№5+шум+испр.. Занятие защита жилой застройки от шума внутриквартальных источников
 Скачать 191.5 Kb.
|
|
5 ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ ЗАЩИТА ЖИЛОЙ ЗАСТРОЙКИ ОТ ШУМА ВНУТРИКВАРТАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ 5.1 Цель работы Ознакомление студентов с одним из методов расчета шумозащитного устройства, обеспечивающего снижение уровня шума в жилой застройке (на примере шума от погрузочно-разгрузочных работ во дворе магазина). 5.2 Теоретические сведенияШум – это случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шумом называют любой нежелательный звук, оказывающий вредное воздействие на организм человека. Звук – упругие волны, распространяющиеся в упругой среде, колебания в среде, вызванные каким-либо источником. Акустические колебания в диапазоне 16 – 20000 Гц, воспринимаемые слуховым аппаратом человека, называются звуковыми, ниже 16 Гц – инфразвуковыми, а выше 20000 Гц – ультразвуковыми. Шум измеряется в децибелах (дБ), а его частотный спектр – в герцах (Гц). Человек может воспринимать звук ориентировочно в частотах от 30 до 16000 Гц. Для гигиенической оценки и упрощения расчетов весь частотный интервал, действующий на человека, разделен на октавные полосы, среднегеометрические частоты которых имеют значения 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000 Гц. Полоса частот, верхнее граничное значение которой выше в два раза нижней, называется октавой. В звуковом поле (область среды, в которой распространяются звуковые волны) возникают деформации разрежения и сжатия, что приводит к изменению давления в любой точке среды по сравнению с атмосферным; разность между этими давлениями звукового поля называют звуковым давлением. Оценка спектральной энергии по всему спектру среднегеометрических частот октавных полос или его части называют уровнем звукового давления и измеряют в дБ. Замеры ведутся на линейной характеристике шумомера «лин». Это объективная оценка звука. Ориентировочная оценка спектральной энергии приравнивается к особенностям восприятия звуков разной тональности органом слуха человека и называется уровнем звука. Это значение измеряется шумомером по шкале «А». Уровень звука измеряется также в дБ, но записывается в дБ(А) или дБА. Эта запись означает, что уровень звука в децибелах измерен по шкале «А» шумомера. Совокупность уровней звукового давления, построенная в координатах для всего ряда частот, называется спектром шума. Спектры строят для визуальной оценки шумовых характеристик. Шумы бывают низкочастотные (до 350 Гц), среднечастотные (350-800 Гц) и высокочастотные (свыше 800 Гц). Шум оказывает вредное влияние на человека. Он вызывает отрицательные реакции не только со стороны органа слуха, но также сердечно-сосудистой, пищеварительной, эндокринной и других систем и органов; особенно страдает центральная нервная система. Раздражающее действие шума зависит от его физических свойств. Так шумы со сплошными спектрами являются менее раздражающими, чем шумы, содержащие тональные составляющие. Шумы с высокочастотными компонентами дают более раздражающий эффект, чем с низкочастотными. Наиболее неприятны шумы, изменяющиеся по частотам и уровням звукового давления. Предельная граница шума, при которой не повреждается орган слуха в условиях производства, составляет примерно 100-110 дБ на низких частотах и 80-90 дБ - на высоких и средних. При воздействии шума высокой интенсивности, превышающего на средних частотах 85-90 дБ, в органе слуха возникают явления утомления, которые могут перейти в тугоухость и глухоту. Однако и в повседневной жизни человек подвержен действию шума таких же высоких уровней. В результате постоянного длительного действия шума в условиях города может возникнуть также хроническое расстройство слуховой функции. Установлено, что количество людей в городах с тугоухостью постоянно возрастает. Это может быть обосновано тем, что кроме производственного шума на людей воздействует и общегородской шум. Многие внутриквартальные источники (трансформаторы, спортивные игровые площадки, хозяйственные дворы микрорайонных предприятий, места для погрузки и разгрузки товаров и тары магазинов, плавательные бассейны и т.п.) невозможно сделать менее шумными непосредственно в месте возникновения шума за счет конструктивных мероприятий. В этом случае, как правило, обращаются к средствам планировки и благоустройства. Поэтому жилые дома и места для тихого отдыха располагают дальше от мест нормируемого шумового режима, обсаживают защитными зелеными насаждениями, отделяют экранирующими устройствами (земляными кавальерами, стенками, хозпостройками, размещают в пониженных местах [выемках]). Наибольшие уровни шума до 88-95 дБ возникают при езде грузовых и мусороуборочных машин, при спортивных играх и играх детей - до 95 дБ, и наконец, при погрузке и разгрузке товаров у магазинов - 84 дБ. Анализ уровней шума выполняют по спектральным характеристикам, которые наглядно показывают какие частотные составляющие имеют преобладающее значение. Нормирование шума производится в помещениях жилых и общественных зданий, на площадках спорта и отдыха и т.д. Нормированные уровни шума не приносят вреда слуху людей, но являются на пределе неприятных ощущений. Все допустимые значения для любого объекта подтверждены нормативными источниками. Так, для селитебной территории в дневное время суток допустимые уровни шума приведены в таблице 2.1. Таблица 5.2.1
5.3 Порядок выполнения расчета Требуется рассчитать шумозащитное устройство - стенку между двором магазина и жилым пятиэтажным домом в диапазоне частот 63-1000 Гц согласно рисунку 3.1, а также определить эффективность шумозащитной стенки при заданной ее высоте. Примечание - в данном примере условно рассматривается в виде экрана глухая стена (рисунок 5.3.1). Однако, учитывая сложность возведения глухих стен высотой 4 и более метров, следует помнить, что вместо стенки возможно возведение хозпостройки соответствующей высоты или строительство ее на земляном кавальере и др.  Рисунок 5.3.1 А - источник шума (двор магазина); В - точка, в которой требуется снизить уровень звукового давления (окно 5-го этажа жилого дома). 5.3.1 Закономерность распространения звука от точечного источника в свободном звуковом поле определяется по формуле:  , дБ (3.1)где Ln - уровень звука, или уровень звукового давления в полосе частот в исследуемой точке В на расстоянии rn, дБ; L1 - уровень звука или уровень звукового давления в полосе частот на расстоянии r1 от источника шума (расчетные уровни звукового давления, см. задание), дБ; Кзас - коэффициент, зависящий от характера застройки, принимается по таблице 5.3.1; r1 = 7м - стандартизированное расстояние, на котором измеряется уровень звуковой мощности источника шума, м; rn - расстояние от источника шума до расчетной точки, м. Таблица 5.3.1 - Значение коэффициента застройки Кзас
Результаты расчетов для всех частот сводятся в расчетную таблицу 5.3.2 (строка 1). Таблица 5.3.2
5.3.2 Определение длины звуковой волны (). Расстояние, на которое звук распространяется за период Т, называется длиной волны. Длина волны определяется эмпирическим путем с учетом коэффициентов поверхности, но в данной работе ее можно определить по формуле:  , м (3.2)где с - скорость звука в воздухе, условно принятая 340 м/сек; f - частота звуковых колебаний в Гц. Данные свести в строку 2 таблицы 5.3.2. 5.3.3 Определение дополнительного снижения уровня звукового давления Lэкр для составляющих спектра за счет экранирования стенкой (см. рисунок 3.2). Для этого найдем значения частного (3.3) с учетом эффективной высоты барьера и длин волн соответствующих частот:  (3.3)где hэфф – эффективная высота барьера, берется из задания (не путать это значение с полной высотой экрана hст); - длина волны, рассчитывается по формуле (3.2). Результаты заносим в строку 3 таблицы 5.3.2. По значениям hэфф/ и значениям заданного угла (см. задание) по графику 5.3.2 определяются дополнительное снижение уровня звукового давления Lэкр за экранирующим сооружением (снижение шума за счет установки экрана заданной высоты).     Угол θ, °Эффективная высота барьера в длинах волн (hэфф/) Рисунок 5.3.2 - Расчет дополнительного снижения уровня звукового давления за барьером (Lэкр) По правой разметке находят линию заданного угла звуковой тени (или условно интерполируемую линию угла между обозначаемыми линиями). По линии угла опуститься до значения hэфф/ на оси Х. Из точки пересечения провести визуально горизонтальную линию до оси Y. Значения принимать кратными 1 дБ. Полученные значения и будут Lэкр, занести их в четвертую строку таблицы 5.3.2. 5.3.4 Определение окончательного уровня звукового давления по частотам в искомой точке В с учетом установленного шумозащитного устройства (стенки): Lр = Ln - Lэкр, дБ (3.4) Полученные значения сводятся в строку 5 таблицы 5.3.2. 5.3.5 Для наглядного сравнения спектров шума построить график. Следует построить 3 спектра шума на одной координатной сетке: - расчетный (исходный) спектр шума, измеренный на расстоянии rn(по первой строке таблицы 5.3.2); - допустимый спектр шума около дома для фасада на уровне окна 5-го этажа (он нанесен на график со следующими параметрами: 63 Гц-67 дБ, 125 Гц-57 дБ, 250 Гц-49 дБ, 500 Гц-44 дБ, 1000 Гц-40 дБ.); рассчитанный спектр около жилого дома в точке В при устройстве экрана. Следует иметь в виду, что ниже искомой точки уровень звукового давления будет гораздо ниже расчетного, поэтому звуковая тень там значительно плотнее.  Рисунок 5.3.3 - Построение спектров шума По данным вычерченных спектров на графике делаются выводы по трем направлениям: о целесообразности, об эффективности и об экономичности устройства защитной стенки заданной высоты; а также о необходимости увеличения или уменьшения размеров экрана или возможности применения компенсирующих методов защиты другими мероприятиям. Целесообразной стенка может быть лишь в том случае, если исходный (расчетный) спектр шума по своим значениям значительно выше допустимого. Если исходный спектр выше допустимого в пределах всего 1 – 3 дБ, то устройство стенки нецелесообразно, так как эту разность можно компенсировать другими, менее трудоемкими и громоздкими средствами защиты, например, устройством озеленения между источником шума и жилым домом. Эффективной стенка будет в том случае, если спектр, находящийся выше допустимых значений, по результатам расчета опустится ниже нормируемого уровня. Стенка будет считаться экономичной, если рассчитанный спектр ниже допустимого в пределах 3-5 дБ. Чем ниже рассчитанный спектр по отношению к допустимому, тем устройство стенки заданной высоты менее экономично. Для приближения полученного спектра к допустимому стенку нужно уменьшить. Если возведение экрана будет нецелесообразным, вопросы эффективности и экономичности в выводе можно не рассматривать. 5.4 Пример расчетаРассчитать шумозащитное устройство - стенку между двором магазина и жилым пятиэтажным домом в диапазоне частот 63-1000 Гц, определить его эффективность. Уровни звукового давления, измеренные на расстоянии r1 = 7 м, приведены в таблице 5.4.1: Таблица 5.4.1
Высота стенки – 4 м; эффективная высота стенки – 1,4 м; угол звуковой тени = 50; расстояние от источника шума до дома rn = 50 м; расстояние от дома до экрана r3 = 40 м; характер застройки - строчная. В соответствии с формулами 3.1 – 3.4 определяем значения расчетных параметров и заполняем сводную таблицу 3.2. Таблица 5.4.2 – Значения расчетных параметров
Строим три спектра шума для наглядного сравнения.  Рисунок 5.4.1 – Спектры шума Здесь верхний спектр показывает уровень шума в расчетной точке от источника шума; средний – допустимый уровень шума для селитебной территории; нижний – уровень шума в расчетной точке с учетом шумозащитного экрана. Отсюда можно сделать вывод, что шумозащитный экран целесообразен, так как исходный уровень шума по некоторым частотам превышает допустимый. Стенка эффективна, так как спектр шума по результатам расчетов стал ниже допустимого. Стенка неэкономична, так как рассчитанный спектр ниже допустимого более чем на 3-5 дБ, и ее можно уменьшить для приближения полученного спектра к допустимому. 5.5 Исходные данныеИсходные данные в соответствии со своим вариантом принять по таблице 5.5.1. 5.5.1 Рассчитать снижение спектральных составляющих шума за счет экрана. 5.5.2 Построить спектры шума с допустимыми, исходными и рассчитанными значениями. 5.5.3 Сравнить полученный спектр шума с допустимым. Сделать вывод о надежности или ненадежности заданного экрана. 6 Контрольные вопросы1 Влияние шума на человека. 2 Способы защиты застройки от внутриквартального шума. 3 Что называется длиной волны? Основные параметры определения. 4 Что представляет эффективная высота защитного экрана? 5 Какие внутриквартальные источники могут вызвать дискомфортные уровни шума? 6 Какие параметры шума измеряются на стандартизированном расстоянии r1? 7 Как влияет характер застройки на распространение звука? 8 Что называется октавой? 9 Что называется уровнем звука? 10 Что называется уровнем звукового давления? 11 Для чего строятся спектры шума? 12 Что отражают допустимые уровни звука и уровни звукового давления? Таблица 5.5.1 - Исходные данные
Продолжение таблицы 5.5.1
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||