Пример 3.1.

Условие. Рассчитать шум от транспортного потока по условию примера 1.3. на расстоянии r = 30 м между ближней полосой движения и территорией жилой застройки, днём. Дизельные автобусы по шумовым характеристикам приравнять к грузовым машинам. Сравнить шум с допускаемым уровнем звука (шума) и определить потребную ширину и высоту густой зелёной изгороди для снижения шума до приемлемых величин.

Решение. По условиям примера 1.3 при ;  = 20 км/ч; по зависимости 3.2 определяем:

По зависимости (3.3) определяем величины поправок:

– снижение УЗ за счет расстояния, по формуле (3.2)

– снижение УЗ вследствие влияния покрытия территории, по формуле (3.8) в качестве высоты расчетной точки примем высоту 1 этажа 5-ти этажного здания (около 1,5 м)

,

– снижение УЗ вследствие затухания звука в воздухе и влияния метеорологических факторов (L_воз и L_мет), составит 0,06 дБА на 10 м, т.е. 0,18 дБА;

– учет вклада звуковой энергии, отраженной от ограждающих конструкций зданий (при односторонней застройке составляет L_отр = 1,5 дБА) и фактор, учитывающий увеличение УЗ на перекрестке (L_сигн = 2,5 дБА, т.к. светофор находится на расстоянии менее 50 метров от рассматриваемого объекта).

Находим расчетный уровень шума по формуле (3.9)

Подсчитываем максимальный уровень согласно (3.10):

.

Сопоставляем величины расчётных и допустимых уровней звука (шума) – подсчитываем уровень акустического дискомфорта (3.11):

Такой же результат получается по максимальному шуму.

Для снижения акустического дискомфорта выберем зелёную изгородь с = 0,26 дБ/м (табл. 3.3, т.к. измерения не производились, то выбираем в среднем диапазоне частот 800 – 1600 Гц) и определим ее ширину при двух рядной посадке из выражения (3.5):

.

Определим высоту зеленой изгороди из формуле (3.12)





Высота границы акустической тени должна быть Н = 15 м (высота 5-ти этажного дома); расстояние от зеленых насаждений до транспортной магистрали примем l = 0,9 м; высота акустического центра источника шума h_из = 1 м; расстояние от зеленых насаждений до рассматриваемого объекта, составит R = r – l – в_i = 30 – 0,9 – 3 = 26,1 м.

.

Данный расчёт чрезвычайно упрощён для наглядности. Обычно задаются несколькими расстояниями r_i и определяют потребную ширину b_i для них. Часто приходится рассчитывать шумовые характеристики АТС для нескольких скоростей движения.

3.3. Шум от потока поездов

Величина непостоянного шума от движущихся поездов определяются конструктивным совершенством локомотива и вагонов (в т.ч. пары «колесо-рельс»), скоростью движения , длиной состава l (количеством вагонов), расстоянием от колеи r_о и интенсивностью движения N_i (обычно задаваемой в сутки).

Расчёт шума начинают с определения конструктивной шумовой характеристики одиночного состава :

(3.13)

где А – характеристика конструктивного совершенства локомотива и вагонов;

В – коэффициент, зависящий от динамических сил взаимодействия в системе «колесо-рельс» (неровностей колеса и рельса, состояния пути, упругих свойств подрельсового основания, скорости движения и т.п.)

В настоящее время для отечественных составов и рельсовых путей рекомендуется принимать:

A = 63; В = 25.

Ряд исследователей рекомендует [24] дифференцировать величины А для пассажирских и грузовых поездов, повышая величину А для последних.

Применение демпферов колебания колёсных центров (Япония, магистраль Синкан СЭН) и бесстыкового пути позволяет уменьшить коэффициент «В» до 18 – 20 дБА [24]. Подобные опытные работы в США, Германия и Франции позволяют надеяться на возможность одновременного снижения и величины А в зависимости (3.13) до 58 – 60.

При расчётах по формуле (3.13) скорость  подставляется в м/с, а _о – расчетная начальная скорость принимается равной 1 м/с. Очевидно, что если  = _о = 1 м/с, то = А. Т.е. конструктивная шумовая характеристика отечественного одиночного состава при скорости в 1м/с принята равной 63 дБА. При этом условно принимается, что состав имеет расчётную начальную длину l_о = 1м и состоит из источников шума двух типов: ненаправленных (монополей) и направленных (диполей). В дальнейшем вводится поправка на длину состава l и расстояние от него r_о.

По характеристике высчитывается максимальный уровень звука (шума) одиночного поезда :

(3.14)

где l_о – расчетная начальная длина, l_о = 1 м;

r_о – расстояние до колеи, м;

l – длина состава, м.

При расчётах по зависимости (3.7) следует иметь в виду, что второе слагаемое – отрицательное, т.е.  . Если этот результат не получается, то необходимо проверить расчёт, обратив внимание на подсчёт величины – она должна подставляться в радианах (а не в градусах).

Величина является одним из нормируемых параметров для случая, когда необходимо оценить влияние одиночного состава (а не потока поездов). Вторым нормируемым параметром для одиночного поезда, является эквивалентный (по энергии) уровень шума . При этом звуковая энергии прошедшего поезда распределяется на время Т = 8 часов = 28800 с:

(3.15)

uде  – в м/с; Т – в секундах.

Подсчёты величин максимального и эквивалентного уровней производится отдельно для пассажирского и грузового одиночных поездов, после чего определяется основной нормируемый параметр для потока движущихся поездов числом «n_пасс, n_груз» за 8 часов (днём или ночью) – эквивалентный уровень шума:

(3.16)

Для однотипных (одинаковая длина состава, скорость и т.д.) грузовых и пассажирских поездов формулу (3.9) можно записать так:

(3.17)

Если же поток поездов состоит только из одинаковых поездов одного типа, расчёт упрощается:

(3.18)

Если интенсивность движения задана по числу поездов в сутки N_j, а конкретное расписание не известно, то допускается принимать .

Величины и сравниваются с нормируемыми уровнями по СН 562-96 [22] – см. табл. 3.1. Подсчёт величины акустического дискомфорта для поездов L_диск производится по формуле (3.11) аналогично потоком автотранспорта. Меры, принимаемые для снижения величины дискомфорта, аналогичны описанным в п. 3.1. Кроме лесопосадок для поездов принимается [23], [24], [3] ряд конструктивных мер:

• упругие демпферы между рельсами и подрельсовым основанием;

• бесстыковой рельсовый путь;

• демпферы в системе подвески колёс;

• борьба с волнообразным изломом рельсов (в т.ч. за счёт смазки);

• снижение шума от агрегатов, расположенных в кузове и в кабине (в т.ч. от силовой установки) и др.

Эти конструктивные меры позволяют снижать уровень максимального и эквивалентного шумов на 10 – 15 дБА [24]. Особенно важно применять все меры на высокоскоростных магистралях (ВСМ). Увеличение скоростей движения до 350 км/ч на магистрали Москва – С. Петербург и до 200 км/ч на линии С. Петербург – Выборг по данным Н.К. Кирюшиной [20] увеличит ширину зоны акустического дискомфорта на этих участках до 1000 м и 500 м, соответственно, если не принимать все возможные меры. Не менее важны такие меры в крупных городах, где велика интенсивность потока поездов. Так в Москве на начало 3-го тысячелетия площадь зон акустического дискомфорта вдоль железнодорожных линий составляла 27 % от общей площади селитебных территорий [18].