Текст
                    Е.ПСАМОИЛЮК
" • ’r's ЖЖ!1'	,’‘я&
Борьба
1
с шумом
в градо-
строител ьстве

' '•*

6С1 С17 УДК 699.844 Самойлюк Е. П. Борьба с шумом в градо- строительстве. Киев, «Буд1вельник», 1975, стр. 128. В книге рассматриваются основные методы борьбы с шумом градостроительными сред- ствами, описаны источники шума в городе, вопросы прогнозирования шумового режима на селитебной территории, приведена мето- дика построения карт шума микрорайонов, жилых районов и городов. Описаны градо- строительные мероприятия по шумозащите. Книга рассчитана на градостроителей, архи- текторов, инженерно-технических работни- ков проектных организаций, сотрудников санитарно-эпидемиологической службы, а а также может быть использована студен- тами архитектурных и строительных специ- альностей вузов. Рисунков 64, таблиц 31. © Издательство «Буд1вельник», 1975. 3021)8-094 Л5.203(01)—75 112—75
ПРЕДИСЛОВИЕ XXIV съезд КПСС, определяя главную задачу девятой пятилетки — обеспечить значительный подъем материаль- ного и культурного уровня жизни на основе высоких тем- пов развития социалистического производства, повыше- ния его эффективности, ускорения научно-технического прогресса и роста производительности труда, — отводит важную роль градостроительству в создании необходи- мых условий жизни, труда, быта и отдыха советского че- ловека, для его физического и духовного развития. Развитие транспорта, рост крупных городов и агломе- раций, отходы промышленного производства ухудшают физическую среду в городах. Загрязнение воздушного бассейна, водоемов, чрезмерный шум заставляют сейчас специалистов различных областей науки и техники ре- шать проблему оздоровления среды городов. Великий русский физиолог И. П. Павлов давно уста- новил неразрывное единство организма с внешней сре- дой. Известно, что деятельность человека представляет собой сумму раздражений, обусловливающих известную степень истощения и утомления нервной системы челове- ка, а истощение, как писал И. П. Павлов, является одним из главных физиологических импульсов к возникновению тормозного процесса, как охранительного. Следовательно, там, где человек работает, бодрствует и отдыхает, его нужно максимально оградить всеми до- ступными средствами от возможных внешних раздражи- телей. Особенно это важно сделать там, где человек восстанавливает свою работоспособность — отдыхает, спит, т. е. в жилых зданиях. Значит и в планировке зданий, и в устройстве их ог- раждающих конструкций, а также при планировке, за- стройке и благоустройстве городов, первоочередное вни- мание следует обращать на предупреждение возможных 1* 3
раздражений. Совокупность такого рода предупредитель- ных мер по существу и обеспечивает комфорт среды. Одним из факторов, отрицательно влияющих на окру- жающую среду, является шум, который пагубно действу- ет на организм человека, на органы слуха, вызывает бо- лезни сердца п сосудов, головные боли, раздражитель- ность, нарушает обмен веществ, приводит к нарушению моторной и секреторной функций желудка, способствует возникновению неврозов. Существует прямая связь между шумовым режимом в условиях отдыха и производительностью труда. По дан- ным Ленинградского института гигиены труда и профза- болеваний продолжительное воздействие шума делает от- дых человека неполноценным и снижает производитель- ность труда на 3—5 %- Снижение уровня шума до оптимальной величины — это социальная и экономическая проблема современного градостроительства. Экономическая целесообразность ре- шения этой проблемы обусловлена большим объемом де- нежных средств, которые затрачиваются обществом на лечение болезней, вызванных шумом, на преждевремен- ное пенсионное обеспечение, на восстановление потерь, связанных с сокращением сроков трудовой деятельности человека. Проблема снижения городского шума находится в цен- тре внимания партии и правительства, государственных и общественных организаций, которые не раз отмечали необходимость осуществления эффективных мероприя- тий по борьбе с городскими шумами, например, в поста- новлениях советов министров всех союзных республик о создании Республиканских комиссий по борьбе с шумом; в постановлении Совета Министров СССР от 3 октября 1973 г. «О мерах по снижению шума на промышленных предприятиях, в городах и других населенных пунктах» и др. Все основные требования по вопросам защиты от шу- ма записаны в «Санитарных нормах допустимого шума в жилых и общественных зданиях и на территории жи- лой застройки» (СН 872—70), в «Санитарных нормах проектирования промышленных предприятий» (СН 245—71), в «Санитарных нормах и правилах по ограни- чению шума на территориях и в помещениях производ- ственного предприятия» (№ 785—69), в «Рекомендациях по планировке и застройке жилых районов и микрорайо- нов» и др. Уровень городского шума в жилой застройке может быть снижен несколькими путями: административно-за- конодательным; в источнике возникновения; градострои- тельными средствами; строительно-конструктивными и техническими мероприятиями в зданиях. В настоящей книге сделана попытка обобщить литера- турные данные, опыт исследовательских и проектных ра- бот в области борьбы с городским шумом градострои- тельными средствами. Большинство материалов книги основывается на результатах самостоятельных исследо- ваний и работ, проведенных под руководством автора для НИИСФ, ЦНИИП градостроительства, МИСИ им. В. В. Куйбышева, НИиПИ генплана г. Москвы, Волго- градгражданпроекта, Бакгипрогора, Челябинскграждан- проекта, Днепрогражданпроекта и других организаций совместно с их сотрудниками и сотрудниками Волгоград- ского института инженеров городского хозяйства и Дне- пропетровского инженерно-строительного института. 1
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШУМЕ, ЕГО НОРМИРОВАНИЕ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ Природа звука, его свойства и основные понятия Под звуком мы понимаем механические волнообраз- ные колебательные движения, распространяющиеся в га- зообразной, жидкой и твердой среде. Большинство звуков в воздухе возникает в результате колебания твердых тел. Такие колебания образуют периодически избыточное дав- ление (в сравнении с атмосферным) и, следующее за ним раздражение, т. е. звуковую волну. На рис. 1 приве- дена схема распространения продольных волн в среде. Чем интенсивнее звуковой импульс, тем большей величи- ны достигает амплитуда колебания и тем более громким воспринимается звук. Что же тогда следует называть шумом? Точного физи- ческого определения этого понятия нет. Шумом принято называть досаждающие, нарушающие наш покой звуки, вызывающие в нас чувство раздражения. Между звуком, музыкой и шумом физической разницы нет. Для них су- ществуют одни и те же законы образования и распро- странения. В безвоздушном пространстве звук не суще- ствует и не передается. Для образования и распростра- нения звука необходима материальная среда, от которой он и получает свое название: воздушный звук (распро- страняющийся в воздушной среде); корпусный, структур- ный звук (распространяющийся в твердых телах). В открытом пространстве звук распространяется сво- бодно во всех направлениях, а звуковые волны называ- ются свободными, распространяющимися в свободном поле. При этом, звуковое давление изменяется обратно пропорционально расстоянию до источника звука: Р=Рх(^-} = (const)-1, (1) где Р и Рх— звуковое давление соответственно на рас- стоянии г и гх от источника звука. Скорость распространения звуковых волн зависит от упругих свойств материальной среды, в которой они рас- пространяются. Чем более упругой является среда, тем больше скорость распространения звука. В воздухе, на- пример, скорость распространения звука при температу- Состояние покоя ------Т-------]-----1 1 Направление Длина волны Л , | I распростра- —-------—।---------П । нения волны фазы Рис. 1. Схема распространения продольных волн в среде. ре 20°С равна 344 м/сек. При повышении температуры воздуха на 1°С скорость звука увеличивается приблизи- тельно на 0,61 м/сек. Зависимость скорости звука в воз- духе от температуры может быть выражена следующим образом: 1 <2» где Со —скорость звука при t =0°С (333 м/сек)-, t — температура воздуха, град.С. Для нормальных температурных условий скорость зву- ка в воздухе принимается равной 340 м/сек. В дневное время температура понижается с высотой, поэтому про- исходит рефракция звукового луча вверх и, наоборот, ночью при тихой погоде звуковые лучи прижимаются к земле. Скорость звука увеличивается, если звук распростра- няется по направлению ветра, и, наоборот, при распро- странении звука против ветра, скорость его уменьшается по сравнению со скоростью при неподвижном состоянии воздуха. При этом также наблюдается рефракция звука (рис. 2). С наветренной стороны от источника звука обра- 6 7
зуется зона звуковой тени, а уровень звукового давления может резко понизиться на 20—30 дБ. Образование зву- ковой тени с наветренной стороны характерно для днев- ных условий. Ночью зона звуковой тени образуется ред- ко (с подветренной стороны). Последнее обстоятельство является одной из причин хорошей слышимости ночью. Рис. 2. Распространение звука в атмосфере под влиянием по- стоянного положительного гра- диента скорости ветра: а — вертикальный разрез; б — вид сверху; / — направление ветра; 2 — зона звуковой тени; 3 — наветрен- ная сторона; 4 — источник звука; 5 — подветренная сторона. На величину уровня звука влияет и так называемое мо- лекулярное поглощение звука в воздухе. Эта величина зависит от трения молекул воздуха при распространении звука, от влажности воздуха и частоты звука. Снижение уровня звука, дБ на 100 м, в зависимости от относитель- ной влажности воздуха можно найти по табл. 1. Таблица 1 Относитель- ная влаж- ность воздуха, проц. Частота звука, Гц 1000 3000 5000 7000 9000 10000 10 1.3 8,3 14,0 18,3 21,0 22,0 20 0,6 5,0 10,0 18,3 25,0 32,0 40 0,5 2,5 6,0 10,0 16,0 21,0 60 0,4 1,6 3,3 7,0 11,0 14,0 80 0,3 1.0 2,4 5,0 8,3 10,5 Как видно, снижение уровня звука в зависимости от относительной влажности воздуха, от скорости ветра и температуры воздуха довольно заметно на больших рас- стояниях. Поэтому при решении задач по распростране- нию звука в городских условиях влияние влажности и температуры воздуха, скорости ветра следует учитывать при больших расстояниях от источника, например, при расчете уровня шума в жилой застройке от аэропортов и других источников. Влияние атмосферных условий ори- ентировочно можно учитывать по табл. 2. Скорость распространения звуковой волны, ее длина X и частота колебаний f связаны между собой соотноше- нием * = у- (3) Звуковые волны можно экранировать, фокусировать и направлять в определенную сторону так же, как и свето- вые лучи. Диапазон частот, при которых звук воспринимается ухом человека, находится в интервале 20—20000 Гц. Гер- цем (Гц) называют единицу колебательного движения, составляющего 1 колебание в 1 сек. По сравнению со светом звук характеризуется доволь- но большой длиной волн. Это обстоятельство необходимо учитывать при проек- тировании, например, экранов, так как способность зву- ковых волн к дифракции (огибанию препятствий) зави- сит от соотношения между размером препятствия и дли- ной волны. Образовавшаяся за экраном звуковая тень (рис. 3) будет тем больше, чем меньше по сравнению с размером препятствия длина звуковой волны. Теорети- чески длину тени (рис. 4) за экраном шириной Н можно найти по формуле Формулу (4) применяют при расчете распространения плоских звуковых волн от линейного источника звука. 8 9
При этом длина звуковой волны соизмерима с шири- ной экрана. В противном случае, звуковая волна будет беспрепятственно огибать экран. Санитарные нормы охватывают диапазон частот, со- стоящий из семи октав со среднегеометрическими часто- Рис. 3. Схема распро- странения звука за экраном: / — источник звука; 2 — экран; 3 — точка наблю- дения; 4 — зона звуко- вой тени. тами октавных полос 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Среднегеометрическая частота fcp определяется по формуле fcP=m. (5) где fi и fs — соответственно нижняя и верхняя гранич- ные частоты полосы спектра. Рис. 4. Схема образования звуковой тени при распро- странении плоских звуковых волн. Звуковая волна переносит акустическую энергию в направлении своего движения. Средний поток звуковой энергии в единицу времени, проходящий через единицу поверхности, перпендикулярной к направлению распро- странения звука, называется интенсивностью звука. По- следняя определяется по формуле , Р2 - -F ’ (6) рС где Р — среднеквадратичная величина звукового давле- ния, м/л2; р — плотность среды, кг!м3. Величина рС называется удельным акустическим со- противлением среды. Источник звука в свободном пространстве характери- зуется звуковой мощностью W, частотным спектром и фактором направленности Ф. Звуковой мощностью источника называется количес- тво звуковой энергии, излучаемой источником шума в окружающее пространство в единицу времени: lT=$s/„dS, (7) где S — площадь среды, окружающей источник звука; /„ — интенсивность звука в направлении нормали к элементу поверхности. Неравномерность излучения звука характеризуется фактором направленности Ф: Ф = -^-, (8) ср где Рт — звуковое давление, измеренное на определен- ном расстоянии г от источника в заданном на- правлении; Р(р—звуковое давление, усредненное по всем воз- можным направлениям на том же расстоя- нии г. Для точечного источника фактор направленности ра- вен 1. Интенсивность звука можно определить в виде где г — расстояние от источника до точки измерения; Q — телесный угол излучения, стерадиан. В свобод- ном пространстве Й=4л, в полупространстве Й=2л. Минимальные Ро и максимальные Р звуковые давле- ния, воспринимаемые человеком как звук, называются пороговыми. Минимальные значения (порог слышимос- ти) приняты за единицу сравнения. Они соответствуют едва ощущаемым звукам. На частоте 1000 Гц Ро = =2- 10-5hM2. При максимальных значениях Р возникают болевые ощущения (порог болевого ощущения). На частоте 1000 Гц Р=2-102 н!м*. Таким образом, энергия звука на грани болевого ощу- щения превышает энергию порога слышимости в 107 раз, 10 11
т. е. в 10 млн. раз. Для удобства вычислений принято оце- нивать этот огромный диапазон значений звукового дав- ления не в абсолютных, а в относительных единицах — белах, а чаще, в децибелах (дБ). Уровень звукового давления L, дБ, определяют по фор- муле £ = 201g—, (10) г о где Р — измеренное звуковое давление, н/м2\ Ро — порог слышимости. Каждое увеличение звука на 1 дБ вызывает прирост звуковой энергии в 1,26 раза. Уровень интенсивности (силы) звука, дБ, определяют по формуле £,=101g-^, (11) 'о где 1С — интенсивность звука, соответствующая некото- рому условному нулевому уровню, равному 10 12 Вт 1м2. В плоской звуковой волне свободного звукового поля звуковое давление и интенсивность численно совпадают: J D2 р Lt = 101g4 = 101g-|r = 201g —= £. (12) ;о 'О Разделив обе части выражения (9) на пороговые зна- чения и прологарифмировав, получим £,=£^+101gO-201gr lOlgfi, (13) где Lw—уровень акустической мощности; 10 IgQ — показатель направленности. Для точечного источника (Ф—1) уровень акустической мощности дБ можно определить аналогично уровню ин- тенсивности: W/ £«z=10 1g^-, (14) где WG— условный порог акустической мощности, рав- ный 1012 Вт. В свободном пространстве (величина 10 IgQ =10 lg4n= 11) на расстоянии г в заданном направлении уро- вень звукового давления определяется соотношением £= 10 lg-^- —20 Igr — И. (15) В полупространстве (10 lg2^ = 8) £ = 10 lg-^-— 201gr — 8. (16) Многие реальные источники шума в городе (автомо- биль, самолет, локомотив, трансформаторная подстан- ция, игровая площадка, плескательный бассейн и др.) приближенно можно рассматривать как точечные. Если уровень звука на расстоянии ту обозначить через £ь то уровень звука Ь2 на расстоянии г2 можно найти по фор- муле £2 = £1 —201g—. (17) г. При каждом удвоении расстояния, т. е. когда г2=2гь уровень звука снижается на 6 дБ. К линейному источнику, излучающему цилиндрические волны, ориентировочно можно отнести железнодорожные составы на ходу, плотные транспортные потоки в часы «пик» на магистральных улицах общегородского значе- ния с интенсивностью движения N более 5000—6000 эки- пажей в 1 ч. Снижение уровня звука при удвоении рас- стояния в этом случае составит 3 дБ-. £2 = £i-101g (18) П В акустических расчетах приходится находить суммар- ный уровень шума от нескольких источников. Если источ- ники звука одинаковы, то £ = £i 4-101g/z, (19) где £i — уровень звука одного источника. п — число источников. При совместном действии двух источников с уровнями звука £] и £2 (£]>£2) L = Ll + ^L, (20) где А£ — поправка, зависящая от разности уровней ис- точников (можно принимать по табл. 3). Каждый звук или шум может быть представлен состав- ляющими его тонами с указанием их интенсивности и частоты в виде спектра. В зависимости от характера шу- ма его спектр может быть линейчатым (дискретным), не- прерывным (сплошным) и смешанным. В дискретном спектре резко выделяются несколько частот. Такой спектр 12 13
ся все уровни звука от 48 до 52, к классу 55 дБ А — уров- ни звука от 53 до 57 дБ А и т. д. Эквивалентный уровень звука находят по формуле ^экв— 101g • (21) присущ некоторым электромеханизмам (сиренам, гене- раторам). Механические шумы имеют смешанные или сплошные спектры. Спектр шума транспортного Рис. 5. Спектр шума транспортного потока. потока приведен на рис. 5. Некоторые источни- ки шума постоянно воз- действуют на человека (постоянно работаю- щие вентиляционные установки, трансфор- маторные подстанции и др.). Если уровень шу- ма таких источников во времени изменяется не более чем на 5 дБ, то такой шум считается постоянным. Шум, пре- рывающийся паузами (источник периодически не работает), называется преры- вистым. Непостоянный шум, уровень которого во времени изме- няется более чем на 5 дБ, оценивается в эквивалентных уровнях звука (L3KB ) в дБ А. К непостоянным источни- кам звука относятся все виды транспорта. Эквивалентный уровень звука данного непостоянного шума представляет собой уровень звука постоянного, ши- рокополосного, неимпульсного шума, оказывающего та- кое же воздействие на человека, как и постоянный шум [8]. Величину Бэкв определяют или рассчитывают на осно- вании измерений уровней звука в дБ А в течение наи- более шумного получаса. При этом уровни звука регистрируют через достаточно короткие интервалы времени и разбивают на классы с диапазоном 5 дБ. Например, к классу 50 дБ А относят- где Lt — средний уровень звука i-oro класса, дБ А; fi — время воздействия шума i-oro класса, проц, от общего времени измерения. Понятие «уровень звука в дБ А» означает, что измере- ния (расчет) проводились по кривой коррекции А (шу- момер может иметь частотные характеристики А, В, С и Д). Кривая коррекции А учитывает восприятие шума че- ловеческим ухом, поэтому большинство специалистов считают наиболее приемлемым для характеристики го- родского шума уровень звука в дБ А. Благодаря этому значительно упрощается процесс измерения городского шума, обработка результатов, оценка эффективности ре- комендуемых мероприятий по снижению шума. Нормирование городского шума Исследования ряда ученых у нас в стране и за грани- цей позволили установить максимальные уровни звуко- вого давления, ниже которых воздействие шума на орга- низм человека является безопасным. Допустимым мо- жет считаться уровень шума, который не оказывает на человека прямого или косвенного вредного и неприятного воздействия, не снижает его работоспособности, не влия- ет на его самочувствие и настроение [3]. Шумовой режим в условиях городской застройки дол- жен соответствовать действующим «Санитарным нормам допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки» (№ 872—70) [8]. Допустимые уровни звукового давления и уровни звука приведены в табл. 4. Нормы [8] рекомендуют учитывать характер шума, длительность его воздействия, место расположения объ- екта, время суток, применяя поправки к допустимым ок- тавным уровням звукового давления и уровням звука (табл. 5). Измеренные и рассчитанные эквивалентные уровни звука не должны превышать значений, указанных в габл. 4 с учетом поправок по табл. 5. 14 15
Таблица 4 Назначение помещений или территорий Уровень звукового давления, дБ, при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц к . >» 05 63 125 250 500 1000 2000 4000 6000 Палаты больниц н сана- ториев, операционные больниц 51 39 31 24 20 17 14 13 25 Жилые комнаты квар- тир, спальные помеще- ния в детских дошколь- ных учреждениях и шко- лах-интернатах, жилые помещения домов отды- ха и пансионатов 55 44 35 29 25 22 20 18 30 Кабинеты врачей боль- ниц, санаториев и полик- линик, зрительные залы, номера гостиниц, жилые комнаты в общежитиях 59 48 40 34 30 27 25 23 35 Территории больниц, са- наториев, непосредствен- но прилегающие к зда- ниям 59 48 40 34 30 27 25 23 35 Классы и аудитории в школах и учебных заве- дениях, конференц-залы, читальные залы и зри- тельные залы театров и клубов, залы кинотеат- ров 63 52 45 39 35 32 30 28 40 Территории жилой за- стройки, непосредствен- но прилегающие к жи- лым домам, площадки отдыха микрорайонов и жилых кварталов 67 57 49 44 40 37 35 33 45 Рабочие помещения уп- равлений и помещения конструкторских бюро в административных зда- ниях 71 61 54 49 45 42 40 38 50 Продолжение табл. 4 Назначение помещений или территорий Уровень звукового давления, дБ, при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц Уровень звука, дБ А 63 125 250 500 1000 2000 4000 6000 Залы кафе и ресторанов, столовые, фойе театров и кинотеатров 75 66 59 54 50 47 45 43 55 Торговые залы магази- нов, спортзалы, пас- сажирские залы аэропор- тов и вокзалов, прием- ные пункты предприятий бытового обслуживания, парикмахерские 79 70 63 58 55 52 50 49 60 Примечание. Министерства и ведомства могут уточнять нор мы для отдельных помещений, не предусмотренных в настоящей таб- лице, по согласованию с Министерством здравоохранения СССР и Госстроем СССР. Таблица 5 Влияющий фактор Поправки, дБ или дБ А Характер шума: широкополосный тональный, импульсный (при измерениях стан- 0 дартным шумомером) Место расположения объекта: — 5 курортный район — 5 новый проектируемый городской жилой район жилая застройка, расположенная в существую- 0 щей (сложившейся) застройке Время суток: + 5 день — с 7 до 23 ч 4-Ю ночь — с 23 до 7 ч 0 Длительность воздействия прерывистого шума в дневное время за наиболее шумные 30 мин, проц.: 56—100 0 18—56 4- 5 6—18 4-Ю менее 6 4-15 Примечания: 1. Длительность воздействия шума должна быть обоснована расчетом или подтверждена технической докумен- тацией 16 2—3068 17
2. Тональным считается шум, в котором прослушивается звук определенной частоты. 3. Импульсным считается шум, воспринимаемый как отдельные удары и состояший из одного или нескольких импульсов звуковой энергии, продолжительность каждого импульса меньше 1 сек. 4. Поправки на время суток вносятся: для жилых комнат квар- тир, общежитий и номеров гостиниц, спальных помещений детских дошкольных учреждений и школ-интернатов, палат больниц и сана- ториев, жилых помещений домов отдыха и пансионатов; для тер- риторий жилой застройки, непосредственно прилегающей к жилым домам, территорий больниц, санаториев, непосредственно прилега- ющих к зданиям. 5. Поправки на место расположения объекта учитываются толь- ко для внешних источников шума в жилых помещениях, спальнях и на территории жилой застройки. Пример 1 [8]. От отдыхающих дома отдыха, расположенного в курортной зоне, поступила жалоба на шум транспорта, мешающий в ночное время. Транспортный шум непостоянен (уровни во времени изменяются более чем на 5 дБ), и оценку шума следует произвести путем расчета эквивалентного уровня звука в дБ А. Для получения исходных данных к расчету эквивалентного уровня звука были про- Таблица 6 Диапазон регистрируе- мых уровней звука, дБ J Средний уровень звука класса, дБ А Количество отсчетов в классе 28—42 40 738 43—47 45 326 48—52 50 288 53-57 55 245 58—62 60 152 63—67 65 36 68—72 70 15 Таблица 7 Средний уро- вень звука клас- са 1, дБ А г\ ил и честно отсчетов Время воздей- ствия уровней звука класса 1. сек Время воздей- ствия уровней звука класса Проц. ->Т общего времени н мерений ?7 Го -Г о о 40 738 738 41,0 4.0 10000 410000 45 326 326 18.1 4,5 31620 572322 50 288 288 16,0 5,0. 100000 1600000 55 245 245 13,6 5.5 316200 4100320 60 152 152 8,5 6,0 1000000 8500000 65 36 36 2.0 6.5 3162000 6324000 70 15 15 0,8 7,0 10000003 8000000 18
ведены измерения в течение наиболее шумных 30 мин ночного вре- мени. Уровни звука регистрировались с помощью приемного акусти- ческого тракта через интервал времени, равный 1 сек. Результаты измерения приведены в табл. 6. Расчет эквивалентного уровня звука по отдельным элементам фор- мулы (21) удобно производить в табличной форме (табл. 7). В графу 1 вносим средние уровни звука класса с диапазоном 5 дБ, в пределах которых проводится регистрация показаний шумо- мера. Количество отсчетов в каждом классе выписываем в графу 2. В графу 3 вносим время воздействия уровней звука класса i в сек. В данном примере вследствие того, что отсчеты проводились через 1 сек, время воздействия уровней звука равно количеству отсчетов. На основе графы 3, исходя из продолжительности общего времени измерения, рассчитываем время воздействия шума класса в проц, и записываем в графу 4. В данном примере измерения производились в течение 30 мин, что соответствует 1800 сек. Остальные результаты расчета вносим в графы 5, 6 и 1. Подставляя сумму результатов, представленных в графе 7, в фор- мулу (21) для расчета эквивалентного уровня, получаем £экв = Ю 1g — • 29706642^54,7 дБ. По табл. 5 определяем поправки к допустимому уровню зука, дБ: Характер шума широкополосный .... 0 Дом отдыха расположен в курортной зоне —5 Шум имеет место в ночное время .... 0 Всего —5 дБ Согласно табл. 4 допустимый уровень звука для жилых комнат домов отдыха составляет 30 дБ А. Внесем рассчитанную поправку: 30+(—5) =25 дБ А. Подсчитаем превышение рассчитанного эквивалентного уровня зву- ка над исправленным допустимым уровнем звука: 55—25= 30 дБ А. Как видно, уровень звука в жилых помещениях дома отдыха на 30 дБ А. превышает нормативные требования. Пример 2 [8] .В жилые комнаты дома, расположенного в курорт- ном районе, в дневной период проникает постояный прерывистый Таблица 8 Наименование показателей Уровни звукового давления, дБ: измеренные допустимые исправленные допустимые Превышение допустимых уровней звукового давле- ния, дБ Уровни звукового давления, дБ, при среднегеометрических частотах октавных полос, Гц 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 70 71 58 50 44 43 40 30 55 44 35 29 25 22 20 18 65 54 45 39 35 32 30 28 5 17 13 11 9 11 10 2 2* 19
шум промышленного предприятия. Характер шума — широкополос- ный. Суммарное время воздействия шума в наиболее шумные 30 мин работы предприятия составляет 15 мин, т. е. 50%. Измеренные уров- ни ззукового давления в октавных полосах частот и все результаты расчета сведены в табл. 8. Допустимые уровни звукового давления и поправки к ним взяты из табл. 4 и 5. К допустимым уровням звукового давления внесены следующие поправки, дБ: Характер шума широкополосный . 0 Дом расположен в курортном районе —5 Шум имеет место в дневное время . . +10 Суммарное время воздействия шума 50% +5 Всего +10 дБ Особо нормируется шум самолетов. В качестве одного из критериев при оценке воспринимаемого шума акусти- ческой фирмой Болт, Беранек и Ньюмен была разрабо- тана система оценки раздражающего действия самолет- ного шума по уровню воспринимаемого шума PNL, выра- жаемого в PN дБ [16]. Уровнями PNL удобно характеризовать шум отдель- ных самолетов. Развивая дальше систему оценки само- летного шума, ИКАО International Civil Aviation Orga- nization) рекомендует производить оценку шума самоле- тов в соответствии со стандартом в эффективных уровнях воспринимаемого шума EPNL, выражаемых в EPN дБ [17]. Система оценки EPNL учитывает дискретные со- ставляющие в спектре, время воздействия. Мерой продолжительности воздействия шума самолета является время звучания его верхних 10 PN дБ. Считает- ся, что это время (22) где R — удаление от самолета (высота при полете над точкой прослушивания); V — скорость полета; К — постоянная, принимаемая по табл. 9. Таблица 9 Тип самолета Ту-104 Ту-124 Ту-134 Ил-62 Як-40 „Кара- велла“ Коэффициент К 3,35 2,75 4,60 3,60 4,75 3,75 20
Применение этой системы оценки шума для вновь со- здаваемых самолетов (стандарт ИКАО [10] и государ- ственный стандарт [11]) является типичным примером технического нормирования. По стандарту [10] шум нормируется в трех контроль- ных точках на местности в соответствии с табл. 10. Таблица 10 Этап полета Взлет Набор высоты Снижение иа посадку Расположение контрольных точек На линии, параллельной осн взлетно-поса- дочной полосы (ВПП), иа расстоянии 0,65 км от последней в точке, где уровень шума достигает максимального значения На расстоянии 6,5 км от начала разбега на продолжении оси ВПП по направлению по- лета На расстоянии 2,0 км по направлению тор- ца ВПП на продолжении оси ВПП Для вновь создаваемых реактивных самолетов стан- дарт ИКАО предусматривает максимально допустимые Методы измерения городского шума Общая акустическая характеристика большинства источников шума в городе известна благодаря резуль- татам многолетних измерений шума в городах, проводи- мых специализированными лабораториями по борьбе 21
с городским шумом (НИИСФ, ЦНИИП градостроитель- ства, МИСИ, ВИИГХ, ДИСИ и др.). Однако в реальных городских условиях часто возника- ет необходимость проводить натурные измерения с це- лью: определения уровней шума транспортных потоков и других источников городского шума для построения кар- ты шума города; уточнения закономерностей распределения шума в ус- ловиях городской застройки. уточнения эффекта снижения шума за экранами; анализа шумового режима в жилой застройке. Рассмотрим лишь некоторые часто применяемые ме- тоды измерения шума. При разработке карты шума большой объем работы приходится на измерение уровня шума транспортных по- токов на улицах и дорогах. Определение шумовых характеристик транспортных потоков связано с соблюдением некоторых обязательных условий и требований ГОСТ 19358-74 [30]. Измерения следует проводить в часы «пик» на перегонах, не ближе 100—150 м от перекрестков и остановок общественного транспорта. На участках измерений не должны находить- ся посторонние источники шумов (уровни их шума не должны регистрироваться при измерениях). Скорость ве- тра при измерениях не должна превышать 3 м]сек. Продолжительность измерений следует устанавливать в зависимости от интенсивности движения N экипажей в 1 ч [12]. Для магистральных улиц с N> 1000 продолжи- тельность измерений равна 10, с N от 500 до 1000—20, с N менее 500 экипажей в 1 ч—30 мин. Измерения осуществляют шумомерами 1-или 2-го клас- са в соответствии с требованиями ГОСТ 17187—71 [13] и рекомендациями Международной организации стан- дартов R362 «Измерение шума, создаваемого уличным транспортом» [14]. Шумомер устанавливают на треногу так, чтобы микро- фон был направлен в сторону транспортного потока и находился на высоте 1,2—1,5 м от уровня проезжей части улицы и на расстоянии 7,5 м от оси первой полосы дви- жения (рис. 7), но не ближе 2 м от стен зданий, заборов и т. п. Измерения проводят при включенной коррекции А шу- 22
момера, временная характеристика переключена в поло- жение «быстро». Отсчеты принимаются по максималь- ному показанию стрелки шумомера с интервалом между отсчетами уровней звука в 1—2 сек. Одновременно с измерениями уровней звука фикси- руют некоторые показатели и условия движения, влия- ющие на уровень звука, а именно, интенсивность движе- ния, N экипажей в 1 ч в обоих направлениях, скорость движения потока Iх, км/ч, состав потока (количество лег- ковых, грузовых и других транспортных единиц), про- дольный уклон и поперечный профиль улицы, наличие рельсового транспорта. Скорость движения фиксируется на участке измерения в 20 м (см. рис. 7). Все полученные данные заносят в протокол измерений и специальные формы. Рассмотрим пример измерений и ведения протокола. Необходимо определить эквивалентный уровень на Форма 1 Протокол № 738 измерения уровней звука 1. Объект: ул. Садовая, 33 2. Время проведения измерений 16/7 1973 г.; 8 ч 30 мин - в ч ' мин 3. Акустический ракт шумомер типа 2203 (Брюль и Кьер) Рабочая схема 4. Интервал между отсчетами: 2 сек 5. Продольный уклон: 0% План 6. £экв=£л> +Д£=48+27 = 75 дБ А Приложение: 7. Форма 2 8. Форма 3 9. Форма 4 Измерение и обработку провели: Поперечник 23
Номер класса 1 1 П ш IV Границы класса, дБ Л 33-37 38-42 т со чг 48-52 53-57 58-62 63-67 Отсчеты по клас- сам 50. 51, 51, 52, 52, 50. 49. 49, 49, 50, 51 53, 53, 54, 55, 55, 56, 56, 56, 57, 57, 57, 55, 56, 56, 54, 54, 53, 53, 54, 54, 57, 57, 55, 55, 54, 54; 55, 55, 54, 53 59. 60. 60, 61, 61, 61, 60, 60, 60, 59, 59, 58, 58, 58, 59, 60, 60, 60, 61, 61, 61, 62, 62, 61, 61, 60, 59, 59, 58, 58, 60, 60. 59, 58. 58. 58. 60, 60, 60, 61, 61 65, 65, 66, 66, 66, 67, 66. 66, 67, 66, 66, 66, 64, 64, 64, 63, 63, 64, 64, 65, 65, 65, 65, 65, 66, 67, 66. 66, 65, 65, 63, 63. 63, 64, 65, 65, 66, 66, 67, 64, 65, 64, 63. 63, 64, 65, 65, 65, 66, 66, 65, 65, 65, 65 Количество отсче- тов в каждом классе 11 30 41 54 ул. Садовой (магистральная улица общегородского зна- чения) . Выбрав место для проведения измерений в соответ- ствии с требованиями, описанными выше, необходимо в протокол (форма 1) занести некоторые данные: рабочую схему измерений, заполнить пп. 1—5. Рис. 7. Схема измерения уличного шума: /, 4 — точки измерения скорости движения; 2 — мик- рофон; 3 — ось первой полосы движения, S4
Форма 2 V VI | VII VIII 68-72 73-77 78-82 83-87 88-92 93-97 [201—86 69, 70, 70, 71. 71, 71, 68, 68 , 69, 68 , 68 , 69. 70. 70, 71, 72, 72, 71, 71, 71, 71. 69, 70, 70. 70, 69, 70, 69, 68, 68, 70, 71. 71, 70. 70, 71, 72, 72, 71, 70. 70, 70. 70, 70, 70, 68. 68, 69, 69, 70, 70, 71. 71, 70, 70. 70, 71, 71, 70. 71 73, 73, 74, 76, 76, 77, 77, 77, 76. 76, 76, 75, 75, 75, 75, 76, 76, 76, 77, 76, 75, 75, 75, 75, 77, 76. 76. 75. 74 , 74, 74. 73, 73, 73, 74, 75, 75, 76. 77, 77, 77, 76. 76, 76, 75. 75. 74. 73, 73, 74, 73, 75. 76, 76. 77, 77, 75. 75, 75, 75, 74, 74. 73, 75, 75, 76. 74, 75, 74 79, 79, 78, 78, 79, 80, 80, 81, 81, 81, 82, 80, 79, 78, 79, 79, 78, 78, 78. 78, 79 , 80, 80, 81. 82, 82, 81, 80 84, 83, 83. 84, 85, 86. 85 60 69 28 7 Измерения провели Форма 3 Время воздей- Номер Г раиицы Количество от- ствия уровней Частный класса класса, дБ А счетов в классе звука класса, индекс проц. I 48-52 11 4 0 II 53—57 30 10 3 III 58-62 41 14 14 IV 63-67 54 18 57 V 68—72 60 20 200 VI 73—77 69 24 758 VII 78-82 28 9 900 VIII 83-87 7 3 950 IX — — — —— X —- — —— XI — — — XII — — - — Всего 300 100 2882 25
Значение Лэкв (п. 6) записывается только после запол- нения формы 3. Измеренные уровни звука заносят в черновую форму 2. Интервал 2 сек между отсчетами получаем с помощью светового метронома (звуковой сигнал метронома легко заменить на световой). Заполняем форму 3 [12]. По форме 2 классу с мини- мальными уровнями звука присваиваем номер I, следую- щему— номер II и т. д. Полученные результаты по фор- ме 2 переносим в графы 1, 2 и 3 формы 3. По табл. 11 [12] в зависимости от продолжительности измерения, интервала между отсчетами и количества от- счетов в каждом классе определяем время воздействия уровней звука данного класса, проц., и заносим в графу 4 формы 3. Например, для класа II было сделано 30 от- счетов (форма 3). По табл. 11 в графе 2 (для продолжи- тельности измерений 10 мин. и интервала между отсчета- ми 2 сек) находим количество отсчетов — 30, а в графе 7 — время воздействия уровней звука класса II—10%. По табл. 12 находим частные индексы и суммируем их. Например, для класса I время воздействия уровней звука равно 4% (форма 3, графы 1 и 4), а частный индекс по табл. 12 равен 0. Для класса II время воздействия уров- ней звука равно 10%, а частный индекс — 3 и т. д. Значе- ния частных индексов по классам и их сумму записыва- ют в графу 6 (форма 3). Сумма частных индексов для данного примера равна 2882. Найдем эту величину по ле- вой части шкалы, представленной на рис. 8, а по правой части шкалы определим величину AL, равную 27 дБ (для данного примера). Тогда эквивалентный уровень звука можно определить по формуле 19кв = Дя +ДТ, (23) где La' — уровень звука, соответствующий нижней гра- нице класса 1, дБ А. Для данного примера Дкв =484-27=75 дБ А. Это зна- чение L3KB и вносим в п. 6 протокола. Все результаты измерений сводим в форму 4 и 5. Для получения более полной характеристики уровней звука и уровней звукового давления, для научных ис- следований применяют измерительные акустические тракты, состоящие из микрофонов, усилителей, самопис- цев, анализаторов статистического распределения, маг- нитофонов, анализаторов, ЭВМ и т. д. 26
Таблица 11 Количество отсчетов уровней звука в классе при продол- жительности измерения уровней звука, мин Время воздей- 10 20 30 ствня уровней звука класса, Интервал между отсчетами уровней звука сек проц. 1 2 1 2 1 2 1 .— 0,05 — — 1 — 2 1 0,1 1 — 2 1 3 — 0,15 — — — .— 4 2 0,2 — — 3 — — 0,25 0,3 0,35 2 1 4 2 О 6 3 — — 5 — 7 — 0,4 — — — 8 4 0,45 3 — 6 3 9 — 0,5 — — 7 — 11 5 0,6 4 2 8 4 13 6 0,7 5 — 10 5 14 7 0,8 — 11 — 16 8 0,9 6 3 12 6 18 9 1,0 — 13 — 20 10 1,1 7 — 14 7 22 11 1,2 8 4 16 8 23 12 1,3 — 17 — 25 13 1,4 9 — 18 9 27 — 1,5 — 19 .— 29 14 1,6 10 5 20 10 31 15 1,7 11 — 22 11 32 16 1,8 — 23 — 34 17 1,9 12 6 14 12 36 18 2,0 15 —. 30 15 45 23 2,5 18 9 36 18 54 - 27 з,о 21 — 42 21 63 32 3,5 24 12 48 24 72 36 4,0 27 — 54 27 81 41 4,5 30 15 60 30 90 45 5,0 36 18 72 36 108 54 6,0 42 21 84 42 126 63 7 48 24 96 48 144 72 8 54 27 108 54 162 81 9 60 30 120 60 180 90 10 72 36 144 72 216 108 12 84 42 168 84 252 126 14 96 48 192 96 287 144 16 108 54 216 108 324 162 18 120 60 240 120 360 180 20 150 75 300 150 450 225 25 27
Продолжение табл. 11 Количество отсчетов уровней звука в классе при продол- Время воздей- жительности измерения уровней звука, мин 10 20 30 ствия уровней звука класса. Интервал между отсчетами уровней звука сек проц. 1 2 1 2 1 2 180 90 360 180 540 270 30 210 105 420 210 630 315 35 240 120 480 240 720 360 40 270 135 540 270 810 405 45 300 150 600 300 900 450 50 360 180 720 360 1080 540 60 420 210 840 420 1260 630 70 480 240 960 480 1440 720 80 540 270 1080 540 1620 810 90 600 300 1200 600 1800 900 100 Таблица 12 Время воздей- ствия Частные индексы для класса уровней класса, проц. I II III IV V VI VII VIII IX X 0,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,1 0 0 0 0 1 3 10 32 100 315 0,2 0 0 0 1 2 6 20 63 200 630 0,3 0 0 0 1 3 10 30 95 300 950 0,4 0 0 0 1 4 13 40 127 400 1270 0,55 0 0 1 2 5 17 55 174 550 1740 0,6 0 0 1 2 6 19 60 190 600 1900 0,7 0 0 1 2 7 22 70 222 700 2220 0,8 0 0 1 3 8 25 80 253 800 2530 0,9 0 0 1 3 9 29 90 285 900 2850 1,0 0 0 1 3 10 32 100 316 1000 3160 1,2 0 0 1 4 12 38 120 380 1200 3790 1,4 0 0 1 4 14 44 140 445 1400 4430 1,6 0 1 2 5 16 51 160 505 1600. 5060 1,8 0 1 2 6 18 57 180 570 1800 5700 2,0 0 1 2 6 20 63 200 630 2000 6330 2,5 0 1 3 8 25 79 250 790 2500 7910 з.о 0 1 3 10 30 95 300 950 3000 9500 3,5 0 1 4 11 35 111 350 1110 3500 11100 4,0 0 1 4 13 40 127 400 1270 4000 12700 4,5 0 1 5 14 45 142 450 1420 4500 14200 5,0 1 2 5 16 50 158 500 1580 5000 15000 28
Продолжение табл. 12 Вреыя воздей- ствия уровней звука класса, проц. Частные индексы для класса 1 11 1П IV V VI VII VH1 IX X 6,0 1 2 6 19 60 190 600 1900 6000 19000 7,0 1 2 7 22 70 222 700 2220 7000 22200 8,0 1 3 8 25 80 253 800 2530 8000 25300 9,0 1 3 9 29 90 285 900 2850 9000 28500 10,0 1 3 10 32 100 316 1000 3160 10000 31600 12,0 1 4 12 38 120 380 1200 3790 12000 37900 14,0 1 4 14 44 140 445 1400 4430 14000 44300 16,0 2 5 16 51 160 505 1600 5060 16000 50600 18,0 2 6 18 57 180 570 1800 5700 18000 57000 20,0 2 6 20 63 200 630 2000 6330 20000 63300 25,0 3 8 25 79 250 790 2500 7910 25000 79100 30,0 3 10 30 95 300 950 3000 9500 30000 95000 35,0 4 11 35 111 350 1110 3500 11100 35000 111000 40,0 4 13 40 127 400 1270 4000 12700 40090 127000 45,0 5 14 45 142 450 1420 4500 14200 45000 142000 50,0 5 16 50 158 500 1580 5000 15800 50000 158000 60,0 6 19 60 190 600 1900 6000 19000 60000 190000 70,0 7 22 70 220 700 2220 7000 22200 70000 222000 80,0 8 25 80 253 800 2530 8000 25300 80000 253000 90,0 9 29 90 285 900 2850 9000 28500 90000 285000 100,0 10 32 100 316 1000 3160 10000 31600 100000 316000 Автоматический режим работы анализатора позволя- ет записывать на самописце десятки полных спектров и общих уровней звука, а анализатор статистического распределения (тип 4420) —проводить автоматически статистический анализ шума. Результаты измерений за- носят в форму 6, которая может содержать и графики интегрального распределения суммарных уровней звука и спектральных составляющих. Расчетные уровни транс- портного уличного шума приближаются к 90% времени измерений. Например, для указанного случая в форме 6 расчетный уровень звука Ьд =80 дБ А. При исследовании распространения шума по общим уровням и спектральным составляющим микрофоны ус- танавливают в двух точках: первая точка находится по- стоянно на расстоянии 7,5 м от источника шума, вторая — последовательно перемещается на расстояние 15, 30, 60 м от него. В отдельных случаях для второй точки могут 29
Частные индексы 1000000 - At, дБ 50 4 3 г В 6 4 2 1OODOO В 6 4 — 40 8 6 4 г —зо 8 6 4 2 — 20 8 6 4 2 — 10 В Б 4 2 — о Рис. 8. Шкала для определения AZ/ по сумме частных ин- дексов. г 10000 8 6 -7 3 2 быть приняты другие расстояния — 50, 100 м и более (для поездов). Запись спектра или частотных составляющих произво- дят автоматически или переключая ручку диска спектро- метра. Первый способ применяют для подвижных, вто- рой — преимущественно для стационарных источников. Время измерения регламентируется получением устой- чивых показателей разницы уровней звукового давления или шума меж- ду первой и второй точками по ис- следуемым стандартным частотам и суммарным уровням. Для регистрации уровней шума в двух точках применяют два мик- рофона и двухканальный микрофон- ный переключатель типа 4408, даю- щий при измерении уровня шума пе- ременного во времени источника до- статочно достоверные результаты снижения шума между двумя точ- ками, так как переключение с одно- го микрофона на другой происходит в течение 0,5 сек и звуковой сигнал в обоих точках записывается прак- тически одновременно. Для измерения распространения звука по высоте один микрофон по- стоянно находится в первой (конт- рольной) точке на расстоянии 7,5 м от источника, а второй перемещают на необходимую высоту (по эта- жам). Эффективность экранирующего сооружения определяют аналогич- ным образом. Второй микрофон устанавливают сначала перед со- оружением (полосой зеленых на- саждений), а потом перемещают по фиксированным точ- кам в зоне акустической тени. Часто при измерениях применяют метод «подвижного микрофона». В этом случае первый микрофон постоянно находится в точке 1, а второй перемещается от точки 1 на другие фиксированные точки, находящиеся в створе 1D00 “з 2 too В 6 = 4 ЧЕ J —==. 2 -4 = 10 Выводы: 1. Интенсивность двухстороннего движения 100 • 2-6= 1200 экипажей в 1 ч. 2. Средняя скорость движения 35,5 км)ч. 3. Средний состав транспортного потока, проц.: грузовой и общественный транспорт — 30 (из них 10 с ди- зельными двигателями); легковые автомобили — 56; мотоциклы, мопеды и др.— 14. 30 31
Форма 5 № п.п Наименование улицы Номера участков Интенсивность движения, экипажей в 1 ч Грузовой И об- I ществениый транспорт в потоке, проц. Средняя ско- рость потока, км!ч Эквивалентный уровень звука, дБ А 1 Московский проспект 1—5 1160 53 40 77 24—28 2600 40 40 78 2 Ул. Шмидта 34-42 500 40 35 72 3 Ул. Садовая 58-62 1200 30 35 74 4 Ул. Строителей 160-168 1600 44 30 76 30 Загородное шоссе 1162-1170 700 75 50 82 с точкой 1. Используя этот метод, особенно, если в тракт включен двухканальный переключатель, можно получить наглядное представление о характере снижения уровней звука и звукового давления (рис. 9). Рис. 9. Запись уровня звукового давления на ленте самописца ме- тодом подвижного микрофона. Для исследования шумового режима в натурных усло- виях жилой заиройки точки измерения выбирают в ха- рактерных для территории микрорайона местах (у глав- ных и дворовых фасадов, на площадках отдыха, у гара- жей и т. д.). Шумовой режим будущих микрорайонов необходимо проверять на акустическом полигоне или в заглушенных 32
Форма 6 Уровень зву- кового дав- ления, дБ Частота, Гц Общие уровни 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 А в с 35 40 1 0,7 40 30 45 15 12 82 63 50 36 28 98 77 55 6 4,6 8 6.2 16 12 63 49 109 84 60 4 3 10 7,7 28 22 39 30 51 40 94 72 124 96 4 ~3~ 65 11 8,5 36 28 60 46 67 52 86 66 116 89 127 98 18 14 1 0,7 70 3 2.3 35 27 62 48 95 73 105 81 118 91 125 96 130 100 48 37 4 75 37 29 61 47 92 71 118 91 125 96 128 99 130 100 82 63 22 17 2 1.5 80 76 59 99 76 122 94 126 97 130 100 130 100 106 87 64 49 18 14 85 99 76 122 94 130 100 130 100 130 100 99 76 52 40 90 126 97 127 98 123 95 104 80 95 130 100 130 100 130 100 125 96 100 130 100 105 ПО Примечание. В числителе приведено нарастающее количество уровней звукового давления и уровней звука определенного класса, в знаменателе — отношение уровня определенного класса к общему количеству, проц. >-3068 33
камерах *. Для этого модели конкурирующих вариантов тщательно проверяют по специально разработанной ме- тодике [6, 15, 16, 17, 19, 20]. На акустическом полигоне Днепропетровского инже- нерно-строительного института выполняется большой комплекс научно-исследовательских работ, связанных с проверкой практических рекомендаций градостроитель- ного характера для конкретных участков, изучается шу- мовой режим целых микрорайонов. Так, на полигоне была проверена эффективность рекомендуемых меропри- ятий по защите будущих жилых микрорайонов от шума Савеловской железной дороги и Дмитровского шоссе, а также гигантского жилого шумозащитного здания-экра- на в Отрадном (Москва). На полигоне изучался шумовой режим ряда микрорайонов и магистральных улиц Моск- вы, Киева и Днепропетровска, приемы их застройки. * Акустические полигоны были построены (под руководством ав- тора) под Волгоградом и Днепропетровском. Днепропетровский ин- женерно-строительный институт заканчивает строительство первой в нашей стране заглушенной камеры (рабочий объем 2000 -и3), предна- значенной для проверки эффективности градостроительных меропри- ятий по борьбе с шумом в городах. 34
КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ШУМА В ГОРОДЕ Основными источниками шума в городе являются сред- ства транспорта, промышленные предприятия, инженер- ное оборудование зданий, бытовые приборы, сами жи- тели. Можно выделить следующие виды источников город- ского шума: отдельные автомобили и механизмы; транспортные потоки на магистральных улицах и до- рогах; рельсовый транспорт (поезда метрополитена, железно- дорожные составы, трамваи); промышленно-складские и торговые предприятия и зоны; микрорайонные; жилищно-коммунальные. Часть из перечисленных источников городского шу- ма действует непосредственно на селитебной террито- рии, а часть — на ее границе. Поэтому в более об- щем виде источники шума в городе можно подразделить на источники шума селитебной и внеселитебной терри- торий. На селитебной территории города наиболее мощными и часто встречающимися источниками являются транс- портные потоки, рельсовый транспорт, а также некоторые промышленные и коммунальные предприятия; вводы внешнего транспорта в виде железнодорожных веток и автострад; стоянки, гаражи, автозаправочные станции и станции технического обслуживания, танцевальные и концертные площадки; спортивные и хозяйственные пло- щадки, трансформаторные подстанции, площадки для игр детей, плескательные бассейны; торговые центры; стро- ительные площадки. 3* ; 35
Зона влияния одних источников шума ограничивается только территорией микрорайона, других —- территорией жилого района. Микрорайон стал основной структурной единицей сели- тебной территории города. Поэтому необходимо источни- ки шума, влияющие на шумовой режим территории и жи- лой застройки микрорайонов, выделить в особую группу. Это магистральные и жилые улицы, игровые и спортив- ные площадки и бассейны, инженерные блоки и транс- форматорные подстанции, площадки для стоянки и раз- ворота автомобилей, гаражи. К внеселитебным источникам шума относятся промыш- ленные и коммунально-складские зоны, отдельные предприятия и коммунальные хозяйства, внешний транс- порт. Кроме того, существуют источники шума и внутри зданий. Однако в настоящей книге они рассмотрены не будут. По времени воздействия источники шума можно под- разделить на постоянные и непостоянные. Источники городского шума подразделяются также на точечные и линейные. К точечным относятся отдельные автомобили, плескательные бассейны и т. д., к линей- ным— транспортные потоки и железнодорожные сос- тавы. Шум автомобилей и транспортных потоков Уровни шума городского транспорта зависят от его технического состояния и условий движения. Они могут достигать следующих значений, дБ А: Большегрузных дизельных машин . . . 92—100 Автомобилей с карбюраторным двигателем 82—86 Автобусов дизельных....................90—96 Автобусов с карбюраторным двигателем . Мотоциклов .....................88—98 Троллейбусов . . . .... 76—90 Трамваев ... .... 76—96 Легковых автомашин . 75—85 Мопедов ..................................84—102 36
В результате измерений, проведенных по методике R362 [14] и отраслевой нормали ОН-025, 307—67 (на расстоянии 7,5 м при разгоне нагруженного автомобиля на второй или третьей скорости), получены следующие величины уровней звука отечественных автомобилей (табл, 13). Таблица 13 Автомобили Г рузоподъем- иость, т, или число мест Рабочий объем цилин- дра двигате- ля, л Номинальная мощность, л.с.\ число оборотов Уровень звука, дБ А Легковые: ЗАЗ-965А 4 0,887 34; 4000 85 ЗАЗ-966 4 1,197 43; 4400 88—84 ЗАЗ-969В 4 0,887 30; 4200 86 «Москвич»-408 5-4 1,358 50; 4750 86 ГАЗ-21 5 2,445 75; 4000 83 «Москвич»-412 4-5 1,478 75; 5800 87 ГАЗ-24 5 2,445 98; 4500 82 ВАЗ-2101 5 1,198 62; 5600 81-80 Грузовые: УАЗ-452 0,8 2,445 75; 4000 87 ГАЗ-66 3 4,25 115; 3200 90 ГАЗ-53А 4 4,25 115; 3200 89 ЗИЛ-157 4,5 5,55 104; 2800 89 ЗИЛ-130 5,5 6,0 150; 3200 87 Урал-375 5 7,0 175; 3200 91 МАЗ-500 7,5 11,15 180; 2100 90 МАЗ-504 14 11,15 180; 2100 90 МАЗ-514 13,5 14,86 240; 2100 91 МАЗ-515 24 14,86 240; 2100 91 КрАЗ-221 12 14,86 240; 2100 92 КрАЗ-250А 13 14,86 240; 2100 90 Автобусы: ПАЗ-672 42 4.25 115; 3200 82 ЛАЗ-695Е 65 6 0 150; 3200 92 ЛИАЗ-677 115 7,0 175; 3200 89 ГОСТ 19358—74 [30] предусматривает такие допусти- мые уровни внешнего шума, дБ А: 37
Легковые автомобили 84 Грузовые » 85—92 Автобусы 85 Мотоциклы . . ................80—86 - Источников образования шума и вибрации в автомо- биле много: карданный вал, коробка передач, кузов, ши- ны, тормоза и др. Но основным источником шума явля- ется двигатель. Задача конструкторов состоит в том, что- бы снизить шум двигателя до оптимального уровня, не вызывая удорожания стоимости автомобиля. Большие надежды на снижение шума связывают с элек- тромобилем. Конструкторы достигли определенных успе- хов в их создании. Однако, анализируя современные до- стижения в этой области, специалисты приходят к выво- ду, что перспектива «тотальной» замены автомобилей электромобилями не оправдана по разным причинам. Од- на из них — необходимость строительства десятков круп- нейших электростанций для зарядки аккумуляторов. Кро- ме того, на отработку и внедрение в массовое производ- ство электромобиля или других силовых агрегатов потре- буется более 10 лет [21]. Некоторые типы общественного транспорта на элек- трической тяге применяются во многих городах уже сего- дня. Речь идет о троллейбусах, которые, в зависимости от скорости движения, издают средне- и высокочастотный шум довольно высокого уровня. Натурные измерения на расстоянии 7,5 м от движущегося со скоростью 40— 60 км/ч троллейбуса показывают, что уровень звука до- стигает 80—90 дБ А. Учитывая современные достижения в конструировании новых типов двигателей, анализируя их положительные и отрицательные стороны, многие спе- циалисты приходят к выводу, что в ближайшей перспек- тиве основным средством передвижения остается авто- мобиль с бензиновым двигателем [21—25]. Понятие «шум городского транспорта» все больше ото- ждествляют с понятием «шум магистральных улиц» или «уличный шум». Шум на магистральных улицах склады- вается из шума, вызываемого отдельными экипажами. Уровень его зависит от интенсивности движения; коли- чества в потоке грузовых автомобилей и особенно с ди- зельным двигателем, как наиболее шумных; скорости движения, продольного уклона улицы, состояния покры- тия проезжей части улицы, наличия рельсового транс- порта. 38
Расчетные уровни шума, дБ А, в зависимости от ско- рости движения, а также количества единиц грузового и общественного транспорта можно определить по табл. 14. Таблица 14 Сред- няя ско- Количество единиц грузового и общественного транспорта в потоке, проц. рость дви- жения, км!ч 100 90 80 70 60 50 40 30 20 30 80.5 79,5 78,5 77,5 76.5 75,5 74,5 73,5 72,5 40 82,0 81,0 80,0 79,0 78,0 77,0 76,0 75,0 74,0 50 73,5 82,5 81,5 80.5 79,5 78,5 77,5 76,5 75,5 60 85,0 84,0 83,0 82.0 81,0 80,0 79,0 78,0 77,0 70 86.5 85.5 84,5 83,5 82,5 81,5 80,5 79,5 78,5 80 88.0 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 82,0 81,0 80,0 90 89,5 88,5 87,5 86,5 85.5 84,5 83,5 82,5 81,5 100 91,0 90,0 89,0 88,0 87,0 86,0 85,0 84,0 83,0 110 92,5 91,5 90,5 89,5 88,5 87,5 86,5 85,5 84,5 Поправки на интенсивность движения следует прини- мать по табл. 15. Таблица 15 Интенсивность движения, экипажей в 1 ч 100 200 300 500 700 1000 2000 3000 4000 Величина поправки -10 —7,5 -5,5 3,0 —1,5 ±0,0 + 1,5 + 2,0 +2,5 В зависимости от конкретных условий движения необ- ходимо предусматривать следующие поправки к значе- нию расчетного уровня шума, дБ А: На каждые 2% продольного уклона проезжей части............................................+1 На каждые 10% автомашин с дизельным двига- телем .... . . . . . +1 На наличие трамвая...............................+3 На тип дорожного покрытия: асфальтобетон .................. 0 бетой ................................. ... +2 брусчатка ....................................+4 39
Пример. Определить эквивалентный уровень шума магистральной улицы, если известно, что интенсивность движения 17=1500 автомо- билей в I ч, скорость V=60 км]ч, в потоке 50% грузовых автомоби- лей, из них 8% с дизельными двигателями. Продольный уклон трас- сы 2%. По табл. 14 определяем значение уровня шума для W=1000 авто- мобилей в 1 ч, т. е. L=80 дБ. Эквивалентный уровень шума ^•экв — + HI, (24) где L — уровень шума, найденный по табл. 14; 2П — сумма поправок; П1 — поправка на интенсивность движения; Па — поправка на наличие в потоке автомобилей с дизель- ным двигателем; П3 — поправка на наличие трамвая; П4 — поправка на продольный уклон улицы; П5 — поправка на тип покрытия. Тогда £ЭКв =80+1,0+0,8+0-|-1=82,8. Округляя, получим £экв = =83 дБ А. Уровень шума на перекрестках будет в среднем на 2— 3 дБ А больше, чем на наиболее шумной из пересекаю- щихся магистралей, независимо от типа перекрестка — (регулируемый, саморегулируемый или пересечение в разных уровнях). Эквивалентный уровень шума больших автостоянок для предварительных расчетов можно определять по фор- муле Аэкв = 704-101g-^, (25) где NaBT — число мест на автомобильной стоянке. Карты шума Москвы (в пределах Садовое кольцо — МКАД), Баку, Днепропетровска, Волгограда и других городов, составленные под руководством автора, показы- вают, что более, чем в 50% случаев шум магистральных улиц превышает 76 дБ А. Так как на долю магистраль- ных улиц общегородского и районного значения прихо- дится 60—70% общей длины городской уличной сети и 85—90% пробега автомобилей, в качестве эквивалентно- го уровня шума можно принимать уровень около 80 дБ А. Однако при максимальном использовании пропускной способности магистральных улиц непрерывного движе- ния и увеличении скорости движения на них эквивалент- ные уровни звука могут превзойти 90 дБ А. Шум рельсового транспорта Современный крупный город трудно представить без рельсового транспорта. Линии железных дорог, метропо- 40
литена, трамвая рассекают его территорию. В некоторых городах действует и монорельсовый транспорт. Одним из наиболее распространенных видов рельсово- го транспорта является трамвай. Он, к сожалению, оста- ется, одним из источников шума в городе. Главная при- чина шума, производимого трамваем,— неисправности рельсовых путей: большие зазоры на стыках рельс, шумные стрелки, закругления малых радиусов и т. д. Си- стематические осмотры, профилактические меры, необ- ходимый ремонт, сварка стыков рельсов могут снизить уровень шума. Однако уровень шума трамваев зависит не только от состояния пути, но и от состояния подвижного состава, его конструктивных особенностей, скорости движения, по- перечного профиля улиц [27]. Наибольший шум издают вагоны старых типов КТМ-2, МТВ-82, РВЗ 50-55, ЛМ-49 (84—94 дБ Л). В настоящее время они уступают место малошумным, комфортабель- ным трамвайные вагонам типа Т-3 (Чехословакия), ЛМ- 68, РВЗ-6 (70-82 дБ Л) и др. Уровень издаваемого шума понизился благодаря применению незвонких и звукопо- глощающих материалов (пластмасса, резина и др.) в от- дельных деталях, каркасе, обшивке. Оригинальные кон- струкции тормозов, тележек, подрезиненные колеса, мяг- кие рессоры и другие новейшие приспособления и узлы обеспечивают трам- ваям плавность и «относительную ти- шину» хода. Значительный ис- точник шума в горо- де железнодорожные составы и поезда метрополитена. Кро- ме того, при их дви- жении возникают до- вольно ощутимые Рис. 10. График для определения уровня шума железнодорожного состава. вибрации. Величина возникающих шума и вибрации зависит от многих причин: состояния пути, длины и типа рельсов, способа их укладки, конструкции локомотива и вагонов, их узлов, от работы тяговых двигателей, турбокомпрессо- ров, тормозов и другого оборудования. 41
Конструкторы уже многое сделали для снижения шума и вибраций внутри поездов. Новые типы тележек, рессор, звуко- и вибропоглощающие материалы, звукоизоляция стен, потолка, герметическое двойное остекление и дру- гие конструктивные меры позволили снизить шум внутри салона вагона на 20—30 дБ. Однако уровень внешнего шума, производимого железнодорожным транспортом, продолжает оставаться высоким. На рис. 10 представлен график для определения эквивалентного уровня шума железнодорожного состава [29]. Полученная зависи- мость аппроксимируется формулой Аэкв (о = 80 + 201g , (26) где Тг —текущее значение скорости движения состава; К=20 км/ч, соответствует эквивалентному шуму поезда 80 дБ А. Автором произведен расчет и построены графики зави- симости эквивалентного уровня шума от интенсивности движения пар поездов в 1 ч (рис. 11). Рис. 11. График для определения эквивалентного уровня шума в зависимости от интенсивности движения на железнодорожной линии при скорос- ти движения, км/ч: 1 — 30; 2 — 40; 3 — 50; 4 — 60; 5 — 70. Эквивалентный уровень шума в зависимости от условий движения на перегоне, в свою очередь, позволяет дать оценку акустическому режиму прилегающей территории, построить карту шума. В последнее время вес железнодорожных составов и скорость их движения увеличиваются. При этом уровень шума возрастает до 100 дБ А и более. Пропускная спо- собность двухпутных линий, оснащенных автоматической блокировкой, может быть доведена до 6—10 пар поездов в 1 ч [31]. Тогда эквивалентные уровни шума на таких линиях возрастут до 90 дБ А. Такой шум, сопровождаясь вибрацией, будет оказывать чрезмерно вредное влияние на людей, проживающих в поселках, расположенных вблизи магистральных железнодорожных линий, а также в линейных поселках, где расселен в основном обслужи- вающий персонал железнодорожной линии. Шум движущихся поездов имеет широкополосный ха- рактер. Исследования, проведенные в Волгограде, Днепро- петровске, Москве убеждают в том, что уровни звуко- вого давления в октавных полосах железнодорожного Рис. 12. Спектры шума железнодорожных составов. 1 — товарного (платформы незагруженные); 2 — пассажирского; 3 — грузового; 4 — электрички. Однако шум вызывает не только железнодорожный транспорт, но и железнодорожные сооружения и устрой- ства, которые можно разделить на две основные группы: 42 43
технические устройства железных дорог, не обслужива ющие город (сортировочные и крупные технические стан- ции, локомотивные и вагоноремонтные заводы и депо), и устройства и сооружения, функционально связанные с жизнью города (грузовые механизированные дворы или станции, путепроводы, мосты). Например, маневровые и технические операции на сор- тировочных и технических станциях создают шум с эк- вивалентным уровнем на гра- нице территории в 80 дБ А. Уровни шума поездов, про- ходящих по путепроводу или мосту, возрастают на 4—7 дБ А. Поэтому реко- мендуется принимать экви- валентный уровень шума на участках железнодорож- ных линий в месте рас- положения путепроводов и мостов большим соответст- Рис. 13. Спектры шума поез- дов метрополитена. венно на 4 и 6 дБ А. В транспортной системе крупных городов все большее значение приобретает метрополитен. Открытые участки линий метрополитена, подобно железнодорожным лини- ям, значительно ухудшают шумовой режим на жилых территориях микрорайонов. Спектральный анализ шума метрополитена на открытых участках, проведенный со- трудниками МИСИ им. В. В. Куйбышева, показывает, что как и на железнодорожных линиях, наивысшие уровни звукового давления наблюдаются в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 63 и 500 гц (рис. 13). , При скорости движения около 50 км/ч на перегоне .(участок открытый) на расстоянии 7,5 м от первой колеи движения суммарный уровень шума подвижного сос- тава будет составлять 85—89, при скорости 40 км!ч — 83—87 дБ А. Эквивалентные уровни шума на открытых участках метрополитена в зависимости от интенсивности движения можно определить по табл. 16. Таблица 16 Скорость движения * км!ч Уровень шума, ОБ А, при интенсивности движения, пар поездов в 1 ч 12 14 18 22 30 50 84 85 86 87 88 40 82 83 84 85 86 Шум промышленных предприятий Промышленность является основным градообразую- щим фактором. Планировкой современных городов пре- дусматривается выделение промышленных районов, ко- торые занимают иногда площади до нескольких тысяч га. Однако множество существующих предприятий в сло- жившихся городах разбросаны по их территориям. При реконструкции городских районов большинство таких предприятий выносят во вновь создаваемые промышлен- ные районы. Современные промышленные предприятия должны от- вечать высоким санитарно-гигиеническим требованиям, в том числе по шумовому режиму. Источником шума на территории промышленного пред- приятия может оказаться не только оборудование внутри цехов, но и внешние источники: вентиляторы, трансфор- маторы, воздухозаборы, рельсовый и автомобильный транспорт и др. Поэтому шумовой режим промышленного предприятия или целого района во многом зависит от ко- личества и мощности внешних источников шума. Если о шуме основного оборудования многих предпри- ятий имеются довольно исчерпывающие сведения, то све- дения о внешнем шуме предприятий, к сожалению, еще недостаточны. Для ориентировочного представления о внешнем шуме ниже приведены его уровни, дБ, на гра- нице территории некоторых предприятий: Комбинаты Горнообогатительный 75 Деревообрабатывающий 75 Домостроительный 75 Кожевенный ... ... 65 Мясной . 60 Керамический .................................65 45
Хлопчатобумажный 66 Кожгалантерейный 55 Заводы Тракторный .... 80 Моторный ..................................... 80 Металлургический полного цикла 75 Трубопрокатный . 75 Метизный . . 75 Экскаваторный . 75 Подшипниковый 75 Судостроительный . 75 Гидролизный ... 75 Медеплавильный . 70 Алюминиевый ... 70 Нефтеперерабатывающий 70 Химического оборудования 70 Сталепроволочно-канатный 70 Удобрений ... 65 Синтетического волокна 65 Шинный ....................................... 65 Асбестотехнических изделий 65 Резиново-технических изделий 65 Сажевый . . . 65 Лакокрасочный . . . 65 Станкостроительный 65 Гипсовый ... 65 Силикатных изделий . . 65 Сборного железобетона 65 Рыбообрабатывающий . 60 Консервный . . 60 Приборостроительный 55 Молочный .... 55 Хлебобулочных изделий 55 Пивоваренный . . 55 Безалкогольных напитков . 55 Фабрики Мебельная . 70 Чулочно-носочная 60 Обувная 60 Трикотажная 55 Швейная . 55 Игрушек . 55 Кондитерская 55 Как видим, многие предприятия имеют уровень шума в 55 дБ А, что определено санитарными нормами [8] как предельно допустимая величина для дневных часов на селитебной территории. Более точные сведения о шуме промышленных пред- приятий дают натурные измерения, которые легко про- 46
вести в существующем городе. Для вновь проектируемого города необходимо иметь характеристику шума по ана- логу. Однако в связи с научно-техническим прогрессом в про- мышленности и строительстве необходимо периодически обновлять и дополнять данные о шуме отдельных про- мышленных предприятий и районов. Микрорайонные источники шума Микрорайонные источники шума могут заметно влиять на шумовой режим микрорайона. Источники микрорайон- ного шума довольно разнообразны: спортивные и детские площадки, плескательные бассейны, площадки для вы- бивания ковров, гаражи, разгрузочные площадки магази- нов, трансформаторные подстанции, крики и разговоры людей и др. Все они отно- сятся к точечным, непо- стоянным источникам шума. Немногочисленные дан- ные [3, 26, 33] дают неко- торое представление о шумовом режиме внутри жилых дворов, микрора- йонов от воздействия внутренних источников шума. Но и эти сведения позволяют сделать вывод, что микрорайонные источ- Рис. 14. Спектры шума некоторых микрорайониых источников: 1—4— игры соответственно в баскетбол, волейбол, футбол, в плескательном бассейне. ники шума имеют значи- тельные уровни шума и звукового давления (рис. 14). Рекомендуется при- нимать следующие рас- четные уровни звука (на расстоянии 7,5 м), дБ А, для микрорайониых источников шума: Мусороуборочная машина ... 75 Разгрузка продуктов.............................70 Игры детей в плескательном бассейне ... 75 Волейбольная площадка ..........................70 Баскетбольная площадка ... ... 70 Г ородки .......................................65 47
Массовые игры (футбол и др.) 68 Теннисная площадка . 65 Настольный теннис.........................60 Исследование шума понизительных трансформатор- ных подстанций началось недавно [36]. Необходимость в таких исследованиях была вызвана довольно большим количеством жалоб от жильцов, проживаю- щих рядом с подстан- циями. Понизительные подстанции часто ока- зываются на границе, а то и на территории микрорайонов. Основными источни- ками шума понизитель- ных подстанций явля- ются трансформаторы и вентиляционная сис- Рис. 15. Спектры шума понизи- тельных подстанций (расстояние трансформаторов от жилых зда- ний 60—80 л): / — Семеновской (2X63000 ква); 2 — Новоцентральной (2X63000 кеа); 3 — Черкизовской (3X405000 ква); 4 —Уг- решской (1X30000 ква; 1X40000 ква); 5—Выхинской (2X40500 ква); 6, 7 — нормативные кривые для жилых ком- нат, территории жилой застройки. тема. Уровни шума и звукового давления трансформаторов про- порциональны их мощ- ности (рис. 15). Кроме того, они зависят так- же от их конструктив- ных особенностей, от суточного графика на- грузки трансформаторов. Расчетные уровни шума на расстоянии 7,5 м, создаваемые открытыми электростан- циями, следует принимать по табл. 17. Таблица 17 Мощность под- станций, тыс. ква 10 20 30 40 60 80 100 и более Расчетный уро- вень шума, дБ А 62 68 69 69 78 83 98 Шум авиатранспорта Воздушный транспорт вызывает шум с уровнями 120— 140 дБ А. Расчетные спектры шума некоторых отече- ственных самолетов в момент начала движения по земле приведен в табл. 18, и при взлете — в табл. 19. 48
с© R S с 1 g LT сч IT сч ИЗ 108 106 102 107 102 99 95 102 95 92 87 96 88 84 80 89 81 76 71 82 74 68 62 а и не. Расчетные Перпендикуляр В начале и конце ВПП В середине ВПП В начале и конце ВПП В середине ВПП В начале и конце ВПП В середине ВПП В начале и конце ВПП В середине ВПП В начале н конце ВПП В середине ВПП Расстояние от самолета, я 50 100 200 400 800 1600 Приме, расстоя- ние от оси ВПП, м 100 200 400 300 1600 Примечание. ВПП — взлетно-посадочная полоса 4—3068 49
Методика расчета EPNL хорошо изложена в книге «Авиационная акустика» [34]. Для перехода от значений La и PNL можно воспользо- ваться выражением PNL = La + 13. (27) При определении характеристик пролетного шума са- молета в качестве ис- ходных данных исполь- зуют осредненные зави- симости уровней шума от высоты полета при работе двигателей на характерных режимах. Затем рассчитывают уровни PNL и EPNL (рис. 16) [34]. Рис. 16. Зависимость уров- ней максимального шума, создаваемого самолетом ИЛ-2, от высоты полета Н при работе двигателей на дроссельном режиме; ско- рость полета 350 км[ч. На рис. 17 графически сравниваются уровни шума, со- здаваемого различными самолетами, со стандартами ИКАО [17] и ГОСТ 17228—71 [11]. Основной источник шума современных самолетов — двигатель (система выхлопа и всасывания) реактивного, винт турбовинтового самолетов, воздушный поток, обте- кающий самолет. Шум реактивной струи достигает 160 дБ. Шум самолетов имеет определенную направленность и распространяется на значительные расстояния * (см. рис. 18). Расчетный (эквивалентный) уровень звука, дБ А, на местности при пролете самолетов можно определить по формуле L экв = ^тах + А — 25, (28) * По материалам исследований А. А. Климухина (НИИ СФ Гос- строя СССР)- 50
где Ашах — максимальный уровень звука в рассматрива- емой точке на местности при эксплуатации самолетов 2-й группы, определенный по рис. 18, но не более 90 днем и 80 дБ А но- чью (табл. 20). Для других групп необходи- мо вносить поправку (табл. 21); А — поправка на интенсивность движения само- летов по табл. 22 в зависимости от приведен- ного количества пролетов Nnp, которые опре- деляют по формуле А^пр — S ki tii, где kt — коэффициент, зависящий от группы самолетов и определяемый по табл. 21; nt — количество пролетов каждой группы. Рис. 17 Сопоставление уровней шума, создаваемого при взлете самолетов различных типов в зависимости от взлетной массы тВзл • Контрольная точка расположена иа расстоянии 6,5 км от начала разбега. Сплошная ли- ния— по ГОСТ 17228—71; пунктирная — по стандарту ИКАО: I — ЯК-40; 2—Фоккер Г-28; 3, 4 — DC 9—30; 5— «Каравелла»; 6 — ТУ-104; 7 —Боинг 727400; в —ТУ-154; 9 — VC-I0; 10 — Боинг 707-320C; 11 — DC 8—63; 12— Боинг 747; 13— ИЛ-62М; 14— DC-10; 15— Z.-10II.
Рис. 18. Кривые максимальных уровней шу- ма самолетов 2-й группы: а — прн взлете; б — при посадке. Таблица 20 Район застройки Допустимые уровни звука, дБ А с 7 до 23 ч с 23 до 7 ч 1 2 3 4 5 Курортный 75 45 65 35 Территория больниц и санаториев (вне курортных районов) 80 50 70 40 Территория и зона массового отдыха 85 55 — — Новый проектируемый жилой район го- рода, населенный пункт 90 60 80 50 Реконструируемый жилой район, жилой район города нли населенный пункт со сложившейся застройкой 90 65 80 55 Промышленные районы и зоны, включа- ющие жилую застройку 90 70 80 60 Примечание. Нормативные показатели в графах 2 и 4 следу- ет использовать при определении минимальных разрывов от взлетно- посадочных полос до объектов шумозащиты по максимальным уров- ням звука Lmax, в графах 3, 5 — по эквивалентным уровням L3KB. 52
Таблица 21 Этап полета Группа Тип самолета По- правка Коэф- фи- циент К1 дБ А Взлет Посадка 1 2 3 4 1,2 3,4 Ту-104, Ту-114, Ту-144 ИЛ-62, ТУ-124, ТУ-134, ТУ-154 и их модификации ИЛ-18, АН-10, АН-12 ЯК-40, АН-24 То же + 5 0 — 5 —10 0 —10 2 1 0,25 0,25 1 0,25 Таблица 22 В течение дия (7—23 ч) 16 ч В течение ночи (23-7 ч) 8ч Поправка Д, дБ А В течение дня (7—23 ч) 16 ч В течение ночи (23—7 ч) 8 ч Поправка Д, дБ А До 12 До 8 —5 61—69 41-46 7 13-14 9 —4 70—79 47-52 8 15—16 10 з 80-91 93—60 9 17—19 11—12 —2 92-105 61—70 10 20-22 13-14 —1 106-121 71—80 11 23-26 15—17 0 122-139 81-93 12 27—30 18—20 1 140—161 94—107 13 31-34 21—22 2 162—189 108—126 14 35—39 23-26 3 190 127 15 40—45 27—30 4 46—52 31—34 5 - 53—56 35—40 6
КАРТА ШУМА ГОРОДА Основное назначение и содержание карты шума Многочисленные источники городского шума разбро- саны по территории города, в результате чего в городе всегда ощущается определенный «акустический фон». Его величина значительно колеблется. Она зависит от време- ни суток, от близости и количества источников шума и Др. Предусмотреть влияние будущих источников шума на шумовой режим жилой Застройки и разработать кон- кретные рекомендации в этой области — одна из главных задач, стоящих перед градостроителями. Разрабатывая генеральный план населенного места, градостроитель намечает расположение основных зон города и транспортные связи между ними, т. е. сразу же выделяет местоположение основных источников шума в городе: внешнего и внутреннего транспорта промышлен- ных и коммунально-складских зон. Для того чтобы максимально использовать на этой ста- дии возможные меры по шумозащите, необходима карта (схема) основных источников городского шума, выпол- ненная в масштабе генерального плана города. Она явит- ся основой для регулирования шумового режима на се- литебной территории города, основой для разработки комплексных градостроительных мер по защите жилой застройки от шума (рис. 19). Основой генерального плана и карты шума города яв- ляется система городских улиц и дорог. Разработку схемы расположения источников шума го- рода необходимо начинать со сбора сведений, позволяю- щих дать характеристику источников шума в городе, его «полюсов» шума. Они должны включать: 1. Условия движения на магистральных улицах города — интенсивность и скорость движения, количество единиц грузового и общественного транспорта в потоке, наличие мощных дизельных автомобилей, трамваев. 54
2. Данные о магистральных улицах — поперечные и про- дольные профили, длина перегонов, типы транспортных узлов с пересечениями в разных уровнях, типы перекрест- ков и площадей, покрытие дорожной одежды, конструк- ция трамвайного пути. Рис. 19. Пример карты основных источников городского шума. 3. Данные о наличии больших стоянок открытого типа, трансформаторных подстанций. 4. Характеристику размещаемой промышленности. 5. Характеристику внешнего транспорта — интенсив- ность и скорость движения, конструкция рельсового пу- ти, наличие мостов и путепроводов, класс и местораспо- ложение аэропорта, авто- и железнодорожного вокзалов и т. д. 6. Сведения о строительном зонировании, плотности жилого фонда по районам и отдельным магистралям, ти- пах возводимых зданий. 7. Данные о размещении территорий и объектов, тре- бующих особо комфортных условий (больниц, научно-ис- следовательских институтов, парков и др.). При разработке схемы расположения источников шума существующего города основные сведения об уровнях 55
шума источников получают в основном путем натурных измерений. Это не значит, что расчетный метод неприем- лем для определения расчетных (эквивалентных) уров- ней звука в условиях существующего города. Однако только метод натурных измерений может дать реальную, существующую картину с учетом многих переменных факторов — изменение приемов застройки улиц, их бла- гоустройство, техническое состояние дорожной одежды и транспортных единиц и т. д. Полученные данные, харак- теризующие основные источники шума города, позволя- ют составить карту источников городского шума. На кар- ту наносят в условных обозначениях основные источники и указывают их эквивалентные уровни шума в дБ А. Мас- штаб такой карты зависит от величины города (1 : 10000 или 1 : 25000). Для малых городов и поселков следует применять более крупные масштабы (1 : 5000). В состав карты шума города входит схема территорий и объектов, требующих особых условий акустического комфорта (больницы, санатории, пансионаты, зоопарки, парки, НИИ, вузы и др.). Эти территории можно нано- сить непосредственно на схему основных внешних источ- ников шума. Имея схему внешних источников шума города и объек- ты защиты от него (территории микрорайонов, больниц, НИИ, парков и др.), можно более рационально и четко, с учетом социально-экономических задач, решить плани- ровочную структуру города. Взаимное рациональное раз- мещение основных функциональных зон города позволяет значительно ослабить или полностью ликвидировать вли- яние многих источников шума — аэродромов, промыш- ленных и коммунальных предприятий и др. Необходимо предусматривать выделение шумных объектов в специ- альные зоны и их изоляцию от селитебной территории с помощью санитарно-защитных зон достаточной ширины Окончательное представление о шумовом режиме да- ют карты шума жилых микрорайонов и жилых районов. Расчетные (эквивалентные) уровни звука для их постро- ения берут из схемы источников шума города. Карта шу- ма жилого района включает: уточненную схему источников шума с указанием рас- четных уровней шума; карты шума микрорайонов и других территорий, вхо- дящих в состав жилого района; 56
карту акустического дискомфорта жилого района; основные градостроительные пути по снижению шума до нормативного уровня. Схема источников шума на территории жилого района представляет собой не что иное, как выкопировку из кар- ты шума города в более крупном масштабе (1:2000), Рис. 20. Пример схемы расположения источников шума жило- го района. окончательно скорректированную и уточненную в соот- ветствии с проектом детальной планировки жилого райо- на (рис. 20). На этой стадии принимают принципиальные решения поперечных профилей улиц и дорог, разме- щения экранирующих сооружений, зданий-экранов жи- лого и нежилого назначения, озеленения. Для существующего города карты шума микрорайонов (рис. 21) позволяют судить о существующем шумовом режиме в жилой застройке, о зонах акустического дис- комфорта, о необходимости применения мер по снижению шума и их эффективности, о правильности размещения площадок отдыха на территории микрорайонов, стоянках и т. д. Для вновь проектируемого города и жилого района карты шума микрорайонов особенно ценны при сопостав- лении различных вариантов его застройки, выборе опти- мального (по шумовому режиму) решения и т. д. Карта шума микрорайона является фактическим документом, характеризующим шумовой режим по периметру зданий, 57
что, в свою очередь, позволяет перейти к характеристике шума внутри зданий (от внешних источников) — в спаль- нях и детских комнатах, гостиных и т. д. При разработке генерального плана микрорайона мож- но предусмотреть создание оптимального и комфортного шумового режима с помощью соответствующих типов жи- Рис. 21. Пример карты шума микрорайона. лых зданий, в том числе и зданий-экранов, приемов застройки магистральных улиц и всего микрорайона, экранирующих сооружений, защитного озеленения и т. д. С учетом карт шумового режима и требований сани- тарных норм определяют зоны акустического диском- форта жилой застройки и территории микрорайона, жилого района (рис. 22) и города в целом. Пб результа- там натурных исследований, данных проектного задания и анализа шумового режима территории составляют сводные таблицы (табл. 23). Таким образом, в состав документации работы должны входить: 1. Карта источников шума в городе (масштаб 1 : 25000). 58
2. Карта шумового режима жилых микрорайонов и районов (масштаб I :2000). 3. Карта шумового режима территорий, требующих особых условий акустического благоустройства: научно- исследовательские, проектные институты, вузы и техни- кумы, больничные городки и др. (масштаб 1 : 1000). Рис. 22. Пример карты акустического дискомфорта жилого рай- она. 4. Карта зон акустического дискомфорта жилых рай- онов (масштаб 1 :2000). 5. Карта зон акустического дискомфорта территории города (масштаб 1 : 25000). Таблица 23 6. Пояснительная записка с полными акустическими расчетами, характеристикой шумных объектов и технико- 59
экономическим обоснованием выбора градостроительных решений, направленных на обеспечение акустического комфорта. Карта шума города—это большой раздел генерально- го плана, фиксирующий современное или будущее состо- яние шумового режима в городе и рекомендующий общие и конкретные пути достижения нормативного уровня (на стадии ПДП жилых районов и проектов планировки, за- стройки и благоустройства жилых микрорайонов и от- дельных территорий, требующих особого шумового ре- жима). Безусловно, разработка карты шума города — процесс творческий. Поэтому со временем обязательно возникнут Рис. 23. Карта шума автотранспорта на основных маги- стралях Москвы (в числителе приведен уровень шума дБ, в знаменателе — номер участка). 60
добавления, изменения, направленные на улучшение и упрощение этого процесса, на достижение наибольшего эффекта в защите жилой застройки от городского шу- ма. В качестве примера на рис. 23 приведена карта авто- транспортных источников шума на некоторых магистра- лях Москвы. Заказчик (НИиПИ генерального плана Москвы и МИСИ им. В. В. Куйбышева) представил исполнителю (Днепропетровский инженерно-строительный институт) данные в виде картограмм суточной интенсивности и ин- тенсивности движения грузовых и легковых автомобилей в часы «пик», а также средней фактической скорости дви- жения транспортного потока. Исследования показывают, что в Москве максималь- ная интенсивность движения легкового транспорта на- блюдается с 8 до 9 ч (8—9% суточной интенсивности дви- жения), грузового — с 10 до 11 ч (10—11%). В период максимального движения легкового транспорта количес- тво грузовых автомашин составляет 5—7% их суточного количества, т. е. интенсивность движения в часы «пик» достигает на некоторых участках улиц до 6000 экипажей в 1 ч и более. Все основные магистральные улицы Москвы были ус- ловно разбиты на 142 участка, которые указаны на карте шума в знаменателе. После проведения соответствующих расчетов была составлена таблица 24, характеризующая физические условия движения и уровни шума на участ- ках. Таблица 24 Интенсивность движения Количество еди- транспорта в ча- ниц транспорта в сы «пик», экнпа- потоке, проц. жей в I ч Суммарный уровень звука, дБ А Наиболее интенсивный суммарный транспортный по- ток наблюдается на участках 24—27 (Ленинградский 61
проспект), 51—52, 82—89, 101, 102 и др. Однако состав транспортных потоков очень неоднородный. Так, на участках МКАД странспортный поток состоит в основном из грузовых автомобилей (63—82%), а на других участ- ках (23—26 и др.) —легковых (74—77%). Несмотря на то, что суммарный поток транспорта на участках 23—26 в 2—4 раза больше, чем на участках МКАД, эквивалент- ные уровни звука на всех этих участках почти не отлича- ются (76—80 дБ А). В связи с тем, что интенсивность движения от Садового кольца к МКАД несколько сни- жается и одновременно увеличивается количество грузо- вых автомобилей в потоке, эквивалентные уровни звука на магистральных улицах ЭДосквы колеблются в преде- лах 76—80 дБ А. На некоторых участках (83—86, 89 и др.) эквивалентные уровни звука весьма велики (82—84 дБ А). Это объясняется наличием трамвая. Распределение уровня звука различной величины, дБ А, на участках улиц и дорог Москвы следующее: Количество участков: единиц проц. 73—74 ........................ 4 2,8 75—76 ........................ 32 23 77—78 . ... 78 52,8 79—80 .. 26 18,6 81—82 . . 3 2,1 83—84 ........................ 1 0,7 Следует отметить, что минимальный уровень звука (эк- вивалентный) 74 дБ А встречается не более чем в 3% слу- чаев, уровень звука в 75—76 дБ А —в 23%). Более 50% участков магистральных улиц рассматриваемой террито- рии Москвы имеют эквивалентные уровни звука 77— 78 дБ А. Таким образом, величина суммарного уровня звука магистральных улиц Москвы в основном превыша- ет предельно допустимые уровни звука на примагистраль- ной территории на 12—18 дБ А. Разработка карты шума города —процесс длительный. Особенно много времени уходит на натурные измерения и обработку материалов. Сократить затраты времени на этих этапах можно с помощью ЭВМ. Карта шума города — это основа общей программы наступления на городской шум на ближайший и перспек- тивный периоды, один из основных документов, который помогает республиканским и городским межведомствен- 62
ным комиссиям по борьбе с шумом разрабатывать планы и контролировать их выполнение. Карты шума уже разработаны для Баку, Севастополя, Волгограда, Ленинграда, Киева, Запорожья, Львова, Брянска, Волжского, Николаева, Одессы, Риги, Ташкен- та, Днепропетровска и других городов. Построение карты шума и оценка акустического режима микрорайона Планировщику, определяя характер застройки микро- района, приходится учитывать многие факторы для то- го, чтобы создать все необходимые условия для прожи- вания, отдыха, обслуживания трудящихся. Поэтому во- просам снижения шума на территории жилой застройки, в жилых помещениях, общественных зданиях в соответ- ствии с требованиями санитарных норм [8] уделяется все больше внимания. Однако проектировщики очень часто принимают решения интуитивно, без должного обосно- вания, подчиняют их композиционному замыслу, стрем- лению сделать «выигрышную» развертку по магистраль- ной улице, красивую перспективу. Хотя вопросы композиции, эстетики имеют большое значение, они не должны отвлекать архитектора, плани- ровщика от задач оптимизации внешней среды. Решения этих вопросов должны дополнять друг друга. Интуитивные решения задач по защите микрорайонов от шума встречаются потому, что проектировщики фак- тически не имеют методик оценки шумового режима в жилой застройке, а также разработки и оценки эффек- тивности различных градостроительных мероприятий по снижению шума. Одной из основных причин этого является отсутствие в СНиПе П-К.2—62 прямых требований по шумозащите. Учитывая настоятельную необходимость в разработке мер по шумозащите, в проекте нового СНиПа предусмот- рены соответствующие параграфы. Одной из составных частей всей документации, необхо- димой для разработки мер по шумозащите, является кар- та шума микрорайона. Имея карты шума для различных вариантов застройки, можно объективно выбрать опти- мальный. 63
При разработке карты шума микрорайона архитекто- ры, градостроители, врачи-гигиенисты должны решить следующие задачи: - 1. Оценить шумовой режим на территории застройки (примагистральной территории). 2. Оценить шумовой режим по периметру какого-либо здания или группы зданий. 3. Определить наиболее оптимальный шумовой режим в микрорайоне при различных вариантах его планировки, застройки и благоустройства. 4. Определить самые тихие участки территории. 5. Определить зону акустического дискомфорта. Следует напомнить, что предельно допустимый уровень шума (согласно санитарным нормам СН 872—70) составляет для вновь проектируемых жилых территорий, прилегающих к магистральным улицам общегородского назначения, к скоростным, грузовым и железным доро гам, 55 дБ А. Оптимальный уровень звука для этих тер- риторий — менее 55 дБ А. В зоне акустического комфорта уровень звука менее 45, а в зоне акустического диском- форты — более 55 дБ А. Для существующих жилых районов предельно допу- стимый уровень шума следует принимать равным 60 дБ А. Тогда зона акустического дискомфорта оценивается уров- нем звука свыше 60 дБ А. В «Методике построения карты шума и оценки акусти- ческого благоустройства микрорайона» [38] для постро- ения карты шума микрорайона предложен шумограф (ав- торы Е. П. Самойлюк (ДИСЙ), Д. С. Масленников (МИСИ), Л. Г. Сафонова (ДИСИ)). Шумограф состоит из двух частей (рис. 24), выполнен- ных на прозрачной пленке. Первая часть представ ляет собой полоску, на которой нанесены линии 1, обозначающие относительное снижение уровня звука че- рез 2 дБ А (—2, —4, —6, —8 и т. д.) от проезжей части (бордюра) 2 магистральной улицы в воздухе, т. е. без экранирующих сооружений, зеленых насаждений, влия- ния поверхностей и т. п. (рис. 24, а). На шумографе указаны масштаб чертежа 3 и интенсив- ность движения на улице 4. В каждом наборе шумогра- фа для масштабов чертежа 1 : 500, 1 : 1000 и 1 : 2000 име- ются четыре сменные части для различной интенсивности движения на магистральных улицах в пределах 300—700, 64
1000—2000, 3000—-4000 и более 6000 автомобилей в час «пик», нанесена масштабная линейка 5 и эмблема шумо- графа— 6 (Самойлюк, Масленников, Сафонова). Вторая часть (рис. 24, б) также выполнена в таком же масштабе. От угла 7 веером расходятся линии через 2 дБ А (—6; -—8; —10; —12 и т. д.), которые дают пред- Рис. 24. Шумограф: и — первая часть; б — вторая часть Б—3068 65
ставление о характере образования акустической тени за экраном *. Процесс построения карты шума рассмотрим на при- мере жилой группы микрорайона, расположенного вбли- зи магистральной улицы с эквивалентным (расчетным) уровнем шума Бэкв = 72 дБ А при интенсивности движе- ния М=500 экипажей в 1 ч (рис. 25, а). Для детального анализа шумового режима микрора- йона необходимо строить карту шума, показывая сниже- ние уровня звука с помощью изобел (кривых равного уровня звука) через 2 дБ А. Последовательность пост- роения карты шума следующая: 1. Определяем значение эквивалентного уровня шума и интенсивность движения на магистральной улице. 2. На план группы (рис. 25, а) накладываем первую часть шумографа для интенсивности движения 300—700 экипажей в 1 ч таким образом, чтобы первая тонкая ли- ния совпала с бордюром проезжей части (рис. 25, б). 3. Через отверстия на краях первой части шумографа делаем отметки карандашом и, соединяя полученные точ- ки линиями, получаем картину снижения уровня звука на расстоянии в свободном звуковом поле (рис. 25, в). 4. За зданиями жилой группы образуется акустическая тень. Ее «характер» можно узнать с помощью второй час ти шумографа. Накладываем ее так, чтобы угол 7 совпал с правым углом А экранирующего здания (рис. 25, г). От угла 7 веером расходятся линии, с помощью кото- рых можно определить акустическую тень за углом зда- ния. Зафиксируем их на плане с помощью карандаша че- рез отверстия, имеющиеся на рис. 25, г. 5. Соединяем между собой одноименные изобелы, об- разующиеся за углом здания и на открытой территории, получаем картину распространения звука за правым уг- лом здания (рис. 25, е). 6. Повернув вторую часть шумографа тыльной сторо- ной, прикладываем ее к левому углу здания Б и повто- ряем действия, описанные в п. 4 и 5 (рис. 25, д). 7. Аналогично фиксируем линии, характеризующие акустическую тень за углами всех зданий; * Для облегчения труда проектировщиков в последнем варианте шумографа вторая часть предназначена для работы на планах микро- районов, а третья, дополнительная, — для работы на поперечных профилях улиц. 66
8. Здание, стоящее перпендикулярно к оси дороги, вно- сит некоторые изменения в характер изобел. У ближай- шего к дороге торца здания наблюдается отражение и усиление уровня звука в среднем на 1 дБ А. Поэтому бли- жайшая к торцу изобела, отвечающая уровню 60 дБ, пре- рывается и подходит к углам торца (рис. 25, ж, точка В), т. е. изгибается по направлению распространения звука. У фасадов здания происходит эффект скользящего по- глощения звука в среднем на 1 дБ А. Поэтому изобелы у плоскостей здания, перпендикулярных к фронту рас- пространения звуковой волны, претерпевают искривление навстречу направлению распространения звука и прихо- дят в точки Г, Д, Е, расположенные на фасадах прибли- зительно на половине предыдущего интервала в 2 дБ А. 9. Меняется картина звукового поля и у здания, рас- положенного фронтально к улице. Ввиду отражения зву- ковой волны у главного фасада ближайшая к нему изо- бела, отвечающая уровню шума 64 дБ, прерывается и подходит к углам здания (рис. 25, ж, точка И). 10. Устраняем черновые линии и получаем наглядную картину звукового поля для территории жилой группы (рис. 25, ж). Методика построения карт шума микрорайонов, при- меняемая ранее, с появлением шумографа значительно упростилась. Время, затрачиваемое на построение карты шума микрорайона, сократилось в 10—20 раз (в зави- симости от приема застройки) *. Анализ акустического режима микрорайона предусма- тривает анализ шума магистральных улиц на территории микрорайона и шумового режима по периметру зданий**. Рассмотрим оба процесса. Пример. Участок длиной 160 м застраивается жилой группой из трех зданий. Линия застройки находитси на расстоянии 50 м от пер- вой колеи движения железнодорожного пути. Глубина участка за- стройки (от линии застройки) равна 96 м. Два возможных варианта застройки участка представлены на на рис. 26. В обоих случаях для застройки участка выбраны жилые до- ма одной типовой серии. Следовательно, плотность жилой застройки, плотность жилого фонда, количество жителей, периметр жилых зда- ний, площадь застройки и площадь участка одинаковы в обоих вари- * Еще более значительное сокращение времени при построении карт шума микрорайонов дает масса-шумограф (авторы Д. С. Мас- ленников, Е П. Самойлюк, Л. Г. Сафонова и И. А. Шмикин). ** Этот вопрос разработан совместно с инж. Л. Г. Сафоновой. 5* 67
ж Рис. 25. Методика построения карты шума жилой группы ми- крорайона: а — план группы; б — ж — этапы построения карты шума.
антах. Следует определить приемлемый вариант застройки по шумо- вому режиму на жилой территории и по периметру жилых зданий. 1. Принимаем эквивалентный уровень звука £экв=82 дБ Л. 2 Строим изобелы для варианта I н варианта II (рис. 26). . 3. Определяем площадь рассматриваемой территории: F = F1K —(29) где —площадь жилой застройки территории, равная 96X160= = 15 360 м2- F3—площадь застройки, равная 3X10X60=1800 м®. Тогда Б= 15 360—1800= 13 560 м2. Рис. 26. Возможные варианты (I и II) застройки участка у железнодорожного пути. Рис. 27. Оценка шумово- го режима территории жилой группы. 4. Отмечаем для каждого варианта самую первую изобелу, ко- торая расположена у красной линии микрорайона любой рассматри- ваемой территории. В обоих вариантах эта изобела отвечает уровню шума 74 дБ А. 5. Оцениваем шумовой режим территории для варианта I (рис. 27). На всей рассматриваемой территории F уровень звука менее 74 дБ Л. Территория, на которой уровень звука менее 72 ЭБА, Fn^ f74-(а+б+в) = 13 350 At2; менее 70 дБ А — /?70=/?7^(г+д+е+ + ж) = 12 160 м2, менее 68 дБ Л — Б68= Б?о—(з-|-и4-к-|-л) =8730 м2, 70
менее 66 дБ А — Fe6=Fei— (м+н+о+п) =4500 м2 и т. д. Площадь рассматриваемой территории принимаем за 100%. Следовательно, 100% площади территории находится в зоне, где уровень звука не более 74 дБ А. Оцениваем в проц, остальную территорию в зависи- мости от шумового режима. 6. Подобным образом оцениваем шумовой режим территории для варианта 1. 7. Аналогичным образом оцениваем шумовой режим по периметру зданий (рис. 28). Периметр всех зданий (100%) находится в зоне с уровнем звука менее 74 дБ А; в зоне с уровнем звука менее 72 дБ А Z72=Z74 — (АБ+ВГ+ДЕ), менее 70 дБ A l70=l7t — (ЖАБЗ+ИВГК+ +ЛДЕМ) и т. д. 8. Все полученные данные вносим в табл. 25 и по ним строим сравнительные графики (рис. 29). Сравнивая графики, замечаем, что вариант I уступает по акусти- ческому благоустройству варианту II. Точность, с которой строится карта шума, составляет +3,0 дБ А, что вполне удовлетворительно для практических целей градосторительства. Таблица 25 Вариант I ' Вариант II Уровни Шумовой режим звукового давления, дБ А, менее на территории по периметру зданий на территории по периметру зданий м1 проц. м проц. м» проц. м Проц. 74 13560 100 420 100 13560 100 420 100 72 13350 98,5 390 93 13311 98 360 86 70 12160 89,7 354 84 11927 89 320 78 68 8730 60 234 56 10518 78 248 59 66 4500 33 30 7,1 7100 52,5 120 28,6 64 2800 20,7 30 7,1 5700 42 80 19 62 2200 46,3 30 7,1 4920 36,4 80 19 60 1700 12,6 30 7,1 4000 29,5 80 19 Для оперативной оценки варианта застройки применя- ем коэффициент акустического благоустройства террито- рии цт и периметра зданий т]3. Их определяем по форму- лам Гп = — > (30) где Fo—площадь территории, находящейся в зоне опти- мальных уровней звука; F — рассматриваемая территория; ^ = -f. <31> где 10 — периметр зданий, находящихся в зоне оптималь- ного уровня звука; I — периметр рассматриваемой застройки. 71
При самом оптимальном варианте застройки, т. е. ког- да вся территория и весь периметр зданий находятся в зоне оптимальных уровней звука, оба коэффициента цт и т]3 равны 1. Таким образом, для оперативной оценки вариантов за- стройки микрорайона во вновь проектируемом жилом рай- Рис. 28. Оценка шумового режима по периметру зда- ния жилой группы. б Рис. 29. Сравнительные графики, определяющие более комфортный шумовой режим по вариантам за- стройки (I, II): а — на территории жилой группы; б — по периметру зданий. оне необходимо с помощью шумографа определить ме- стонахождение изобелы, соответствующей уровню шума 54 дБ А, для существующего микрорайона — 60 дБ А; Бо и F 10 и I, а также коэффициенты акустического бла- гоустройства застройки T]m т]з. По наибольшей величине этих коэффициентов выбираем оптимальный вариант. Для быстрой оценки шумового режима территории бу- дущего микрорайона с помощью шумографа фиксируем 72
местонахождение изобелы 60 дБ А (против 54 дБ А для застройки). Разность в 6 дБ А учитывает поглощение зву- ка поверхностью земли с травой. Проведенные исследования (3, 6, 26, 35) показывают, что дополнительное снижение уровня звука вследствие влияния поверхности (асфальт, грунт, земля с редкой травой, газон) на разных расстояниях от источника шу- ма (15, 30, 50 и 100 м) составляет от 4 до 8 дБ А. Прини- маем усредненную величину снижения уровня звука вследствие влияния поверхности в условиях города 6 дБ А. Красная линия микрорайона чаще всего удалена от про- езжей части улицы на 15—50 м. Следовательно, уровень звука 60 дБ А, который определяет с помощью шумогра- фа для третьего этажа и выше, фактически у земли (на уровне роста человека) будет равен 54 дБ А, т. е. той величине, которая уже находится в зоне допустимого уровня шума по санитарным нормам. Для оптимального варианта определяем коэффициент акустического комфорта микрорайона: 200 (1 — тдт) , (32) бэкв бд0п где £доп — допустимый уровень звука на территории, со- гласно СН 872—70. Приняв оптимальный вариант за основу, проектиров- щик намечает возможные варианты снижения шума на пути его распространения от источника (магистрали) до объекта защиты (микрорайона). Варианты шумозащиты могут предусматривать устройство экранирующих соору- жений, здания-экраны нежилого назначения, специальное защитное озеленение, изменение условий движения и т. д. Шумозащитная эффективность каждого варианта мо- жет быть оценена в дБ А и соответствовать снижению эк- вивалентного (расчетного) уровня звука на магистраль- ной улице на величину этой эффективности. Тогда вели- чину коэффициента акустического благоустройства цт после применения шумозащитных мер можно определить по графику (рис. 30). Если для принятого варианта застройки микрорайона при £экв=80 дБ А величина %=3,5 (т]г —0,55), то при рекомендации мер по шумозащите эффективностью 14 дБ т]т =0,80, т. е. зона Бо увеличится на 25% при том же варианте застройки. 73
Рассмотрим карту шума небольшого квартала, распо- ложенного рядом с железной дорогой (рис. 31). Карта шума показывает, что не вся рассматриваемая террито- рия и здания находятся в равных условиях, а потому шу- мовой режим по периметру зданий и на территории так- Рис. 30. График оиеикн акустического режима территории после применения шумозащитных мер. же различный. Подсчитано, что только 29300 из 51000 ж2 территории квартала (51,5%) находятся в зоне допусти- мого шумового режима. Лечебный корпус больницы ( в центре схемы) ничем не экранируется, а потому шумовой режим по периметру, а значит и в палатах, ориентированных в сторону желез- ной дороги, является недопустимым, согласно СН 872—70 [8]. Вот почему принято решение этот лечебный корпус и другие корпуса больницы защитить от шума железно- дорожного транспорта с помощью железобетонного эк- рана. Часто в зданиях встречаются арки. Арки заметно изме- няют шумовой режим дворовой территории. Как же распространяется звук за такими разрывами в зданиях? Эксперименты позволили установить, что арку можно рассматривать как самостоятельный, точечный ис- 74
точник звука, поэтому уровень звука за аркой будет сни- жаться на 5—6 дБ при каждом удвоении расстояния, что соответствует начертанию изобел на первой части шумо- графа для интенсивности движения 300—700 экипажей в 1 ч. Рис. 31. Карта шума квартала. Пример. На рис. 32 изображено жнлое здание с аркой. Интенсив- ность движения Af=500 экипажей в 1 ч, L кв=74 дБ А. 1. На план накладываем первую часть шумографа для интенсив- ности 300—700 экипажей в 1 ч; исходя из условия задачи, строим изобелы без учета арки. С помощью второй части находим ха- рактер изобел за углами Г и Е и получаем картину, представленную на рис. 32, а. 2. Прикладываем первую часть шумографа интенсивности 300— 700 экипажей в 1 ч к арке, как показано на рис. 32, б, т. е тонкую линию располагаем на фасаде АБВ. Отмечаем карандашом точки, показывающие величину относительного снижения уровня звука по оси БК. 3. К углам здания Д-Д (аркн) прикладываем вторую часть шумо- графа и намечаем местонахождение нзобел за экранирующими уг- лами арки Д—Д. 4. Убрав черновые линии н соединив одноименные изобелы между собой, получим карту шума (рнс. 32, в). 75
Рис. 32. Построение карты шума за зданием с аркой: а — без учета арки; б — расположение первой части шумографа; в — кар- та шума в окончательном виде.
ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ И ЗАСТРОЙКИ ОТ ШУМА Выбор градостроительных мероприятий для защиты от шума Акустический комфорт может быть достигнут только путем проведения различных мероприятий, влияющих на снижение уровня шума. Защита городских территорий от шума предусматривает: 1. Снижение уровня шума самого источника или его локализацию. 2. Снижение уровня звука на пути его распростране- ния. 3. Непосредственную изоляцию объекта защиты. Меры по снижению шума разнообразны и зависят от конкретных условий. К принципиальным градостроительным решениям, спо- собствующим снижению шума, относятся: 1. Увеличение расстояния между источником и защи- щаемым объектом. 2. Применение акустически непрозрачных экранов-от- косов, стен и зданий-экранов. 3. Применение специальных шумозащитных полос озе- ленения. 4. Различные приемы планировки, рациональное раз- мещение шумных и защищаемых объектов микрорайонов и т. д. 5. Применение рациональных приемов застройки ма- гистральных улиц. 6. Максимальное озеленение территории микрорайо- нов и разделительных полос магистральных улиц. 7. Использование рельефа местности и др. Каждое из этих мероприятий дает определенную эф- фективность, которую можно определить эксперименталь- ным или расчетным путем. Хорошие результаты дает защита от шума с помощью заглубления трасс магистральных улиц. Откосы выемки «работают» как экраны. Особенно эффективно такое 77
решение, если откосы озеленены. Улучшить шумозащит- ные качества выемки можно также, поставив на гребне стенку-экран. Возможны различные комбинации шумоза- щнтных сооружений: насыпь и стенка, защитная полоса озеленения и стенка и т. д. При использовании комбиниро- ванных решений или больших экранирующих сооруже- ний (земляных кавальеров, 2-этажных зданий нежилого назначения и др.) эффективность снижения уровня шума может достичь 20—30 дБ А. Способность экранов сни- жать уровень звука в рассматриваемой точке во многом зависит от его конструктивных параметров. Наиболее ве- роятная эффективность экранов для средних городских условий 10—14 дБ А. Значение растений при защите от шума часто переоце- нивают. Наиболее вероятная эффективность снижения уровня шума в результате использования насаждений не- велика и составляет 5—6 дБ А. Однако зеленые насаж- дения положительно влияют на психологию людей в во- просах невосприятия шума. Безусловно, их следует при менять повсеместно. В некоторых случаях защиту от шума улиц следует до поднять пассивной защитой зданий — оформление и кон- структивное решение фасадов, двойные окна, глухие пе- реплеты с принудительной вентиляцией и др. Эффектив ность таких мер довольно высока и составляет 30—50 дБ А. Однако стоимость их внедрения также большая. Планировщик должен иметь в виду, что добиваясь сни жения уровня шума в жилой застройке, необходимо учи- тывать экономические, технические и эстетические сооб- ражения. Регулирование шумового режима в значительной мере зависит от характера источника шума, планировочных ре- шений, приемов застройки (этажность зданий, размеще ние домов относительно источника и др.), рельефа мест- ности (земляные экраны-насыпи, выемки, естественный перепад), защитных зеленых насаждений, деятельной по верхности (твердое покрытие, газоны, кустарник и т. п.), от метеорологических условий, от экономических, техни- ческих и эстетических требований. Поиск лучшего решения шумозащиты — часть градо- строительной задачи, поэтому он должен осуществляться в комплексе работ по планировке, застройке и благоус 78
тройству городов. Все решения должны проверяться рас- четом эффективности снижения уровня шума. При проектировании в основном встречаются такие случаи: 1. Проектируется новый город — применение различ- ных мер борьбы с шумом не ограничено. 2. Проектируется новый жилой район — возможность применения градостроительных средств по уменьшению шума частично ограничена в связи с необходимостью при- вязки к существующей схеме дорожной сети города. 3. Реконструируется город или жилой район — приме- нение градостроительных мероприятий по уменьшению шума ограничено. Для акустической оценки градостроительных решений, способствующих снижению городского шума, можно ре- комендовать следующую методическую схему, по кото- рой необходимо: 1. Установить расчетный (эквивалентный) уровень ис- точника шума. 2. Определить с помощью расчета ожидаемый уровень шума на исследуемом объекте (в помещении, на участке жилой территории и т. п.). 3. Сравнить величины ожидаемого и допустимого уров- ней звука для рассматриваемого объекта. Если ожидае- мый уровень звука L<Laon , санитарные условия шумово- го режима соблюдены; в случае L>L„on , необходимо найти решение, отвечающее первому условию. Определяя ожидаемый уровень шума на жилой терри- тории, на площадках отдыха и любых других участках, нужно иметь в виду, что закономерности распростране- ния звука в условиях города имеют большое значение. От источника возникновения до жилой застройки звук проходит определенное расстояние, встречая на своем пу- ти различные экранирующие сооружения, зеленые на- саждения, или распространяется беспрепятственно над асфальтом, газоном, землей с редкой травой или кустар- ником и т. д. Замечено, что зимой, когда улицы покрыты снегом, становится тише. Звук автомобилей и троллей- бусов становится «мягче». Деятельная поверхность, т е. совокупность поверхнос- тей различного характера, активно влияющих на отдель- ные свойства внешней среды, заметно усиливает или сни- жает уровень шума на жилой территории. Ослабление 79
звука на расстоянии г от источника имеет большое прак- тическое значение. Для выявления этих закономерностей была проведена серия опытов *. Целью исследования распространения -общего уровня шума и спектральных составляющих бы- ло выяснение особенности снижения его уровня над по- Рис. 33. Влияние поверхности земли с редкой травой на снижение уров- ней звукового давления и уровня звука: / — источник звука; 2 — микрофон (точки а и б). всрхностью почвы на высоте роста человека, а также второго и пя- того этажей дома. Ис- точниками шума слу- жили бензиновый дви- гатель в 1 л. с., желез- нодорожный состав и поток автомобилей. Полученные данные показывали: 1. Уровень шума по езда (линейный источ- ник) на высоте пятого этажа, т. е. в свобод- ном пространстве, сни- жается с закономер- ностью 3 дБ на удвоен ном расстоянии. Теоретические кри вые распространения звука и кривые факти- ческого (измеренного) снижения суммарного уровня звука полно- стью совпадают в пре- делах 100 м от источ ника шума (железнодорожного состава или сплошного потока автотранспорта). 2. При прохождении по магистрали автомобилей не- большими группами по 3—6 экипажей с расстоянием 20—30 м между ними протяженность источника будет не- велика. В этом случае уровень шума снижается с зако- номерностью 6 дБ на удвоенном расстоянии. * Измерения проводились в Волгограде совместно с НИИСФ, ЦНИИП градостроительства и МИСИ им. В. В. Куйбышева. 80
3. При интенсивности движения Л^=700—1000 экипа- жей в 1 ч в обоих направлениях снижение уровня шума составляет 4—5 дБ на удвоенном расстоянии. 4. Снижение суммарного уровня шума (шкала 4) про- исходит эквивалентно частотам 500—700 Гц. На это об- стоятельство обращал внимание в своих работах Б. Г. Прутков [26, 39]. 5. На величину снижения уровня звука активно влия- ет деятельная поверхность. На рис. 33 видно, что величи- на снижения уровня шума и спектральных составляющих возрастает от низких частот к более высоким. Например, для частоты 63 Гц разница уровня шума в первой и вто- рой точках (2а—26) составляет 2, 500 Гц, 5 и 1000 Гц — 8 дБ. Суммарный уровень шума по шкалам А и С снижа- ется на 8 дБ. 6. Влияние поверхности земли заметно снижается с вы- сотой (табл. 26). Так, на пятом этаже уровень шума на 5—6 дБ больше, чем на первом. Эта тенденция является устойчивой и закономерной для всех трех исследуемых видов источников шума. Т а б л и ц а 26 Средние частоты октавных полос, гц Разница уров- ней между пер- вым и пятым этажами, дБ 2000 4С00 8000 .10—11 7—8 7—8 Поправки, приведенные в табл. 26, нужно обязательно вводить в расчеты акустического режима селитебной тер- ритории города. При построении карт шума территорий микрорайонов учитывается поправка на 6 дБ А. Планировочные меры Основной закон советского градостроительства — соз- дание наиболее благоприятных условий для труда, быта и отдыха населения. Поэтому при решении планировоч- ных задач необходимо учитывать как факторы, обеспечи- 6-3068 81
вающие сохранение окружающей среды, так и меропри- ятия по защите от шума. В пригородных зонах, где размещаются лесопарки, до- ма и городки отдыха, пансионаты, детские дачи и лесные школы, лечебные учреждения и санатории, вузы и НИИ, требуется особый под- ход к решению проб лемы снижения уровня шума. Автомобильные до роги I и II категорий и железнодорожные ли- нии не должны Пересе кать такие территории. Все учреждения отды ха необходимо разме щать на расстояний не меньше 500 м от воз можных автомобиль- ных дорог, промышлен ных предприятий и в 1 км — от железной до роги. Территория раз рыва должна быть максимально озелене на. Учреждения отдыха следует объединять в группы по виду отдыха. Например, дома отды Рис. 34. Схема планировки ком- плексного промышленно-селитеб- ного района: 1 — промышленные предприятия, мас- терские, склады; 2 — резервные терри- тории; 3 — общественный центр; 4 — микрорайоны; 5 — озелененная защит- ная зона. ха,санатории и пионер ские лагеря — одна группа; клиники, пан сионаты, мотели — дру гая и т. д. Между ни ми должно быть рас стояние не менее 300— 500 м. Промышленные предприятия, районы или произвол ственные зоны, которые являются источниками шума по вышенных уровней (70—80 дБ А), следует отделять oi жилой застройки защитными зонами и размещать их с учетом господствующего направления ветра. При этом 82
следует учитывать и другие факторы, отрицательно вли- яющие на окружающую среду. Промышленные предприятия, эквивалентные уровни шума которых составляют около 60 дБ А, и не являющи- еся источниками других вредностей можно размещать в производственно-селитебных районах (рис. 34). При двух- или многопанельном расположении промыш- ленных площадок в промышленном районе в первой панели необходимо размещать менее шумные предприя- тия, магистральные пути прокла- дывать внутри района, а полосы от- вода под железнодорожные пути выделять на периферии района вда- ли от жилых районов (рис. 35). Однопанельное расположение предприятий на территории про- мышленного района возможно в том случае, если предприятия имеют от- носительно одинаковую санитарно- гигиеническую характеристику (в Рис. 35. Планировоч- ное решение промыш- ленного района с двухпанельным рас- положением промыш- ленных площадок: 1, 2 — предприятия соот- ветственно с низким и высоким уровнем шума; 3 — жилая застройка. том числе и по уровню шума). При реконструкции сложившихся промышленных районов с целью борьбы с шумом и вибрациями необхо- димо внедрять более совершенные технологические про- цессы, упорядочивать функциональное зонирование и планировку района, транспортные связи, улучшать внеш- нее благоустройство и озеленение. Некоторые устарев- шие предприятия и объекты подлежат выносу или ликви- дации. Аналогичные мероприятия разрабатываются и для защиты от шума предприятий коммунально-складских районов. Для транзитных грузовых поездов, транспорт- ных потоков необходимо предусматривать обходные же- лезнодорожные линии и автомобильные дороги. Сортиро- вочные станции, грузовые станции и дворы следует раз- мещать за пределами селитебной территории. Аэропорты следует размещать за пределами города, вне зон отдыха. Наименьшее расстояние от границ взлетно- посадочных полос аэродрома до границ селитебной тер- ритории необходимо принимать в зависимости от класса аэродрома (А, Б, В, Г, Д и Е) по табл. 27. Часто применяется акустическое зонирование окрест- ностей аэропорта и рациональная планировка самого аэ- •6* 83
Таблица 27 Направление про- должения оси ВПП аэродрома относительно се- литебной терри- тории Грасса полета самоле- тов относительно се- литебной территории Расстояния, км, по классам аэродромов А Б В Г д Е Пересекает Пересекает 30 30 20 10 5 5 » Не пересекает 17 15 15 — — — Не пересекает » 6 6 6 5 2 1 репорта. Критерии оценки разных зон в разных странах описаны в литературе [34]. В отечественной практике для зонирования и ограни- чения застройки аэропорта были установлены зоны А, Б, В, Г (рис. 36). Их величина получена на основе анализа кривых уровней шума 112, 109, 95, 90 PN дБ для отече- ственных самолетов ТУ-104, ТУ-114, ТУ-124, ИЛ-14, ИЛ- 18, АН-10, АН-24. Размеры зон А, Б, В, Г, приведены в табл. 28. Для аэродромов, имеющих заданную длину взлетно-посадочной полосы, зона отчуждения населен- ных пунктов (заштрихована) на рис. 36, и ее основные параметры А, Б, В и Г определяются по самолету с на- ибольшим уровнем шума. Рис. 36. Зоны ограничений жилой застройки в окрест- ностях аэропортов. Разрабатывая генеральный план города, следует мак- симально укрупнять межмагистральные территории и проводить их зонирование исходя из шумового режима магистралей. Магистральные улицы и городские дороги, в том чис- ле скоростные дороги преимущественно с грузовым дви- жением, необходимо прокладывать на достаточном рас- 84
Таблица 28 Длина ВПП, м Размеры зон, км, для различных исходных уровней шума, PN дБ 112 102 А Б В г А Б в г 3250 0,6 8,0 3,0 0,2 1,3 16,0 5,0 0.4 2600 0,6 5,0 2,0 0,2 1.3 13,0 2,0 0,4 1800 0,4 2,5 1,5 0,1 0,8 6.5 1,5 0,2 1000 0,0 2,0 1,0 0,1 0,6 5,0 1.5 0,15 500 0,2 1.5 0,8 0,05 0,4 4,0 1,0 0,1 Продолжение табл. 28 Размеры зон, км, для различных исходных уровней шума, / W дБ Длина ВПП, м 95 90 А Б В Г А Б В г 3250 2,5 29 8,0 0,6 3,4 42 15,0 1,2 2600 2,5 26 2,0 0,4 3,4 42 4,0 0,8 1800 1,4 15 2,0 0,2 2,1 30 3.5 0,4 1000 1,0 15 2,0 0,2 1,7 30 3,5 0,3 500 0,8 10 1,5 0,1 1,2 20 2,0 0,25 Рис. 37. Схема зонирования межмагистральных территорий, постро- енная на основе комплексного учета уровней транспортного шума, тре- бований пешеходного движения и прочих условий, при концентрации вдоль магистральных улиц зданий культурно-бытового и коммуналь- ного назначения: а — жилая застройка; б— торговые комплексы ежедневного пользования; в — детские дошкольные учреждения; г-—зона размещения школ и садов жилых районов; д — общественные и административные комплексы; е — общественный центр районного — городского значения; ок~ остановки общественного транс- порта; з —основные направления пешеходного движения; и — трассы движе- ния местного и обслуживающего транспорта. 85
стоянии от жилой застройки, применяя озеленение или экранирование транспортного потока с помощью релье- фа местности. Вдоль магистральных улиц преимуществен- но с общественным (пассажирским) и легковым авто- транспортом можно размещать зоны торговых, комму- нально-бытовых и общественных зданий, шумовой режим которых допускает близость транспортных потоков. Рис. 38. Схема зонирования межмагистраль- ной территории с учетом защиты от шума транспорта: 1 — зона максимальной плотности застройки с размещением в этой зоне зданий культурно-быто- вого назначения; 2 — зона размещения гаражей и других предприятий коммунально-бытового на- значения; 3 — пешеходные пути; 4 — остановки общественного транспорта. Остальная территория в зоне пешеходной доступности ос- тановок общественного транспорта отводится под жилую застройку, вне этой зоны -— под сады микрорайонов, участки школ (рис. 37). Возможно иное зонирование межмагистральных терри- торий (рис. 38). В поперечном направлении к транспорт- ным магистралям прокладывают пешеходные улицы, фор- мируя на них сеть культурно-бытового обслуживания. При том фронт застройки у магистральной улицы будет иметь подчиненное композиционное значение. Застрой- ку можно формировать из зданий коммунального назна 86
чения и экранов. Это будет способствовать ограничению проезда на территорию микрорайона и снижению уровня шума. В условиях реконструкции городов одним из основных градостроительных мероприятий по улучшению санитар- но-гигиенических условий жизни на примагистральных территориях является перенос на специально создаваемые автомо- бильные городские до- роги всего транзитного внегородского и обще- городского, особенно грузового, движения. Такие трассы следует создавать, например, вдоль полос отвода же- лезных дорог или в их пределах, применяя для защиты от шума выем- ки, земляные кавалье- ры и другие экраниру- ющие сооружения, а также специальные по- лосы шумозащитного озеленения. В некоторых случа- ях магистральные ули- цы скоростного сооб- щения заглубляют под землю. Такой вариант шумозащиты опробиро- ван на транзитной ав- томагистрали Рур—За- Рис. 39. Варианты прокладки ско- росной дороги через г. Эссен: на уровне земли; в выемке; с исполь- зованием подземного простран- ства. пад, которая пересекла г. Эссен (рис. 39). Эффективность снижения уровня шума с помощью подпорных стен выемки составила 12— 15 дБ А, что позволило невдалеке разместить пятиэтаж- ные жилые дома. Все магистральные пути, с помощью которых осуще ствляются межрайонные общегородские связи, должны иметь полосы отвода шириной 100—200 м для размете ния экранирующих сооружений, защитного озеленении н н,
достаточного удаления проезжей части от жилой застрой- ки. Четкое функциональное зонирование территории горо- да, рациональное размещение общественных центров, со- здание изолированных промышленных зон и больших массивов зеленых насаждений, продуманная система Рис. 40. Принципиальное решение плана города с учетом защиты от внешнего шума: 1 — аэродром; 2 — транзитная магистраль; 3 — жилая зона; 4 — зона тишины; 5 — спортивная зона; 6 — промышленная зона. возок во времени. Однако вводить скоростных дорог и магистралей будут способствовать рез- кому снижению шу- ма на селитебной территории. Созда- ние транзитных до- рог, проходящих ря- дом с городом, и ок- ружных дорог во- круг города избавит жилые районы и центр города от гру- зового движения (рис. 40). Возможным путем снижения уровня шума может стать регламентация ско- рости, интенсивно- сти движения и пере- такую регламентацию следует только после всестороннего анализа условий дви- жения и проведения экономических расчетов. Ограниче- ние скорости движения и запрет проезда определенного вида транспорта введены на некоторых улицах многих го- родов. Есть и пример регламентации перевозок во вре- мени. На 44 улицах г. Баден-Бадена установлены дорож- ные знаки, запрещающие движение грузовых автомоби- лей и мотоциклов в зонах дневного отдыха с 6 до 20 ч, а в зоне ночного отдыха с 22 до 6 ч. Заслуживают внимания следующие предложения Б. Г. Пруткова [39] по регламентации перевозок во времени по улицам городов: а) магистральным общегородского значения — с 6 до 22 ч; б) магистральным районного значения — с 7 до 20 ч; 88
в) жилым — с 12 до 16 ч; г) промышленных и складских районов — без ограни- чения; д) скоростным и грузовым — без ограничения; е) городским местного значения — без ограничения. Пересечения между магистральными улицами целесо- образно проектировать в разных уровнях. Необходимо учитывать также, что Т-образные перекрестки намного тише и безопаснее крестообразных. Планировку, застройку и благоустройство жилых ми- крорайонов, прилегающих к магистральным улицам, сле- дует осуществлять в соответствии с основными требова- ниями рационального зонирования территории, изложен- ными ранее. Проезды на территории микрорайона должны быть ор- ганизованы так, чтобы по ним было исключено транзит- ное движение. Участки детских учреждений, школ, места тихого от- дыха, следует располагать на возможно большем рассто- янии от магистральных и других проездов, но не во дво- рах групп жилых домов. Все основные планировочные мероприятия по сниже- нию шума на жилых территориях должны быть отраже- ны в материалах карты шума города. Применение защитного озеленения Зеленые насаждения в виде декоративных посадок, ко- торые часто встречаются на улицах городов, не облада- ют шумозащитными свойствами. Это объясняется рядом причин: 1. Деревья на тротуарах или разделительных полосах между проезжей частью и тротуаром высаживаются в один или два ряда на расстоянии 4—6 м друг от друга. При этом кроны деревьев не могут создать достаточно плотной защитной массы даже в возрасте, когда все ка- чества дерева проявляются в полной мере. 2. Для уличных посадок применяют как правило штам- бовые деревья, что дает возможность звуку беспрепят- ственно распространяться к жилой застройке. 3. Кустарник, встречающийся на улицах, находится, как правило, в плохом состоянии. 89
Относительное сходство форм кроны деревьев некото- рых пород в различном возрасте позволяет считать кро- ны стабильными (тополь пирамидальный). У других де- ревьев с возрастом и под влиянием местных условий кро- ны могут изменять свои пропорции (береза, сосна). В вегетативной изменчивости деревьев имеются опре- деленные закономерности, и по ним можно предугадать форму и размеры кроны в оптимальных для них услови- ях окружающей среды. Существует классификация дере- вьев по форме кроны в зависимости от соотношения ее высоты и диаметра. Искусство проектировщика (дендролога) заключается в том, чтобы запроектировать защитную полосу заленых насаждений, обладающую достаточной эффективностью. Защитные свойства такой полосы будут находиться в пря- мой зависимости от плотности кроны деревьев и плот- ности полосы в целом. Следовательно, шумозащитная полоса должна восприниматься как единая масса зеле- ных насаждений. Это возможно только при использова- нии в таких посадках кустарников или при их многоярус- ной структуре. Сталкиваясь с такой «зеленой стеной» густых лесона- саждений, часть звуковой энергии отражается, часть по- глощается, а часть проникает вглубь насаждений (рис. 41). На границе происходит некоторое снижение уровня Рис. 41. Схема «проник- новения» звука через по- лосу зеленых насажде- ний. звука на величину т, в массе кроны — дополнительное снижение на величину а. «Вышедший» из зеленой поло- сы звук «ослаб» на величину y=v+a. Исследования Ф. Майстера и В. Рурберга, проводимые в Дюссельдорфе, позволили определить величину удель- ного поглощения звука зелеными насаждениями (табл. 29). 90 91
Для большинства зеленых насаждений величина удель- ного поглощения звука р находится в пределах 0,15—0,17 дБ на 1 м ширины зеленой массы. Исследования эффективности зеленых насаждений, проведенные автором в Волгограде в 1963—1968 гг. и в Днепропетровске в 1972—1973 гг. показывают, что шумо- защитная эффективность зеленых насаждений зависит от конструкции полосы. Результаты исследования защитной полосы вдоль же- лезнодорожного пути в Разгуляевке (Волгоград) можно сопоставить с результатами, полученными Ф. Майстером и В. Рурбергом для лиственного леса (табл. 30). Некоторые расхождения в результатах можно объяс- нить акустической прозрачностью кроны деревьев иссле- дуемой полосы. Другие же озелененные полосы вдоль же- лезных дорог и пылезащитные полосы давали суммарное снижение уровня шума на 5—6 дБ А при ширине полос 40—50 м, т. е. р=0,12—0,15 дБ на 1 м. Натурные исследования, проведенные ЦНИИП градо- строительства и НИИ СФ, должны были определить'эф- фективность защитной полосы на территории ВДНХ [33]. Полоса состояла из довольно плотных посадок листвен- ницы, липы и сосны высотой 4,5—5,0 м. По периметру полосы были высажены плотные ряды кустарника, пол- Рис. 42. Схема «проникновения» звука через рас- члененную защитную полосу зеленых насаждений: 1, 2 — снижение уровня шума соответственно на свобод- ной территории и при наличии плотных рядов зеленых насаждений; 3 — v— дополнительное снижение уровня шума благодаря плотному ряду зеленых насаждений. костью закрывающего штамб деревьев. Результаты изме- рений подтвердили мнение, что низкочастотные звуки меньше поглощаются зелеными насаждениями, чем вы- сокочастотные. Можно рекомендовать для защитных полос насажде- ний с густыми сомкнутыми кронами, подлеском и кус- 92 тарником по периметру принимать р=0,3; для зеленых насаждений средней густоты с кустарником — р—0,15. Если сплошной массив зеленых насаждений проредить и сделать его в виде рядовых, густых посадок с сомк- нутыми кронами деревьев, с подлеском и кустарником, то можно получить еще больший эффект снижения звука с помощью защитной полосы такой же общей ширины (рис. 42). Встречая каж- дую новую «плос- кость-стену» зеле- ных насаждений, каждый новый плот ный ряд деревьев с подлеском, уровень шума будет каждый раз ослабляться на величину V. Каждый ряд как бы дополни- тельно экранирует шум. Данные о погло- щении шума от ли- нейного и точечного источников в зеле- ных насаждениях за- J Расстояние, м Рис. 43. Влияние конструктивных особенностей полосы -зеленых насаж- дений на снижение уровня шума: а — сплошная посадка с проездом посере- дине; б — расчлененная многорядная по- садка. щитного характера расчлененной конст- рукции были получе- ны с помощью иссле- дований. В качестве линей- ного источника слу- жил ряд сферических источников, специально разрабо- танных ЦНИИП градостроительства, НИИ СФ в ВИИГХ. Их устанавливали перед зеленой полосой на штативах на высоте 1,0 м от поверхности земли на расстоянии 10 м друг от друга. Защитная многорядная полоса зеленых насаждений, выбранная для исследований в районе Новостройки Вол- гограда, состояла из 12 плотных рядов с густым подлес- ком. Каждый ряд располагался на расстоянии 5 м от 93
предыдущего и состоял из лиственных деревьев: вяза мелколистного, дуба обыкновенного, клена остролистно го. Подлесок состоял из деревьев тех же пород. Резуль таты измерений приведены на рис. 43, из которого вид но, что расчлененная многорядная шумозащитная полоса (рис. 43, б) обладает эффективностью почти в два раза большей, чем сплошная защитная полоса зеленых насаж- дений (рис. 43, а). Поэтому для защиты от шума можно рекомендовать полосу зеленых насаждений, состоящую и., отдельных плотных рядов деревьев с подлеском и кустар ником, эффективность каждого ряда которой составляв! около 1,8—2,0 дБ А [42]. Следует учитывать, что такой эффект от экранирования может быть достигнут по исте чении времени, когда деревья достигают своего лучшего возраста. Эффективность защитной полосы после 25—50 м за- метно снижается. Дальнейшее снижение уровня шума происходит в основном в результате увеличения расстоя ния. Поэтому ширина шумозащитной озелененной полосы может составлять 10—25 м. Располагать ее следует как можно ближе к источнику шума. Для точного определения величины снижения уровня шума в результате применения защитного озеленения можно воспользоваться формулой, предложенной Ф. Май- стером и В. Рурбергом: Z Z + У + S т _iL Ln = 201g-----!—-----!----+ 1,5z + ₽ \ Bm, (33) i- где Ln — уровень звукового давления за полосой зеленых насаждений. Обозначение членов уравнения приведено на рис. 44. Первый член уравнения соответствует снижению уровня звукового давления и уровня звука в результате увеличе- ния расстояния, равного d (ширина защитной полосы). Второй член — благодаря экранированию фронтальными плоскостями зеленых насаждений с количеством рядов z. Третий член показывает количество звуковой энергии, поглощаемой зелеными насаждениями при удельном по- глощении р, значения которого принимают по табл. 29. Необходимо помнить, что эффективность большинства озелененных шумозащитных полос (особенно из листвен- 94
ных пород) ограничена во времени. Защитные полосы зе- леных насаждений с хвойными деревьями могут «рабо- тать» круглый год. Рис. 44. Расчетная схема снижения уровня шума с помощью зеленых насаждений. Использование рельефа и экранирующих сооружений К экранирующим сооружениям относятся выемки, стенки, земляные валы и насыпи, здания различного на- значения. В практике градостроительства можно встре- тить и полувыемку-полунасыпь, земляные откосы с зеле- ными насаждениями и т. д. Наиболее часто встречающиеся экранирующие соору- жения — выемки, хотя в практике градостроительства их проектировали не как шумозащитныс сооружения. Уст- ройство выемок было вынужденным решением для со- блюдения нормативных продольных уклонов при про- кладке рельсовых путей и улиц, организации развязок движения в разных уровнях. Однако их шумозащитные свойства безусловно представляют интерес для проекти- ровщиков. Исследования эффективности выемок показали, что они могут надежно защищать территорию города от шу- ма транспорта. В табл. 31 приведены некоторые резуль- таты измерений эффективности выемок на расстоянии 56 м от источника шума. Следует обратить внимание на то, что эффективность выемки глубиной 6 м, откосы ко- торой укреплены железобетонными плитами, близка к эффективности выемки глубиной 4 м с земляными отко- сами и редкой травой. Такой результат можно объяснить тем, что земляные откосы выемки, покрытые густой травой, не только экра пируют, но и частично поглощают звуковую энергию. Эф 95
Снижение сум- Эффективность снижение уровня звукового давления, дБ, марного уровня экранирующего при частоте, Гц шума, дБ, по сооружения, дБ, Глубина выемки, м Источник шума шкалам по шкалам О СО т—< О см см Г- т—* со 1—< см см со см со о CD со см о 36 со СО СМ СО см см см =4 о 5 СМ со см аг см см со о 8 СО о ю СМ ю CD со 1 1 1 4000 00 ю 35 1 1 о 2000 со 50 СО СО со со СО СТ) со 0001 СМ СМ О СМ 33 СО со 500 34 СО СО ш см см СО 30 29 250 30 СО СО со СМ см 20 125 СМ СО СМ со со < СО т-4 62,5 СО »—< СО со 1 1 О »—< Одиночные грузо- вые автомобили То же Грузовой поезд То же Грузовые автомо- били, автобусы Поток грузовых автомобилей 5,5 5,5 (откосы покры- \ ж о 5 3 4,0 4,5 6 (откосы укреп- лены железобетон- иымн плитами) 5,5 фект дополнительного поглощения наблюдается и при по- крытии откосов выемки снегом (дополнительно 4 дБ Л). Очевидно, что материал, из которого выполнены откосы или другие экранирующие устройства, оказывает нема- ловажное влияние на эффективность экранирующего сооружения. Шумозащитные свойства выемки (любого другого эк- рана) не зависят от характера источника (линейный или Рис. 45. Снижение уровня шума в результате применения железобетонной стенки высотой 2,4 м (а), земляного кавальера высотой 2,5 м и бетонной стенки высотой 1,5 м (б): 1, 2— за экранами соответственно по шкале А и С; 3, 4 — на свободной территории соответственно по шкале Л и С. 96 7—3068 97
точечный) и для данных конструктивных параметров яв- ляются постоянными. Шумозащитные качества экранов различной конфигу- рации были исследованы на экспериментальных соору- жениях (железобетонные стены, земляные кавальеры и комбинации из них), построенных на шоссе Волгоград-— Дубровка [3, 26, 33]. Некоторые результаты исследова- ний экспериментальных сооружений приведены на рис. 45. Эффективность железобетонной стенки высотой 2,4 м определялась как разность уровней звука и звукового давления на свободной открытой территории и при на- личии стенки в одних фиксированных точках — 1 (перед стенкой), 2 и 3 (рис. 45, а). Как видно по графику, сред- няя эффективность стенки составляет 17 дБ А. Величина этой эффективности с увеличением расстояния от стенки не возрастает. Комбинация кавальер (йк =2,5 м) и стенка (hCT = = 1,5 м) позволила получить экран общей высотой 4 м, эффективность которого значительно выше эффективнос- ти крана высотой 2,4 м (стенки). Под Волгоградом была измерена эффективность выем- ки глубиной 3,7 м с полосами зеленых насаждений. Ря- дом находилась ровная территория с аналогичными зе- леными насаждениями. Измерения показали, что эффек- тивность выемки на уровне роста человека равна около 12—43 дБ А (рис. 46). Озеленение территории около вы- емки невысокими рядами деревьев и кустарников позво- лило повысить ее эффективность. Общее снижение уров- ня шума от точечного источника на расстоянии 50 м от него составляет 40 дБ А. Разнообразные экранирующие сооружения (различной конфигурации, конструктивных параметров) были иссле- дованы на моделях [6, 18, 44, 45]. Результаты исследо- ваний некоторых из них приведены на рис. 47. Полученные результаты показали, что эффективность сооружения зависит не от характера источника шума (то- чечный или линейный), а в основном от угла акустичес- кой тени, эффективной высоты экрана, от удаления вер- шины сооружения от источника шума. Большая эффективность модели 2 (см. рис. 47) вызва- на наличием козырька, который позволил значительно увеличить угол акустической тени и достичь определен- 98
ной экономии материалов. Эффективность экранирующих сооружений 3 увеличивается на 3 дБ, если на раздели- тельной полосе установить промежуточную стенку (см. рис. 47), что подтверждает выводы Б. Г. Пруткова. Выбирая тип экранирующего устройства (выемки, стенки, кавальеры, полосы зеленых насаждений), а так- же их различные сочетания (кавальер, стенка, зеленые насаждения; выемка, зеленые насаждения; полувыемка- 0 5 10 15 го 25 30 35 4045 50 55 60 65 70 7580 0 Расстояние, м Рис. 46. Снижение уровня шума за озеле- ненной выемкой (а) н на ровной местности (б): 1, 2 — за экранами соответственно по шкале А н С; 3, 4 — на свободной территории соответственно по шкале А и С. 99
полунасыпь и т. д.), градостроитель может с помощью простейших геометрических построений акустической те- ни от каждого типа сооружения определить степень за щиты территории и зданий от шума городского транс- порта (рис. 48). Рнс. 47. Снижение уров- ня шума за экранами различной конфигурации. можно заметить, что По размеру акустической тени разные типы экранирующих устройств имеют различные возможности для защиты от шума. Для определения эффективности экранирующих соору- жений часто применяют графический метод расчета (рис. 49). На тщательно вычерченной схеме определяют угол зву- ковой тени 0, величину эффективной высоты экранирую- щего устройства йЭф (Б—2), а затем по графику находят эффективность сооружения. Угол звуковой тени 0 образуется между прямым зву- ковым лучом, проходящим от источника шума через вер- шину экрана Б, и дифрагированным, проходящим от вершины экрана к защищаемой точке 1. Величина /гэф оп- ределяется в масштабе чертежа перпендикуляром, опу- щенным из вершины экрана на прямую, соединяющую источник шума и защищаемую точку (А—1). Натурные исследования, проведенные Б. Г. Прутковым, И. А. Шишкиным и Г. Л. Осиповым показали, что сни- жение уровня шума за экранирующим устройством экви- валентно снижению уровня звукового сигнала на частоте 700 Гц. (Х=0,6 м). Таким образом, Б. Г. Прутков предла- гает для расчетов использовать график, приведенный на рис. 49, отыскивая по оси абсцисс величину . Эффективность экранирующих сооружений у можно 100
также определить с помощью шумографа, описанного ра- нее. Для этого в масштабе шумографа вычерчивают по- перечный профиль улицы (до линии застройки). На него Рис. 48. Принципиальные схемы образования акустической тени за различными экранами. 101
накладывают вторую часть шумографа таким образом, чтобы угол 7 (см. рис. 24) совпал с источником шума, а тонкая линия прошла через вершину экрана как пря- мой звуковой луч (рис. 50). На линии застройки изобелы покажут эффективность экрана для любого этажа. Рис. 49. График для определения снижения звуково- го давления за экраном. Рис. 50. Определение эффективности шумозащитного экрана с помощью шумографа, 102
На рис. 50 эффективность экранирующего здания для первого этажа составит 22 дБ. К полученной величине эффективности экрана у при- бавляют величину снижения уровня шума на расстоянии Д£г, которую определяют с помощью первой части шу- мографа, и находят общую величину снижения шума для любого этажа защищаемого здания. Для первого этажа найденную эффективность увеличивают на 6 дБ А с уче- том поглощения звука деятельной поверхностью (при на- личии газона, кустарника). С помощью шумографа можно решать и другие задачи по определению действия шумозащитных экранов. На- пример, какой высоты здание можно разместить на рас- стоянии I за экранирующим сооружением. Ход решения следующий. 1. Определяем £экн. 2. С помощью первой части шумографа находим вели- чину снижения уровня звука на-расстоянии (АД). 3. Определяем необходимую величину эффективности экрана Т = Д кв A L г Б доп. (34) 4. Устанавливаем вторую часть шумографа по схеме, приведенной на рис. 50. 5. На расстоянии I по вертикали определяем местона- хождение изобелы величиной у. 6. Учитывая масштаб чертежа (поперечника), опреде- ляем отметку найденной точки, т. е. высоту здания. Можно решить и обратную задачу — найти конструк- тивные параметры экрана для защиты здания от шума. Ход решения следующий. 1. Определяем £экв. 2. Находим по формуле (34) величину у. 3. Устанавливаем вторую часть шумографа так, чтобы его угол 7 (см. описание) совпал с источником шума, а изобела с найденной величиной у — с верхним этажом здания. 4. Тонкая линия покажет местонахождение вершины экрана, т. е. его возможную высоту. Привязку экрана осуществляют по местным условиям. Для получения большей эффективности у и экономии материалов экраны следует размещать как можно ближе 103
к источнику шума. Поверхность экранов целесообразно делать звукопоглощающей. В этом отношении эффектив- ны выемки и земляные кавальеры, так как их поверхнос- ти покрыты травой, кустарником. Заслуживает внимания строительство скоростной авто- дороги около г. Штуттгарта вблизи большого жилого рай- она Фазаненхоф. Излишки грунта, образовавшиеся при строительстве, были использованы для возведения шу- мозащитного кавальера высотой 8 м. Подобные мощные экранирующие сооружения возмож- но возводить в загородных районах вдоль автострад с интенсивным движением. На улицах с интенсивностью движения менее 300 экипажей в 1 ч можно ограничиться устройством хорошо озелененных земляных валов высотой около 2 м. Такие валы возведены в небольших городах ФРГ. Архитектор X. Б. Рейхов [10, 11, 12] запроектировал «бесшумные» городки-рекламы Паркштадт, Вест, Зеннен- штадт, Леверкузен. Во всех этих городах в качестве ос- новного средства борьбы с уличным шумом предусмот- рены земляные кавальеры высотой около 2 м. Декоратив- ное и защитное озеленение и благоустройство придали кавальерам и улицам живописный вид. Рнс. 51. Использование откосов шумозащитного кавальера для зимнего отдыха в одном из микрорайонов Дрездена. 104
Специалисты Академии строительства ГДР рекомен- дуют обратные скаты кавальеров, обращенные к жилой застройке, использовать для отдыха, как, например, в одном из микрорайонов Дрездена (рис. 51). В 1973 г. в зоне отдыха двух небольших датских горо- дов Валленсбек и йерси была построена первая очередь скоростной автострады, длиной около 20 км. Для защиты зон отдыха и городской застройки от шума 50 тыс. авто- мобилей, проходящих в сутки по трассе, вдоль нее устрое- ны искусственные земляные валы высотой от 6 до 9 м. За валами расположены дома: одноэтажные на расстоя- нии не менее 50, двухэтажные — 90 и трехэтажные — 150 м. Здесь применен четкий принцип строительного зо- нирования с минимальной плотностью жилого фонда у магистрали. На склонах холмов высажены деревья, ку- старники и полевые цветы, проложены пешеходные и ве- лосипедные дорожки к автостраде. Вдоль автострады планируется устройство полос лесонасаждений. Рис. 52. Принципиальная схема использо- вания балок и оврагов для трассирования сети магистральных улиц. Принципы ландшафтного проектирования потребовали больших расстояний от трассы до валов. Отсюда и увели- чение высоты валов. Следует отметить, что приблизив валы к трассе, можно было бы значительно снизить их высоту, получив тот же эффект. Для защиты жилой застройки от шума транспорт- ных потоков необходимо использовать перепады высот 105
рельефа местности, овраги, балки и т. д. На рис. 52 при- ведена принципиальная схема использования оврагов и балок для прокладки магистральных улиц и скоростных дорог. Шум магистральных улиц надежно экранируется озелененными откосами балок (рис. 53), которые исполь- зуют и для размещения гаражей. Рис. 53. Использование откосов балок для размещения га- ражей и защиты от шума магистральных улиц. Измерения эффективности такого откоса с озеленением в Волгограде показали, что это одно из самых надежных средств защиты от шума (рис. 54). Рис. 54. Пологий шумозащитный откос с зелеными насаждениями на проспекте нм. В. И. Ленина в Волгограде. 106
В одном из районов Парижа на автомагистрали Па- риж — Лион построена экспериментальная стена-экран длиной 300 м, высотой 4,5 м (рис. 55, а). Экран выполнен а Рис. 55. Железобетонный шумозащитный экран на автомагистрали Париж — Лион: а — общий вид; б — рельефная поверхность. S 107
из тонких железобетонных панелей (4X2,55 м), разде- ленных на ячейки с наклонной основной гранью (рис. 55, б). Ячейки заполнены стекловолокном и закрыты снаружи тонким перфорированным листом. Стена выдер- живает ветровую нагрузку более 150 кг/см2. Рис. 56. Использование в качестве экранов зданий нежило- го назначения. Универмаг «Ленинград» в Москве. В качестве шумозащитных экранов можно использо- вать здания нежилого назначения (магазины, гаражи, столовые, мастерские и т. п.), расположенные вблизи Рнс. 57. Экран-козырек, используемый для выстав- ки газет (Волгоград). 108
проезжей части в виде непрерывной 1-2-этажной застрой- ки (рис. 56). При этом входы в эти здания целесообразно делать со стороны микрорайона, а подвозить товары и продукты — со стороны проезжей части, оставляя для этого специальный проезд вдоль основной проезжей час- ти. Использование 2-этажных зданий в качестве экранов может обеспечить допустимые уровни шума в 5-этажных жилых домах, расположенных на расстоянии 50—60 м от шестиполосной проезжей части магистральной улицы или городской дороги. В качестве экранов можно использовать различные ре- кламные щиты, информационные стенки и т. д. (рис. 57). Хорошо защищают территорию от шума специальные жилые здания-экраны. Застройка микрорайонов Проектируя застройку микрорайонов, планировщик дол- жен обращать особое внимание на создание удобств для проживания населения и комфортных условий внешней среды. Созданию удобств для населения способствует функ- циональное зонирование территории, рациональная сис- тема обслуживания, малые радиусы доступности магази- нов, детских учреждений, школ, гаражей и др. Наибольшее распространение получила групповая сис- тема застройки территорий, которая позволяет формиро- вать как крупные жилые образования, так и отдельные дворовые пространства. Комплексные серии для массо- вой застройки микрорайонов и отдельные дома-предста- вители позволяют архитекторам применять различные приемы организации жилых групп, застройки магистраль- ных улиц. Каждый прием застройки магистральных улиц по участкам и в целом уже имеет определенную «степень шу- мозащиты». Это можно объяснить различным экраниру- ющим эффектом самих зданий, линейной плотностью за- стройки магистралей, благоустройством и озеленением территории и т. д. Для примера рассмотрим жилую группу, состоящую из трех зданий (простейшие сочетания). Предположим, 109
что группу необходимо запроектировать рядом с маги- стралью, на которой интенсивность в часы «пик» порядка ,500 экипажей в 1 ч, а эквивалентный уровень шума 76 дБ А. При этом величина участка, тип зданий остают- ся постоянными. Изменяется только прием застройки. Од- нако требования СНиПа относительно расстояний между зданиями, плотности застройки выдерживаются. Предлагается 9 вариантов застройки участка (рис. 58). Линии равного уровня шума (изобелы) показывают ха- рактер распространения звука в застройке. Для дневных условий, как известнр, санитарная норма допустимого уровня шума составляет 55 дБ А. Поскольку изобелы по- казаны через 2 дБ, то уровни меньше 54 дБ А отнесем к допустимым, благоприятным. Эта оптимальная зона вы- делена. Рис. 58. Шумовой режим различных вариантов застройки (1—9) нз трех зданий. НО 111
По выделенной площади видно, что в наиболее бла- гоприятных условиях находится территория при застрой- ке по вариантам 6, 5, 9, 7. Менее благоприятные условия создаются на территории для варианта 1 при строчной торцовой застройке магистралей. Более убедительным получается сравнение вариантов на графике (рис. 59), где показан процент территории, находящейся под воздействием шума, уровень которого 112
меньше 76, 74, 72 , . , 56, 54 дБ А. Для построения сравни- тельных кривых предварительно все показатели заносили в таблицу. Из рис. 59 видно, что самый неблагоприятный шумо- вой режим на территории складывается при застройке по вариантам 1 и 8. Мало отличается шумовой режим территории при за- стройке по вариан- там 3 и 4, 2 и 7. Не- значительное разли- чие шумового режи- ма наблюдается при застройке по вариан- там 5 и 9. В наибо- лее благоприятных условиях находится территория застрой- ки по варианту 6. Действительно, при расположении зда- ний торцами к ма- гистральным улицам шум беспрепятствен- но проникает в глубь территории, остава- ясь сравнительно большим по уровню. Если же на пути рас- пространения звука встречается все боль- ший фронт акустиче- ски непрозрачных Рис. 59. Сравнителвные графики (к рис. 58): 1—9 — варианты застройки. экранов в виде са- мих зданий, звук заметно «слабеет» на территории. Чем больше линейная плотность застройки по .маги- страли, тем больше и глубже «акустическая тень» на территории. Некоторая вертикальность линий, во всех вариантах застройки (см. рис. 59) указывает на то, что застраивае- мая территория имеет почти резкую границу по шумово- му режиму. Это значит, что один фасад здания-экрана находится в неблагоприятных, другой — в благоприятных условиях по уровню шума. 8—3068 113
Очевидно, необходимо магистральные улицы или участ- ки застраивать специальными типами зданий с обеспече- нием шумозащиты планировочными и конструктивно- строительными способами (звукоизоляция оконных и дверных проемов, кондиционирование воздуха в жилых помещениях и т. п.). Оконные проемы таких зданий на фасаде, выходящем на магистраль, должны иметь повы- шенную звукоизоляцию. В некоторых странах (ГДР, ФРГ, Франция) применя- ют самые разнообразные конструкции окон: 1. Двойной переплет, раздельная (составная) короб- ка, специальное уплотнение швов, очень большое рас- стояние между толстыми стеклами (4,5—21 мм) — 50 дБ. 2. Двойной переплет, большое расстояние между тол- стыми стеклами; спаренный переплет, специальное уплот- нение швов, толстые стекла на расстоянии не менее 100 мм — 45--49 дБ А. 3. Двойной переплет, дополнительное уплотнение швов, тонкие (около 2,8 мм) стекла; спаренный переплет, специальное уплотнение швов, толстые стекла на рассто- янии не менее 60 мм — 40—44 дБ. 4. Двойной переплет, без дополнительного уплотнения швов, тонкие стекла; спаренный переплет, дополнитель- ное уплотнение швов, тонкие стекла на расстоянии 40— 50 мм; многослойные теплоизоляционные стеклопакеты; стекло толщиной 12 мм, герметично закрепленное в ра- ме — 35—39 дБ. 5. Спаренный переплет, дополнительное уплотнение, тонкие стекла; стекло толщиной 6 мм, герметично закреп- ленное в раме, — 30—34 дБ. 6. Спаренный переплет без дополнительного уплотне- ния, тонкие стекла; стеклопакеты из тонкого стекла, без дополнительного уплотнения — 25—29 дБ. 7. Обычное одинарное остекление или стеклопакет, без дополнительного уплотнения — 15—24 дБ. Свежий воздух поступает в помещения через специаль- ные приточные каналы, предусмотренные в подоконной части стены. Изнутри эти каналы покрыты тепло- и зву- коизоляционным материалом. Выход приточного канала устроен на уровне верхнего края отопительного прибора, с тем, чтобы поступающий в помещение холодный воздух мог сразу подогреваться. Количество поступающего воз- 114
духа может регулироваться жильцами с помощью ши- берной задвижки. Анализ показывает, что применение улучшенных кон- струкций окон в стенах, обращенных к магистралям, эко- номически оправдано, так как позволяет эффективнее Рис. 60. Планировка секции шумозащитного жилого дома- экрана (Моспроект-1). Особую важность имеет внутренняя планировка и ори- ентация жилых зданий-экранов (рис. 60). Планировка секции должна быть такой, чтобы в сторону источников шума были ориентированы подсобные помещения (лест- ничные клетки, лифты, кухни, санитарные узлы, коридо- ры, галереи или глухие стены без проемов). При этом необходимо учитывать требования инсоляции жилых по- мещений. Учитывая эти требования, магистральную улицу, про- ходящую с севера на юг (в III климатической зоне), сле- дует застраивать жилыми шумозащитными зданиями не- посредственно по восточной стороне, а западную — экра- нировать зданиями нежилого назначения (рис. 61). Институтом Моспроект-1 запроектирован микрорайон в Отрадном, территорию которого защищает от шума электрической подстанции и транспорта очень длинный жилой дом-экран в 12—16 этажей (рис. 62). Исследова- ния моделей на акустическом полигоне Днепропетровско- го инженерно-строительного института показали, что этот 8* 115
дом надежно защищает от шума жилую застройку и большую территорию. Шумозащитные здания разработаны в Новосибирске (Сиб ЗНИИЭП), Киеве (Киевпроект), Днепропетровске (ДИСИ). Рис. 61. Принципиальная схема застройки магистральной ули- цы зданиями-экранами с учетом инсоляции. Серия шумозащитных секций с квартирами из объем- ных блоккомнат разработана в ДИСИ * применительно к застройке городов УССР в III климатическом районе с учетом демографических требований. Серия имеет боль- Рис. 62. Защита территории и жилой застройки с помощью шу- мозащитного здания-экрана (Моспроект-1). шую градостроительную маневренность благодаря вклю- чению в ее состав секции с поворотными элементами, уг- ловых и Т-образных вставок, секций для сложного релье- фа [46, 47]. Рациональное территориальное расположение сети улиц и жилых зданий, с точки зрения шумозащиты, бу- * Автор канд. техн, наук Я. Е. Вассерман. 116
дет способствовать отражению шума самими жилыми зданиями. Квартиры должны иметь хотя бы одно жилое помещение, отвечающее требованиям санитарных норм [8]. Это условие может быть достигнуто при двухсторон- ней ориентации квартир. Применять тот пли иной прием застройки микрорайо- на следует только после анализа шумового режима, по- строения карт шума. Один из приемов создания более оптимального шумо- вого режима — рациональное строительное зонирование, наращивание этажности от магистральных улиц в глубь микрорайонов. Этой же цели служит и рациональное фукциональное зонирование межмагистральной территории. Ближе к ма- гистрали располагают участки для зданий нежилого на- значения, которые создают экранирующий фронт. Рис. 63. Экранирование территории с помощью зданий нежилого на- значения (Киев). Размещая здания в строчку, перпендикулярно к маги- стральной улице, необходимо разрывы между жилыми домами закрывать зданиями нежилого назначения (рис. 63). Создание большой линейной плотности застройки на магистральных улицах будет способствовать улучшению 117
шумового режима в микрорайонах. Разрывы во фронте жилой застройки заменяют арочными проездами или ликвидируют со стороны магистральной улицы. Дворо- вые территории приобретают некоторую замкнутость, интимность и тишину. Подьезды к жилым зданиям орга- низуются с внешней стороны, двор совершенно свободен от транспорта и предоставлен жителям. Четкое разделе- ние транспортных пешеходных дорог психологически спо- собствует созданию тихих зон. Рис. 64. Микрорайон в Дрездене, запроектированный с учетом защиты от шума: I — III — экранирование шума соответственно замкнутой структурой застройки, земляным валом, дополнительными преградами; А, В, С — остановки трамвая, автобуса, электрички. 1 — центр; 2—школа; 3 — спортивная зова; 4—многоэтажные гаражи; 5 — небольшие стоянки. По такому принципу запроектирован микрорайон в Дрездене, располагаемый на территории около 100 га (рис. 64). Число жителей микрорайона — 30000 чел., за- стройка в основном 5-этажная, высотные и многоэтажные 118
здания составляют 30%. На юге и востоке проходят ма- гистральные улицы, на севере примыкают промышлен- ные площадки. От основных источников шума (магистральных улиц и промышленности) в качестве защиты предусмотрены озелененные защитные зоны, земляной кавальер 2 в юго- восточной части, замкнутая структура застройки. Допол- нительным средством защиты от транспортного шума служат щиты-экраны 5, раздельная и последовательная система транспортного и пешеходного движения, разме- щение основных, крупных гаражей на окраине. Сотрудники Академии строительства ГДР доказали [48], что благодаря целесообразной организации жилого района, структуре застройки и плану зданий, защита от шума может быть проведена без дополнительных за- трат. Средства защиты от шума дают и функциональную выгоду. Например, земляные валы используются для ка- тания на лыжах и санках, для размещения различных площадок отдыха, озеленения и т. д. Принципы застройки, описанные выше, оказывают вли- яние на внешний вид жилого района: например, преобла- дающая замкнутая структура застройки весьма сильно модифицирует такие традиционные композиционные при- емы, как ритм, контраст и др. Все это может привести к новым эстетическим критериям. Большие возможности для борьбы с городским шу- мом заложены в использовании подземного простран- ства. В жилом районе Северное Чертаново (Москва) око- ло пятой части объема сооружаемых объектов будет скрыто от глаз человека, в том числе и внутрикварталь- ные дороги, подъезды к складам и магазинам, гаражи и стоянки, пневмотранспорт по удалению мусора. Исполь- зование подземного пространства для размещения ско- ростных дорог, складов и других объектов, сэкономит го- родам тысячи гектаров земли. Мероприятия по защите от городского шума должны носить комплексный характер. Их разработка должна сопровождаться не только акустическими, но и экономи- ческими расчетами. Возможная величина затрат, связанных с улучшением шумового режима микрорайонов, колеблется в больших пределах. Она зависит от конкретных условий, рекомен- 110
дуемых мероприятий. Например, стоимость шумозащит- ных сооружений зависит от их вида. По расчетам ЦНИИЭП градостроительства относи- тельно дешевым средством снижения уровня шума явля- ются полосы зеленых насаждений. Удельная стоимость придорожных шумозащитных сооружений составляет 6— 9 руб. на 1 м2 жилой площади. Экономическая сторона вопроса защиты от шума в го- родах требует специального исследования. Реализация градостроительных мероприятий по борь- бе с городским шумом даст ощутимый эффект, так как трудно учесть и представить в цифрах, процентах и рублях эффект защиты здоровья трудящихся, подрастающего по- коления.
ЛИТЕРАТУРА 1. Материалы XXIV съезда КПСС. М., Госполитиздат, 1971. 2. Осипов Г. Л., Шишкин И. А., Прутков Б. Г., Карагодина И. Л. Прогнозы снижения городских шумов. Сб. «Перспективы преобразо- вания окружающей человека городской среды». М., Стройиздат, 1973 3. Карагодина И. Л., Осипов Г. Л., Шишкин И. А. Борьба с шу- мом в городах. М., «Медицина», 1972. 4. Злобинский Б. М., Дрейман Н. И., Климов Ю. А., Пименов Е. С., Борьба с шумом в черной металлургии. Киев, «Техшка», 1973. 5. Чудное В. В поисках тишины. М., «Московский рабочий», 1971 6. Самойлюк Е. П. Исследование и применение шумозащитных экранирующих сооружений в градостроительстве. Кандидатская дис- сертация. Киев, КИСИ, 1968. 7. О состоянии шумового режима в городе и меры по его сниже- нию. «Бюллетень Исполкома Моссовета», 1965, № 13. 8. Санитарные нормы допустимого шума в помещениях жилых и общественных зданий и на территории жилой застройки, № 872—70 М„ 1970. 9. Kryter К. D., Pearsons К. S. Some Effects of Spectral Content and Duration on Perceived Level. JAS A. Vol. 35. 1965, N 6. 10. International Civil Aviation Organization. International Stan- dards and Recommended Practices Aircraft noise. Annex 16 to the Con- vention on International Civil Aviation. 1971, August. 11. ГОСТ 17228—71. Самолеты пассажирские. Допустимые уровни шума. М., Госстандарт СССР, 1972. 12. Методы измерения шумовых характеристик транспортных по- токов. ГОСТ (проект), М., 1973. 13. ГОСТ 17187—71. Шумомеры. Общие технические требования. М., Госстандарт СССР, 1972. 14. ISO Recommendation R362. Measurement of noise emmitted by vehicles. Geneva, 1964. 121
Юдин Е. Я. Законы подобия и моделирования в акустике. Сб. «Борьба с шумом». М., Стройиздат, 1964. 16. Гардашъян В. М. Исследование акустических свойств поме- щений на моделях. Дисс. канд., НИКФИ. М„ 1959. 17. Лейзер И. Г. Исследование звукоизоляции ограждений на мо- делях. Сб. «Вопросы звукоизоляции и архитектурной акустики». М., Госстройиздат, 1959. 18. Самойлюк Е. П. Исследование эффективности придорожных шумозащитиых экранов на моделях. Сб. «Борьба с шумом и вибра- циями». М., Стройиздат, 1966. 19. Тарабрин Г. Т., Самойлюк Е. П. Теоретические основы модели- рования дифракции звуковых воли. Сб. «Новые методы строитель- ства и проектирования», Волгоград, Нижневолжскиздат, 1967. 20. Седов Л. И. Методы размерности и подобия в механике. М., «Гостехтеориздат, 1957. 21. Прогнозирование и транспорт. М., «Знание», 1973. 22. Аксенов И. Я- Наука и транспорт. М., «Знание», 1974. 23. Долматовский Ю. А. Век автомобиля. М., «Знание», 1973. 24. Таранов А. Т. Город и автомобиль. М., «Знание», 1972. 25. Самойлюк Е. П., Шишкин И. А., Прутков Б. Г. О проблеме снижения шума в городах. Сборник докладов VI Всесоюзной акусти- ческой конференции». Секция О-Траиспортные шумы. М., 1968. 26. Прутков Б. Г., Шишкин И. А., Осипов Г. Л., Карагодина И. Л. Шумозащита в градостроительстве. М., Стройиздат, 1966. 27. Самойлюк Е. П. Оценка шумового режима территории, распо- ложенной вблизи реального транспорта. Днепропетровск, ДИСИ, 1973. 28. Дево А. Ослабление вибраций и шумов, воздействующих на различные сооружения при проходе подвижного состава. «Железные дороги мира», 1972, № 2. 29. Самойлюк Е. П. Учет некоторых факторов внешней среды при проектировании примагистральных территорий. «Строительство и ар- хитектура», 1973, № 7. 30. ГОСТ 19358—74, Автомобили, автопоезда, автобусы, мотоцик- лы, мотороллеры, мопеды и мотовелосипеды. Внешний и внутренний шум. Предельно допустимые уровни. Методы измерений. М., Гос- стандарт СССР, 1974. 31. Станиславюк В. Л. Перспективы развития транспортной се- ти СССР. М., «Знание», 1973. 32. Раков В. А. Новые электровозы в девятой пятилетке. М., «Зна- ние», 1973. 122
33. Карагодина И. Л., Осипов Г. Л., Шишкин И. А. Городские и жилищно-коммунальные шумы и борьба с ними. М., «Медицина», 1964. 34. Авиационная акустика. М., «Машиностроение», 1973. 35. Адамсон А. Исследование транспортного шума города Талли- на. Автореферат. Таллин, 1965. 36. Вязенова В. Г., Силантьева М. Н. Борьба с шумом понизитель- ных электростанций в жилой застройке. Сб. «В помощь проектиров- щику-градостроителю. Градостроительство и окружающая среда». Киев. «Буд1вельник». 1973. 37. Самойлюк Е. П. Проектирование средств защиты от город- ских транспортных шумов. Сб. «В помощь проектировщику-градо- строителю. Оздоровление воздушного и водного бассейнов городов», Киев, «Буд1вельник», 1968. 38. Самойлюк Е. П., Сафонова Л. Г. Методика построения карты шума и оценки акустического благоустройства микрорайона. Днепро- петровск, ДИСИ, 1974. 39. Прутков Б. Г. Определение интенсивности транспортного шума в городах. Проблемы советского градостроительства, № 10, Госстрой - издат, М., 1963. 40. Лукьянов В. И. Промышленные районы городов. М., Строй- издат, 1972. 41. СНИП П-К. 2—62. Планировка и застройка населенных мест. Нормы проектирования. М., Стройиздат, 1967. 42. Самойлюк Е. П. Роль зеленых насаждений в уменьшении шу- ма на городских транспортных магистралях. Сб. «Градостроитель- ство. Озеленение и благоустройство городов». Киев, «Буд1вельник», 1967. 43. Савченко И. П., Самойлюк Е. П. Исследование влияния зе- леных насаждений на защиту жилой территории от шума. Сб. «Но- вые методы строительства и проектирования», Волгоград, Нижне- волжскиздат, 1967. 44. Савченко И. П., Самойлюк Е. П. Исследование на моделях шу- мозащитных качеств придорожных экранирующих сооружений. Сб. «Выполнение и внедрение в строительство результатов научно-ис- следовательских работ и передовых методов труда», Волгоград, Ниж- неволжскиздат, 1966. 45. Самойлюк Е. П. Определение эффективности придорожного экранируюшего сооружения. Сборник докладов, Волгоград, Нижие- волжскиздат, 1967. 46. Вассерман Я. Е., Денисенко В. И., Самойлюк Е. П. О проекти- ровании шумозащитиых жилых домов. Сб. «Вопросы архитектуры». М., Стройиздат, 1972. 123
47. Вассерман Я. Е. Шумозащитные жилые дома иа городских ма- гистралях. «Строительство и архитектура», 1974, № 3. 48. Petzold Н. Auswirkungen des Larmschutzes auf die Lestaltung von Wohngebieten. «Deutsche architektur». 1972, N 5. 49. Ческин 1Л. С. Борьба с шумом. M., «Знание», 1965. 50. Эйхлер Ф. Борьба с шумом и звукоизоляция зданий. М., Гос- стройиздат, 1962. 51. Всесоюзное совещание по градостроительству. Краткий стено- графический отчет. М., Госстройиздат, 1960. 52. Hartig Н. Larmbekampfung in der Industrie. Berlin, VEB Ver- lag Technik, 1963. 53. Zemke H. I. Erfahrungen mit raumakustischen Modellen. Na- chrichtentechnische Fachberichte, 1959, N 15. 54. Korn T. S. Measuremente of Streit Noise in Models. Noise Control. Vol. 6, 1960, N 6. 55. Greatrex G. B. The Economics of Aircraft Noise Suppression. The Fifth Congress of the International Council of Aeronautical Sci- ences. ICAS Paper. 1966, N66—5. ОГЛАВЛЕНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ 3 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ШУМЕ, ЕГО НОРМИРОВАНИЕ И МЕТО- ДЫ ИЗМЕРЕНИЯ. 6 Природа звука, его свойства и основные понятия ... 6 Нормирование городского шума ...........................15 Методы измерения городского шума........................21 КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ШУМА В ГОРОДЕ 35 Шум автомобилей и транспортных Шум рельсового транспорта Шум промышленных предприятий Микрорайонные источники шума Шум авиатранспорта КАРТА ШУМА ГОРОДА Основное назначение и содержание Построение карты шума и оценка крорайона .................... ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЗАЩИТЕ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИИ И ЗАСТРОЙКИ ОТ ШУМА 77 Выбор градостроительных мероприятий для защиты от шума 77 Планировочные меры.......................................81 Применение защитного озеленения.........................89 Использование рельефа и экранирующих сооружений . 95 Застройка микрорайонов.....................". . .109 литература 121 потоков ОО ..........................40 ..........................45 ..........................47 .........................48 54 карты шума .... 54 акустического режима ми-