
- •Предисловие
- •Часть I
- •Глава 1. Климат и архитектура 14
- •Глава 2. Климатический анализ 19
- •Глава 2. Климатический анализ 36
- •Глава 2. Климатический анализ 39
- •Глава 2. Климатический анализ 55
- •Глава 3. Светоцветовая среда — основа восприятия архитектуры 61
- •1 Низкие яркости поверхностей, при которых колбочковый аппарат зрения постепенно выключается, составляют около 3 кд/м2.
- •V V Римскими цифрами пронумерованы цветные
- •V Часто применяемый в прошлом прием утоне-
- •Глава 4. Архитектурное освещение 122
- •Глава 4. Архитектурное освещение 179
- •Глава 4. Архитектурное освещение 222
- •Глава 4. Архитектурное освещение 257
- •1. Определение высоты я лишенной отблесков полированной панели в читальном зале
- •Глава 4. Архитектурное освещение 281
- •По табл. 4.43 находим нормируемую среднюю яркость дорожного покрытия Li — 0,8 кд/м и фасада театра Li - 6 кд/м2.
- •4. Строим график, выбирая масштаб осей с расчетом не менее 7 равных делений по оси орди- нат (отношение ft г. Ftz - 1:7) и 8 делений по оси абсцисс (отношение Ьу.Ьг - 1:7,5).
- •Глава 4. Архитектурное освещение 311
- •5. Через точку 7 на оси ординат проводим горизонталь, через точку 7,5 на оси абсцисс — вертикаль. Полученную точку пересечения этих линий соединяем прямой с точками х - 0 и у - 0.
- •Глава 5. Инсоляция и солнцезащита в архитектуре
- •Глава 5. Инсоляция и солнцезащита в архитектуре 338
- •1От латинского слова "caelum" — небо, климат.
- •Глава 5. Инсоляция и солнцезащита в архитектуре 384
- •Глава 6. Архитектурноецветоведение
- •Глава 6. Архитектурное цветоведение 400
- •Глава 6- Архитектурное цветоведение 267
- •4000 К) он составляет 200 лк, а для ламп лдц (ТцВ - 6000 к) и лд (ГцВ - 6500 к) повышается до 500 лк.
- •Глава 7. Звуковая среда в городах и зданиях 481
- •Глава 8. Шумозащита и звукоизоляция в городах и зданиях 531
- •Глава 8. Шумозащита и звукоизоляция в городах и зданиях 550
- •1. Если источник шума и расчетные точки расположены на территории, то расчет ожидаемых уровней звука (в дБа) производится по формуле
- •Глава 8. Шумозащита и звукоизоляция в городах и зданиях 569
- •Глава 8. Шумозащита и звукоизоляция в городах и зданиях 577
- •Глава 8. Шумозащита и звукоизоляция в городах и зданиях 580
- •3. В модели и натуре на сходственных часто- тах безразмерные импедансы всех сходственных граничных поверхностей должны сохраняться оди- наковыми:
- •Глава 9. Акустика залов 625
- •Глава 9. Акустика залов 631
- •Глава 9. Акустика залов 642
- •Глава 9. Акустика залов 648
- •Список литературы
Глава 7. Звуковая среда в городах и зданиях 481
импульсного шума, связанный с изменяющимся уровнем звука непостоянного шума La, дБА, соотношением
т
La экв=10 lg a/D j 100,1L dt, (7.11)
о
где Т — время наблюдения; г — текущее время, которое соответствует La.
Для наглядности на рис. "7.10 показаны распределения различных источников шума по уровням и частотам, а в табл. 7.2 приведены данные о звуковой мощности и уровнях звуковой мощности различных источников шума.
7.3. Основные закономерности распространение звука и шума
Распространение шума в открытом пространстве (свободное звуковое поле) и над поверхностью земли. Источник звука можно рассматривать как точечный, если его размеры малы по сравнению с расстоянием до приемника звука. К точечным относят многие встречающиеся в практике источники шума, включая промышленные предприятия, самолеты, дорожные экипажи. Такие источники чаще всего излучают сферические звуковые волны (рис. 7.11).
Как показано на рис. 7.12, в свободном звуковом поле звуковая энергия расходится во всех направлениях, и чем дальше от источника шума, тем больше сферическая поверхность, по которой она распределена. Если предположить, что затухание в среде отсутствует, излучаемая источником энергия распределяется по поверхности сферы радиусом г. Поэтому интенсивность звука равна звуковой мощности источника Р, деленной на площадь сферы:
Легко видеть, что интенсивность обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником шума и приемником (точкой наблюдения); таким образом, снижение уровня звукового давления составляет 6 дБ при удвоении расстояния от источника (рис. 7.13).
Протяженный в одном направлении источник шума, который имеет непрерывное излучение звука, например, трубопровод с турбулентным потоком, или источник шума, который может состоять из большого числа точечных источников шума, расположенных в ряд, например, транспортный
На рис. 7.14 показано распространение цилиндрических волновых фронтов от линейного источника, который имеет постоянную звуковую мощность на единицу длины. Энергия, излучаемая линейным источником, распределяется по цилиндрической поверхности (или полуцилиндрической поверхности в случае расположения источника на поверхности земли) радиусом г. Интенсивность звука на расстоянии г равна мощности источника на единичной длине Р, деленной на площадь единичной цилиндрической поверхности:
/ = P/ljcr. (7.13)
В этом случае интенсивность обратно пропорциональна расстоянию между источником шума и приемником (точкой наблюдения), т.е. снижение уровня звукового давления составляет тольк 3 дБ при удвоении расстояния от источника.
На распространение шума и звука в атмосфере над поверхностью земли кроме рассмотренных выше зависимостей от расстояния влияет целый ряд других факторов: так, ветровые и температурные градиенты изменяют направление распределения звуковых волн, турбулентность нарушает их, а вязкость воздуха вызывает дополнительное поглощение. При этом последний фактор в первую очередь влияет на затухание высоких частот.
Кроме того, при распространении шума над поверхностью земли происходит поглощение звука поверхностью, которое необходимо учитывать при расчетах и проектировании.
Распространение шума на территории застройки — сложный процесс, характеризующийся такими явлениями, как дивергенция, интерференция, дифракция, рефракция, рассеяние, поглощение звука элементами внешней среды и др. Все эти явления оказывают существенное влияние на звуковое поле застройки и должны учитываться при его расчете. Особого рассмотрения требуют закономерности распространения звуковых волн таких наиболее типичных комплексных источников шума на территории жилой застройки, как транспортные потоки.
В реальных условиях застройки целесообразно использовать эмпирические зависимости, установленные на основе статистической обработки больших массивов результатов натурных исследований распространения шума на примагистральных территориях с типичными покрытиями. На рис. 7.15 показана зависимость снижения эквивалентного уровня звука, учитывающая расхождение звуковой энергии и влияние поверхности территории и поглощения звука в воздухе. Снижение эквивалентного уровня звука транспортного потока на расстояниях 25— 500 м под влиянием этих факторов можно также определить по формуле
ALs = 14 lg S/25, (7.14)
где S — расстояние между осью улицы и расчетной точкой, м.
Как видно, при каждом удвоении расстояния снижение эквивалентного уровня звука составляет 4,2 дБА.
На распространение звуковых волн в приземном пространстве влияют также зеленые насаждения. Роль растительности типа травы в затухании звука заключается лишь в изменении структуры верхнего слоя почвы, повышении степени ее пористости. Зеленые насаждения в виде деревьев и кустарников наряду с изменением
Большие различия в методических подходах к исследованию затухания звука в зеленых насаждениях послужили причиной появления в литературе противоречивых данных об их эффективности. Так, шумозащитная эффективность плотной полосы зеленых насаждений шириной 31 м оценена от 5 до 15—25 дБ. Большинство авторов рассчитывают постоянную затухания звука на единицу расстояния. В зависимости от ширины, плотности, дендрологического состава, структуры полосы и других факторов эта величина изменяется в больших пределах.
Постоянная затухания звука, измеренная для зеленых насаждений лесов й парков, изменяется от 0,01 до 0,065 дБ/м при ширине полос от 10 до 140 м. Максимальное снижение уровня звука, равное 8,5 дБА, получено за полосой шириной 90 м. Снижение уровня звука полосами зеленых насаждений максимальной ширины (140 м) обычно составляет 6—
6,5 дБ А. Затухание шума точечных источников в зеленых насаждениях происходит более интенсивно, чем линейных. Эффективность зеленых насаждений в большой степени зависит также от частотного характера шума, высоты источника шума и точки приема над поверхностью территории, а также от типа покрытия поверхности, относительно которого она определена.
Обширные целенаправленные исследования снижения зелеными насаждениями шума потоков автомобильного транспорта и железнодорожных поездов проведены только в последние годы. Они показали, что плотные полосы деревьев и кустарников шириной 15— 40 м и общей высотой 5—12 м, расположенные вдоль автомобильных и железнодорожных дорог, позволяют снизить эквивалентный уровень звука дополнительно на 2—5 дБА по сравнению со снижением этой величины над участком такой же ширины, но покрытым травой.
Эффективность полос деревьев и кустарников можно считать пропорциональной их ширине только в диапазоне высоких частот и лишь с некоторым приближением.
В условиях застройки вблизи источника шума и точки приема, как правило, расположены здания или какие-либо сооружения. В этом случае необходимо учитывать вклад отражен-
С
течением времени наступает равновесное
состояние, когда в помещении поглощается
столь-
Значительное влияние на распространение шума оказывают естественные и искусственные элементы рельефа местности (холмы, насыпи, выемки и т.п.), различные стенки, здания и другие препятствия, которые чаще всего рассматриваются как акустические или шумозащитные экраны.
Если между источниками шума и точкой наблюдения располагается такой экран-барьер, то за ним образуется так называемая звуковая тень. Однако в зоне звуковой тени шум от источника исключается не полностью. Происходит частичное огибание звуком препятствия (экрана), которое объясняется явлением дифракции.
Явление дифракции состоит в том, что согласно принципу Гюйгенса каждый элемент объема или частица среды, в которой распространяется звук, становится центром (источником) элементарных сферических волн. Вследствие этого наблюдается частичное проникание звуковой энергии в область звуковой тени за препятствием. Степень проникания звуковых волн в область звуковой тени зависит от соотношения между размером препятствия и длиной волны: чем больше длина звуковой волны, тем меньше при данном размере препятствия область тени за ним. В отчетливой форме дифракция обнаруживается в том случае, когда размеры огибаемого препятствия соразмерны с длиной волны.
Снижение звука благодаря экранированию может достигать 20 дБА и более. На сравнительно небольшом расстоянии за экраном (40—50 м) оно достаточно велико, поэтому защита от шума экранирующими препятствиями представляется наиболее рациональной из всех имеющихся средств уменьшения шума в открытом воздушном пространстве.
Распространение шума в помещении. В большинстве случаев источники шума установлены в закрытых помещениях. При излучении шума звуковые волны в помещении распространяются беспрепятственно только до ограждений, затем они многократно отражаются от них. Воздушный объем в помещении под действием прямых волн от источника и волн, отраженных от всех ограждений, приходит в колебательное движение.
С физической точки зрения замкнутый воздушный объем, ограниченный поверхностями, способными в той или иной мере поглощать падающую на них звуковую энергию, представляет собой линейную колебательную систему с определенным спектром собственных частиц и с декрементами, характеризующими быстроту затухания каждого из собственных колебаний системы.
Если размеры помещения не слишком малы по сравнению с длиной волны, то собственные частоты располагаются настолько плотно, что любая составляющая спектра источника шума может возбудить целый ряд собственных колебаний объема.
Основным понятием статистической теории является диффузное звуковое поле, которое характеризуется изотропностью и однородностью (рис. 7.16).
Первое свойство поля — равенство средних потоков энергии по различным направлениям, второе — равномерное распределение звуковой энергии по объему помещения.
После включения источника шума происходит процесс возрастания содержащейся в помещении звуковой энергии по закону
Полагая с - 340 м/с и вычислив постоянную 61п 10'4/с, можно написать
Эта формула была впервые выведена Эйрин-гом. При небольших значениях среднего коэффициента звукопоглощения (ot < 0,2) ее можно привести к более простому виду — формуле Сэбина
Т = 0,163/dS = 0,163V/A. (7.20)
На высоких частотах (выше 2000 Гц) нужно учитывать, что звуковая энергия поглощается не только при отражениях, но и на пути свободного пробега из-за вязкости и теплопроводности воздуха. Более общая формула времени реверберации имеет вид
где m — показатель затухания звука в воздухе.
Расчет уровней звукового давления в помещении с источником шума может ориентировочно проводиться по формуле
L = Lp — 10 lg А + 6, (7.22)
где Lp — уровень звуковой мощности источника шума, дБ.
Эквивалентную площадь звукопоглощения в помещении можно определить, измерив время реверберации в помещении.
Предположение о диффузности звукового поля в закрытых помещениях является идеализированным; в большинстве практических случаев, когда источники шума установлены в обычных помещениях (цехах, стендах испытаний, мастерских и т.п.), звуковое поле не обладает в полной мере свойствами изотропности и однородности.
Плотность звуковой энергии в каждой точке помещения можно разложить на две части: D — D\ + Dj. Первая из них — плотность энергии в прямой волне, приходящей от источника шума в точку приема, а вторая — плотность диффузной энергии, Приносимой в эту точку всей совокупностью отраженных от ограждений звуковых волн.
Плотность звуковой энергии в помещении складывается из непосредственно излучаемой источником составляющей Di, которая существовала бы и на открытом воздухе, и плотности энергии Пг — реверберационного звука, созданного в результате многократного отражения от ограничива-
где
В
-
д/(1
— a/s)
—
постоянная помещения.
Как показывает эта формула, вблизи источника звука мощностью Р уровень звука уменьшается на 6 дБ при увеличении расстояния в 2 раза.
Для расстояний, превышающих граничный радиус ггр, уровень звука должен был бы оставаться практически постоянным. Однако в реальных условиях часто наблюдается непрерывное уменьшение уровня также и при г, значительно превышающих Гф, так как сделанное выше предположение о диффузное™ звукового поля оправдывается лишь в редких случаях и, кроме того, большинство источников излучают несферические волны (рис. 7.17).
Предположим, что источник звука с известными звуковой мощностью Р и фактором направленности Ф расположен в какой-либо точке помещения. В зависимости от расположения источника пространственный угол его излучения Лбудет составлять 2 91" при размещении на полуплоскости, згв двугранном углу и УгУ2 в трехгранном уггде Lp — уровень звуковой мощности источника звука, дБ; й. — средний коэффициент звукопоглощения, дБ; А — общее звукопоглощение помещения, м2; Ф — фактор направленности источника звука; SL — пространственный угол излучения источника звука; г — расстояние от источника звука до данной точки, м.
Распространение шума в зданиях. Рассмотрим основные пути распространения шума в зданиях (рис. 7.18). Большинство источников шума создают воздушный шум, который, падая на ограждающие помещения конструкции, вызывает их колебания. Последние являются источником шума в соседних помещениях (рис. 7.18, У). При ударах по междуэтажному пере
Пути передачи шума в изолируемое помещение могут быть прямыми (/ и 2) и косвенными, т.е. обходными (3 и 4). Такая передача возможна потому, что колебания, вызванные воздушным или ударным шумом, распространяются по конструкциям всего здания. Вибрирующие (колеблющиеся) конструкции излучают шум в помещения, расположенные даже на значительном расстоянии от источника; такой шум называется структурным. Структурный шум излучают конструкции, жестко связанные с каким-либо вибрирующим механизмом, например вентилятором, насосом, лифтовой лебедкой (4').
В современных зданиях снижение массы ограждений, увеличение жесткости сопряжений в стыках, уменьшение их числа и применение материалов с малым коэффициентом внутреннего трения приводят к тому, что структурный шум может распространяться на большие расстояния от источника, создавая дискомфортные условия даже в отдаленных от источника помещениях.
Необходимо также отметить, что воздушный шум легко распространяется через различные каналы, воздуховоды, щели и неплотности.
8.1. Источники шума отдельные источники и комплексные
и их характеристики источники, состоящие из ряда отдель- ных источников.
Защита от шума может осу- К отдельным источникам шума от-
ществляться как в источнике возник- носятся единичные транспортные сред-
новения шума, так и по пути его рас- ства, электрические трансформаторы,
пространения. Для успешного приня- заборные или вытяжные отверстия си-
тия тех или иных мер необходимо стем вентиляции, установки промыш-
знать шумовые характеристики источ- ленных или энергетических предпри-
ников. ятий и др.
Источники внешнего шума. Горо- К комплексным источникам шума
да насыщены многочисленными источ- относятся транспортные потоки на
никами шума, которые могут быть ус- улицах или дорогах, потоки поездов
ловно разбиты на две большие группы: на железной дороге, промышленные
предприятия с многочисленными источниками шума, спортивные или игровые площадки и др.
С физической точки зрения большая часть отдельных источников шума может быть представлена в виде точечных излучателей звуковой энергии. Наиболее универсальной шумовой характеристикой отдельных источников, создающих постоянный шум, являются октавные уровни звуковой мощности. В то же время в целях борьбы с шумом градостроительными методами допускается оценивать их суммарным уровнем звуковой мощности, корректированным по частотной характеристике А. Однако при этом желательно знать и частотный спектр создаваемого ими шума.
В некоторых случаях можно шумовую характеристику отдельного источника, создающего постоянный шум, представить в виде уровня звука на определенном расстоянии от него, как это делается для оценки шумовых характеристик автомобилей или самолетов. Сложнее обстоит дело с шумовыми характеристиками комплексных источников, которые могут создавать как постоянный, так и непостоянный шум. Если такой источник шума представляет собой протяженный в одном направлении излучатель звуковой энергии, например однородный и непрерывный поток автомобилей или железнодорожный состав, то физически его можно представить в виде линейного источника шума, а шумовой характеристикой наиболее целесообразно считать усредненный уровень звука на определенном расстоянии от него.
Если комплексный источник, создающий постоянный шум, занимает большую площадь (например, промышленное предприятие), то физически его можно представить в виде поверхностного источника шума, а шумовой характеристикой целесообразно считать или октавный уровень звуковой мощности (суммарный уровень звуковой мощности, корректированный по частотной характеристике А), относящийся к воздействию шума промышленного предприятия, или в некоторых случаях распределение уровней звука вокруг промышленного предприятия на определенном расстоянии от него.
Отдельные источники шума, так же как и комплексные, могут создавать непостоянный шум. Кроме того, излучение шума может происходить в различное время, и часто шумовой режим окружающей среды определяется сложным суммированием звуковой энергии многих источников шума.
На основе многолетних исследований влияния шума на человека при воздействии какого-либо одного вида источников шума, например автомобилей, рельсовых транспортных средств, самолетов или промышленных предприятий, разработан ряд методов оценки различных видов шумов, многие из которых широко применяются.
Если бы в шумовом режиме всегда преобладал шум одного вида, путаница, связанная с существованием различных методов оценки, была бы не столь серьезной. Основным критерием пригодности той или иной величины для оценки шума является ее достаточно хорошая корреляция с реакцией людей на воздействие шума. Кроме того, величина, применяемая для оценки шума или шумовой характеристики его источника, должна быть достаточно просто измеряемой и удобной для использования при проведении расчета и проектировании мероприятий по шу-моглушению.
Для унификации методов измерений и оценки шума в городской среде разработан международный стандарт ISO 1996/1 "Акустика. Описание и измерение шума окружающей среды. Часть I. Основные величины и методики". Этим стандартом установлено, что в качестве исходной величины для описания шумовых режимов в окру
Важное условие для правильной оценки шумовой характеристики — выбор отрезка времени, за который определяются эквивалентные уровни звука источников шума. Если работа отдельного или комплексного источника шума имеет циклический характер, то целесообразно определение его шумовой характеристики за полный цикл работы, в течение которого происходит изменение уровней создаваемого им шума. Если работа отдельного или комплексного источника шума не имеет циклического характера, то наиболее целесообразно его шумовые характеристики относить к дневному и ночному периодам суток. При этом для источников, создающих непостоянный шум, часто бывает необходимо определять дополнительную шумовую характеристику — максимальный уровень звука, создаваемый источниками шума на определенном расстоянии от них.
Наиболее сложен и недостаточно изучен вопрос прогнозирования шумовых характеристик комплексных источников шума. Решению этого вопроса уделяется большое внимание как в нашей стране, так и за рубежом. Рассмотрим применяемые в настоящее время методы определения шумовых характеристик некоторых из этих источников. Характерной особенностью шума, создаваемого транспортным потоком, являются резкие колебания его уровня, обусловленные неоднородностью потока транспортных средств и изменением режима их движения (трогание с места, разгон, движение, торможение). Уровни звуки в процессе дорожного движения изменяются столь быстро и значительно, что для их измерения и оценки необходимо применение метода статистического анализа.
Однако статистические характеристики шума — уровни здука, превышаемые за определенный процент времени, — трудно сопоставить с реакцией населения и использовать при проведении расчета и проектировании средств защиты от шума. Поэтому в качестве шумовой характеристики транспортных потоков в большинстве стран установлен эквивалентный уровень звука на определенном базисном расстоянии от транспортного потока. Так, в нашей стране это расстояние в соответствии с ГОСТ 20444—85 принято равным 7,5 м от оси первой полосы движения транспортных средств.
Метод натурных измерений шумовой характеристики обычно применяется для установления ее зависимости от интенсивности, скорости движе-
На стадии разработки технико-экономических основ развития городов (ТЭО) шумовую характеристику потоков средств автомобильного транспорта можно определять по табл. 8.3.
При движении на рассматриваемом участке водного пути различных видов судов шумовую характеристику потока
судов следует определять путем суммирования (по энергии) эквивалентных уровней звука, определенных при условии движения отдельных видов судов (см. рис. 7.5).
В качестве шумовой характеристики потока средств рельсового транспорта чаще всего также принимается эквивалентный уровень звука на определенном расстоянии от оси. Ориентировочно шумовые характеристики потоков средств рельсового транспорта могут быть определены по графикам рис. 8.2.
Необходимо отметить, что шумовые характеристики средств рельсового транспорта в значительной мере зависят от конструкции верхнего строения пути. Например, в зависимости от путевой конструкции эквивалентные уровни звука трамваев могут изменяться в пределах до 10 дБА.
Шумовой характеристикой трассы пролета самолетов является приведенный максимальный уровень звука La, дБА, в расчетной точке, определяемый по рис. 8.3 и 8.4 в зависимости от расположения расчетной точки относительно трассы, взлетно-посадочной полосы (ВПП) и этапа полета (взлет, снижение на посадку).
Шумовыми характеристиками промышленных предприятий, теплоэлект-
Шумовой характеристикой трансформаторов открытых понизительных подстанций служит корректированный уровень звуковой мощности Ьрк, дБА, определяемый по табл. 8.5 в зависимости от типовой мощности трансформаторов, МВА.
Данные в табл. 8.5 не распространяются на трансформаторы с выносной системой охлаждения.
Шумовыми характеристиками источников шума на территории микрорайонов, кварталов и групп жилых домов являются эквивалентные уровни звука La экв, дБА, и максимальный уровень звука La макс, дБА, определяемые по табл. 8.6 на расстоянии 7,5 м от границ источников шума.
Промышленные предприятия чаще всего представляют собой комплексные источники шума, состоящие из отдельных условно точечных и пространственных источников шума, излучающих шум как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
К точечным источникам шума на промышленных предприятиях могут быть отнесены заборные и выхлопные отверстия систем вентиляции и кондиционирования воздуха, различных
аэрогазодинамических установок, отдельное оборудование, агрегаты и средства транспорта, эксплуатируемые на открытом воздухе.
К пространственным источникам шума на промышленных предприятиях относятся отдельные здания, излучающие шум через наружные ограждения или отдельные его элементы. В некоторых случаях к пространственным источникам шума относят поверхностные источники шума, представляющие собой отдельное оборудование или агрегаты, установленные на малом расстоянии друг от друга.
В настоящее время разработан ряд методов определения шумовых характеристик промышленных предприятий, однако до сих пор не существует установившегося мнения о составе шумовых характеристик промышленных предприятий, методах их измерения или расчета, а также о классификации
промышленных предприятий по шумовому фактору.
Прежде всего рассмотрим состав шумовых характеристик промышленных предприятий. Если промышленное предприятие представляет собой отдельное здание или занимает относительно небольшую площадь либо имеет наибольшое число компактно расположенных источников шума, то наиболее целесообразно его шумовую характеристику выразить в октавных уровнях звуковой мощности или корректированных по частотной кривой А уровнях звуковой мощности, а также в показателях направленности излучения. Если установки промышленных предприятий создают непостоянный шум, то указанные величины должны быть представлены в виде эквивалентных уровней шума. Эквивалентные уровни шума должны быть установлены за дневной или ночной периоды или за цикл работы, характеризующий все шумовое явление.
Если промышленное предприятие занимает достаточно большую площадь и состоит из многочисленных источников шума, то наиболее целесообразно его шумовую характеристику представлять в виде уровней звука или эквивалентных уровней звука (при непостоянных шумах) в точках по контуру предприятия, расположенных на определенной высоте над поверхностью земли.
Источники шума в жилых, общественных и промышленных зданиях. Шумы, возникающие в жилых и общественных зданиях, могут быть подразделены на бытовые, связанные с жизнедеятельностью людей, и механические, связанные с работой инженерного и санитарно-технического оборудования (лифты, вентиляторы, насосы и т.д.).
Бытовые шумы создаются проживающими или находящимися в доме людьми. Громкий разговор, пение, игра на музыкальных инструментах, крики и плач детей и особенно работа телевизоров, радиоприемников, проигрывателей и магнитофонов являются причиной образования так называемого воздушного шума. При ходьбе, танцах и передвижениях мебели в ограждениях дома возникают звуковые колебания, которые передаются на конструкции перекрытий, стены и перегородки и распространяются по зданию на большое расстояние в виде структурного шума. Это происходит из-за очень малого затухания звуковой энергии в тех материалах, из которых обычно возводятся конструкции зданий.
Вентиляторы, насосы, лебедки лифтов и другое механическое оборудование зданий являются источниками как воздушного, так и структурного шума, возникающего в зданиях. Так, вентиляционные установки создают сильный водушный шум, который, если не приняты соответствующие меры, распространяется вместе с потоком воздуха по вентиляционным каналам и через вентиляционные решетки проникает в комнаты. Помимо этого вентиляторы, как и другое механическое оборудование, вследствие вибрации вызывают весьма интенсивные звуковые колебания в перекрытиях и стенах зданий. Эти колебания в виде структурного шума легко распространяются по конструкциям здания и излучаются в помещения, даже далеко расположенные от источников шума.
Особенно сильный шум может возникнуть в помещении, над которым установлены вентиляционные установки. Часто вентиляционные установки и насосы располагаются в подвальных помещениях. Это оборудование, если оно установлено без принятия соответствующих звукоизоляционных мер, вызывает в фундаментах колебания звуковой частоты, которые передаются стенам здания и распространяются по ним, создавая шум в квартирах.
Данные об эквивалентных уровнях звука различных бытовых шумов приведены в табл. 8.7, из которой видно, что уровни звукового давления различных источников шумов достигают весьма высоких значений.
Систематических данных о шумах, возникающих в результате работы лю-
дей и технологического оборудования в общественных и административных зданиях, в настоящее время еще нет. Что касается шумов, проникающих в помещения жилых и общественных зданий в результате работы санитар-но-технического и инженерного оборудования, то они в основном зависят от эффективности мероприятий по шу-моглушению.
В зависимости от вида шума принимают различные меры по его снижению при распространении.
К основным методам, используемым при ограничении распространения шума, относятся: соответствующая внешняя и внутренняя планировка, устройство надлежащей звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, звукопоглощение звуковой энергии вдоль путей ее распространения, надлежащий выбор оборудования, виброизоляция колебаний технического оборудования от сопрягающихся с ним ограждений или коммуникаций.
Рассмотрим подробнее средства, с помощью которых можно реализовать перечисленные методы шумоглушения.
Рационально решать планировку здания таким образом, чтобы все помещения, связанные с возникновением того или иного шума, были сосредоточены в одном месте и удалены от рабочих и жилых помещений. Так, в жилых и общественных зданиях котельные, машинные отделения лифтов, лифтовые шахты и мусоропроводы, насосные, помещения с вентиляторами, столовые, буфеты и т.д. не должны примыкать к жилым и рабочим помещениям.
Кухни, ванные и санузлы рекомендуется объединять в отдельные блоки, граничащие со стенами лестничных клеток или с такими же блоками соседних квартир.
Жилые комнаты многоэтажных жилых домов, общежитий и гостиниц, рабочие комнаты административных
зданий, палаты больниц и санаториев, классы и аудитории учебных заведений должны быть отделены от лестничных клеток вспомогательными помещениями (кухнями, ванными, коридорами и т.п.). Гимнастические залы, мастерские и другие шумные помещения в учебных заведениях не должны располагаться в непосредственной близости от классов, аудиторий и лабораторий.
Основным средством для защиты помещений жилых и общественных зданий от шума является надлежащая звукоизоляция ограждающих конструкций, которая должна обеспечивать соблюдение нормативных требований по звукоизоляции. Вопросы звукоизоляции ограждений изложены в п. 8.3.
Во многих помещениях общественных зданий целесообразно устройство звукопоглощающих облицовок, например в протяженных помещениях типа коридоров в школах, больницах, гостиницах, что предотвращает распространение шума вдоль них. Для снижения шума в машинописных бюро, счетных станциях, вычислительных центрах, административных помещениях, ресторанах, залах ожидания железнодорожных вокзалов и аэровокзалов, магазинах, столовых и т.д. необходимо предусматривать звукопоглощающие покрытия стен и потолков. Описание звукопоглощающих облицовок и рекомендации по их применению приведены в п. 8.3.
В большинстве систем вентиляции общественных зданий необходимо применение глушителей шума.
Конструкции глушителей могут иметь различные решения. Наиболее простые из них устроены в виде канала, облицованного внутри звукопоглощающим материалом. Кро,ме того, применяются пластинчатые, состоящие из ряда параллельных звукопоглощающих пластин, разделенных воздушными промежутками, сотовые, камерные и др.
Вибрации различных машин инженерного и санитарно-технического оборудования, передающиеся конструкциям, на которых оно установлено, или подходящим к нему коммуникациям, являются причиной возникновения структурного шума, распространяющегося по конструкциям здания или даже по фунту на большие расстояния и излучаемого в виде воздушного шума ограждениями в удаленных тихих помещениях.
Значительного ослабления этого шума можно добиться, принимая меры по предотвращению распространения структурного шума путем установки агрегатов на виброзвукоизоляторах, выполняемых, например, из пружинных или резиновых амортизаторов.
Необходимо также принимать меры по исключению жестких контактов виброзвукоизолиро-ванного агрегата с внешними коммуникациями. Для этого следует предусматривать резиновые вставки в трубопроводах, подходящих к насосным установкам, брезентовые или резиновые вставки в местах присоединения воздуховодов к вентилятору, компенсационные петли на проводах питания электродвигателей и др.
8.2. Нормирование шума и звукоизоляции ограждений
Степень шумозащищенности зданий в первую очередь определяется нормами допустимого шума для помещения данного назначения. Проникающие в помещения уровни шума от любых источников не должны превышать нормативных величин. Такие нормы устанавливаются в главах СНиП, стандартах или санитарных нормах.
Нормируемыми параметрами постоянного шума в расчетных точках являются уровни звукового давления L, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц. Для ориентировочных расчетов допускается использовать уровни звука La, дБА. Нормируемыми параметрами непостоянного шума в расчетных точках являются эквивалентные уровни звука La экв, дБА, и максимальные уровни звука La макс, дБА.
Допустимые уровни шума на рабочих местах в производственных и вспомогательных зданиях, на площадках промышленных предприятий, в помещениях общественных зданий следует принимать по табл. 8.8, а до-
пустимые уровни шума в помещениях общественных зданий и на территориях застройки — по табл. 8.9 с поправками по табл. 8.10.
Следует учитывать, что допустимые уровни шума от внешних источников в помещениях устанавливаются при условии обеспечения нормативной вентиляции помещений (для жилых помещений, палат, классов — при открытых форточках, фрамугах, узких створках окон).
Эквивалентные и максимальные уровни звука в дБА для шума, создаваемого средствами автомобильного, железнодорожного, авиационного транспорта, в 2 м от ограждающих конструкций первого эшелона шумо-защитных и шумозащищенных зданий гостиниц, общежитий и жилых зданий, обращенных в сторону магистральных улиц общегородского и районного значения, железных дорог, допускается принимать на 10 дБА выше (поправка Д = + 10 дБА) указанных в п. 9 и 10 табл. 8.9.
Для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, системами кондиционирования воздуха, воздушного отопления и вентиляции, допустимые уровни должны быть приняты на 5 дБ (дБА) ниже [поправка Д ■ -5 дБ (дБА) ] приведенных в табл. 8.9.
Для шума, создаваемого в помещениях и на территориях, прилегающих к зданиям, источниками авиационного шума (самолетами), допустимые максимальные уровни звука должны быть приняты на 5 дБА выше (поправка Д = +5 дБА) приведенных в табл. 8.9.
Поправки на место расположения объекта следует учитывать только для внешних источников шума в жилых комнатах квартир, спальных помещениях домов отдыха и пансионатов, спальных помещениях детских дошкольных учреждений и школ-интернатов, в домах-интернатах для престарелых и инвалидов, палатах больниц и спальных комнатах санаториев, жилых комнатах общежитий и номерах гостиниц, а также на территориях жилой застройки.
В жилых и общественных зданиях, где шумовой режим более или менее определяется назначением помещения, предъявляются требования к звукоизоляционным качествам ограждающих конструкций.
Изоляцией от воздушного шума называется ослабление звуковой энергии при передаче ее через ограждение. Ее выражают в виде разностей октавных или 1/3-октавных уровней звукового давления до и после прохождения ограждений с учетом звукопоглощения в изолируемом помещении.
Изоляцией от ударного шума называется способность перекрытий снижать шум в помещении под перекрытием, появляющийся под действием ударов (хождение, передвижение мебели и т.п.). Изоляцию от ударного шума выражают в виде октавных уровней звукового давления в помещении под перекрытием при его возбуждении стандартной ударной машиной.
Нормируемыми параметрами звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий, а также вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий являются индекс изоляции воздушного шума ограждающей конструкции Rw, дБ, и индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием Lnw, дБ.
Индекс изоляции воздушного шума Rw внутренней или наружной ограждающей конструкцией с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой изоляции воздушного шума следует определять следующим образом: на график с нормативной частотной характеристикой изоляции воздушного шума (рис. 8.5) нанести частотную характеристику изоляции воздушного шума ограждающей конструкцией и определить среднее неблагоприятное отклонение нанесенной частотной характеристики от нормативной частотной характеристики.
Индекс приведенного уровня ударного шума Lnw под перекрытием с известной (рассчитанной или измеренной) частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума следует определять следующим образом: на график с нормативной частотной характеристикой приведенного уровня ударного шума (рис. 8.6) нанести частотную характеристику приведенного уровня ударного шума под перекрытием и определить среднее неблагоприятное отклонение нанесенной частотной харак-
теристики приведенного уровня ударного шума от нормативной характеристики.
Неблагоприятными следует считать отклонения вверх от нормативной частотной характеристики. Среднее неблагоприятное отклонение принимают равным 1/16 суммы неблагоприятных отклонений. Если среднее неблагоприятное отклонение превышает 2 дБ, то нормативная кривая смещается вверх (на целое число децибел) так, чтобы среднее неблагоприятное отклонение от смещенной нормативной частотной характеристики приближалось к 2 дБ, но не превышало это значение. Тогда за индекс приведенного уровня ударного шума под перекрытием принимают ординату на частоте 500 Гц смещенной нормативной кривой приведенного уровня ударного шума. Нормативные индексы изоляции воздушного шума Л* внутренними ограждающими конструкциями и приведенного уровня ударного шума под перекрытиям!,. Lnw жилых и общественных зданий и сооружений промышленных предприятий приведены в табл. 8.11.
Наружные ограждающие конструкции оценивают по рассчитанной или измеренной частотной характеристике звукоизоляции с помощью индексов Rw, дБ, предварительно определив требуемую частотную характеристику изоляции воздушного шума и рассчитанный по ней индекс изоляции. Допускается оценка изоляции воздушного шума в дБА и при необходимости определение индекса изоляции воздушного шума Rw по величине изоляции воздушного шума в Ra дБА.
К нормируемым параметрам звукоизоляции ограждающих конструкций производственных зданий, а также
Примечание. Для жилых комнат общежитий следует принимать те же значения индексов изоляции воздушного шума ограждающими конструкциями и приведенного уровня ударного шума под перекрытиями, что и для ограждающих конструкций квартир в жилых домах.
ограждающих конструкций, отделяющих защищаемые от шума помещения от помещений с источниками шума, не перечисленным в табл. 8.11, относятся величины изоляции воздушного шума ЛТр, дБ, в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 и 8000 Гц, которые рассчитываются по формулам, приведенным в СНиП И-12-77 "Защита от шума".
8.3. Проектирование шумо-защиты и звукоизоляции
Защита от внешних городских шумов. Основным источником шума в населенных пунктах, оказывающим наибольшее воздействие на жиЛую застройку, является транспорт.
Транспортный шум в городах возник в связи с появлением в середине прошлого века железных дорог, а затем и автомобилей. Он особенно возрос за последние десятилетия. Города, планировка и застройка которых складывалась веками, оказались не приспособленными к движению по улицам большого количества транспортных средств, а жилая застройка оказалась не защищенной от транспортного шума. Возник транспортный кризис, который особенно обострился в связи с небывалым ростом численности автомобилей.
Решение проблем защиты от шума в городах при наличии автомобильного транспорта требует коренной реконструкции улично-дорожной сети и изменения сложившихся принципов застройки кварталов.
Для защиты от внешних источников шума в городах используют следующие основные методы:
в источнике шума — инженерно-технические и организационно-административные;
по пути распространения шума в городской среде от источника до защищаемого объекта — градостроительные и строительно-акустические;
в объекте шумозащиты — конструктивно-строительные (повышение звукоизолирующих качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений) и планировочные.
Защита застройки от шума — сложная проблема, которую нужно решать архитектурными средствами путем проведения комплекса градостроительных и строительно-акустических мероприятий. При разработке технико-экономического обоснования, генерального плана города, детальной планировки его районов, а также проектов застройки жилых микрорайонов необходимо в первую очередь предусматривать градостроительные меры снижения шума в застройке. Это позволит в некоторых случаях обойтись без специальных строительно-акустических мероприятий по защите от шума или же снизить затраты на их проведение.
К наиболее эффективным строительно-акустическим средствам снижения шума относятся экраны, шумоза-щитные здания и шумозащитные окна.
Градостроительные методы и средства защиты от шума. Значительное снижение шума в жилой застройке может быть обеспечено строгим соблюдением требований строительных норм и правил по планировке и застройке городов и других населенных пунктов. Прежде всего необходимо предусматривать четкое функциональное зонирование территории с отделением селитебных, лечебных и ре-креакционных зон от промышленных и коммунально-складских зон и основных транспортных коммуникаций. Расстояния от границ промышленных предприятий, являющихся источниками внешнего шума, до жилых зданий, общежитий, гостиниц, детских дошкольных учреждений, школ-интернатов, больниц, санаториев, домов отдыха, пансионатов не должны быть менее указанных в табл. 8.12.
Новые аэропорты и аэродромы необходимо размещать за пределами городов и других населенных пунктов. Наименьшее расстояние от границ аэродрома до границ селитебной территории следует принимать в зависимости от класса аэродрома, расположения взлетно-посадочных полос и трасс полета относительно населенного пункта по табл. 8.13.
Возможность уменьшения разрывов между аэродромом и селитебной территорий по сравнению с указанными в табл. 8.13 при условии проведения специальных организационно-технических мероприятий (сокращение ночных операций, специальные приемы пилотирования и др.), а также применения шумозащитных жилых
Расстояние от границ территории морских и речных портов до границ участков жилой застройки при отсутствии специальных средств шумоглу-шения должно быть не менее 100 м для пассажирского района порта и не менее 300 м для грузового района порта.
Расстояние от новых железнодорожных линий и станций при новом строительстве до границ участков жилой застройки без применения специальных средств шумоглушения должно быть не менее 200 м для железнодорожных линий I и II категорий, не менее 150 м для железнодорожных линий III и IY категорий и не менее 100 м для станционных путей, считая от оси крайнего железнодорожного пути.
Расстояние От автомобильных дорог I и II категорий до границ участков жилой застройки при отсутствии специальных средств шумоглушения должно быть не менее 200 м, а от автомобильных дорог III и IY категорий — не менее 100 м.
Расстояние от автомобильных дорог I и II категорий до границ зе-
мельных участков санаторно-курортных учреждений, больниц и домов отдыха при отсутствии специальных средств шумоглушения должно быть не менее 500 м, а от автомобильных дорог III и IY категорий — не менее 250 м.
Целесообразно предусматривать совмещение трасс железных и автомобильных дорог. Улицы и дороги должны быть строго дифференцированы по назначению, скорости движения и составу транспортного потока с выделением основного объема грузового движения на специализированные магистрали. Территории жилых районов и зон отдыха не должны пересекаться скоростными дорогами и дорогами грузового движения. Скоростные дороги на этих территориях при соответствующем обосновании допускается размещать в выемках, тоннелях и на эстакадах. Последние должны быть оборудованы шумозащитными экранами или глухими ограждениями.
При проектировании сети улиц и дорог следует предусматривать максимально возможное укрупнение межмагистральных территорий, уменьшение числа перекрестков и других транспортных узлов, замену их Т-образными примыканиями, устройство плавных криволинейных сопряжений улиц. При отсутствии специальных средств шумоглушения жилая застройка должна располагаться на расстоянии не менее 150 м от края проезжей части скоростных дорог и дорог грузового движения, не менее 125 м от магистральных улиц общегородского значения, не менее 75 м от магистральных улиц районного значения и не менее 25 м от жилых улиц. Жилые улицы целесообразно проектировать тупиковыми, предусматривая в конце каждого тупика круглые площадки для разворота автомобилей. Трассировка проездов должна обеспечивать связь жилых и общественных зданий с улицами и не допускать сквозного проезда автомо-
Функциональное зонирование селитебной территории должно предусматривать размещение предприятий торговли, общественного питания, бытового обслуживания, учреждений коммунального хозяйства, организаций и учреждений управления, финансирования и предприятий связи в зоне, примыкающей к источникам шума (рис. 8.7). Жилую застройку, детские ясли-сады, учреждения здравоохранения, дома-интернаты для престарелых необходимо размещать в зоне, наиболее удаленной от источников шума.
При разноэтажной застройке следует соблюдать принцип постепенного наращивания этажности жилых домов в глубину межмагистральной территории. Здания торгово-общественных центров и блоков обслуживания, размещаемые на границе микрорайонов вдоль транспортных магистралей, целесообразно объединять в единые протяженные комплексы. Такое решение позволяет использовать комплексы учреждений первичного, повседневного и
периодического обслуживания в качестве эффективных шумозащитных экранов и одновременно значительно расширяет сферу их действия, делая удобными для попутного пользования при движении населения на работу и с работы (рис. 8.8).
Помещения административных, общественных и культурно-просветительных учреждений с повышенными требованиями к акустическому комфорту — конференц-залы, читальные залы, зрительные залы театров, кинотеатров, клубов и т.п. — следует размещать на противоположной от источников шума стороне зданий, отделяя их коридорами, фойе, залами кафе и буфетов, подсобными помещениями.
При необходимости размещения жилой застройки на границе микрорайонов вдоль транспортных магистралей следует располагать специальные
шумоэащитные жилые здания. Для обеспечения акустического комфорта на территории микрорайонов желательно применять композиционные приемы группировки жилых зданий, основанные на создании замкнутого пространства. Не рекомендуется применение приемов группировки жилых зданий с раскрытием пространства микрорайона в сторону источников шума. Например, постановка жилых зданий торцами к магистральной улице значительно расширяет зону акустического дискомфорта.
В качестве дополнительного средства защиты от шума малоэтажной жилой застройки, площадок отдыха микрорайонов и групп жилых домов, площадок детских дошкольных учреж-
дении и участков школ следует предусматривать формирование вблизи источников шума специальных шумо-защитных полос зеленых насаждений. Чтобы такие полосы обладали заметной эффективностью, кроны деревьев должны плотно примыкать друг к другу; пространство под кронами рекомендуется заполнять зеленой массой кустарников. Ширина полос должна быть не менее 10 м. Некоторое повышение шумозащитной эффективности достигается при расчленении полосы в продольном направлении на несколько частей с просветами между ними шириной 3—4 м.
В качестве зеленых насаждений следует использовать породы быстрорастущих крупноразмерных деревьев с