующего измерительного оборудования, причем интерес администраций аэропортов к установке и использованию такого оборудования и устройств со временем возрастает.

Наземные гонки двигателей

Многие аэропорты оборудованы устройствами, предназначенными для текущего содержания и ремонта воздушных судов. Составным элементом этого процесса является обязательное проведение статических испытаний двигателей на определенных режимах по тяге или мощности.

Дополнительными источниками шума могут оказаться вспомогательные силовые установки, агрегаты электроснабжения, а также другое вспомогательное оборудование. Такие гонки в зависимости от расположения, времени суток, типа воздушного судна и применяемого устройства могут приводить к неблагоприятному воздействию шума на прилегающие к аэропорту районы.

Большая часть работ, связанных с гонкой двигателей, производится во время, не связанное с полетами. Это означает, что напряженная работа по текущему обслуживанию воздушных судов часто приходится на ночное или раннее утреннее время, что, в свою очередь, создает реальные неудобства для населения расположенных вблизи жилых районов. В 94 американских аэропортах введены ограничения по шуму при надземных гонках двигателей.

Буксировка воздушных судов

Буксировка воздушных судов с целью уменьшения воздействия шума не является широко применяемой процедурой, хотя этот прием обычно используется в процессе работ по текущему содержанию и ремонту авиационных двигателей. Самолеты буксируются к выделенной стоянке для проведения наземных гонок двигателей при всех отключенных до проведения испытаний системах, что позволяет также сократить расходы на топливо. При этом возникают проблемы, связанные с риском повреждения шасси и других вспомогательных систем. В США этот метод снижения шума теперь не находит практического применения. Тем не менее к этому методу возможен возврат, что полностью определяется соотношением преимуществ и затрат при решении задач безопасности и надежности, энергетики, а также снижения шума.

Сборы за шум

Администрации ряда европейских аэропортов принадлежит первенство в установлении сборов за шум. В основе такого подхода лежит принцип, по которому эксплуатанты воздушного судна выплачивают в виде отдельных сборов сумму, пропорциональную шуму, который генерируется воздушным судном.

Звукоизоляция

В последнее время широко используются программы по уменьшению шума, проникающего в здания аэропорта и жилые помещения, расположенные вблизи него. Обычно они сводятся к усилению звукоизоляции. Их главной целью является обеспечить акустическую защиту зданий от шума воздушных судов и других источников внешнего шума. В число этих мер входит изоляция внешних стен, окон, дверей и системы перекрытий, что позволяет существенно улучшить звукоизоляцию внешней оболочки конструкции.

Хотя программа по звукоизоляции считается важным элементом в деле уменьшения воздействия шума, приоритет тем не менее отдается мероприятиям по планированию с тем, чтобы жилые дома располагались как можно дальше от источников возникновения шума. В Великобритании циркуляр департамента по охране окружающей среды содержит указания по планированию и землепользованию с учетом мероприятий по снижению шума.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существуют два основных подхода к ограничению воздействия шума автомобильного транспорта, воспринимаемого в жилых помещениях и помещениях, где работают люди. При первом подходе делается попытка уменьшить шум в самом источнике шума путем конструирования малошумных автомобилей и устройства малошумных дорожных покрытий. Второй подход предполагает ограничение распространение шума, уже возникшего, путем учета таких факторов, как интенсивность движения, конструкция дороги и ее трассирование, путем применения звуковых экранов и барьеров, а также путем планирования землепользования вдоль дороги для снижения до минимума воздействия шума на человека. Кроме этого, принимаются меры по звукоизоляции зданий для сведения к минимуму проникновения шума в помещении зданий.

Рассмотрев проблему снижения уровня шума от железнодорожного транспорта, можно отметить, что использующиеся для этого методы либо малоэффективны, либо дорогостоящи. Решение проблемы сводится к вибро- и звукоизоляции зданий, расположенных наиболее близко к железнодорожным путям.

Авиаперевозки в последние десятилетия стали наиболее популярными как быстрый и удобный способ передвижения пассажиров и перемещения крупногабаритных грузов на большие расстояния. Поэтому можно предположить, что количество аэропортов будет только расти, а следовательно - увеличиваться общий уровень шума от авиасудов. Наиболее оптимальный способ снижения шума видится в создании новых, менее шумных, конструкций самолетов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. – М.: Недра, 1982.

2. Радзевич Н.Н., Пашканг К.В. Охрана и преобразование природы. – М.: Просвещение, 1986.

3. Шум на транспорте / Пер. с англ. К.Г. Бомштейна. Под ред. В.Е. Тольского, Г.В. Бутакова, Б.Н. Мельникова. – М.: Транспорт, 1995.