Россия
Применение шумозащитных экранов (ШЭ) — эффективный и относительно недорогой способ защиты примагистральной территории от шума автотранспортных потоков (АТП). В инженерных расчетах часто ШЭ рассматриваются бесконечно протяженным, не учитывая явление дифракции звука на его боковых кромках. Предлагаемый метод расчета позволяет учесть дифракционные процессы по всему открытому периметру ШЭ, благодаря чему повышается точность вычисления эффекта его установки. Исследован вклад звука, дифрагированного на боковых кромках экрана, в общий шум АТП в расчетной точке (РТ) в зависимости от ее положения относительно ШЭ, его размеров и звукопоглощающих свойств поверхности примагистральной территории. Получены математические зависимости для расчета снижения шума за счет ряда факторов вместо традиционно применяемых таблиц, номограмм и графиков, что упрощает процесс программирования.
автотранспортный шум, шумозащитный экран, дифракция звука, октавный спектр, акустическая эффективность экрана, эффект установки экрана.
1. Введение
Наблюдающееся в последние годы интенсивное увеличение числа транспортных средств приводит к существенному возрастанию уровня шума в городах, часто превышающего нормативные значения. Известно, что автомобильный транспорт относится к главным источникам шумового загрязнения среды в городской застройке [1, 2]. Воздействие высокого уровня шума приводит к ухудшению сна и физического состояния людей, повышению числа заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем организма.
Снижение уровня автотранспортного шума обеспечивается различными способами, в том числе строительно-акустическими. Практика борьбы с шумом показывает, что весьма эффективным и относительно недорогим средством защиты являются акустические экраны, устанавливаемые вдоль транспортных магистралей [1, 3]. Экраны защищают от шума прилегающие к магистрали территории, на которых могут располагаться жилые, общественные и производственные объекты.
2. Постановка задачи исследования
Процесс проектирования шумозащитных экранов (ШЭ) предусматривает предварительную оценку ожидаемого снижения шума на защищаемой территории в результате их установки. Однако не всегда удается обеспечить требуемую величину снижения шума, так как реальная эффективность экрана может оказаться ниже расчетных значений. Погрешность может составить до 5дБА. В связи с этим совершенствование акустического расчета ШЭ применительно к шуму автотранспортных потоков (АТП) становится актуальной и практически важной задачей.
Проведенный анализ источников информации показал, что пока отсутствует достаточно точный и в то же время универсальный метод расчета ШЭ [1, 3]. Сложность математического описания дифракционных процессов на ШЭ заставляет исследователей вводить ряд упрощающих задачу допущений. Например, рассматривают экран полубесконечным, т.е. не учитывают дифракцию на его боковых кромках [4, 5], применяют ШЭ для защиты от шума точечных источников излучения [6, 7], предлагают методы расчета, которые обеспечивают точность в ограниченном диапазоне частот [8]. Более совершенны методы расчета, в которых учитывается ограниченность длины экрана и потери акустической энергии в процессе распространения звука от АТП до расчетной точки (РТ) [9, 10]. В [11] предлагаются формулы расчета акустической эффективности экрана и его длины, даны рекомендации по повышению акустической эффективности ШЭ. Однако в перечисленных методах отсутствуют оценка точности расчетов, влияния дифракции на боковых кромках на эффект установки экрана, обоснованность определения его длины.
1. Шубин И.Л. Акустический расчет и проектирование конструкций шумозащитных экранов: Дис. … д-ра техн. наук/ ГОУВПО «Московский институт коммунального хозяйства и строительства». - М., 2011. - 325 с.
2. Шум на транспорте/ Пер. с англ. К.Г. Бромштейна / Под ред. В.Е. Тольского, Г.В. Бутакова, Б.Н. Мельникова. - М.: Транспорт, 1995. - 368с.
3. Осипов Г.Л., Коробков В.Е. Распространение и защита от шума на территориях застройки// Снижение шума в зданиях и жилых районах / Под ред. Г.Л. Осипова, Е.Я. Юдина. - М.: Стройиздат, 1987. - С. 154-255.
4. Kawai K., Flujimoto, Itow T. Noise propagation around a thin half plane. Acustica, 1978. - Vol. 38. - Р. 313-323.
5. Kawai Y. Sound attenuation by finite barriers / Proc. 11th ICA.Paris, 1983. - Vol. 1. - P. 129-132.
6. Terai T. On calculation of sound fields around three dimensional objects by integral equation methods // J.S. a V., 1980. - 69(1) - P. 71-100.
7. Kurze U.J. Noise reduction by barriers // JASA, 55-3, 1974. - P. 504-518.
8. Kohshi N., Katsuo F. Boundary element analysis of the sound field around a finite barrier // J. Jap. Soc. Precis. Eng., 1988. - Vol. 54. - P. 1351-1356.
9. Иванов Н.И., Тюрина Н.В. Проблема снижения шума железнодорожного транспорта // Сборник докладов международной научно-технической конференции «Применение акустических экранов для снижения шума и увеличения безопасности движения поездов». - М., 2014. - С. 9-36.
10. Бобровских В.П., Иванов Н.И., Тюрина Н.В. О коэффициенте дифракции акустических экранов // «Новое в теоретической и прикладной акустике», труды семинара / Под ред. Н.И. Иванова. СПб.: ГТУ, 2007. - С. 141-147.
11. Методические рекомендации по оценке необходимого снижения звука у населенных пунктов и определению требуемой акустической эффективности экранов с учетом звукопоглощения. - М.: Минтранс РФ, 2003. - 38с.
12. Маекава З. Акустические экраны // Снижение шума в зданиях и жилых районах /Под ред. Г.Л. Осипова, Е.Я. Юдина. - М.: Стройиздат, 1987. - С. 426-448.
13. ГОСТ 31295.2-2005 (ИСО 9613-2:1996). Шум. Затухание звука при распространении на местности. ч.2. Общий метод расчета. Межгосударственный стандарт. 2007.
14. Защита от шума в градостроительстве / Под ред. Г.Л. Осипова. - М.: Стройиздат, 1993. - 96с. (Справочник проектировщика)
15. ГОСТ 31295.1-2005. Шум. Затухание звука при распространении на местности. ч.1. Расчет поглощения звука атмосферой. Межгосударственный стандарт. 2007.
