3.2. Расчеты шума от автотранспорта

По СНиП 23-03 – 2003 «Защита от шума» оценка уровней шума, создаваемого автодорогой, производится по уровню звука (дБА), который наиболее точно отражает воздействие транспортного шума на организм человека. Согласно ГОСТ 20444 – 85 в качестве шумовой характеристики транспортного потока используется эквивалентный уровень звуку (УЗ) на расстоянии 7,5 м от первой полосы движения. Оценкой шума наиболее интенсивно занимаются в Балтийском государственном техническом университете «Военмех» (Н.И. Иванов, М.В. Буторина и др) и в МГТУ им. Н.Э. Баумана (Коркин А.И и др), а также в МАДИ (Осипов Г.Л., Крузе А.О. и др). При этом определяют либо в ходе эксперимента, либо по таблицам МАДИ – Минтранспорта, 1995, либо по приближенным формулам.

УЗ потока автотранспорта определяется интенсивностью на данную полосу движения N_а (1/ч) и составом движущихся машин (долей грузовых автомобилей %), и, прежде всех, их скоростью  (км/ч), а также расстоянием от источника шума (оси движения) до интересующего объекта (или места измерения) r₀ (м). При необходимости УЗ пересчитывают на другое расстояние r:

(3.1)

где L_рас – поправка на снижение УЗ в зависимости от расстояния между источником звука и расчетной точкой, дБА:

(3.2)

где r – расстояние от источника звука до расчетной точки (РТ) или экранирующего препятствия, м.

Для приближённых оценок эквивалентного УЗ от транспортных магистралей с небольшой интенсивностью движения (до 2000 – 4000 авт/ч) существуют различные зависимости, полученные на основе опытов. При этом часто используют данные MAДИ [7] – рис. 3.1. или данные таблицы 3.2 [27]. Данные, взятые по графику рис. 3.1 можно использовать при средней скорости движения, близкой к  = 30 км/ч, пересчитав уровень шума с r₀ = 40 м на интересующее расстояние по формуле (3.1). Следует иметь в виду, что эти данные требуют корректировки (экстраполяции) как по интенсивности движения, так и по скоростям. В Москве, например, интенсивность движения на начало 2000 г. доходила до 10000 авт/ч, скорость (средняя) – до 70 км/ч, доля грузовиков – до 70 % [6].

250 500 1000 2000 4000 N_А, авт/ч

, дБА

80

70

60

Рисунок 3.1 – Зависимость уровня шума от интенсивности

и состава транспортного потока (на расстоянии 40 м от середины ближайшей полосы движения)

Эквивалентный УЗ может быть определен и по таблице 3.2, с учетом поправок:

• Снижающие (поправки со знаком «–»): на тип дорожного покрытия – мелкозернистый асфальт – 1,5 дБА; на состав потока – 10 – 20 % грузовых машин – 2 дБА, 20 – 35 % – 1 дБА;

• Повышающие (поправки со знаком «+»): на уклон дороги – 20 – 40 % – 1 дБА.

Таблица 3.2

Зависимость шумовой характеристики от интенсивности движения автотранспорта и скорости потока

Интенсивность, авт/час (N)	Эквивалентный УЗ в дБА, при скорости км/ч
	30	40	50	60	70	80
50	63,5	65,0	66,5	68,0	69,5	71,0
75	65,0	66,5	68,0	69,5	71,0	72,5
100	66,5	68,0	69,5	71,0	72,5	74,0
500	72,5	74,0	75,5	77,0	78,5	80,0
880	74,5	76,0	77,5	79,0	80,5	82,0
1650	76,5	78,0	79,5	81,0	82,5	84,0

Более точное значение уровня звука (шума) можно получить расчётом по зависимости, предложенной И.И. Поспеловым [7], коэффициенты в которой скорректированы по данным РГУПС и других источников [3]:

, дБА (3.3)

Где N_a – авт/ч;  – км/ч; – %.

Расчёты справедливы для расстояния r = 7,5 м, при любых долях грузовых машин в потоке (при = 100 %  lg( + 1) = 2; при = 0  lg( + 1) = 0), для движущегося потока ( > 10 км/ч). Для остановленного потока принимается равным уровню шума от одной машины. Интенсивность движения N_а берётся для одной полосы.

При этом снижение уровня шума в расчетной точке может быть получено с учетом поправок по следующему выражению:

(3.4)

где L_рас – снижение УЗ в зависимости от расстояния между источником звука и расчетной точкой, по формуле (3.2) дБА;

L_пок, L_воз, L_мет, L_ – снижение УЗ, соответственно вследствие влияния покрытия территории, затухания звука в воздухе, влияния метеорологических факторов, ограничения угла обзора улицы или дороги, дБА;

L_зел, L_экр – снижение УЗ полосами зеленых насаждений и преградами на пути распространения звука, дБА;

L_отр – поправка, учитывающая вклад звуковой энергии, отраженной от ограждающих конструкций зданий, дБА;

L_сигн – фактор, учитывающий увеличение УЗ на перекрестке, дБА [27].

Совместное влияния и L_воз и L_мет учитывается как 0,06 дБА на 10 м.

Поправка влияния зеленых насаждений на величину УЗ определяется по следующей формуле

дБА (3.5)

где z – число зеленых полос;

в_i – ширина одной зеленой полосы, м.

– величина удельного снижения шума на 1 метр зеленого насаждения шириной в_i, определяется по таблице 3.3 для различных частот. При подсчёте (если измерения не проводились) величину удельного снижения можно брать в среднем диапазоне частот (800 – 1600 Гц). Если доля грузовых машин – более одной трети, допускается принимать .

Таблица 3.3

Удельное снижение шума , дБ/м

Характер зеленых насаждений	Диапазоны частот, Гц
	200 – 400	400 – 800	800 – 1600	1600 – 3200	3200 – 6400
Крона сосен	0,08 – 0,11	0,13 – 0,15	0,14 – 0,15	0,16	0,19 – 0,20
Сосновый лес	0,10 – 0,11	0,10	0,10 – 0,15	0,16	0,14 – 0,20
Кроны елей	0,10 – 0,12	0,14 – 0,17	0,18	0,14 – 0,17	0,23 – 0,30
Лиственный лес	0,05	0,05 – 0,07	0,08 – 0,10	0,11 – 0,15	0,17 – 0,20
Зеленая густая изгородь	0,13 – 0,15	0,17 – 0,15	0,18 – 0,35	0,20 – 0,40	0,30 – 0,50

Поправка на снижение УЗ при ограничении видимости участка дороги рассчитывается по формуле, предложенной немецкой методикой RLS и нашедшей свое отражение в «Справочнике» НИИСФ

, дБА, (3.6)

где  – разность углов начала и конца обозримого участка дороги (рисунок 3.2).

Поправка на отражение звука фасадов домов по формуле

, дБА, (3.7)

где А_i – угол отражения звука i-го объекта;

n – количество объектов, от которых отражается звук;

A_ – суммарный угол отражения (рисунок 3.3).

В упрощенных расчетах эту поправку можно принимать равной для односторонней застройки 1,5 дБА, для двусторонней – 2,5 ДБА.

Рисунок 3.2 – Схема для расчета поправки снижения УЗ при ограниченном обзоре участка дороги

Рисунок 3.3 – Схема для расчета отражений

Поправка на затухание звука над поверхностью определяется по формуле

, дБА (3.8)

где h_рт, h_из – высота (РТ) и источника звука над поверхностью, м;

r – расстояние от источника звука до расчетной точки или экранирующего препятствия, м.

Если источник звука и РТ расположены на земле, то h_из = 1 м, h_рт = 1,5 м. Снижение звука происходит также за счет акустически мягкого покрытия.

Поправка на увеличение УЗ на перекрестке за счет разгона и торможения, зависящая от доли грузовых машин в общем потоке, расстояния до светофора и доли «зеленой» фазы светофора), может приниматься 1 – 2 дБА (если расстояние от РТ до светофора составляет до 100 м) и до 2,5 дБА (если расстояние от РТ до светофора менее 50 м).

Снижение УЗ при установке акустических экранов (АЭ) или звукопоглощающей насыпи, зависит от их длины, ширины, высоты и расстояния до них.

Эквивалентный УЗ от автотранспортного потока составит с учетом выражения (3.3)

, дБА (3.9)

Максимальный уровень шума потока автотранспортных средств (АТС) при расчетах принимается на 15 дБА большим, чем эквивалентный:

(3.10)

Значение по формуле (3.9) сравниваются с допустимыми для данного объекта (табл. 3.1) и определяются величины акустического дискомфорта (L_диск > 0):

, дБА (3.11)

Как правило, вблизи транспортных магистралей величина L_диск ощутима (даже с учётом допустимых поправок к табл. 3.1 – см. примечание к ней) и требует защиты от шума. Особенно в тех случаях, когда величина акустического дискомфорта превышает 20 … 30 дБА – опасный для здоровья уровень. Методы расчёта защитных сооружений от шума приводятся в специальной литературе [20], [21]. Для снижения шума от транспортных потоков наиболее применимы следующие меры:

• санитарный разрыв между автотранспортными магистралями и рассматриваемыми объектами;

• улучшение шумовых характеристик одиночных машин (при этом коэффициент в первом слагаемом зависимости 3.3 может быть понижен на 20 – 30 %);

• экранирующие преграды – строения, заборы и, особенно, – лесопосадки (зелёные насаждения) [3], [23], [24];

• шумозащитное остекление.

Акустический экран (АЭ) представляет собой стенку, выполненную из звукопоглощающего материала. Эффективность АЭ – это снижение уровня шума, зависящая от факторов, характеризующих как источник шума (спектральный состав, направленность, вертикальные и горизонтальные координаты и т.д), так и описывающих непосредственно экран (длин, высота, конструктивные особенности – форма, наличие проемов и т.д). Принцип действия АЭ основан на отражении звука от пространственной преграды, одна или несколько граней которой имеют конечные размеры, и на образовании за экраном зоны, частично защищенной от шума, так называемой зоной акустической тени. Акустическая тень – аналог световой тени, эта зона не является зоной «абсолютной тишины», а ее границы обычно размыты.

4

2

3

H

1



h

h_из

l

R

в

Рисунок 3.4 – Схема расположения АЭ и границы акустической тени: 1 – источник звука; 2 – защищаемое здание; 3 – АЭ; 4 – граница акустической тени.

Высота границы акустической тени можно определить с учетом данных, представленных на рисунке 3.4, по следующей формуле [27]:

, (3.12)

где Н – высота границы акустической тени, м;

R – расстояние от экрана до защищаемого объекта, м;

, здесь h – эффективная высота экрана (длина экрана может быть определена как 4r), м; l – расстояние от экрана до транспортной магистрали, м; h_из – высота акустического центра источника шума, м.