Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................................... 3

1. ТЕНДЕНЦИИ ИЗМЕНЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ТРАНСПОРТА    4

2. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО ШУМА.............. 6

3. ОГРАНИЧЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА       7

3.1. Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и регламентирование землепользования......................................................................... 7

3.2. Звукоизоляция зданий................................................................................................ 12

4. ПРОБЛЕМА СНИЖЕНИЯ ШУМА ОТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА       14

4.1. Уменьшение шума при взаимодействии колеса и рельса............................ 14

4.2. Шум грузового вагона................................................................................................ 15

4.3. Снижение вибрации...................................................................................................... 16

5. УМЕНЬШЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ШУМА ОТ АВИАТРАНСПОРТА.................. 20

5.1. Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами.. 20

5.2. Уменьшение воздействия шума (наземные мероприятия)........................... 22

5.3. Правила, регулирующие землепользование вблизи аэропортов................ 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................................................... 27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ........................................................... 28

Шумовое загрязнение в городах практически всегда имеет ло­кальный характер и преимущественно вызывается средствами транспорта – городского, железнодорожного и авиационного. Уже сейчас на главных магистралях крупных городов уровни шумов превышают 90 дБ и имеют тенденцию к усилению ежегодно на 0,5 дБ, что является наибольшей опасностью для окружающей среды в районах оживленных транспортных магистралей. Как по­казывают исследования медиков, повышенные уровни шумов спо­собствуют развитию нервно-психических заболеваний и гипертони­ческой болезни. Борьба с шумом, в центральных районах городов затрудняется плотностью сложившейся застройки, из-за которой невозможно строительство шумозащитных экранов, расширение магистралей и высадка деревьев, снижающих на дорогах уровни шумов. Таким образом, наиболее перспективными решениями этой проблемы являются снижение собственных шумов транспортных средств (особенно трамвая) и применение в зданиях, выходящих на наиболее оживленные магистрали, новых шумопоглощающих материалов, вертикального озеленения домов и тройного остекле­ния окон (с одновременным применением принудительной вентиля­ции).

Особую проблему составляет увеличение уровня вибрации в го­родских районах, главным источником чего является транспорт. Данная проблема мало исследована, однако несомненно, что ее значение будет возрастать. Вибрация способствует более быстрому износу и разрушению зданий и сооружений, но самое существен­ное, что она может отрицательно влиять на наиболее точные тех­нологические процессы. Особенно важно подчеркнуть, что наиболь­ший вред вибрация приносит передовым отраслям промышленно­сти и соответственно ее рост может оказывать ограничивающее влияние на возможности научно-технического прогресса в городах.

Еще в древнем Риме существовали законодательные положения, регулирующие уровень шума, создаваемого транспортными средствами того времени. Но лишь недавно, с начала 70-х годов XX в. при разработке перспектив развития транспорта стали учитывать воздействие его на окружающую среду. Движение за чистоту окружающей среды стало столь могучим, что многие перспективные разработки в области транспорта были признаны экологически нежелательными. Эта экологическая революция произошла не как результат реакции общественности на загрязнение окружающей во всех ее проявлениях, а как результат сочетания возросшей озабоченности и общественности с необходимостью поддержания экологической чистоты хотя бы на сложившемся к этому времени уровне в силу интенсивного развития средств транспорта и транспорт­ных систем и урбанизации. Например, перевозки автомобильным транспортом в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) за 1960-1980 гг. выросли в 3 раза, воздушным – в 2 раза. Городское население этих стран увеличилось на 50%, а число городов с количеством жителей более 1 млн. чел. удвоилось. За тот же период было построено много автодорог, аэропортов и других крупных транспортных сооружений.

При таком развитии транспорта и в не приходится удивляться тому, что шумовая загрязненность окружающей среды постоянно возрастала.

Но следует указать, что с конца 70-х годов главным образом благодаря экс­периментальным исследованиям, свя­занным с ограничением шума, создавае­мого  индивидуальными средствами транспорта и воздушными судами, а также частично в результате совершен­ства дорог и звукоизоляции зданий, до­стигнутый ранее уровень транспортного шума имеет тенденцию к стабилизации.

Учитывая тенденции снижения шума на ближайшие несколько лет, можно прийти к заключению о намечающемся улучшении соответствующих показате­лей. В странах ОЭСР к средствам грузо­вого транспорта предъявлены более жесткие требования по ограничению шума. Новые правила должны привести к существенным изменениям, которые особенно затронут ту часть населения, которая подвергается воздействию шу­ма, создаваемого тяжелым грузовым транспортом. Кроме того, в некоторых странах вводятся более совершенные нормы проектирования автомобильных дорог, а также законодательство, обес­печивающее людям, чьи дома подвер­жены   значительному воздействию транспортного шума, право требовать принятия дополнительных мер по зву­коизоляции жилых помещений.

Подсчитано, что во Франции к 2000-му году доля городских жителей, подвергаемых воздействию шума с уровнем 65 дБА и выше, снизилась до 13% по сравнению с 16% в 1975 г. Это небольшое, но, тем не менее, существен­ное уменьшение.

Предусматривая более жесткие меры по снижению шума транспортных средств в источнике его возникновения, можно ожидать дальнейшего реального уменьшения воздействия шума на чело­века. Еще в 1971 г. в Великобритании при разработке проекта малошумных тяжелых автотранспортных средств бы­ло рекомендовано исходить из норма­тивного уровня шума 80 дБА. Даже если этот проект и продемонстрировал, что современная технология позволяет реа­лизовать определенную степень требуе­мого снижения шума, являясь в то же время экономически приемлемой, все еще остаются технические и политиче­ские трудности при установлении зако­нодательных мер, которые способство­вали бы внедрению в производство при­веденных выше норм проектирования. Подсчитано, что если бы удалось реали­зовать эту техническую политику, число людей, которые подвергаются воздей­ствию шума 65 дБА и более, существен­но уменьшилось бы.

Что касается шума, создаваемого гражданскими самолетами, то согласно большинству исследований реализация мер по уменьшению его воздействия займет достаточно длительное время. Это объясняется в основном двумя при­чинами. Во-первых, новое поколение са­молетов будет менее шумным, во-вто­рых, все самолеты старого типа, кото­рые не соответствуют современным нор­мативным требованиям по шуму, будут к концу ближайшего десятилетия сняты с эксплуатации. Темпы обновления су­ществующего парка самолетов будут за­висеть, конечно, от многих факторов, главным образом от темпов замены са­молетов образцами нового поколения, а также от возможного сдвига сроков, обусловленного ожидаемым увеличени­ем парка самолетов общего назначения и использованием вертолетов. С учетом перечисленных факторов в прогнозе для стран ОЭСР указывается, что в США произойдет уменьшение числа людей, подверженных   воздействию   шума 65 дБА примерно на 50-70%, в Дании на 35%, а во Франции, по результатам расчетной оценки применительно к пяти важнейшим аэропортам, произойдет уменьшение площади, подверженной воздействию авиационного шума, на 75%. Несмотря на то, что число людей, которые выиграют от проведения этих мероприятий, незначительно по сравне­нию с существенно большим числом лю­дей, подверженных воздействию шума наземного транспорта недопустимо вы­сокого уровня, указанные мероприятия представляют собой значительный шаг вперед.

Количественные показатели воздей­ствия шума железнодорожного транс­порта в большинстве стран остаются по большей части неизменными. Предпола­гается, что в обозримом будущем со­стояние дел в этой области останется без изменения. Однако имеются районы, где шум железнодорожного транспорта является основным источником раздражения. Введение в последнее время в эксплуатацию высокоскоростных поездов и скоростных городских линий приводит к расширению зон, подверженных воздействию новых источников шума. Поэтому условия жизни людей могут быть улучшены, если принять серьезные меры по уменьшению шума.

В общем случае методы снижения транспортного шума можно классифи­цировать по следующим трем направле­ниям: уменьшение шума в источнике его возникновения, включая изъятие из экс­плуатации транспортных средств и из­менение маршрутов их движения; снижение шума на пути его распро­странения; применение средств звукозащиты при восприятии звука.

Использование того или иного мето­да или их комбинации зависит в значи­тельной мере от степени и характера потребного уменьшения шума с учетом как экономических, так и эксплуатационных ограничений.

Любая попытка регулирования шума должна начинаться с установления ис­точников этого шума. Несмотря на на­личие значительной аналогии различных источников, они достаточно несхожи друг с другом для трех видов транспор­та, - ав­томобильного, железнодорожного и воздушного.

Из трех основных видов транспорта автомобильный транспорт оказывает наиболее неблагоприятное акустическое воздействие. Автомобили являются пре­обладающим источником интенсивного и длительного шума, с которым ни в какое сравнение не идут никакие другие. Шум, создаваемый движущимися автомобилями, является частью шума транспортного потока. В общем случае наибольший шум генерируется большегрузными автомобилями. При малых скоростях движения по автодорогам и больших частотах вращения вала двигателя основным источником шума явля­ется обычно силовая установка, в то время как при больших скоростях движения, пониженных частотах вращения и меньшей мощности силовой установки доминирующим может стать шум, обус­ловленный взаимодействием шин с по­верхностью дороги. При наличии неров­ностей на поверхности дороги преобла­дающим может стать шум системы рес­сорной подвески, а также грохот груза и кузова.

Часто бывает довольно трудно опре­делить относительный вклад различных источников шума сложных по конструкции транспортных средств. Поэтому, ес­ли возникает задача по снижению шума данного транспортного средства, ценная информация может быть получена на основе понимания механизма генериро­вания шума этих источников при изме­нении условий эксплуатации транспорт­ного средства. В силу того, что общий шум транспортного средства определя­ется рядом источников, необходимо по­пытаться получить данные об особенно­стях излучения каждого из этих источ­ников в отдельности и определить наи­более эффективные методы снижения шума того или иного источника, а также и то, какой из методов снижения общего шума автотранспортного средства ока­жется наиболее экономичным в данном случае. Подробно об этом будет рассказано ниже.

Следует отметить большое значение мер по ограничению распространения уже возникшего шума наряду с основ­ным методом снижения шума автомо­бильного транспорта путем подавления источника его возникновения. К числу указанных мер относятся улучшение конструкции дорог и их трассирования, регулирование транспортных потоков, применение экранов и барьеров, пере­смотр общих концепций землеиспользования вблизи основных транспортных магистралей. Дополнительной мерой, которая применима ко всем видам транспорта, является улучшение проек­тирования и звукоизолирующих харак­теристик зданий для уменьшения шума внутри них.

Железнодорожный транспорт в про­тивоположность автомобильному и воз­душному не развивается такими бы­стрыми темпами. Однако появились признаки того, что железные дороги на­чнут играть новую роль. После внедре­ния скоростных поездов в Японии и Франции многие страны приняли реше­ние об увеличении скорости движения поездов и объема пассажирских перево­зок, обеспечив тем самым повышение конкурентоспособности железных дорог. Расширение сети железных дорог и уве­личение скорости поездов вызовут рост шума, возникнут связанные с этим про­блемы защиты от него окружающей сре­ды. Подобные ситуации уже возникли в Японии, где общественность протесто­вала против скоростных поездов. След­ствием этих протестов явилось решение Управления японских государственных железных дорог отложить строительство новых линий, ведущих к Токийско­му аэропорту Нарита.

Раздражение, вызванное шумом воз­душного транспорта, обусловлено глав­ным образом введением в эксплуатацию в конце 50-х годов на гражданских авиа­линиях реактивных самолетов. С тех пор число коммерческих и частных реактив­ных самолетов, находящихся в повсе­дневной эксплуатации, превысило 7 тыс. единиц. За этот период снижению шума самолетов уделялось значительное вни­мание. Решение рассматриваемой про­блемы проводилось по следующим трем основным направлениям. Первое и, вероятно, наиболее важное направление сводится к исследованию основных ис­точников шума и разработке, в частно­сти, менее шумных силовых установок. Второе направление связано с упорядо­чением и введением контроля полетов самолетов в окрестности аэропортов. Наконец, третье направление - меры, не­посредственно не связанные с измене­нием условий эксплуатации воздушных судов - рациональное использование зе­мельных участков как на территории самого аэропорта, так и в его окрестно­стях с усилением звукоизоляции зданий и сооружений, находящихся под воздей­ствием шума высокого уровня.

3.1. Снижение интенсивности движения, улучшение конструкции дорог и регламентирование землепользования

3.1.1. Интенсивность движения

Наиболее   очевидным   способом уменьшения  шума  автомобильного транспорта является снижение интенсив­ности движения в результате смещения транспортного потока. Разделение тран­спортного потока, например, пополам, в общем случае ведет к снижению уров­ней транспортного шума на 3 дБА. Однако закрытие участков доро­ги для всех видов автомобильного тран­спорта может создать определенные трудности. Например, когда был нало­жен общий запрет на движение автомо­бильного транспорта с 22 ч до 6 ч в Нюрнберге, было выдано около 600 льготных документов на право нормаль­ного подъезда жителей, и движение автолюбителей, вызванное этими разре­шениями, существенно ослабило эффек­тивность этого общего запрета.

Эффект ограничения интенсивности движения зависит не только от смещен­ного транспортного потока, но также и от интенсивности движения как до введения ограничений, так и после их введения. Уменьшение интенсивности движения вдвое приводит к снижению эквивалентного уровня шума при условии неизменности других параметров. Но интенсивность движения и скорость автомобилей, вообще говоря, являются сильно коррелируемыми величинами. Уменьшение интенсивности движения обычно связано с ростом скорости движения, поэтому ожидаемого оптимального выигрыша от снижения интенсивности движения не достигается. Кроме того, перемещение транспортного потока приводит к нарастанию шума на других дорогах транспортной системы. И тем не менее то обстоятельство, что уровень транспортного шума и интенсивность движения связаны логарифмической зависимостью, может быть использовано в нужном направлении. Например, можно снять транспортный по­ток со слабо используемой дороги в перебросить его на уже сильно нагруженную. Это приведет к небольшому увеличению шума на сильно нагружен­ной дороге, особенно если она была заранее спроектирована для интенсивно­го потока. В то же время при этом будут достигнуты значительные результаты по снижению шума на слабо нагруженных автомобильных дорогах. Следователь­но, можно добиться весьма существен­ного снижения шума для значительного числа людей путем создания объездных путей, специально рассчитанных на зна­чительную интенсивность движения и ослабления напряженности транспорт­ной сети, пронизывающей жилые квар­талы.

В крупных и небольших городах, где объездные пути еще не созданы, можно пойти на переключение движения транс­порта в ночные часы на улицы, где расположены торговые предприятия.

На снижение шума автомобильного транспорта также направлено ограниче­ние числа тяжелых грузовых автомоби­лей в транспортном потоке. Эти меры обычно принимают форму запретов на въезд грузовых автомобилей в опреде­ленный район или на въезд в город всех автомобилей выше определенной грузо­подъемности, а также ограничений въез­да в определенные моменты времени, обычно в ночные часы, субботние и вос­кресные дни.

Теоретически уменьшение скорости движения автомобильного транспорта является одной из самых эффективных мер ограничения уровня шума автомо­бильного транспорта. На высокоскоро­стных дорогах сокращение средней ско­рости автомобиля в 2 раза может при­вести к снижениям эквивалентного уров­ня шума на 5-6 дБА. Но на практике трудно достичь снижения скорости ав­томобилей. Несмотря на вводимые ог­раничения скорости, большая часть автотранспорта превышает этот пре­дел.

Успехов в деле уменьшения скорости можно добиться путем устройства воз­вышений на дорожном покрытии или поперечных полос на дороге, которые дают возможность водителям почувст­вовать скорость автомобиля. К другим способам относятся сужение дороги и искривление трассы дороги.

3.1.2. Конструкция дороги

Шум, излучаемый автомобильным транспортом, зависит как от вертикаль­ного, так и горизонтального очертания дороги, а также от типа дорожного по­крытия.

Вопросы сооружения и конструиро­вания придорожных барьеров рассмат­риваются при проектировании дороги. Обычно акустический барьер имеет форму вертикальной стенки, хотя широкое применение получили и иные формы, делались попытки улучшить эстетические, нежели экранирующие, характери­стики барьеров. При проектировании эффективного звукового барьера ставят следующие цели: барьер должен иметь достаточную массу для ослабления зву­ка, быть доступным для текущего обслу­живания и ремонта; установка барьера не должна приводить к росту несчастных случаев.

Кроме этого, сооружение барьера должно быть экономичным.

Чтобы обеспечить оптимальную сте­пень звукозащищенности, барьер дол­жен располагаться вблизи источника шума или вблизи объекта, защищаемого от шума. Барьер должен, если это воз­можно, полностью скрывать ограждае­мый участок дороги, исключая види­мость этого участка из окон защищае­мых зданий или различных точек защи­щаемого пространства. Хотя масса барьера не должна быть значительной, важно обеспечить тщательное уплотне­ние всех просветов в конструкции барье­ра. Дырка или просвет в конструкции барьера может привести к существенному уменьшению его экранирующей возможности, а наличие указанных дефектов может вызвать резонансные эффекты, что может привести, в свою очередь, к изменению характера преобразованного барьером звука, при котором произойдет изменение широкополосного шума в шум, содержащий дискретные тона.

Звуковая энергия, генерируемая тран­спортным потоком, может быть отраже­на с помощью эффективных приемников звука, которыми оснащена сторона стен­ки барьера, обращенная к источнику. При наличии звуковых барьеров с обеих сторон дороги могут возникнуть даль­нейшие осложнения, вызванные много­кратными переотражениями, происходя­щими между стенками барьера. При оп­ределенных конфигурациях экранизиру­ющий потенциал каждого барьера мо­жет быть значительно снижен в резуль­тате воздействия дополнительного шу­ма, преломляющегося через барьер от воображаемых источников звука.

Следует также упомянуть о барьерах, выполненных в виде насыпи, а также о барьерах типа "пещер" в скалистом грунте. Типичные барьеры поглощаю­щего типа состоят из полых коробчатых панелей, которые со стороны дороги имеют перфорированную или открытую металлическую пластину. Коробка за­тем заполняется звукопоглощающим материалом, таким, как минеральная вата.

Дороги, проложенные в выемках, обычно хорошо экранируются краем экранирующей стенки, хотя отражения от далеко расположенной стенки могут уменьшить характеристику экранирова­ния.

На дорогах, расположенных на насы­пи или эстакаде, проблемы с шумом более серьезны, хотя в точках приема звука, расположенных ниже края насыпи или парапета, имеет место некоторое экранирование.

3.1.3. Расчет пересечений дорог

Для того чтобы уменьшить уровень шума, важно рассмотреть на стадии проектирования пересечения дорог орга­низацию движения потока автомобилей с целью минимизации числа ускорений и замедлений автомобилей. Та же цель ставится и при разработке планов управ­ления движения автомобильным транс­портом. Эти планы составляются таким образом, чтобы сократить длительность поездок и уменьшить число несчастных случаев.

Система светофоров разработана и установлена практически в каждом круп­ном городе мира. К сожалению, влияние на шум, создаваемый автомобильным транспортом, этих мер не так значитель­но, как ожидалось. Это происходит час­тично из-за того, что совершенствование организации движения транспортного потока благодаря внедрению этих си­стем управления постепенно приводит к тому, что нагрузка на систему воз­растает, происходят быстрое ее перепол­нение и (или) нарастание интенсивности транспортного потока.

Другой мерой по ограничению дви­жения потока автомобилей, следующих через пересечения дорог, является от­ключение светофоров на пересечениях дорог с не очень высокой интенсивностью движения в ночное время. Одна­ко это не приводит к какому-либо систе­матическому снижению уровня шума и связано с тем, что скорости автомоби­лей завышены, что сводит на нет пре­имущества, связанные с исключением процесса трогания автомобилей при на­личии светофоров.

3.1.4. Проектирование дорожного покрытия

Благодаря проведенным исследова­ниям было установлено, что некоторых успехов в снижении шума можно добиться с помощью соответствующей конфигурации рисунка протектора и конструкции шины. Однако конструирование шин с существенно пониженным уровнем шума вступает в противоречие с острой необходимостью обеспечения безопасности движения, предотвраще­ния нагрева протектора и обеспечения экономичности автомобиля. Следовательно, большие возможности по сни­жению шума открывает создание пер­спективных альтернативных конструк­ций дорожного покрытия.

Важным, с точки зрения ограничения шума, является, по-видимому, строение самого дорожного покрытия; образова­но ли оно битуминизированным мате­риалом со случайным рисунком строе­ния, или покрытие бетонное, с домини­рующей поперечной структурой.

В Великобритании были проведены измерения, которые позволили устано­вить элементарное соотношение между сопротивлением автомобиля заносу, реализуемым на данном дорожном по­крытии, и суммарным уровнем шума, который генерируется автомобилями, идущими на больших скоростях по дан­ному дорожному покрытию. Было уста­новлено, что это соотношение статисти­чески не зависит от строения материала дорожного покрытия. К сожалению, хо­тя этот результат и полезен при уста­новлении норм для разработки дорож­ного покрытия, в которых учитываются соображения безопасности и охраны ок­ружающей среды, он обнажает противо­речие, существующее между определени­ем дорожных покрытий, обладающих низким уровнем шума и удовлетвори­тельными нормами безопасности при высоких скоростях движения. Например, гладкое дорожное покрытие может быть относительно малошумным, но одно­временно совершенно небезопасным для движения во влажную погоду.

Страницы: 1, 2