Реферат: Проблемы снижения уровня шума в городах

У некоторых дорожных покрытий со­четаются малая шумность и удовлетво­рительные характеристики сопротивляе­мости боковому заносу автомобиля. Такие дорожные покрытия обычно имеют пористую структуру, которая является влагопроницаемой, но в то же время обладает удовлетворительным звукопоглощением в частотном диапазоне от 400 Гц до 2 кГц.

Укладка экспериментального дорож­ного покрытия на рифленую поверх­ность бетонных участков кольцевой ав­томобильной дороги, проложенной к востоку от Брюсселя, привела к сниже­нию уровней шума примерно на 4 дБА для автомобилей, движущихся со ско­ростью 70 км/ч и на 5,5 дБА при ско­рости движения 120 км/ч. Было установ­лено, что снижения уровня шума можно добиться и при других видах пористых дорожных покрытий. В Швеции, напри­мер, такие данные были получены для пористого дорожного покрытия, состав­ленного из подобранного по грануло­метрическому составу каменного остова с эмульсионным асфальтом в качестве связующего, а в Канаде для дорожного покрытия, составленного из смеси "отк­рытого" типа, с тонким защитным сло­ем битума. В последнем случае было установлено, что снижение уровня шума составило 4-5 дБА по сравнению с уровнем шума на дорогах с обычным асфальтовым покрытием и 3 дБА по сравнению с изношенным бетонным по­крытием, которое обладает гораздо меньшим сопротивлением боковому сносу, чем дорожное покрытие, состав­ленное из смеси "открытого" типа и покрытое тонким защитным слоем би­тума.

Однако в Норвегии и Швеции возник­ли проблемы, связанные с износоустой­чивостью этих дорожных покрытий, что вызвано применением шин с шипами в зимние месяцы. Эти шины дробят поверхностный слой в мелкий порошок, который затем забивает поры дорожных покрытий "открытого" типа, постепенно снижая их звукопоглощение

3.1.5. Планирование землепользования

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

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

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

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

3.2. Звукоизоляция зданий

3.2.1 Проектирование зданий

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

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

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

3.2.2. Звукоизоляция элементов здания  

Физическими характеристиками стен, которые способствуют хорошей звуко­изоляции, являются малая жесткость, высокий уровень демпфирования и боль­шая масса. Таким образом, толстая ка­менная стена будет иметь более высо­кую звукоизоляцию, чем тонкая стек­лянная панель.

Шум, создаваемый дорожным транспортом, часто обладает высокими уровнями в диапазоне низких частот, когда звукоизоляция ограждающей конструкции обычно определяется массой ограждающей конструкции.

Двухслойная конструкция будет иметь большую звукоизоляцию, чем однослойная той же суммарной массы. Напри­мер, стена из пустотелого кирпича будет обладать более высокой звукоизоляци­ей чем стена из сплошного кирпича. Звукоизоляция двухслойной ограждаю­щей конструкции зависит от физических характеристик каждого из слоев и от характера соединений между ними. Чем дальше друг от друга расположены слои и чем меньше связь между ними, тем лучше будет звукоизоляция этого двух­слойного ограждения. Распространение звука через обрамляющую конструкцию можно уменьшить, если для этого будут использованы по крайней мере для од­ного из слоев так называемые манжет­ные уплотнения. Звукоизоляцию двух­слойных ограждающих конструкций можно улучшить путем заполнения про­межутка между слоями звукопоглощаю­щим материалом, таким, как стеклово­локно.

В стене должны отсутствовать легкие открывающиеся элементы, такие, как двери и окна, так как их слабая звукоизоляция снизит звукоизолирующие свойства ограждающих конструкций. Но здания редко проектируются с учетом этого соображения, так как окна обеспечивают естественное освещение, вентиляцию точно так же, как визуальный контакт с внешней средой.

Двухслойные ограждающие конст­рукции в виде двойного стекления мо­гут значительно улучшить звукоизоля­цию. Важнейшим фактором, определяю­щим эффективность двойного стекле­ния, является зазор между составными стеклянными   панелями. Увеличение зазора до 200 мм приво­дит к общей большей звукоизоля­ции.

Если листы стекла будут установле­ны не параллельно, можно получить не­большое улучшение звукоизоляции как в области совпадения длин волн, так и в той области, где наблюдается эффект полостного резонанса. Однако общее снижение шума, полученное путем на­клона одного из листов стекла, редко оправдывает дополнительные расходы на сооружение ограждающих конструк­ций.

Аналогичного улучшения звукоизоляции можно добиться путем наклейки полос на контур открывающегося окна. Однако чистое открывание окна может привести к нарушению способности та­ких полос полностью перекрывать щели по контуру. При открывании окна для проветривания помещения звукоизоля­ция резко падает.

При плотно закрытых или уплотнен­ных окнах нельзя использовать естест­венную вентиляцию. Нужна либо меха­ническая система вентиляции, либо си­стема кондиционирования. Такие систе­мы должны быть тщательно подобраны с тем, чтобы осуществлять адекватную вентиляцию без превышения приемлемо­го уровня шума. Вентиляционные выход­ные и входные отверстия этих систем не должны быть обращены к дороге. Их необходимо оснащать отражательными перегородками или щитками для того, чтобы заблокировать пути распростра­нения шума.

Крыша здания обычно является единственным существенным путем рас­пространения шума автомобильного транспорта, когда здание расположено ниже уровня автомобильной дороги, или у крыши есть постепенный наклон, при котором большая площадь крыши оказывается подвержена непосредствен­ному воздействию шума. В крыше лю­бой конструкции обычно имеется мно­жество воздушных промежутков, кото­рые изменяют звукоизоляцию. Ее можно было бы обеспечить даже при помощи тяжелого черепичного покрытия. Любые отверстия в крыше (дымовые или вытяжные трубы) будут способство­вать распространению шума. Если эти отверстия не очень значительны, их сле­дует уплотнить. Но в большинстве слу­чаев вентиляция в полости крыши имеет важное значение, поэтому нужно распо­лагать указанные отверстия на той сто­роне здания, которая не обращена к ав­томобильной дороге, или эти отверстия следует оснастить решеткой или звукозащитным козырьком.

4.1. Уменьшение шума при взаимодейст­вии колеса и рельса

Можно предложить два про­тивоположных метода уменьшения шу­ма, излучаемого взаимодействием комп­лекса и рельса.

Первый из этих методов сводится к максимально возможному уменьше­нию неровности колес и рельсов. В этом случае наибольший эффект до­стигается устранением неровностей у то­го из указанных элементов, неровность которого большая. При таком подхо­де происходит снижение переменной со­ставляющей силы взаимодействия коле­са и рельса. Подобный метод дает наи­лучшие результаты на практике. Это предполагает текущее содержание по­верхности рельсов в состоянии свобод­ном от волнообразного износа и приме­нение дисковых тормозов для уменьше­ния образования неровностей на банда­же колес. Возможно также применение некоторых типов колодочных тормозов, в которых чугунные колодки заменяют­ся на тормозные колодки из композит­ных материалов, хотя эти колодки по-прежнему будут воздействовать на бан­даж колеса. Такая замена колодок спо­собствует уменьшению шума качения, так как на поверхности колеса не будут образовываться волнистые неровности.

При втором методе можно попы­таться уменьшить реакцию излучающих шум элементов. Наиболее очевидный способ заключается в увеличении демп­фирования колес или рельсов. Такая по­пытка была сделана при поиске меро­приятий по уменьшению скрежета колес при проходе кривых участков пути. Од­нако эта попытка не привела к сколько-нибудь значительному снижению шума при качении колес по прямолинейному или криволинейному участку пути боль­шого радиуса. Причина неудачи этой попытки не ясна, но можно полагать, что трение, которое возникает в месте контактной вмятины, уже превышает значение дополнительно вводимого дем­пфирования.

Был испробован также другой метод уменьшения излучаемого шума путем устройства акустического экрана на ку­зове в виде фартуков, прикрывающих тележки. Эффект от этого метода был также незначительным: наибольшее сни­жение шума составило 2 дБА. Слож­ность устройства фартуков состоит в том, что обычно их нельзя сделать до­статочно низкими для полного экрани­рования шума колес из-за жестких огра­ничений установленного габарита под­вижного состава для предотвращения соударений с различными путевыми уст­ройствами. Кроме того, если принять корректность теории о том, что рельс является главным источником излучения шума, то экранирование колес вряд ли может привести к значительно­му снижению шума.

Другим возможным решением явля­ется устройство протяженных акустиче­ских экранов вдоль пути. Однако возни­кает сомнение относительно эффектив­ности акустических экранов, установлен­ных близко к пути. Обычно акустические экраны эффективны лишь тогда, когда приблизительно их высота превышает длину волны звука, распространяющего­ся в направлении экрана. Следователь­но, можно полагать, что экраны будут эффективны лишь в области верхних частот спектра шума взаимодействия колеса и рельса, да и то лишь в том случае, когда каждый железнодорожный путь огражден акустическими экранами с двух сторон.

4.2. Шум грузового вагона

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

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

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

4.3. Снижение вибрации

4.3.1. Ограничение вибрации в источнике

Устранение износа и дефектов поверхности катания колес. Проточка бандажа колес применяется для уменьшения неравномерности износа поверхности катания, а также для уменьшения неровности поверхности катания. Проточка бандажей колеса приводит к существенному уменьшению вибрации лишь в том случае, когда неровность поверхности катания колес превышает неровность поверхности катания рельсов. Улучшения после проточки колес не произойдет при наличии волнообразного износа на поверхности катания рельсов. Ползуны, плохие стыки рельсов или деформированный рельс могут увеличить уровни вибрации на 10-20 дБ сравнению с ситуацией, когда колеса и рельсы имеют ровную поверхности катания, а путь – бесстыковую конструкцию.                       

При испытаниях, проведенных на скоростной пригородной железной дороге Юго-восточного управления транспорта (SEPTA) в Пенсильвании (США) было установлено, что проточка бандажей колес в условиях, типичных для обычной эксплуатации, и без заметных ползунов приводит к снижению уровня вибрации, обусловленной вибрацией грунта, возбуждаемой движением поез­дов, на 5-10 дБ для частот выше 100 Гц. Однако для частот ниже 100 Гц это ме­роприятие мало что дает, а то и вовсе не приводит к снижению вибрации (не го­воря уже о том, что иногда даже появля­ется случайное увеличение вибраций).

Предупреждение возникновения изно­са поверхности катания колес. Современ­ный подход к предупреждению или к минимизации образования ползунов со­стоит в оснащении новых вагонов си­стемами, предупреждающими буксова­ние с проскальзыванием, а также в про­ведении в некоторых случаях переосна­щения действующего подвижного соста­ва упрощенными вариантами автомати­ческих устройств для ограничения по­явления буксования с проскальзыванием колес, применяемых на некоторых вагонах Управления нью-йоркских город­ских железных дорог (NYCTA).   

Шлифовка рельсов, уложенных в пу­ти. Шлифовка рельсов применяется на скоростных городских и на магистраль­ных железных дорогах для устранения неровностей, связанных с неравномер­ным прокатом или следами сварки сты­ка рельсов, а также для удаления волно­образного износа, отслаивания, растрескивания поверхности головки рельса и удаления вмятин на поверхности изно­шенного рельса.

Как и в случае проточки поверхности катания колес, влияние шлифовки рель­са на уменьшение шума и вибрации грунта значительно зависит от техни­ческого состояния до шлифовки поверх­ностей катания колеса и рельса. При отсутствии ползунов на колесах шли­фовка новых рельсов (при наличии неко­торых неровностей после прокатки) или обычно изношенных (без волнообразно­го износа) приводит к уменьшению уровней вибрации грунта на 2-10 дБ. При наличии волнообразного износа рельса шлифовка поверхности катания может привести к уменьшению шума, обусловленного вибрацией грунта, на 10-20 дБА.

Для полного выравнивания поверх­ности катания требуется около 110 про­ходов по рельсовому участку шлифо­вального поезда, оснащенного абразив­ными блоками.

Сварка рельсовых стыков и обеспече­ние точного относительного расположения рельсов. Можно ожидать, что всякое устройство, смягчающее удары, возни­кающие при проходе колеса через стыки рельсов, внесет свой вклад в уменьшение связанных с этим шума и вибрации. Замена звеньевого пути на бесстыковой является в этом отношении наиболее эффективной, так как сварные стыки (при правильной стыковке) в совокупно­сти уменьшают нарушения непрерыв­ности поверхностей соединяемых рель­сов.

Тщательное техническое содержание и обеспечение правильного относитель­ного положения стыков с болтовыми соединениями рельсов выгодно там, где имеется такой путь, особенно с целью избежать дополнительные рихтовки, ко­торые приводят к подскоку колес на стыке.

Можно ожидать также положитель­ных результатов от использования спе­циальных крестовин (например, подвиж­ных узловых крестовин), что приводит к уменьшению ударов и смягчает пере­дачу нагрузки колеса с одного рельсово­го звена на следующее.

Повышение гибкости системы буксо­вого рессорного подвешивания тележек. Буксовая система рессорного подвеши­вания, расположенная между осью ко­лесной пары и рамой тележки, - опора последней. Это является наиболее су­щественной конструктивной особенно­стью вагонной тележки, которая влияет на структурный шум и вибрацию. Хотя обычно демпфирование приводит к незначительное эффекту, однако в некоторых случа­ях оно может оказаться существенным.

Подрезиненные колеса. При подрезиненных колесах точка контакта на колесе перемещается в большей степени (а точ­ка контакта на поверхности катания рельса в меньшей степени) из-за неров­ности поверхностей катания колеса и рельса, тем самым уменьшаются вибра­ции рельса и соответствующий шум в зданиях, расположенных поблизос­ти.

Подрезиненные колеса могут также составлять часть системы рессорного подвешивания: замена стандартных ме­таллических колес на подрезиненные при­водит тогда к изменениям резонансных частот и демпфирующих характеристик этих систем.

Ограничение скорости движения поез­дов. Понижением скорости движения поезда можно уменьшить уровни шума, обусловленного вибрацией грунта, и уровень вибрации примерно на 4-9 дБ (характерное уменьшение составляет 6 дБ) на каждое уменьшение скорости движения поезда в 2 раза. В большин­стве случаев изменение уровня вибрации пропорционально 13-30 ед. (скорости), а наиболее типичное пропорциональное соотношение составляет 20 ед. (скорости).

Однако зависимость шума и вибрации от скорости движения меняется как с интенсивностью движения, так и с типом подвижного состава. Поэтому при движении грузовых составов снижение скорости может привести к изменению уровня демпфирования системы, а следовательно – к обратному эффекту и увеличению вибрации и шума.

4.3.2. Упругие элементы в конструкции пути

Упругое рельсовое крепление. Устрой­ство упругих креплений рельсов продиктовано стремлением изолировать вибрирующий рельс от шпал или других элементов, к которым прикреплен рельс. Одна из рекомендаций для до­стижения хорошей виброизоляции сво­дится к тому, чтобы использовать уст­ройство упругого рельсового скрепле­ния, жесткость которого будет обеспе­чивать статический прогиб рельса при нагрузке поездом в пределах от 2 мм до 5 мм.

Упругое основание под шпалами. В конструкциях упругих опор под шпала­ми упругий элемент помещается между шпалой и нижней частью тоннеля. При упругих рельсовых креплениях упругий элемент устанавливается между подош­вой рельса и шпалой. Дополнительная промежуточная масса, которая обеспе­чивается системой "плавающего" пути, совместно с возможностью использования более эластичных элементов под шпалами по сравнению с теми, что можно применить в рельсовых упругих креплениях, приводит к улучшению виброизоляционных свойств.

"Плавающее" основание пути. Наряду с тем что при упругих рельсовых креп­лениях и шпалах на упругом основании масса, расположенная над нижними уп­ругими опорами, значительно мень­ше той, которая является необрессоренной массой ходовой части тележек ваго­на.

Существует несколько приемов, при использовании которых "плавающая" масса становится гораздо больше необрессоренной массы тележки вагона. К подобным конструкциям пути относят­ся "плавающие" плиты и "плавающие" элементы (которые иногда называют "плавающими" мини-плитами или сдво­енными шпалами). В системах с упругим основанием пути инерция "плавающей" массы приводит к снижению ее виброперемещений при частотах, где это осо­бенно важно. Виброперемещения пере­даются нижней части тоннеля через от­носительно мягкие упругие опоры, что приводит к уменьшению динамических сил, достигающих нижней части тонне­ля.

4.3.3. Конструкция тоннелей

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

4.3.4. Экранирование

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

4.3.5. Виброизоляция зданий

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

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

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

5.1. Уменьшение воздействия шума, генерируемого воздушными судами

5.1.1. Введение ограничений на эксплуатацию самолетов

Разработанные в ряде стран меры контроля по использованию воздушного пространства снижают воздействие шу­ма, генерируемого воздушными судами, путем ограничения их эксплуатации в определенное время суток. Практичес­кая реализация этих мер сводится к ограничению времени, в те­чение которого в аэропорту разрешены полеты воздушных судов. В междуна­родном аэропорту Женева (Швейцария) с одобрения Федерального Управления гражданской авиации введено ограниче­ние на взлеты и посадки в ночное время между (с 22.00 до 6.00) для всех видов воздушного сообщения.

Известны также примеры частичных ограничений на взлеты и посадки в ноч­ное время суток, причем в данном слу­чае речь идет о таких аэропортах, где администрация разрешает определенные виды операций ночью исходя из типа или класса воздушного судна. Например, в международном аэропорту Палм Бич во Флориде запрещены взлеты по распи­санию воздушных судов шумных типов в период с 22.00 до 7.00 ч.

В некоторых аэропортах введены ог­раничения на общее количество опера­ций, выполняемых в определенный пе­риод времени. Например, в лондонском международном аэропорту Хитроу раз­решается 3650 операций воздушных су­дов в ночные часы весь летний период, в то время как в аэропорту Гэтвик в тот же период времени разрешается произ­водство 4300 операций.

Ограничение эксплуатации воздуш­ных судов в определенные часы суток считается наиболее строгим видом борь­бы с шумом в отрасли. Эти ограничения могут иметь значительные экономичес­кие последствия для воздушного тран­спорта, особенно в тех случаях, когда воздушные перевозки связаны с множе­ством временных поясов. И тем не менее в аэропортах многих стран введены не­которые виды частичных или полных ограничений эксплуатации воздушных судов в определенные часы.

5.1.2. Правило периметра

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

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

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

5.1.3. Маршруты полета с минимальным уровнем шума      

Рассмотрим особые маршруты полета применительно к условиям взлета и (или) посадки, которые позволяют избежать пролетов над районами, чувствительными к шуму. Маршрут полета в данном случае представляет собой проекцию на плоскость земной поверхности пространственной траектории полета воздушного судна. Этот термин применяется как для взлета, так и при заходе на посадку. В целях уменьшения раздражающего воздействия шума не­обходимо увязывать выбранные маршруты полета с расположением воздуш­ного судна в пространстве относительно земной поверхности или территории, используемой для жилого строительства.

Во многих аэропортах предписаны курсы следования воздушных судов, ко­торые находятся в зоне незаселенных земельных участков, включая водные пространства, сельскохозяйственные уго­дья, лесные и степные массивы или от­крытые пространства. Это дает возможность значительно уменьшить воздействие шума на населенные районы столицы.

5.1.4. Стандарты, регламентирующие излучение шума

В общем случае шум, возникающий при каждой операции воздушного судна, должен соответствовать в одной или нескольких точках установленным огра­ничениям. Как правило, на практике используется максимальный уровень шума, измеренный за пределами границ аэропорта и относящийся к любому ти­пу эксплуатируемого воздушного судна.

Санкции за нарушения установлен­ных ограничений по шуму могут быть весьма разнообразными. Часто авиаком­паниям, допустившим такие нарушения, делаются предупреждения без всяких юридических санкций. Более распростра­ненным, однако, является наложение штрафа, так как нарушение часто пред­ставляет собой поступок, наказуемый в судебном порядке.

5.1.5. Контроль шума

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

5.2. Уменьшение воздействия шума (наземные мероприятия)

5.2.1. Ограничение интенсивности полетов

Подобные ограничения устанавли­вают предельное число операций воз­душных судов в аэропорту, которые мо­гут быть осуществлены в пределах опре­деленного периода. К этим ограничени­ям относится регламентация числа взле­тов и посадок транспортных самолетов, разрешенных в данном аэропорту в течение суток. Например, в Вашингтонском национальном аэропорту разрешается производить лишь 37 операций тран­спортных самолетов с 7.00 ч до 21.59 ч.

Существует тенденция предоставле­ния льгот тем авиакомпаниям, которые широко используют меры по снижению шума и малошумные типы воздушных судов с целью общего уменьшения не­благоприятного воздействия авиацион­ного шума. Однако следует отметить, что ограничение интенсивности полетов на основе эксплуатационных критериев воздушных судов, таких, как уровень шума, оказывает заметное влияние на объемы перевозок и пропускную спо­собность аэропорта.

5.2.2. Пропускная способность аэропорта

Пропускная способность аэропорта определяется числом полетов и (или) перевезенных пассажиров за определен­ный период времени (обычно за год). Главной причиной установления преде­лов пропускной способности является ограничение шума воздушных судов, воздействующего на те зоны аэропорта, в которых сосредоточен обслуживаю­щий персонал и пассажиры.

В аэропорту Джон Вэйн на пропуск­ную способность по числу перевозимых пассажиров установлен предел, состав­ляющий 4,75 млн. чел. в год. К 2005 г. намечается увеличить его до 8,4 млн. чел. в год. Число фактических операций яв­ляется более гибкой величиной, и осно­вана она на излучаемой звуковой энер­гии.

Авиакомпаниям не разрешается уве­личивать объемы перевозок в будущем, если на авиалиниях не будут введены в эксплуатацию менее шумные воздуш­ные суда. Объемы перевозок могут быть увеличены при условии, если 43,9% или более из числа намеченных операций классифицируется как малошумные, или удовлетворяются установленные в аэро­порту показатели шума. Эта до некото­рой степени противоречивая политика уменьшения шума пересматривается Фе­деральным авиационным управлением США. По мнению американских влас­тей, в местных аэропортах могут уста­навливаться пределы шума как доста­точно обоснованное средство достиже­ния поставленных целей по снижению шума. Однако такие ограничения не должны создавать серьезных препят­ствий в развитии воздушного сообщения между штатами и международных эко­номических связей. Сами ограничения по шуму не могут носить ничем не оправданный дискриминационный ха­рактер.

5.2.3. Наземные гонки двигателей

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

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

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

5.2.4. Буксировка воздушных судов

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

5.2.5. Сборы за шум

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

5.3. Правила, регулирующие землепользование вблизи аэропортов

5.3.1. Общий план развития аэропорта

Общий план, относящийся обычно к разряду структурных или к генераль­ному плану, обычно является официаль­ным документом, который обсужден и принят местным органом власти. Этот план является руководящим полити­ческим документом при решении вопро­сов развития той или иной области, регулирует порядок землепользования. Такие планы имеют долгосрочный ха­рактер и рассчитаны на 10-20 лет.

Общим планом охвачены вопросы частного землепользования, размещения общественных сооружений и установок, а также развития транспортных связей. Все эти три элемента предопределяют решение вопросов землепользования с учетом различных интересов и возмож­ных последствий для окружающей сре­ды. Учет шума, создаваемого в жилых районах, наряду с учетом других факто­ров окружающей среды, является важ­ной частью эффективного и всесторон­него планирования.

Общий план городского развития должен учитывать не только существу­ющие, но и перспективные интересы раз­вития аэропорта. Генеральный план раз­вития аэропорта должен быть неотъем­лемой частью генерального плана разви­тия данного района. Оба эти плана, к сожалению, часто разрабатываются независимо друг от друга. Рекомендации по землепользованию с учетом всесто­ронних интересов развития аэропортов, основанные на уровнях фактически гене­рируемого шума, разрабатываются в США применительно как к военным, так и к гражданским аэродромам.

5.3.2. Выбор места размещения зданий

Важно, чтобы при выборе под строи­тельство территории, которая потенци­ально может оказаться подверженной неблагоприятному воздействию шума, были предусмотрены меры по его сни­жению. Такой подход, в свою очередь, требует утверждения определенной про­цедуры обсуждения соответствующего проекта в общественных организациях с целью правильного учета наряду с другими экологическими факторами и последующего включения в него поло­жений, регламентирующих процесс пла­нирования землепользования. При та­кой процедуре необходимо рассмотреть вопрос о размещении зданий и мерах по использованию естественных или ис­кусственных акустических экранов. Од­нако следует подчеркнуть, что формаль­ный процесс, который регулирует требо­вания по ограничению шума на прави­тельственном уровне, не получил еще широкого распространения.

Архитекторы, специалисты по пла­нированию городов и их развитию обычно связаны с этим процессом, осо­бенно при согласовании своих решений с правительственными органами. К сожалению, требования по ограниче­нию шума не всегда учитываются при финансировании развития жилых райо­нов частными компаниями.

5.3.3. Общие мероприятия по снижению воздействия воздушных судов

К таким мероприятиям относят покупку, аренду, разрешение или запрет на использование воздушного прост­ранства в течение определенного перио­да времени и нарушение юридического права чужой собственности. Владелец собственности может уступить свои права пользования определенным участ­ком воздушного пространства за неко­торую плату, тем самым разрешая про­леты воздушных судов над определен­ными участками территории.

Рассматриваемые мероприятия по снижению шума используются во мно­гих аэропортах из-за ограничений и контроля за средствами, которыми располагают аэропорты при планировании землепользования, а также для того, чтобы на правовой основе владельцев в известность о возможном влиянии на недвижимую собственность шума воздушных судов. Такое воздейст­вие шума может нарушить условия нормальной   эксплуатации   жилых помещений.

В программе SEA-TAC и в програм­ме аэропорта Хартсфельд (штат Атлан­та) утверждены процедуры по снижению воздействия воздушных судов на окру­жающую среду и положения по разви­тию перспективных программ снижения воздействия авиационного шума. В этих документах, кроме ог­раничений по шуму, есть ограничения по вибрации, выхлопным газам, частицам пыли или других твердых веществ. В программе аэропорта Сиэтл, однако, нет ограничений на жилые здания. В программе же аэропорта Атланта введе­ны ограничения по высоте сооружений, которая не должна превышать 30 м над уровнем земной поверхности.

Эти мероприятия обычно не ограни­чены какими-либо сроками и должны осуществляться постоянно. В случае увеличения шума пролетающих воздуш­ных судов выше определенного предела владелец   земельной   собственности вправе требовать дополнительной ком­пенсации от владельца аэропорта.

5.3.4. Нормы и правила, используемые для жилых помещений

Указанные нормы направлены на защиту здоровья, обеспечение безопас­ности и благополучии жителей, прожи­вающих в этих помещениях. В нормах рассматриваются  возможные  физи­ческие проблемы, связанные, например, с соблюдением санитарных условий, правильностью прокладки трубопроводов, водоснабжением, освещенностью и вентиляцией, а также шумом.

Аналогично строительным нормам и правилам нормы здравоохранения прямо не связаны с ограничением разви­тия жилого строительства в окрестнос­тях аэропорта. Но эти нормы могут защитить население от воздействия шу­ма рядом расположенного аэропорта. Требования стандартов по шуму могут быть введены в нормы и правила, кото­рые применяются в тех случаях, когда существенным становится фактор воз­действия шума, например при строи­тельстве рядом жилого массива. Проек­тировщику надлежит тщательно про­анализировать возможное превышение установленных уровней шума при раз­работке проекта или находить альтерна­тивные решения, например, предусмат­ривать вид застройки, менее чувстви­тельной к шуму.

5.3.5. Звукоизоляция

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

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

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

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

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

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

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

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